悬浮微生物的呼吸作用

发布日期：2025-11-14 来源：点击：

悬浮微生物的呼吸作用

微孔板呼吸测定系统在为一系列不同的小生物体（例如水蚤、斑马鱼胚胎、海洋无脊椎动物幼虫等）提供高通量耗氧量测量方面已经拥有长期且经过充分验证的记录。

在本应用纪要中，我们演示了微孔板系统如何也适用于悬浮微生物的高通量呼吸测量，在以硫氧化酸硫杆菌为主的腐蚀样品中。

硫氧化原虫在低pH值下氧化硫化物会导致硫酸的产生，这对混凝土腐蚀来说是非常成问题的。

H2S+2O2→H2所以4（硫酸）

由于硫化物氧化是由O驱动的2减少和消耗，这个过程可以通过跟踪O的变化来研究2随着时间的推移，使用微孔板呼吸测定系统。

该设置和演示的目的是使用微孔板呼吸测定系统研究亚硝酸盐在低pH值（~2）下对混凝土腐蚀材料样品中硫化物氧化的抑制作用。

方法

腐蚀的混凝土材料因暴露于微生物引起的腐蚀（预计以硫氧单杆菌为主）而软化并结构变质，与水、硫酸、硫化物和不同浓度的亚硝酸盐（NaNO2).将样品涡旋以混合样品并充气，然后用1,700μL孔分布在玻璃微孔板上。为了支持连续搅拌，在孔中填充样品溶液并密封之前，每个孔中包含一个玻璃珠，并将板和阅读器放置在轨道旋转摇床上。

此后，使用MicroResp软件监测并记录24个孔（具有不同亚硝酸盐浓度）中氧饱和度的变化。下面是MicroResp软件中的结果/输出的图像。第一列是对照孔（未添加亚硝酸盐），随后的每根柱都是亚硝酸盐浓度增加的孔。单位mg/L是指mg NO2--N/L，表示以亚硝酸盐形式添加的氮（N）的浓度（NO2-）在样本中。

这些结果清楚地表明，O2消耗量随着亚硝酸盐浓度的增加而减少。在对照孔和亚硝酸盐浓度较低的孔中，大多数O2在一小时内被消耗掉。对于高浓度的亚硝酸盐，只有有限的O2在一小时内被消耗掉。这些结果表明，增加亚硝酸盐浓度对微生物耗氧量具有抑制作用，因此，可以使用微孔板系统评估这种微生物活性。

根据MicroResp数据输出，可以创建如下图：

根据MicroResp分析软件输出创建的图。由于捕获的气泡使样品再充氧，因此排除了D1孔。

此数据输出可用于创建剂量反应曲线，此处基于监测耗氧量的前30分钟：

与对照组（未添加亚硝酸盐）相比，在前30分钟后增加
亚硝酸盐浓度时抑制耗氧量。值是1 SD±4次重复的平均值。

微孔板系统还用于研究较长时间范围内的微生物耗氧量，这里大约6小时：

这些实验是奥尔堡大学建筑环境系的Sune Popp Hinke和Line Gade Frahm与副教授Asbjørn Haaning Nielsen一起作为硕士论文工作的一部分进行的。非常感谢所有人测试我们的系统以监测微生物氧消耗量。

Asbjørn Haaning Nielsen教授对该项目和与酸形成相关的挑战的进一步见解：

本应用纪要演示了如何使用基于微孔板的呼吸测定系统对遭受生物硫酸（BSA）攻击的混凝土样品中的微生物呼吸进行高通量测量。这种环境通常由嗜酸、硫氧化细菌硫氧化菌Acidithiobacillus thiooxidans定植，这是BSA的关键驱动因素。

在受BSA影响的混凝土表面的低pH值特性下，硫氧化曲霉将硫化氢（H₂S）氧化为硫酸（H₂SO₄）：

H2S+2 O2→H2所以4

酸会积极溶解富含钙的水泥基体，形成石膏和钙矾石，其膨胀会导致开裂和结构完整性丧失。微孔板系统能够快速、并行地监测耗氧量，直接对受BSA影响的混凝土中的硫氧化活性提供高分辨率的洞察。在本研究中，我们研究了亚硝酸盐如何通过降低硫氧化曲霉的硫氧化活性从而减缓硫酸的生成来抑制BSA过程。

如果您也对用于测量细菌、藻类、酵母、原生动物等悬浮液耗氧率的loligo微孔板呼吸测定系统感兴趣，请联系我们上海瑾瑜，我司将很乐意讨论您的实验需求和注意事项。

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