电极法快速检测微生物的好氧代谢活性制造技术

本发明专利技术属于微生物技术和生物传感器技术领域，涉及一种用溶解氧电极快速检测微生物的好氧代谢活性的方法。该方法是将培养好的微生物菌体涂布于润湿的醋酸纤维素膜上，用相同的醋酸纤维素膜覆盖，制成夹层式微生物膜；再将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电极帽压紧，完成微生物膜电极的安装；然后进行微生物好氧代谢活性的测定。底物加入测量系统前后微生物膜电极输出电流的差值大小代表微生物的对底物的好氧代谢活性强弱。此方法可以快速检测微生物对不同底物的代谢活性，也可以根据微生物对不同底物的代谢活性特征鉴定微生物的种类。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微生物技术和生物传感器
技术背景微生物的好氧代谢活性主要是采用培养的方法来检测，比如，检测某种微生物对不同碳 源的好氧代谢活性，或这种微生物对不同碳源的利用能力，通常是将不同碳源分别配制成培 养基，接种待测微生物，好氧条件下培养数小时或数十小时，然后采用合适的检测方法，分 析不同培养基中碳源的剩余量，剩余的越少就说明该微生物代谢这种碳源的活性越高，利用 能力越强，否则，代谢活性越差。以溶解氧电极为换能器的微生物传感器主要是用来测定水溶液中的易被微生物好氧代谢 的化学物质。比如生化需氧量(BOD)微生物传感器就是利用溶解氧电极测定微生物对水 体中污染物的好氧代谢引起的溶解氧的消耗速率变化，从而实现对水体中BOD的测定(孙裕 生，刘宪梅.微生物膜BOD电极的研究，环境科学，1989，第6期)。又如硫化物微生物传 感器也是利用溶解氧电极测定微生物对水体中硫化物的好氧代谢引起的溶解氧的消耗速率变 化，从而实现对水体中硫化物的测定(白志辉，王晓辉等.硫化物微生物传感器的研究，河北 科技大学学报，1999，第l期)。基于上述原理，可以将微生物对不同底物的好氧代谢活性作 为检测指标，从而实现对微生物代谢性质的快速检测，可以作为微生物鉴定的一种新方法， 目前还未见相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简便、快速、低消耗的检测微生物的好氧代谢活性的方法，并可以作为微生物菌种鉴定的一种辅助手段。内容如下1、 微生物膜的制备将培养好的微生物菌体涂布于一片润湿的醋酸纤维素膜上，在用另一片相同的醋酸纤维 素膜覆盖，制成夹层式微生物膜。2、 微生物膜电极的安装将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电极帽压紧，完成微生物膜电极的安装。3、微生物好氧代谢活性的测定在一只50毫升的烧杯中定量加入25毫升0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，置于恒温水浴 中保持恒温，连续曝气或搅拌，使缓冲溶液中的溶解氧达到恒定；放入微生物膜电极，几分 钟后，电极的输出电流达到恒定值；向缓冲溶液中加入待测底物，电极输出电流下降，几分 钟到十几分钟之后，电极的输出电流重新达到恒定值；底物加入前后两个电流恒定值之差代 表微生物对该底物的相对好氧代谢活性；差值越大，表明好氧代谢活性越强。该方法可以测定微生物对不同底物的好氧代谢活性，也可以测定不同条件(如温度、 pH、金属离子等)下微生物的好氧代谢活性。由于不同微生物的好氧代谢活性各异，因此可 以通过系统测定微生物在不同条件下对不同底物的好氧代谢活性来鉴定微生物或作为微生物 鉴定的一个辅助手段。以下通过具体实施例详细说明本专利技术的实施，目的在于帮助读者更好地理解本专利技术的精 神实质，但不作为对本专利技术实施范围的限定。实施例l:氧化硫硫杆菌的好氧代谢活性测定将培养好的氧化硫硫杆菌菌体涂布于一片润湿的醋酸纤维素膜上，在用另一片相同的醋 酸纤维素膜覆盖，即制成夹层式微生物膜。将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电 极帽压紧，即完成微生物膜电极的安装。在一只50毫升的烧杯中定量加入25毫升不同pH的0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，置 于3(TC恒温水浴中保持恒温，连续搅拌使缓冲溶液中的溶解氧达到恒定；放入微生物膜电极， 几分钟后，电极的输出电流达到恒定值；向缓冲溶液中加入2毫升0.2毫摩尔/升硫化钠溶液， 电极输出电流下降，3分钟后，电极的输出电流达到最小恒定值；记录底物加入前后两个电 流恒定值之差(细菌对底物的响应信号)。不同pH条件下，氧化硫硫杆菌对硫化物的好氧代 谢活性如表1所示。表1氧化硫硫杆菌在不同pH条件下对硫化物的好氧代谢活性<table>table see original document page 4</column></row><table>表1数据表明，氧化硫硫杆菌在pH 1.0-4.0之间的好氧代谢硫化物活性较强。按照上述测定方法，选择pH为3.0的0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，分别测定氧化硫 硫杆菌对不同底物的好氧代谢活性。结果如表2所示。表2氧化硫硫杆菌对不同底物的好氧代谢活性<table>table see original document page 5</column></row><table>表2数据表明，氧化硫硫杆菌对含低价态硫的化合物的好氧代谢活性较强，而对其他底物的好氧代谢活力较差。这些结果体现了这种专性自养细菌的重要代谢特征。实施例2:类球红细菌的好氧代谢活性测定将培养好的类球红细菌的菌体涂布于一片润湿的醋酸纤维素膜上，在用另一片相同的醋酸纤维素膜覆盖，即制成夹层式微生物膜。将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电极帽压紧，即完成微生物膜电极的安装。在一只50毫升的烧杯中定量加入25毫升pH值为7.0的0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，置于3(TC恒温水浴中保持恒温，连续曝气使缓冲溶液中的溶解氧达到恒定；放入微生物膜电极，几分钟后，电极的输出电流达到恒定值；向缓冲溶液中加入不同底物的水溶液，电极输出电流下降，IO分钟后，电极的输出电流达到最小恒定值；记录底物加入前后两个电流恒定值之差(细菌对底物的响应信号)。类球红细菌对不同底物的好氧代谢活性如表3所示。表3类球红细菌对不同底物的好氧代谢活性<table>table see original document page 5</column></row><table>表3数据表明，类球红细菌对含低价态硫的化合物的好氧代谢活性检测不到，而对其他有机物的好氧代谢活性较强。这些结果体现了这种异养细菌的重要代谢特征。实施例3:多粘类芽孢杆菌的好氧代谢活性测定将培养好的多粘类芽孢杆菌的菌体涂布于一片润湿的醋酸纤维素膜上，在用另一片相同的醋酸纤维素膜覆盖，即制成夹层式微生物膜。将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电极帽压紧，即完成微生物膜电极的安装。在一只50毫升的烧杯中定量加入25毫升pH值为7.0的0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，置于30'C恒温水浴中保持恒温，连续曝气使缓冲溶液中的溶解氧达到恒定；测定方法同实施例2。多粘类芽孢杆菌对不同底物的好氧代谢活性如表4所示。表4多粘类芽孢杆菌对不同底物的好氧代谢活性<table>table see original document page 6</column></row><table>表4数据表明，多粘类芽孢杆菌对含低价态硫的化合物的好氧代谢活性检测不到，而对其他有机物的好氧代谢活性较强，但与类球红细菌的代谢活性有明显差异。这些结果体现了这种异养细菌的重要代谢特征。实施例4:异常汉逊酵母的好氧代谢活性测定将培养好的异常汉逊酵母的菌体涂布于一片润湿的醋酸纤维素膜上，在用另一片相同的醋酸纤维素膜覆盖，即制成夹层式微生物膜。将微生物膜贴在溶解氧电极塑料膜的表面，用电极帽压紧，即完成微生物膜电极的安装。在一只50毫升的烧杯中定量加入25毫升pH值为7.0的0.05摩尔/升的磷酸盐缓冲溶液，置于3(TC恒温水浴中保持恒温，连续曝气使缓冲溶液中的溶解氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用溶解氧电极快速检测微生物好氧代谢活性的方法，其特征在于，检测微生物对不同底物的好氧代谢活性的步骤包括：微生物膜的制备、微生物膜电极的安装和微生物好氧代谢活性测定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白志辉，赵丽霞，姜丹，王晓辉，孙裕生，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]