[實用新型]一種測定微小生物呼吸作用的裝置

無效

• 申請號: 201120051906.8
• 申請日: 2011-03-01
• 公開（公告）號: CN201974406U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王建軍;沈吉;張路
• 申請（專利權）人: 中國科學院南京地理與湖泊研究所
• 主分類號: G01N27/419
• 分類號: G01N27/419;G01N27/409
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本實用新型涉及對生物呼吸作用的研究與測定，尤其涉及對生物膜、沉積物或水體中的微生物以及小型生物等研究的一種測定微小生物呼吸作用的裝置。

背景技術

地表水體氧氣是維持生物，如魚類，底棲動物等生存的基本條件，且是生物地球化學循環中一個最重要的反應物。水生生物對水體氧氣的利用是水體氧氣消耗和有機質降解的一個重要動力；生物的有氧呼吸作用對是指生物體在有氧的參與下，通過酶的催化作用，將糖類等有機物徹底氧化分解，產生出二氧化碳和水，同時釋放大量能量的過程。準確測定水體生物對氧氣的利用速率對理解地表水體以及沉積物-水界面處氧氣動力變化是十分重要的。

生物的有氧呼吸作用，一般以單位時間內生物對氧氣的消耗量來表示。測定生物的呼吸作用，可以采用氧氣電極或化學滴定的方法測定實驗起始時氧氣的含量和實驗終止時氧氣的含量來進行；也可以采用氧氣電極的方式測定實驗過程中氧氣的連續變化來進行。隨著氧電極的普及使用，生物的呼吸作用的測定，逐步傾向于使用氧氣電極來測定氧氣含量。然而，目前的測定方法均難以勝任小體積生物氧氣消耗量的測定。比如，葉生生物膜或石生生物膜，其本身所含微生物生物量較少，較大體積的測定體系，難以敏感地反映生物膜的呼吸作用。再如，對水蚯蚓或搖蚊幼體的呼吸作用測定時，大體積的測定體系同樣難以反映微小的氧氣變化。因此，目前對微小生物呼吸作用的測定方法上，仍存在較大的空缺，亟待一簡單實用的方法予以彌補。

發明內容

本實用新型針對現有技術存在的不足，提供一種測定微小生物呼吸作用的裝置，測定裝置引入不消耗氧氣的光學微電極，測定微小生物的呼吸作用以及光合作用，可以測定微升級小體積樣品中氧氣的含量，滿足測定微小體系樣品氧氣消耗速率的要求。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種測定微小生物呼吸作用的裝置，其特征是：設置一管狀反應腔體，管腔內壁上設有一反應篩將管狀反應腔體分隔成上下兩部分，管口設有密封塞，密封塞上設有一通孔，電極頭部密封穿過該通孔伸入管狀反應腔體之上半部；將管狀反應腔體垂直放置于一恒溫水浴內，恒溫水浴設有進、出水口與恒溫水槽連通循環，管狀反應腔體底面與恒溫水浴底面接觸，恒溫水浴頂部設有與管狀反應腔體之管口外徑相配的孔，兩者之間密封，管狀反應腔體的底面上放置磁片，恒溫水浴底面置于磁力攪拌器上，管狀反應腔體內注滿反應液，生物樣品放置在反應篩上，反應篩孔小于生物樣品的體積。

所述反應篩的孔徑為20-1000μm，電極頭部距離反應篩小于0.5cm。

所述管狀反應腔體、反應篩、恒溫水浴，密封塞均為透明體。

應用上述裝置測定微小生物呼吸作用的方法，可按以下步驟：

(1)將恒溫水槽的進出水口與恒溫腔體的進出水口對應連接，開啟恒溫水槽，調節水溫至預設恒定溫度，恒溫水槽水溫與生物樣品采樣地的原位水水溫相近，開啟水泵使恒溫水槽出水并流經恒溫水浴循環；

(2)將磁轉子放入反應腔體內，將反應篩放置在反應腔體內壁支點上；

(3)在反應腔體內注滿反應液，該反應液為生物樣品采樣地的原位水；

(4)放置底棲動物或生物膜于反應篩上，輕蓋上密封塞；

(5)將微電極穿過硅膠密封墊和密封塞通孔，暴露微電極頭部敏感部位于反應腔體內之反應篩之上；

(6)啟動磁力攪拌器，并調節其調頻電機轉速，轉速大小以達到反應篩上方水體勻速轉動為宜；

(7)實驗開始，記錄時間，開啟與電極連接的溶解氧儀，記錄初始氧氣濃度，觀察反應液中溶解氧濃度的變化，定期檢測水體溶解氧濃度；

(8)待溶解氧顯著降低至一數值后，獲得這一時間段內氧氣的下降速率；溶解氧的降低，以不低于初始氧20％為宜，關閉恒溫槽和溶解氧儀，取出微電極，打開密封塞，清理反應腔體中反應液及生物樣品，測定結束。

本實用新型的優點及顯著效果：它具有小體積反應腔體的微呼吸系統裝置，該微呼吸系統裝置制作簡單，需樣量小，測定結果穩定，可適用于大多實驗室對呼吸作用的測定要求。對于非商業用途的實驗室，可根據本發明內容，自行加工或改裝成類似的微呼吸系統。微電極的引入，特別是，對于小體積樣品中氧氣消耗速率的測定而言，是一個利好消息。微電極敏感頭部可小于20微米，因此，利用微電極技術，設計小體積的反應腔體(反應腔體容積2毫升)，，該微小腔體中可放置各類生物樣品，如含微生物的生物膜或沉積物，小型生物(如搖蚊)等。

附圖說明

圖1本實用新型裝置的正視圖；

圖2本實用新型裝置的俯視圖。

具體實施方式