自动微板呼吸系统的应用--loligo悬浮微生物的呼吸研究

发布日期：2026-01-27 来源：点击：

自动微板呼吸系统的应用--悬浮微生物的呼吸研究

微板呼吸系统已有长期且经过验证的成绩，能够在多种不同小型生物（如水蚤、斑马鱼胚胎、海洋无脊椎动物幼体等）中提供高通量氧消耗测量。

在本应用说明中，我们展示了微板系统如何应用于悬浮微生物的高通量呼吸测量，这里是在由硫氧化酸杆菌主导的腐蚀样品中。

硫氧化剂在低pH值下对硫化物的氧化可能导致硫酸的产生，这对混凝土腐蚀来说是个非常棘手的问题。

H2S+2O2→H2所以4（硫酸）

由于硫化物氧化是由氧驱动的2还原和消耗，这个过程可以通过跟踪O的变化来研究2随着时间推移，使用微板呼吸系统。

该装置和演示的目的是利用微板呼吸法系统，在低pH（~2）混凝土腐蚀材料样品中，亚硝酸盐对硫化物氧化的抑制作用。

方法介绍

腐蚀混凝土材料因微生物诱导腐蚀（预计以A.thiooxidans为主）而软化且结构劣化，被与水、硫酸、硫化物及不同浓度的亚硝酸盐（NaNO）混合2).样品经过漩涡混合和充气，然后通过1700微升孔分布在玻璃微板上。为支持持续搅拌，每口井中放入一颗玻璃珠，然后再填充样品溶液密封，板和读数放在轨道旋转震动台上。

随后，使用MicroResp软件监测并记录了24个亚硝酸盐浓度不同井的氧饱和度变化。下图为MicroResp软件中的结果/输出。第一列为对照井（未添加亚硝酸盐），后续每柱为亚硝酸盐浓度递增的井。单位mg/L指的是mg NO2--N/L，表示添加氮（N）以亚硝酸盐形式（NO2-）在样本中。

这些结果清楚地表明O2亚硝酸盐浓度增加，摄入量也相应减少。在对照井和亚硝酸盐浓度较低的阱中，大多数氧2一小时内被消耗殆尽。对于高浓度的亚硝酸盐，只有有限的氧2一小时内被消耗殆尽。这些结果表明，亚硝酸盐浓度增加对微生物氧气消耗具有抑制作用，因此可以使用微板系统评估这种微生物活性。

基于MicroResp数据输出，可以生成如下图示：

图表基于MicroResp分析软件输出生成。由于被困的气泡重新氧化样品，D1被排除。

这些数据输出可用于基于监测的前30分钟氧气消耗量来创建剂量响应曲线：

图片.png

与对照组相比（未添加亚硝酸盐）在前30分钟后亚硝酸盐浓度增加时的氧气摄入抑制。数值为四次复制的平均值±1个SD。

微板系统还被用于研究微生物氧气消耗的较长时间，约6小时：

图片.png

这些实验由Sune Popp Hinke和Line Gade Frahm以及奥尔堡大学建筑环境系副教授Asbjørn Haaning Nielsen共同完成，作为硕士论文的一部分。非常感谢大家测试我们的系统以监测微生物氧气消耗。

关于该项目及酸形成相关挑战的进一步见解，作者：Asbjørn Haaning Nielsen教授：

本应用说明展示了如何利用基于微板的呼吸测定系统，在经历生物硫酸（BSA）攻击的混凝土样品中进行高通量微生物呼吸测量。此类环境通常由亲酸性、氧化硫磺的细菌Acidithiobacillus thiooxidans定殖，该菌是BSA的关键驱动因子。

在受BSA影响的混凝土表面pH值较低时，A.thiooxidans将硫化氢（H₂S）氧化为硫酸（H₂SO₄）：

H2S+2 O2 → H2SO4

酸会强力溶解富含钙的水泥基质，形成石膏和埃特林石，其膨胀导致开裂和结构完整性丧失。微板系统能够快速、并行监测氧气消耗，直接提供对BSA影响混凝土中硫氧化活性的高分辨率洞察。本研究探讨亚硝酸盐如何通过降低硫氧化单胞菌的硫氧化活性，从而减缓硫酸生成，从而抑制BSA过程。

如果您也对微板呼吸系统感兴趣，用于细菌、藻类、酵母、原生动物等悬浮物的氧气消耗率测量，请联系上海瑾瑜科学仪器有限公司我们将乐意讨论您的实验需求和注意事项。

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