MicroResp™ Starter Kit · 货号 001
一、产品简介
土壤微生物参与有机质分解、碳氮循环、养分转化及污染物降解。微生物群落的组成和代谢功能变化，可反映土壤生态环境及其受到的外界干扰。
MicroResp™（Microplate-based Respiration System）是一种基于微孔板的微生物呼吸检测平台。它通过测定微生物利用不同碳源时释放的二氧化碳（CO2），分析底物诱导呼吸（Substrate-Induced Respiration，SIR）及群落水平生理特征。
微孔板设计便于并行分析多份土壤样品和多种碳源，适用于土壤微生物生态学、环境微生物学、土壤质量评价及环境污染生态毒理学研究。
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二、检测原理
1. 通过 CO2 释放量反映微生物代谢活性
微生物利用葡萄糖、有机酸、氨基酸及其他有机碳源时，会通过呼吸代谢产生 CO2。MicroResp™ 将土壤样品与碳源置于深孔板中，再通过专用密封垫连接上方的 CO2 检测板。
密闭孵育期间，微生物产生的 CO2 进入对应的检测孔，与凝胶中的碳酸氢盐体系发生反应，使 pH 下降。检测凝胶中的甲酚红（Cresol Red）随 pH 变化而显色，通常由粉红色逐渐转为黄色。
使用微孔板读数仪测定吸光度变化，再结合 CO2 标准曲线换算 CO2 水平，即可比较不同碳源诱导的呼吸响应。
2. 两种检测方式
比色法（Colorimetric Method）
比色法利用含甲酚红的碳酸氢盐检测凝胶，通过颜色和吸光度变化分析 CO2 释放情况。该方法可使用常规微孔板读数仪，适合批量分析。常用读数波长为 570 nm，具体条件以所用检测体系和技术手册为准。
放射性碳检测法（14C Detection Method）
该方法用于研究特定 14C 标记碳源的转化和矿化。将标记底物加入样品后，微生物代谢产生的 14CO2 由碱液捕获，再用液体闪烁计数仪测定放射性信号。该方法需在具备相应设施和安全管理条件的实验室开展。
三、主要应用领域
1. 土壤健康与土壤质量评价
通过比较土壤微生物对不同碳源的呼吸响应，评价不同土地利用方式、施肥措施、土壤退化或生态修复条件下的微生物功能状态。
2. 微生物群落功能多样性分析（CLPP）
利用糖类、氨基酸、有机酸和酚类化合物等底物建立群落呼吸响应谱，可比较不同土壤样品、根际与非根际土壤，以及不同农业管理措施下的微生物功能差异。
3. 环境污染与生态毒理学研究
测定不同浓度的重金属、农药或其他污染物处理后的呼吸响应，可分析微生物代谢受抑程度、剂量与效应的关系，以及污染诱导的群落耐受性变化。
4. 农药降解与环境生物修复
可研究土壤微生物对特定有机碳源及污染物的代谢响应。结合 14C 标记底物检测，还可追踪特定有机化合物的矿化过程，为农药降解、生物修复及污染土壤功能恢复研究提供数据。
5. 沉积物及水环境微生物研究
在样品性质与实验条件适配的前提下，可用于研究沉积物或水环境样品中的有机质分解、微生物代谢特征及污染物生态效应。
6. 其他研究方向
根据研究目的调整底物组合与实验条件，可探索微生物代谢表型、种子萌发相关微生物过程及有机物分解。
四、实验操作流程
1. Starter Kit 主要组成
根据产品包装标签，MicroResp™ Starter Kit（货号 001）包含以下部件。
| 组成部件 | 数量 | 主要作用 |
|---|---|---|
| MicroResp™ Seal | 1 个 | 密封连接上下微孔板 |
| Clamp | 1 个 | 固定实验组件，帮助维持密封 |
| Filling Device with sliding tray | 1 套 | 辅助将样品装入深孔板 |
| Technical Manual | 1 份 | 提供实验操作与技术参考 |
| Deepwell plates | 5 块 | 盛放样品及底物 |
| Microplates | 5 块 | 用于 CO2 检测 |
| MicroStrip plate | 1 块 | 配套实验操作部件 |
试剂准备 Starter Kit 提供实验装置及配套耗材。检测凝胶、碳源底物及其他实验试剂需根据厂家手册和实验方案另行准备。
2. 实验前准备
根据研究目的采集土壤、沉积物或其他待测样品。土壤样品通常需去除石块与明显的植物残体，适当过筛、混匀并测定含水量。按实验方案调整样品水分，准备碳源底物和对照组。
常见底物包括葡萄糖、氨基酸、有机酸、糖类及酚类化合物。底物种类、浓度和加入量应依据研究问题、样品性质及厂家技术手册确定。
3. 制备 CO2 检测板
比色法需预先制备 CO2 检测凝胶。常见体系由甲酚红、碳酸氢钠（NaHCO3）、氯化钾（KCl）及琼脂类凝胶基质组成。将凝胶分装至微孔板各孔，待凝固后密封保存，以减少失水和环境 CO2 的影响。
凝胶配方、pH、分装体积和保存条件以厂家技术手册为准。
4. 装填土壤样品并添加碳源
使用专用 Filling Device 将预处理后的土壤样品装入 Deepwell Plate。
按实验设计向对应孔加入不同碳源溶液。
设置空白或无底物对照、基础呼吸对照、不同碳源处理组及必要的平行重复。
记录样品编号、底物种类、浓度、加样量和处理条件。
5. 密封组装与孵育
测定 CO2 检测板的初始吸光度。
将专用密封垫置于深孔板与检测板之间，使对应孔位准确连接。
使用夹具固定组件，检查密封状态。
在设定温度下进行密闭孵育。经典方案常在约 25 °C 下孵育数小时，具体时间依据样品活性、实验目的和厂家手册确定。
6. 测定吸光度并分析结果
孵育结束后，按实验方案读取检测板吸光度。比色法通常采用 570 nm。结合孵育前后的吸光度变化及 CO2 标准曲线，计算样品的 CO2 释放水平。
据此可分析基础呼吸、不同碳源诱导的呼吸强度及群落底物利用谱。可进一步采用统计检验、聚类分析或主成分分析（PCA），比较样品或处理组之间的功能差异。
五、产品优势
并行检测：96 孔体系便于同时分析多份样品与多种底物。
快速读取呼吸响应：检测底物添加后的早期 CO2 响应，便于比较样品间的代谢差异。
直接分析环境样品：无需分离培养，可减少对可培养微生物的选择性偏倚。
底物组合灵活：可按研究目的设计碳源组合，建立相应的群落响应谱。
支持两种检测方式：比色法适合常规呼吸分析，14C 检测法适用于标记底物的矿化研究。
配套装置齐全：填充装置、密封垫和夹具便于分装样品及组装检测体系。
六、实验设计与结果解释
MicroResp™ 的读数反映群落呼吸活性及底物利用响应。若需鉴定微生物或分析群落组成，应结合相应的鉴定方法。
若用底物诱导呼吸估算微生物生物量，需要采用适当的校准关系和计算模型。
含水量、温度、土壤 pH、碳酸盐含量及样品预处理均可能影响 CO2 释放和检测结果，应在组间保持一致或纳入分析。
碱性土壤及含碳酸盐样品可能影响 CO2 平衡与比色读数，宜进行适用性评估和基质匹配校准。
底物浓度与孵育时间会影响响应幅度。可通过预实验选择合适条件，使读数落在检测体系的有效响应范围内。
14C 检测应在具备相应资质和安全条件的实验室开展。
七、总结
MicroResp™ 将微孔板技术与微生物呼吸检测结合，可通过不同碳源诱导的 CO2 释放响应，比较样品之间的底物利用特征，为评估土壤管理、环境污染和生态修复对微生物功能的影响提供数据。
产品信息
| 项目 | 信息 |
|---|---|
| 产品名称 | MicroResp™ Starter Kit |
| 产品货号 | 001 |
| 品牌 | MicroResp™ |
| 开发机构 | James Hutton Institute |
| 包装标示供应方 | James Hutton Limited |
| 核心技术 | Microplate-based Respiration System |
| 主要检测指标 | 微生物呼吸产生的 CO2 |
| 检测方式 | 比色法或 14C 放射性检测法，依具体方案选择 |
| 主要样品 | 土壤、沉积物及适配的水环境样品 |
| 主要应用 | 土壤健康、群落功能多样性、生态毒理学、生物降解及环境修复 |
参考资料
Campbell, C. D., et al. (2003). A Rapid Microtiter Plate Method To Measure Carbon Dioxide Evolved from Carbon Substrate Amendments so as To Determine the Physiological Profiles of Soil Microbial Communities by Using Whole Soil. Applied and Environmental Microbiology, 69(6), 3593–3599.
本文供产品介绍与科研应用参考。实验参数、试剂配方、孵育条件及数据换算方式以厂家最新技术手册和实际验证结果为准。
