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自動微板呼吸系統的應用--loligo懸浮微生物的呼吸研究
發布日期：2026-01-27 來源： 點擊：
自動微板呼吸系統的應用--懸浮微生物的呼吸研究
微板呼吸系統已有長期且經過驗證的成績，能夠在多種不同小型生物（如水蚤、斑馬魚胚胎、海洋無脊椎動物幼體等）中提供高通量氧消耗測量。
在本應用說明中，我們展示了微板系統如何應用于懸浮微生物的高通量呼吸測量，這里是在由硫氧化酸桿菌主導的腐蝕樣品中。
硫氧化劑在低pH值下對硫化物的氧化可能導致硫酸的產生，這對混凝土腐蝕來說是個非常棘手的問題。
H2S+2O2→H2所以4（硫酸）
由于硫化物氧化是由氧驅動的2還原和消耗，這個過程可以通過跟蹤O的變化來研究2隨著時間推移，使用微板呼吸系統。
該裝置和演示的目的是利用微板呼吸法系統，在低pH（~2）混凝土腐蝕材料樣品中，亞硝酸鹽對硫化物氧化的抑制作用。
方法介紹
腐蝕混凝土材料因微生物誘導腐蝕（預計以A.thiooxidans為主）而軟化且結構劣化，被與水、硫酸、硫化物及不同濃度的亞硝酸鹽（NaNO）混合2).樣品經過漩渦混合和充氣，然后通過1700微升孔分布在玻璃微板上。為支持持續攪拌，每口井中放入一顆玻璃珠，然后再填充樣品溶液密封，板和讀數放在軌道旋轉震動臺上。
隨后，使用MicroResp軟件監測并記錄了24個亞硝酸鹽濃度不同井的氧飽和度變化。下圖為MicroResp軟件中的結果/輸出。第一列為對照井（未添加亞硝酸鹽），后續每柱為亞硝酸鹽濃度遞增的井。單位mg/L指的是mg NO2--N/L，表示添加氮（N）以亞硝酸鹽形式（NO2-）在樣本中。
這些結果清楚地表明O2亞硝酸鹽濃度增加，攝入量也相應減少。在對照井和亞硝酸鹽濃度較低的阱中，大多數氧2一小時內被消耗殆盡。對于高濃度的亞硝酸鹽，只有有限的氧2一小時內被消耗殆盡。這些結果表明，亞硝酸鹽濃度增加對微生物氧氣消耗具有抑制作用，因此可以使用微板系統評估這種微生物活性。
基于MicroResp數據輸出，可以生成如下圖示：
圖表基于MicroResp分析軟件輸出生成。由于被困的氣泡重新氧化樣品，D1被排除。
這些數據輸出可用于基于監測的前30分鐘氧氣消耗量來創建劑量響應曲線：
與對照組相比（未添加亞硝酸鹽）在前30分鐘后亞硝酸鹽濃度增加時的氧氣攝入抑制。數值為四次復制的平均值±1個SD。
微板系統還被用于研究微生物氧氣消耗的較長時間，約6小時：
這些實驗由Sune Popp Hinke和Line Gade Frahm以及奧爾堡大學建筑環境系副教授Asbj?rn Haaning Nielsen共同完成，作為碩士論文的一部分。非常感謝大家測試我們的系統以監測微生物氧氣消耗。
關于該項目及酸形成相關挑戰的進一步見解，作者：Asbj?rn Haaning Nielsen教授：
本應用說明展示了如何利用基于微板的呼吸測定系統，在經歷生物硫酸（BSA）攻擊的混凝土樣品中進行高通量微生物呼吸測量。此類環境通常由親酸性、氧化硫磺的細菌Acidithiobacillus thiooxidans定殖，該菌是BSA的關鍵驅動因子。
在受BSA影響的混凝土表面pH值較低時，A.thiooxidans將硫化氫（H?S）氧化為硫酸（H?SO?）：
H2S+2 O2 → H2SO4
酸會強力溶解富含鈣的水泥基質，形成石膏和埃特林石，其膨脹導致開裂和結構完整性喪失。微板系統能夠快速、并行監測氧氣消耗，直接提供對BSA影響混凝土中硫氧化活性的高分辨率洞察。本研究探討亞硝酸鹽如何通過降低硫氧化單胞菌的硫氧化活性，從而減緩硫酸生成，從而抑制BSA過程。
如果您也對微板呼吸系統感興趣，用于細菌、藻類、酵母、原生動物等懸浮物的氧氣消耗率測量，請聯系上海瑾瑜科學儀器有限公司我們將樂意討論您的實驗需求和注意事項。
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