微生物呼吸仪阅读：23

　　微生物呼吸仪的核心思想是：微生物在有氧条件下分解有机物时会“呼吸”——吸收氧气并释放二氧化碳。仪器通过高灵敏度传感器连续记录这一过程中的气体变化，从而反映微生物的代谢状态。常见测量方式包括：

　　1.耗氧法（O₂消耗）

　　将含微生物的样品（如活性污泥、土壤悬液）置于密闭反应瓶中；

　　内置氧电极或光学氧传感器实时监测溶解氧或气相氧浓度下降；

　　氧消耗速率越快，说明微生物活性越强或底物越易降解。

　　2.产气法（CO₂生成）

　　通过红外CO₂传感器或碱液吸收-滴定法，测定微生物代谢产生的CO₂量；

　　常用于厌氧或好氧条件下的矿化率评估。

　　3.压力变化法（适用于密闭系统）

　　微生物呼吸导致反应体系内气体体积或压力变化，通过压力传感器间接推算呼吸速率。

　　1.反应单元：多个平行反应瓶（通常6–24位），带密封盖和取样口；

　　2.传感器系统：溶解氧探头、CO₂红外传感器、温度探头；

　　3.恒温控制装置：水浴或金属块加热，维持30°C、35°C或按需设定；

　　4.据采集与软件：自动记录呼吸曲线，计算最大呼吸速率、延迟时间、BOD_n等；

　　5.搅拌系统：磁力或机械搅拌，确保混合均匀、传质充分；

　　6.自动补氧模块（可选）：用于长时间测试中维持溶解氧水平。

　　1.准备接种物：如活性污泥，经筛网过滤、沉降后调整至合适浓度；

　　2.配制底物溶液：待测有机物（或有毒物质）按梯度浓度加入反应瓶；

　　3.装样与密封：将混合液注入反应瓶，插入传感器，密封防漏气；

　　4.启动测试：放入仪器，设定温度、搅拌速度，开始连续监测；

　　5.数据分析：软件绘制呼吸曲线，计算关键参数（如OUR：耗氧速率）；

　　6.清洗与校准：测试结束后彻底清洗反应瓶，定期校准传感器。

　　1.无菌操作：避免外来杂菌干扰，尤其在毒理或纯菌实验中；

　　2.溶解氧控制：初始DO应充足（＞6 mg/L），防止因缺氧导致厌氧代谢；

　　3.空白对照：必须设置不含底物的空白组，扣除内源呼吸；

　　4.温度稳定：±0.5°C波动即可显著影响微生物活性；

　　5.传感器维护：氧电极需定期更换电解液、膜片，并校准零点与饱和点；

　　6.避免泡沫：高浓度表面活性剂易起泡，影响密封和测量，可加消泡剂（需验证无毒性）。

　　一、日常维护

　　1.使用后立即清洗

　　每次实验结束后，彻底清洗反应瓶、瓶盖、搅拌子及管路：

　　先用清水冲洗残留样品；

　　再用中性洗涤剂或实验室专用清洗液浸泡；

　　对有机残留（如油脂、蛋白质），可用稀碱液（如0.1 M NaOH）或酶清洗剂；

　　最后用去离子水反复冲洗，避免离子残留影响下次测量。

　　切勿使用强氧化剂（如浓硝酸、次氯酸钠）清洗光学窗口或氧电极膜，以免损坏敏感部件。

　　2.检查密封性

　　检查瓶盖O型圈、接口垫片是否老化、变形或开裂；

　　密封不良会导致气体泄漏，严重影响O₂/CO₂测量精度；

　　建议每3–6个月更换一次硅胶或氟橡胶密封圈。

　　3.擦拭与干燥

　　用软布清洁仪器外壳、恒温槽、传感器接口；

　　所有部件完全干燥后存放，防止霉菌滋生或金属部件锈蚀。

　　二、传感器维护（核心环节）

　　1.溶解氧（DO）

　　定期校准：每次使用前或每周至少校准一次，采用两点法：

　　零点校准：用亚硫酸钠溶液或氮气吹扫；

　　满量程校准：在空气饱和水或纯氧环境中进行。

　　更换耗材：

　　电解液（对电化学电极）：通常每2–4周更换；

　　透气膜（Teflon膜）：每1–3个月更换，若响应变慢或零点漂移明显应提前更换。

　　避免干放：氧电极不可长时间暴露在空气中干燥存放，应按说明书要求保存在湿润环境或专用保护液中。

　　2.CO₂红外传感器

　　保持气路清洁，防止水汽或颗粒物进入光学腔；

　　定期用干燥空气或氮气吹扫气室；

　　按厂家建议周期（通常6–12个月）进行零点/跨度校准。

　　3.温度传感器

　　虽较稳定，但仍需每年校验一次，确保恒温控制准确（±0.1°C为佳）。

　　三、机械与电气系统保养

　　1.搅拌系统：检查磁力搅拌器转速是否稳定，清理电机周围积尘；若为机械搅拌，润滑轴承并检查密封。

　　2.恒温装置：清理水浴槽内水垢（可使用除垢剂），若使用导热金属块，检查加热丝与温控探头接触是否良好。

　　3.数据线与接口：检查传感器连接线是否松动、氧化，保持插头清洁干燥。

　　4.电源与接地：确保仪器良好接地，防止静电干扰微弱信号。

　　四、长期停用保养

　　若仪器需停用超过1周：

　　1.彻底清洗并烘干所有湿接触部件；

　　2.氧电极按说明书方式保存（如浸入保护液）；

　　3.拔掉传感器插头，覆盖防尘罩；

　　4.每月通电运行30分钟，防止电子元件受潮老化。

　　1.污水处理：评估活性污泥的降解能力、污泥龄优化、冲击负荷响应。

　　2.环境毒理学：测定化学品、重金属、废水对微生物的抑制率（EC₅₀）。

　　3.生物降解性测试：判断新材料（如塑料、农药）是否可被微生物分解（OECD 301/302标准）。

　　4.土壤/沉积物研究：分析土壤微生物活性、有机质矿化速率、污染修复效果。

　　5.BOD快速测定：替代传统5日BOD₅法，可在数小时内估算生化需氧量。

　　6.发酵与生物制药：监测菌种代谢活性，优化培养条件。