Этот метод предоставляет исследователям новый способ подготовки корней водных растений, окружающей ризосферы и объемной почвы для методов элементной визуализации. Основным преимуществом этого метода является то, что он относительно быстрый и доступный, а также точно сохраняет распределение и видообразование интересующих элементов. Этот метод может быть использован для ответа на вопросы, касающиеся многих элементов и систем растений от питательных веществ в сельскохозяйственных системах до судьбы и переноса загрязняющих веществ в системах сковывания.
Обязательно работайте быстро, а также помните о желаемой области или областях корневой системы для отбора проб. И возьмите несколько образцов на корневую систему. Чтобы подготовить оборудование для замораживания шлема к эксперименту, поместите два, пять на пять на 15 сантиметров медных блоков горизонтально в чистый охладитель, способный удерживать жидкий азот.
И, надев соответствующие СИЗ, налейте достаточно жидкого азота в охладитель, чтобы погрузить блоки. Как только пузырьки утихают, поместите по одной прокладке на каждый конец одного медного блока. Затем, используя щипцы и криогенные перчатки, поставьте другой медный блог на его конце, чтобы облегчить извлечение, когда образец находится на месте.
Чтобы собрать образец, либо используйте горшечное растение, либо используйте лопату, чтобы начать извлечение нужного растения и ризосферы из влажной почвы, заботясь о том, чтобы вырытая яма была намного больше желаемого объема корня. Используйте стальное лезвие, чтобы срезать любую лишнюю почву, заботясь о том, чтобы не потревожить почву в пределах желаемой области. Когда нужные участки достигнут, вырежьте примерно три на три на два сантиметра корневой куб, и сразу же поместьте куб между двумя распорками на горизонтальный медный блок.
Для заморозки образца использовали криогенные перчатки, чтобы поместить вертикальный медный блок на распорки примерно на пять минут. Когда пузырьки стихнут, перенесите образец замороженного куба ризосферы в кусок предварительно маркированного квадрата алюминиевой фольги. Чтобы сублимировать кубики почвы, когда сублимационная сушилка достигнет надлежащего вакуумного давления и температуры, поместите один замороженный образец куба ризосферы для чистой и кислотной промытой 50-миллилитровой трубки или непосредственно в сублимационную сушилку и используйте чистую одноразовую салфетку, чтобы предотвратить попадание пыли в вакуумный насос.
Поместите образцы в сосуд сублимационной сушилки по крайней мере на несколько дней до высыхания. Когда ткани были сублимированы, используйте стальное лезвие для высушивания кубиков почвы до соответствующего размера для анализа, прежде чем помещать кубики в меченые формы внутри вакуумного адсорбатора. После приготовления эпоксидной смолы в соответствии с инструкциями производителя используйте капельницу, чтобы медленно добавлять эпоксидную смолу в форму на одной стороне почвы, пока эпоксидная смола полностью не покроет образец.
Почва будет темнеть по цвету, так как эпоксидная смола смачивает почву. Как только формы будут заполнены эпоксидной смолой, закройте адсорбатор и включите вакуум. Проверяйте уровень эпоксидной смолы каждые 30-90 минут в течение первых одного-четырех часов, добавляя дополнительную эпоксидную смолу при необходимости.
Как только эпоксидная смола затвердеет, извлеките образец. После встраивания используйте прецизионную влажную пилу с алмазным лезвием для резки образца. Обрежьте образец в другом направлении, если в предыдущем срезе не получены корни.
После обрезки вручную отшлифуя разрезанную сторону каждого образца постепенно более мелкой наждачной пастой в течение 30 секунд на размер песка. На этом рисунке несколько диаметров корней можно наблюдать в почвенной матрице в виде поперечных срезов. Корни могут демонстрировать различные уровни качества.
Например, на этом изображении можно наблюдать хорошо сохранившийся корень, корень, искаженный процессом сублимационной сушки, и корень, который был вытащен в процессе тонкого сечения. Анализ этого поперечного сечения корня с боковым корнем в продольном сечении с помощью синхротронной рентгеновской флуоресцентной визуализации, как показано, позволяет обнаружить железо, марганец и мышьяк. Присутствие железа в почве и вокруг корня в железной бляшке также видно на изображениях световой микрофотографии.
Марганец уникально присутствует в коре бокового корня, но также совместно локализуется с железом в некоторых областях железа в виде зелено-синего оттенка. Мышьяк в основном находится в сосудистой основе латерального корня, сливающегося в сосудистую часть первичного корня. Химическая визуализация видообразования показывает изменчивость локализации видов мышьяка.
Как наблюдалось на этом трехцветном графике, арсенит и арсенит глутатион тесно связаны в сосудистой области, в то время как арсенат в основном локализуется внутри внешней стороны корня, связанного с железной бляшкой. Перед сбором образцов определите желаемую часть корневой системы для элементной визуализации. Это будет диктовать ориентацию расположения удаленного корневого ключа.
Следуя этому протоколу, образцы могут быть визуанированы в микроновом масштабе или более грубыми с использованием различных методов, в зависимости от конкретных вопросов исследования, элементов интереса или доступных приборов.
