在密閉的呼吸瓶中測(cè)量02,H2,H2S,N2O,NO,pH,電位和溫度，微呼吸系統(tǒng)是測(cè)量密閉瓶中樣品生理代謝的理想工具，例如微藻的呼吸，細(xì)菌產(chǎn)硫化氫和pH的改變、小魚(yú)苗的呼吸、細(xì)胞或線(xiàn)粒體的呼吸等。

?可以依次測(cè)量多個(gè)微呼吸瓶

?光學(xué)氧電極帶自動(dòng)溫度補(bǔ)償

?實(shí)時(shí)獲得在線(xiàn)的數(shù)據(jù)

?密閉的微呼吸瓶和環(huán)境壓力平衡

?可滅菌

?帶保護(hù)網(wǎng)可保護(hù)脆弱的樣品

?是教學(xué)的理想工具

微呼吸瓶

玻璃微呼吸瓶可泡在水浴中通過(guò)水壓密閉或滴加油在瓶塞毛細(xì)孔上進(jìn)行密閉處理。微呼吸電極從微呼吸瓶塞頂部的毛細(xì)孔伸進(jìn)微呼吸瓶中。微呼吸瓶體積：400uL、500uL、1mL、2mL、4mL、8mL（雙頭瓶）。可用注射器向微呼吸瓶中注射試劑來(lái)研究樣品的代謝和毒理。

單頭瓶（0.5ml、1ml、2ml、4ml）4ml

雙頭瓶（總體積8ml）

微呼吸系統(tǒng)設(shè)置

微呼吸支架最多能放8個(gè)微呼吸瓶，微呼吸電極剛好能從支架上方的孔中放進(jìn)去，電極尖端的白色保護(hù)套正好頂在微呼吸瓶塞的頂部，電極從瓶塞的毛細(xì)孔通道伸入微呼吸瓶。微型磁石在瓶子底部旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，旋轉(zhuǎn)速度可調(diào)。在瓶底磁石上方加隔離網(wǎng)可以測(cè)卵等脆弱的樣品。

SensorTrace RATE微呼吸軟件

用于實(shí)時(shí)在線(xiàn)獲得樣品的濃度，軟件自動(dòng)計(jì)算變化速率。并能設(shè)置多個(gè)樣品的測(cè)量程序。

Unisense微呼吸系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)：

1.無(wú)與倫比的空間分辨率： 微米級(jí)的測(cè)量能力是最大亮點(diǎn)。它能揭示生物膜內(nèi)部不同深度、沉積物薄層、單個(gè)細(xì)胞團(tuán)簇甚至單細(xì)胞（配合特殊技術(shù)）的異質(zhì)性呼吸活動(dòng)，這是傳統(tǒng)整體（Bulk）測(cè)量方法（如溶氧儀測(cè)瓶耗氧）完全無(wú)法企及的。

2.極高的靈敏度和精度： 特別對(duì)于溶解氧，檢測(cè)限低，能探測(cè)極其微弱的呼吸信號(hào)，適用于低代謝活性的樣品（如深海底棲生物、古微生物培養(yǎng)）。

3.非侵入性與原位測(cè)量： 微電極對(duì)樣品的擾動(dòng)極小，能在接近自然狀態(tài)下進(jìn)行原位或模擬原位測(cè)量，結(jié)果更能反映真實(shí)情況。

4.多功能性與可擴(kuò)展性：

?一臺(tái)核心放大器可連接多種類(lèi)型的微電極（O2, CO2, H2S, N2O, CH4, pH等），系統(tǒng)高度模塊化。

?集成了剖面測(cè)量、二維掃描和整體耗氧測(cè)量等多種模式于一體。

?可與顯微鏡集成，實(shí)現(xiàn)光學(xué)觀察與化學(xué)測(cè)量的同步（例如，在顯微鏡下定位測(cè)量特定細(xì)胞）。

5.強(qiáng)大的軟件支持： SensorTrace軟件提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制（程序化）、數(shù)據(jù)分析和可視化功能（生成濃度分布圖、通量圖等）。

6.穩(wěn)定性與可靠性： Unisense以高品質(zhì)制造和穩(wěn)定的傳感器性能著稱(chēng)，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和可重復(fù)性。

7.全球?qū)W術(shù)與工業(yè)認(rèn)可： 被廣泛應(yīng)用于全球頂尖大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和領(lǐng)先企業(yè)，是相關(guān)領(lǐng)域研究論文和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐中的重要工具。

微呼吸系統(tǒng)實(shí)操過(guò)程：

N2O還原菌生物動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)：

建立了一個(gè)同時(shí)監(jiān)測(cè)DO和N2O的微呼吸系統(tǒng)，以檢測(cè)不同有機(jī)碳源對(duì)N2O還原菌生物動(dòng)力學(xué)的影響。

細(xì)胞培養(yǎng)物在可容納兩個(gè)微電極和攪拌棒（Unisense，Aarhuis，Denmark）的H形小瓶（有效體積為10mL）中孵育。

每個(gè)細(xì)菌進(jìn)行五次分批測(cè)試，每種測(cè)試都有不同的碳源，即乙酸鹽、琥珀酸鹽、甘油、甲醇或乙醇。

在每批試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，用移液管將10mL細(xì)胞懸浮液移到裝有DO和N2O的H形小瓶中

插入微電極（Unisense，Aarhus，Denmark），在小瓶中不留頂部空間。

隨后，20μL濃N2O溶液（24 mM，25?C） 被注射到小瓶中以獲得初始N2O

濃度約為50μ。

添加碳和電子源如下：乙酸鹽（320μmol L 1）、甲醇（420μmol L 2）、乙醇（210μmol L)、甘油（180μmol L 1）或琥珀酸（180μmolL 1）。

過(guò)量添加有機(jī)化合物以確保N2O還原活性不受電子供體短缺的限制。

微呼吸系統(tǒng)是在水浴中操作的

保持在30±0.2?C、 以便與之前在相同溫度下進(jìn)行的結(jié)果進(jìn)行比較，并在500rpm下攪拌。

N2O和DO測(cè)量使用Sensor Trace Suite軟件（Unisense）進(jìn)行處理。

DO濃度與N2O濃度一起監(jiān)測(cè)，因?yàn)樗怯绊慛2O消耗活動(dòng)的關(guān)鍵因素。

每批實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)添加2%戊二醛溶液固定細(xì)胞懸浮液，并使用顯微鏡（BZ-8100，Keyence，Japan）測(cè)定細(xì)胞計(jì)數(shù)。

在分批培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，攜帶不同碳源的分支I或分支II nosZ基因的受試細(xì)菌的凈生長(zhǎng)產(chǎn)量。

所有批次試驗(yàn)一式三份，從一式三份的實(shí)驗(yàn)中獲得的標(biāo)準(zhǔn)誤差。

貼壁細(xì)胞呼吸速率測(cè)定：

因?yàn)镺2在細(xì)胞培養(yǎng)基中擴(kuò)散速率很低，由于正常的呼吸作用，靠近細(xì)胞附近會(huì)存在一個(gè)明顯的氧氣濃度的下降，形成一個(gè)線(xiàn)性O(shè)2濃度的擴(kuò)散邊界層。

用O2微電極測(cè)量了手套箱內(nèi)貼壁細(xì)胞層上面1.6mm厚度內(nèi)的O2梯度，微電極步進(jìn)25微米。通過(guò)Fick第一擴(kuò)散定律計(jì)算氧氣通量。dC/dX為氧氣梯度的斜率，D為細(xì)胞培養(yǎng)基擴(kuò)散系數(shù)，穩(wěn)態(tài)條件下擴(kuò)散邊界層氧氣通量=細(xì)胞呼吸速率。呼吸速率用fmol o2/h/細(xì)胞表示，用每平方厘米獲得的呼吸速率除以每平方厘米的細(xì)胞數(shù)。

結(jié)果表明，如果不測(cè)細(xì)胞周?chē)腛2濃度，則不可能正確關(guān)聯(lián)到體外培養(yǎng)結(jié)果（例如基因表達(dá)與細(xì)胞耗氧量），因?yàn)檫@和氣相記錄的O2濃度完全不同。因此監(jiān)測(cè)細(xì)胞細(xì)胞周?chē)鶲2濃度和細(xì)胞的O2消耗十分重要。數(shù)據(jù)顯示，細(xì)胞融合時(shí)O2消耗劇增。（Pericellular oxygen depletion during ordinary tissue culturing,measured with oxygen microsensors）

懸浮細(xì)胞微呼吸瓶法測(cè)量：

微呼吸模塊包括：微型磁力攪拌器、微呼吸瓶支架、微呼吸瓶、小磁石、微呼吸系統(tǒng)（O2、H2S、H2、N2O、NO、pH、電位）

上圖測(cè)量了尼日利亞菌素/纈氨霉素非耦合的細(xì)胞呼吸速率受添加物的抑制情況，用微量注射器向微呼吸瓶添加：NADH(0.35 mM)，ADP(0.19 mM)，魚(yú)藤酮(0.1 mM)，琥珀酸鹽(20 mM)，抗霉素A(0.05 mM)，抗壞血酸鹽(10 mM)，KCN(0.5 mM)。（Evidence for aerobic metabolism in retinal rod outer segment disks）

生物反應(yīng)器測(cè)量O2濃度變化：

本裝置能進(jìn)行間歇性缺氧（5%的O2濃度、20秒和20%的O2濃度、50秒）的細(xì)胞培養(yǎng)工作，能讓細(xì)胞受到高頻率的低氧高氧的刺激。

用丹麥Unisense O2微電極測(cè)量了人肺泡上皮細(xì)胞（A549）和小鼠黑色素瘤細(xì)胞（b16-f10）在快速變化的缺氧模式下的氧濃度，連續(xù)測(cè)量8小時(shí)。圖A和圖B為兩種氧模式，周期都為90秒，只是缺氧階段持續(xù)的時(shí)間不同。圖C和圖D為兩種間歇性高氧模式。（A bioreactor for subjecting cultured cells to fast-rate intermittent hypoxia）

微呼吸系統(tǒng)應(yīng)用論文：

微呼吸系統(tǒng)揭示異養(yǎng)反硝化菌在河口沉積物硫氧化和反硝化過(guò)程中的重要作用

非破壞性的方法測(cè)定浮游細(xì)菌氧濃度的變化

如何測(cè)定海洋浮游生物的暗社區(qū)呼吸率（DCR）

微呼吸系統(tǒng)實(shí)時(shí)評(píng)估胎兒和新生兒皮膚及心臟中硫化氫產(chǎn)生能力

Unisense微呼吸系統(tǒng)研究硫化氫與肺癌臨床特征的關(guān)系

微電極系統(tǒng)測(cè)量不同條件處理后有害藻華的光合速率和呼吸速率

鐵硫蛋白對(duì)分枝桿菌M.smegmatis中H2的消耗速率

內(nèi)源性硫化氫抑制人類(lèi)胎盤(pán)中sFlt-1的生成

肺組織中硫化氫產(chǎn)生的實(shí)時(shí)動(dòng)力學(xué)