HU183810B - Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants - Google Patents
Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants Download PDFInfo
- Publication number
- HU183810B HU183810B HU82327A HU32782A HU183810B HU 183810 B HU183810 B HU 183810B HU 82327 A HU82327 A HU 82327A HU 32782 A HU32782 A HU 32782A HU 183810 B HU183810 B HU 183810B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- plant
- gas
- plants
- sampler
- physiological processes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 title claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 33
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 abstract 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 49
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 3
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;molecular oxygen Chemical compound O=O.O=C=O UBAZGMLMVVQSCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005298 paramagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
- G01N33/4977—Metabolic gas from microbes, cell cultures or plant tissues
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
A találmány arra a célra szolgáló eljárás és elrendezés, hogy a növényekben külső vagy belső hatásokra létrejövő mindennemű változást durva beavatkozás nélkül, a növény természetes környezetét nem megváltoztatva tudjuk érzékelni. Ugyanakkor alkalmas arra is,hogy a növény környezetében létrejövő változások mérése révén következtessen a növényekben lejátszódó élettani folyamatokra.The present invention is directed to a method and arrangement for detecting any change in the plant to external or internal influences without any gross intervention, without altering the natural environment of the plant. At the same time, it is also suitable for inferring physiological processes in plants by measuring changes in the plant environment.
A különböző élettani folyamatok műszeres vizsgálatára napjainkban több módszer ismert. Mindenekelőtt a fotoszintézis, ill. légzés tanulmányozására alkalmas olyan vizsgálatokat kell említeni, amelyek a növényeket körülvevő zárt térben vagy esetleg a levél felületén a levegő széndioxid (oxigén, nitrogén) koncentrációját mérik különböző detektorok segítségével. Ide sorolhatjuk a biopotenciálmérést is, amely a növény két különböző pontja vagy esetleg csak a talaj és valamelyik növényi rész közötti potenciálkülönbséget méri.Several methods are known today for the instrumental examination of different physiological processes. Above all, photosynthesis and Breathing studies which measure the concentration of carbon dioxide (oxygen, nitrogen) in the air in the enclosed space around the plants or possibly on the leaf surface by means of various detectors should be mentioned. This also includes biopotential measurement, which measures the potential difference between two different points on the plant, or perhaps just the soil and a part of the plant.
Ezeknek a módszereknek több hátránya van. Az első esetben a növény környezetét izolálni kell. Az egész növényt, vagy annak egy részét lehatároló térben a gázkoncentrációk változásaiból nem lehet minden esetben egyértelműen következtetni a növény belsejében végbemenő folyamatokra. A mért gázkoncentrációk átlagértékek, gyors változások követése lehetetlen. A zárt térben felgyülemlő gázok a növény életműködésére is visszahatnak, így az eredmény irreális. A biopotenciál mérésénél pedig nem kellően ismert a potenciál változás oka.These methods have several disadvantages. In the first case, the environment of the plant should be isolated. Changes in gas concentrations in the space defining all or part of the plant do not always allow a clear conclusion to be made about the processes occurring inside the plant. The measured gas concentrations are average values, it is impossible to follow rapid changes. Gases that accumulate in a confined space can also affect the life of the plant, making the result unrealistic. In the case of biopotential measurements, the cause of the potential change is not sufficiently known.
A találmány szerinti eljárás az ismert módszerekhez hasonlóan ugyan alkalmas a növény környezetében bekövetkező változások mérésére is, de abban alapvetően különbözik az előzőektől, hogy közvetlenül a növényben lévő — akár gáz halmazállapotú, akár testnedvekben, szövetekben oldott gázok (pl. oxigén, széndioxid, nitrogén stb.) koncentrációjának a nagyságát is mérni tudja.The method according to the invention, similarly to the known methods, is suitable for measuring changes in the plant environment, but it differs fundamentally from the fact that gases directly present in the plant, whether in gaseous or dissolved in body fluids (eg oxygen, carbon dioxide, nitrogen, etc.). .) concentration can also be measured.
A találmány szerinti eljárás alkalmazza azt a felismerést, hogy a növény anyagcseréjében résztvevő (felhasznált és termelt) anyagok a növény élettani tulajdonságaival, az aktuális élettani folyamatokkal vannak szoros okozati összefüggésben. Az anyagcserében résztvevő anyagok mérésével az élettani tulajdonságok mennyiségi és minőségi jellemzésére van lehetőségünk. Ezen anyagok közül a gázneműek — különösen fontos az O2 és CO2 — gázelemzővel (tömegspektrométer, infravörös abszorpciós, paramágneses stb.) meghatározhatók. A találmányi eljárás alapvetően abban különbözik az ismert eljárásoktól, hogy nem a növényt körülvevő zárt gáztérben méri az élettani jelentőséggel bíró gázokat, hanem a növény belsejében érzékelhető tényleges viszonyokat méri. A gázérzékelőt, illetve a gázérzékelőhöz kapcsolt mintavevőt eljárásunk szerint be kell építeni a növénybe. Ez okozhat stresszhatást a növény életében, azonban ez a hatás hamar elmúlik, a mintavevőt a növényi sejtek körbenövik és visszaáll a növény normális élettani állapota, de a gázérzékelő közvetlen kapcsolatban marad a növény gázháztartásával. A környezet változásai az érzékelőben nem okozhatnak gázkoncentráció változást, csak kizárólag a növény élettani folyamatain keresztül.The process of the invention utilizes the recognition that the substances used (produced and produced) in the metabolism of the plant are closely related to the physiological properties of the plant and the actual physiological processes. By measuring the substances involved in metabolism, it is possible to quantitatively and qualitatively characterize physiological properties. Among these substances, the gaseous constituents - particularly important O2 and CO2 - can be determined by a gas analyzer (mass spectrometer, infrared absorption, paramagnetic, etc.). The method of the invention differs fundamentally from the known methods in that it does not measure physiologically relevant gases in the enclosed gas space surrounding the plant, but measures the actual conditions within the plant. The gas detector and the probe connected to the gas detector shall be incorporated into the plant according to our procedure. This can cause stress in the life of the plant, but this effect disappears quickly, the sampler is surrounded by plant cells and the plant's normal physiological state is restored, but the gas sensor remains in direct contact with the plant's gas balance. Environmental changes in the sensor should not cause a change in gas concentration, only through the physiological processes of the plant.
A tömegspektrométerek rendkívül kis mennyiségű (10 3 bar xcm3 vagy annál kevesebb) gázminta összetételét is meg tudják határozni. A találmány szerinti eljárásban időegység alatt nagyon kis mennyiségű gázt (< 10 3 bar x Xcm3/s) áteresztő mintavevőt helyezünk a növénybe úgy, hogy a mintavevő gázáteresztő része csak a növénnyel érintkezzen. Ezt úgy érjük el, hogy a mintavevőnek ezen végét a növény valamely részének (szár, levél stb.) belsejébe dugjuk, s a behatolás helyét gázzáróan tömítjük (pl. egy idő múl va a növényi sejtek körülnövik a mintavevőt és így valósul meg a tömítés vagy tömítő anyaggal zárjuk el a külső levegő útját). A mintavevő lehet cső vagy általában gáz áramoltatására alkalmas vezeték, amelynek a növénybe merülő részén porózus anyagot vagy kis nyílás(oka)t alakítunk ki, és ezt csupaszon vagy még előnyösebben féligáteresztő membránnal (gumi, szilikongumi, PVC, polietilén, teflon stb.) bevonva juttatjuk a növénybe. A mintavevőt tömegspektrométerhez csatoljuk. A tömegspektrométer analizátora ismert módon nagy vákuum térben üzemel. A növénytől a mintavevőn át állandóan kis gázmennyiség áramlik a tömegspektrométerbe, ez a kis mennyiség nem zavarja meg a növény anyagcseréjét. így a növény felépítésétől és a mintavevő elhelyezkedésétől függően a növény üreges részeiben levő szabad gázból vagy a testnedvekben, szögetekben oldott gázokból állandóan mintát vehetünk, a növény időbeli viselkedését nyomon követhetjük. A mintavétel és a gázelemző másodpercnyi rövidséggel lezajló folyamatok megfigyelését is lehetővé teszi, tehát nemcsak érzékeny, hanem igen gyors is.Mass spectrometers can also determine the composition of extremely small amounts of gas (10 3 bar x cm 3 or less). In the process of the present invention, a very small amount of gas-permeable sampler (<10 3 bar x X cm 3 / s) per unit time is introduced so that the gas-permeable portion of the sampler is only in contact with the plant. This is achieved by inserting this end of the sampler inside a part of the plant (stem, leaf, etc.) and sealing the point of penetration in a gas-tight manner (e.g., over time, the plant cells surround the sampler to form a seal or seal). block the air from the outside). The sampler may be a tube or generally a gas conduit having porous material or small opening (s) formed in the submerged portion of the plant and coated with a bare or more preferably semipermeable membrane (rubber, silicone rubber, PVC, polyethylene, Teflon, etc.). into the plant. The sampler is attached to a mass spectrometer. The mass spectrometer analyzer operates in a known high vacuum environment. There is a constant flow of gas from the plant through the sampler to the mass spectrometer, which does not interfere with the metabolism of the plant. Thus, depending on the structure of the plant and the location of the sampler, free gas in the hollow parts of the plant or gases dissolved in body fluids and at angles can be continuously sampled and the behavior of the plant over time monitored. Sampling and gas analyzer also allow monitoring of processes in seconds, so they are not only sensitive but also very fast.
A találmányi eljárás a következőkben foglalható össze:The process of the invention can be summarized as follows:
A vizsgált növény vagy növényi rész belsejébe vagy felületére gázzáróan gázérzékelőt vagy gázérzékelőhöz csatlakozó gázmintavevőt helyezünk. A mintavevő gázfelvétele kicsiny (< 10 3 bar x cm3 /s), a növény gázháztartását nem zavarja. A növényt vagy növényi részt a vizsgálat jellegétől függően természetes életkörülmények között tártjuk, illetve te tszőleges mechanikai, fizikai, kémiai és biológiai hatásoknak vagy a hatások tetszőleges kombinációjának tesszük ki. A gázérzékelővel folyamatosan vagy szakaszosan meghatározzuk a növényben szabad állapotban vagy testnedvekben, szövetekben oldott gázok tetszőleges számú komponensének minőségét és mennyiségét. A hatások következtében létrekövő élettani folyamatokat és/vagy magukat a környezeti hatásokat a mért gázkoncentrációk alapj án értékeljük.A gas detector or gas sampler connected to a gas detector is placed gas-tight inside or on the surface of the test plant or plant part. The gas uptake of the sampler is low (<10 3 bar x cm 3 / s) and does not disturb the gas balance of the plant. Depending on the nature of the test, the plant or plant part is exposed to natural conditions or subjected to any mechanical, physical, chemical and biological effects or any combination of these effects. The gas detector continuously or intermittently determines the quality and quantity of any number of components dissolved in the plant in the open or in body fluids, tissues. The resulting physiological processes and / or the environmental effects themselves are evaluated on the basis of the gas concentrations measured.
Az eljárástmegvalósító elrendezésben a növénybe vezetjük be a gázmintavevőt, amelynek másik vége a tömegspektrométerhez csatlakozik.In an embodiment of the method, a gas sampler is introduced into the plant, the other end of which is connected to the mass spectrometer.
Az eljárás lehetőséget ad növényekben lejátszódó gyors és hosszú idejű élettani folyamatok nyomonkövetésére egyaránt. A közvetlen mérési mód előnye, hogy segítségével a növényben bármely gáz folyamatos , ,in vivő” gyors mérésé re nyílik lehetőség. Az eddigi eljárásoktól eltérően úgy határozható meg a növényben lévő gázok koncentrációja, hogy a mért értékek a környezeti hatásoktól közvetlenül ne^ függjenek, csak a növény élettani folyamatai következtében változzanak. Ezáltal kiválóan alkalmas növényélettani vizsgálatokra és a növény életét befolyásoló tényezők vizsgálatára is. Kimutathatóvá válik vele a növényben előidézett olyan stresszhatás is, amelynek a környezetre nézve gyakorlatilag nincs következménye és így az eddigi eljárásokkal nem volt felfedezhető.The procedure provides an opportunity to monitor both fast and long-lasting physiological processes in plants. The advantage of direct measurement is that it allows continuous, in vivo, rapid measurement of any gas in the plant. Unlike previous methods, the concentration of gases in a plant can be determined in such a way that the measured values do not depend directly on the environmental effects, but only due to the physiological processes of the plant. This makes it ideal for plant physiological studies and for examining factors influencing plant life. It also makes it possible to detect stress in the plant, which has virtually no environmental impact and thus could not be detected by previous procedures.
A találmány szerinti eljárással vizsgálható az élettani folyamatok különbözősége egy növény vagy növényfajta különböző részeiben. Különösen előnyös az eljárás alkalmazása permetező szerek, általában vegyszerek, ill. hormon hatá sú bioaktív anyagok hatásának vizsgálatánál és minősítésénél . Az eljárás gyors vizsgálatot és objektív ítéletet tesz lehetővé.The method of the present invention can be used to test for differences in physiological processes in different parts of a plant or plant variety. Particularly preferred is the use of a process for the application of sprays, generally chemicals, or. testing and qualification of the effects of hormone-active bioactive substances. The procedure allows for a quick examination and an objective judgment.
Claims (2)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU82327A HU183810B (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants |
| DE19833303310 DE3303310A1 (en) | 1982-02-03 | 1983-02-01 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR OBSERVING THE BIOLOGICAL PROCESSES IN PLANTS |
| GB08302862A GB2115927B (en) | 1982-02-03 | 1983-02-02 | Process and arrangement for the observation of the biological processes taking place in plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU82327A HU183810B (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU183810B true HU183810B (en) | 1984-06-28 |
Family
ID=10949105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU82327A HU183810B (en) | 1982-02-03 | 1982-02-03 | Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3303310A1 (en) |
| GB (1) | GB2115927B (en) |
| HU (1) | HU183810B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232281C1 (en) * | 1992-09-26 | 1994-03-31 | Meinhard Prof Dr Knoll | Determining substance concn. in environment - by measuring effects on plants, to determine pollutant concn. or optimal plant culture conditions |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DD207578A1 (en) * | 1982-05-07 | 1984-03-07 | Schoenborn Hans Juergen | INCUBATION KUVETTE FOR CHANGING THE FLUID OF PLANTS |
-
1982
- 1982-02-03 HU HU82327A patent/HU183810B/en not_active IP Right Cessation
-
1983
- 1983-02-01 DE DE19833303310 patent/DE3303310A1/en not_active Withdrawn
- 1983-02-02 GB GB08302862A patent/GB2115927B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3303310A1 (en) | 1983-08-11 |
| GB8302862D0 (en) | 1983-03-09 |
| GB2115927A (en) | 1983-09-14 |
| GB2115927B (en) | 1985-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2277945C (en) | Stable isotope measurement method and apparatus by spectroscopy | |
| US3830630A (en) | Apparatus and method for alcoholic breath and other gas analysis | |
| US4221567A (en) | Sampling and determination of diffusible chemical substances | |
| US5042501A (en) | Apparatus and method for analysis of expired breath | |
| US3824157A (en) | Method of equilibrating and calibrating a partial pressure gas sensor | |
| CN100481309C (en) | Method and device for evaluating state of organism and natural products and for analysing gaseous mixture comprising main constituents and secondary constituents | |
| WO2008060165A1 (en) | Improvements in or relating to breath collection methods and apparatus | |
| ATE421283T1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE QUANTITY OF GAS INJECTION IN ISOTOPENE GAS ANALYSIS AND ISOTOPENE GAS ANALYZING AND MEASURING METHOD AND DEVICE | |
| US6216526B1 (en) | Gas sampler for molten metal and method | |
| HU183810B (en) | Method and arrangement for tracing the physiological processes in plants | |
| US4264328A (en) | Method for recording measured values in an automatically performed blood gas analysis | |
| CN109490466B (en) | Zero drift digital compensation method and erythrocyte life measuring method | |
| JPH10197443A (en) | Spectroscopic method and instrument for measuring isotope gas | |
| Scrimgeour et al. | Automated measurement of 13C enrichment in carbon dioxide derived from submicromole quantities of L‐(1‐13C)‐leucine | |
| US4081247A (en) | Method and apparatus for the chemiluminescent detection of HCl | |
| US4100790A (en) | Electronic orsat for gas analysis | |
| EP1390743B1 (en) | Sulfuryl fluoride fumigation process | |
| Fouletier et al. | Calibration of a highly sensitive oxygen analyzer for biological applications using an oxygen pump | |
| Commins | Measurement of carbon monoxide in the blood: review of available methods | |
| US3867097A (en) | Measurement of carbon dioxide | |
| US2849291A (en) | Colorimetric procedure for the quantitative measurement of atmospheric ozone | |
| Deno et al. | A dryer for rapid response on-line expired gas measurements | |
| Zhang et al. | Assessing the performance of full-scale environmental chambers using an independently measured emission source | |
| Mouradian et al. | Effect of oxygen content on calibration of portable VOC instruments | |
| Theilacker | Oxygen monitoring cells at Fermilab |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |