海水采样与收集

摘要

本视频记录了采集近海海水样品并对其进行处理的方法，以用于多种后续应用，包括生物量浓缩、核酸纯化、细胞丰度、营养盐和痕量气体分析。

摘要

本视频记录了采集近海海水样品并进行后续多种分析处理的方法，包括生物量浓缩、核酸纯化、细胞丰度测定、营养盐及痕量气体分析等。本次演示的样品采自位于萨尼奇湾运行的 HMS John Strickland 号甲板。采样使用配备多功能绞车和缆线系统的 A 型架吊机，结合 Niskin 或 Go-Flo 水样采集瓶进行。同时利用电导率、温度和深度（CTD）传感器对底层水体进行监测。为尽量减少气体逸出，优先采集痕量气体样品，随后测定营养盐、水体化学参数和细胞数量。最后采集用于生物量过滤的水样。单次采样作业的设备架设与采集时间约为 1.5 小时，最大采样深度为 215 米。因此，完成本视频所述系列采样通常需要总计约 6 小时。

方案

第1部分：水样采集

1. 为每次采样投掷分配相应的深度。
2. 确定当前投掷需要采样的深度以及需采集的总水量。
3. 确保 Go-Flo 瓶和 Niskin 瓶处于打开状态，且其阀门和出水口处于关闭状态。
4. 将 CTD 安装在绳索底部并下放至水中。
5. 在 CTD 之后，将用于最深采样深度的瓶子安装到绳索上；确保绳索正确安装在支架内，并拧紧螺丝。
6. 在下放前，为每个瓶子（最深的那个除外）安装触发器（messenger）。
7. 将绳索下放到第一个深度与下一个深度之间的距离，然后安装另一个瓶子。需要注意的是，对于需要收集 20 L 水样用于过滤的深度，应连续安装两个 12 L 的瓶子，间隔约 0.75 m。
8. 当所有瓶子都安装到绳索上后，将绳索下放到目标深度，并等待 2 分钟。
9. 释放一个触发器（messenger），并等待几分钟，以确保所有瓶子均已关闭。
10. 收回绳索，并在瓶子升至甲板架时依次卸下。
11. 对于需要 20 L 水样用于 DNA 和 RNA 分析的深度，采集两个 Niskin 瓶。其中一个瓶子用于采集化学参数样品（见下文），另一个则排入大容量容器（carboy）中。立即从第二个 Niskin 瓶中采集 RNA 样品。第一个瓶子的剩余水样也排入该容器中，以获得约 20 L 的最终体积。对于低分辨率样品，仅需预留 1 L 水样，用无菌 Nalgene 瓶进行过滤。

第二部分：气体样品采集

1. 如果需要采集氧气样品，则应首先进行采集。
2. 将一段细管连接到Niskin/Go-Flo采水器的旋塞上，细管的另一端插入玻璃血清瓶中。
3. 用待测水样冲洗血清瓶3次，然后将瓶子完全充满，确保无气泡存在。
4. 加入50μl氯化汞（HgCl₂），加样方式应避免向样品中引入气泡。
5. 用橡胶塞密封瓶子后，再用铝盖压紧封口，随后将样品瓶置于装有冰的冷藏箱中保存。

第3部分：营养样品采集

1. 60毫升注射器用样品水冲洗，再加入(0.2 μm) 将acrodisc串联连接，并推动部分水通过该装置。
2. 用约10 ml过滤水将聚乙烯瓶冲洗3次（冲洗时振荡瓶子）。
3. 过滤后的样品水被加入到瓶子中，约 ¾ 完整。
4. 样品在冷藏箱中置于冰上保存。

第4部分：氨气样品采集

1. 用样品水冲洗样品管。
2. 用样品水将样品管完全充满。
3. 使用10ml移液器取出5ml样品水；弃去管中剩余的水，将移液器吸头中的5ml样品水重新注入样品管中。
4. 当所有深度的样品采集完毕后，向每支试管中加入7.5ml铵工作试剂。

第5部分：细胞计数的样品采集

1. 将一个预先标记的50 ml Falcon离心管（内含5.4 ml 37%甲醛）加液至管顶，使终浓度为4%。操作时注意避免溢出。

第6部分：用于硫化氢测量的样品采集

1. 将预标记的 50 ml Falcon 管中装满 20% 的乙酸锌（Zn(O₂CCH₃)₂），注意不要洒出。

第7部分：小体积收集用于生物量浓度测定

1. 将1升的瓶子装满至瓶口。

第8部分：用于生物量浓缩的大体积收集

1. 装满20升大瓶。

第9部分：代表性结果

海水采样的最终结果包括约12个溶解氧样品、32至48个气体样品、16个营养盐样品、32个铵根样品、16个硫化氢样品、16个用于细胞计数的样品、6个20升大瓶、16个1升瓶，以及4个含有用RNA later保存的微生物生物量的Sterivex 0.22μm滤器。

讨论

总体而言，此类采样需要大量的准备工作和规划，因此请在出发前预留两天时间整理物品，返回后预留一天时间进行清理。一般情况下，切勿让盐水接触蠕动泵或用于运输野外设备的铝制Zarges箱。妥善使用设备，它们将在未来长时间内保持良好性能。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
20 L 塑料大瓶		Fisher Scientific	02-960-15
3/8" Tygon 管		Cole-Parmer	06429-36
Sterivex 滤器		Fisher Scientific	SVG010RS
预过滤器外壳装置		AMD	501200
Luer 接头		Cole-Parmer	31507-27
1/4" Tygon 软管		Cole-Parmer	06429-24
1/4" Tygon 软管		Cole-Parmer	06429-24
1/4" Tygon 软管		Cole-Parmer	06429-24
50 ml 塑料离心管
玻璃血清瓶				玻璃样品采集
玻璃血清瓶用隔垫和铝盖
手动压盖器
20–200 µl 移液器及吸头
玻璃试管				铵样品采集
30 ml 塑料瓶				营养盐样品采集
Acrodisc 滤器		EMD Millipore
5 ml 离心管				亚硝酸盐样品采集
37% 甲醛	试剂			用于细胞计数样品
20% 乙酸锌	试剂			用于硫化物样品
氯化汞	试剂			用于气体样品
milliQ 水	试剂
铵工作试剂	试剂			硼酸缓冲液、亚硫酸钠、邻苯二甲醛
磺胺酸	试剂			5 g 溶于 450 ml 水和 50 ml 盐酸
N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐溶液	试剂			0.5 g 溶于 500 ml 水