微小有機(jī)體研究
如果您正在研究魚類或無(wú)脊椎動(dòng)物的卵/胚胎/幼蟲、橈足類動(dòng)物或水蚤等微小生物的氧氣消耗率，那么可考慮封閉式24孔微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)。
微孔板呼吸測(cè)定系統(tǒng)
MICROPLATE SYSTEM
（核心款24通道 / 80微升，可擴(kuò)展）
概述
微孔板小動(dòng)物呼吸測(cè)量系統(tǒng)是專為微小生物、微生物打造的高通量、自動(dòng)化呼吸代謝檢測(cè)設(shè)備，采用非侵入式熒光氧檢測(cè)技術(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)密封微孔內(nèi)樣本的氧氣消耗/產(chǎn)生率，精準(zhǔn)捕捉微弱呼吸信號(hào)。
本微孔板呼吸測(cè)定系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、通量高，可在較寬溫度范圍（5–40℃）內(nèi)，測(cè)定微型水生、陸生生物及微生物的個(gè)體呼吸速率。整套系統(tǒng)裝入標(biāo)配的硬質(zhì)運(yùn)輸箱后，便于運(yùn)輸，可送至偏遠(yuǎn)野外工作站等場(chǎng)所。系統(tǒng)支持水、空氣/氣體多環(huán)境檢測(cè)，基礎(chǔ)24通道可拓展至240通道，廣泛應(yīng)用于水生生物學(xué)、微生物學(xué)、環(huán)境毒理學(xué)、植物生理學(xué)等研究領(lǐng)域。
研究對(duì)象
適用于微尺度代謝研究的對(duì)象:
? 水生微小生物：斑馬魚/青鳉魚胚胎/幼體、非洲爪蟾卵及蝌蚪、水蚤、橈足類等
? 陸生微小生物：蚊蟲/蜱蟲、蜘蛛、節(jié)肢動(dòng)物蛹、黑腹果蠅等果蠅類、陸生搖蚊幼蟲等
? 微生物/單細(xì)胞：細(xì)菌、藻類、酵母、原生動(dòng)物、細(xì)胞懸液
? 植物樣本：各類植物種子（擬南芥/水稻/小麥/玉米）、離體植物組織
? 其他：離體動(dòng)物組織/器官、卵囊
只要可放入玻璃微孔板的孔內(nèi)，幾乎所有生物的氧氣消耗（或氧氣生成）速率均可通過(guò)本系統(tǒng)測(cè)定。
產(chǎn)品特點(diǎn)
ü 非侵入式無(wú)損檢測(cè)：光學(xué)熒光氧傳感器，不接觸樣本，可長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè)，不破壞生物活性。
ü 高通量靈活拓展：基礎(chǔ)款搭配24孔玻璃微孔板，單臺(tái)電腦可擴(kuò)展連接多達(dá)10臺(tái)24孔板讀數(shù)儀，實(shí)現(xiàn)高通量檢測(cè)；提供多種孔體積可選：80、200、500、940和1700μL
ü 高精度穩(wěn)定測(cè)量：對(duì)每個(gè)氣密孔內(nèi)的溶氧含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)（封閉型呼吸測(cè)定法）,可測(cè)定水相或氣相中的氧氣消耗速率或生成速率, 傳感器響應(yīng)時(shí)間＜30s，漂移量＜1% 空氣飽和度 / 周，精準(zhǔn)捕捉微弱代謝信號(hào)。
ü 自動(dòng)化全流程操作：適配Windows11系統(tǒng)的 MicroResp?專用軟件，操作便捷，支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄、統(tǒng)計(jì)與分析
ü 多場(chǎng)景環(huán)境適配：設(shè)計(jì)緊湊，可置于培養(yǎng)箱/水浴內(nèi)或搖床臺(tái)上使用, 支持5–45℃控溫，整套可便攜運(yùn)輸至野外站點(diǎn)。
ü 低耗材成本：光學(xué)溶氧傳感器可重復(fù)使用，且可多次校準(zhǔn)后開展實(shí)驗(yàn)；硼硅玻璃微孔板可重復(fù)使用。
系統(tǒng)組成
n 核心硬件
· 24 通道微孔板讀數(shù)儀（含分流器、電源適配器）
· MicroResp? V1 軟件（含授權(quán)加密狗）
參數(shù)項(xiàng) | 規(guī)格說(shuō)明 |
適配系統(tǒng) | Windows 11，64位 （雙核2GHz CPU、≥8GB 內(nèi)存、2個(gè)USB 端口、≥1280×1024 分辨率） |
采樣率 | 3–300s 可調(diào) |
核心功能 | 背景呼吸補(bǔ)償、氧數(shù)據(jù)歸一化、處理組分配、MO?自動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析 |
運(yùn)行模式 | 全功能模式（加密狗解鎖）、演示模式（無(wú)硬件數(shù)據(jù)分析） |
數(shù)據(jù)導(dǎo)出 | Excel 格式，含時(shí)間戳氧數(shù)據(jù)、代謝率、統(tǒng)計(jì)結(jié)果及圖表 |
· 24 孔硼硅酸鹽玻璃微孔板（多規(guī)格可選）
核心款微孔板系統(tǒng)標(biāo)配一塊硼硅玻璃微孔板，提供以下五種規(guī)格的微孔板均可與系統(tǒng)標(biāo)配的同一臺(tái)讀數(shù)儀兼容，只需一套微孔板系統(tǒng)，即可更換不同孔體積的微孔板，便于研究不同體型、不同物種的生物。
各規(guī)格的內(nèi)徑和深度參數(shù)如下表所示：
體積 （μL） | 內(nèi)徑 （mm） | 深度 （mm） | 整板尺寸（長(zhǎng)×寬×高）（mm） |
80 | 4.5 | 5.0 | 120×80×7 |
200 | 6.0 | 7.0 | 120×80×9 |
500 | 8.0 | 10.0 | 120×80×12 |
940 | 10.0 | 12.0 | 120×80×14 |
1700 | 12.0 | 15.0 | 120×80×17 |
n 密封與輔助配件
· 微孔板導(dǎo)向裝置（精準(zhǔn)對(duì)位）
· 硅膠墊、壓縮塊（實(shí)現(xiàn)氣密密封）
· 氣密自粘密封膜、封膜滾輪（輔助密封）
n 便攜防護(hù)
· 硬質(zhì)運(yùn)輸箱（整套設(shè)備收納與便攜運(yùn)輸）
實(shí)時(shí)獲取氧氣數(shù)據(jù)
· 通過(guò)MicroResp?微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)計(jì)算和分析水蚤、果蠅、蚊子、斑馬魚及其他模型或微小生物的新陳代謝率。MicroResp?負(fù)責(zé)從微孔板讀取器收集氧氣數(shù)據(jù)，并自動(dòng)計(jì)算玻璃板上每個(gè)孔的MO2/VO2數(shù)據(jù)。
各孔的實(shí)際含氧量在數(shù)值視圖中顯示，或在可定制數(shù)據(jù)圖中以獨(dú)立形式呈現(xiàn)
· 為了獲得更全面的概覽，可在實(shí)時(shí)組合圖中監(jiān)測(cè)所有數(shù)據(jù)軌跡，并標(biāo)注已應(yīng)用的處理操作。每個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)圖均可快速導(dǎo)出為圖片或Excel文件，便于在數(shù)據(jù)分析前進(jìn)行成果展示
· MicroResp? 不僅可監(jiān)測(cè)每個(gè)孔位中的氧氣消耗，同時(shí)也可監(jiān)測(cè)氧氣生成。在水體（包括淡水和咸水）與空氣中切換測(cè)量模式，操作簡(jiǎn)便，如同撥動(dòng)開關(guān)。
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技術(shù)參數(shù)
功能特性 | 規(guī)格參數(shù) |
兼容氧傳感器 | 可重復(fù)使用傳感器探頭 |
氧測(cè)量通道 | 24 通道 |
電源供應(yīng) | 100–240 V 交流電 |
電源適配器 | 輸入：100–240 V 交流電 / 輸出：18–24 V 直流電 |
氧濃度單位 | 氧飽和度百分比、空氣飽和度百分比、kPa、Torr、mg/L、mmol、ml/L |
測(cè)量范圍 | 0–50% 氧飽和度 0–235%空氣飽和度 0–50 kPa 0–235 Torr 0–22.5 mg/L 0–700μmol 0–22.5ml/L |
分辨率 | 在 20.9 % O? 時(shí)：± 0.4 % O? 在 207 hPa 時(shí)：± 4 hPa 在 283.1 μmol 時(shí)：± 5 μmol 在 100 % 空氣飽和度時(shí)：± 2 % 空氣飽和度 |
采樣間隔 | <5S 至 60S |
精密度 | 在 20.9 % O? 時(shí)：± 1 % O? 在 100 % 空氣飽和度時(shí)：± 5 % 空氣飽和度 |
0% 氧濃度下漂移（采樣間隔 10 分鐘） | 一周內(nèi)：< 0.2 % O? 一周內(nèi)：< 1 % 空氣飽和度 |
測(cè)量溫度范圍 | 5–45 ℃ |
響應(yīng)時(shí)間（T90，達(dá)到 90% 讀數(shù)的時(shí)間） | < 30 秒 |
兼容性 | 水溶液、乙醇、甲醇 |
清潔流程 | 乙醇 / 含氯溶液 |
應(yīng)用領(lǐng)域
1. 植物生理學(xué)：種子萌發(fā)呼吸代謝檢測(cè)、植物脅迫響應(yīng)研究
2. 水生生物學(xué)：水生生物耗氧率檢測(cè)、胚胎發(fā)育代謝規(guī)律研究
3. 微生物學(xué)：微生物呼吸活性檢測(cè)、代謝抑制劑效果評(píng)估
4. 環(huán)境毒理學(xué)：污染物對(duì)生物代謝的影響、水質(zhì)生物檢測(cè)
5. 藥物篩選：高通量藥物對(duì)微小生物的代謝影響篩選
6. 生態(tài)研究：野外現(xiàn)場(chǎng)生物代謝檢測(cè)、極地生物適應(yīng)機(jī)制研究
簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)操作
n 將單個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)生物放入每個(gè)80-1700微升的氣密玻璃孔內(nèi)，通?？墒褂靡埔汗?、刮刀或吸液管（處理易逃逸的節(jié)肢動(dòng)物時(shí)）操作；
n 采用不透氣、透明且自粘的聚酯密封膜貼合在玻璃微孔板表面，對(duì)各孔進(jìn)行密封。玻璃材質(zhì)具備不透氣性，而普通塑料微孔板會(huì)根據(jù)樣品的氧分壓，成為氧氣的“儲(chǔ)存庫(kù)”或“釋放源”，影響檢測(cè)結(jié)果；
n 通過(guò)定位導(dǎo)向件將密封后的玻璃微孔板放置在讀數(shù)儀上，使24個(gè)溶氧傳感點(diǎn)與讀數(shù)儀的 24個(gè)藍(lán)色 LED 光源和光接收器精準(zhǔn)對(duì)齊。讀數(shù)儀、定位導(dǎo)向件與微孔板可輕松放入培養(yǎng)箱，或直接置于恒溫室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃微孔板的溫度控制。
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可選溫度控制方案
n 可選配亞克力流通式水浴槽實(shí)現(xiàn)溫度控制，將水浴槽放置在讀數(shù)儀上，把密封后的玻璃微孔板放入水浴槽中。單個(gè)玻璃微孔板固定在適當(dāng)位置，將24個(gè)氧傳感器點(diǎn)直接集中在24個(gè)LED光源上，以獲得最佳信號(hào)強(qiáng)度。水浴槽端口用于在浸入式玻璃微孔板上通過(guò)冷凍/加熱水流，即可以在任何環(huán)境溫度下測(cè)量水生呼吸速率或在校準(zhǔn)期間使用。
n 更換Witrox 1和Witrox 4儀器的溫度探頭，帶有5m長(zhǎng)的屏蔽電纜。PT 1000傳感器的公差為B類傳感器的1/3，具有+/0.15°C的高精度。
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防溶氧分層處理
對(duì)于水相中的非運(yùn)動(dòng)生物（如胚胎、水螅、?？蛭⑸铮墒褂密壍罁u床，降低孔內(nèi)溶氧分層的風(fēng)險(xiǎn)。
傳感器與微孔板清潔
每個(gè)檢測(cè)孔均配備非侵入式可重復(fù)使用的溶氧傳感點(diǎn)，采用動(dòng)態(tài)熒光猝滅法檢測(cè)溶氧。實(shí)驗(yàn)后，只需用溫和的肥皂水和去離子水即可快速清洗微孔板，也可使用乙醇或溫和的漂白劑對(duì)其滅菌，便于后續(xù)實(shí)驗(yàn)再次使用。
設(shè)計(jì)緊湊，運(yùn)輸便捷
本系統(tǒng)使用時(shí)占用實(shí)驗(yàn)室空間極小，僅需一個(gè)墻面電源插座供電，并通過(guò) USB 接口與 Windows 系統(tǒng)電腦連接。整套系統(tǒng)裝入標(biāo)配的硬質(zhì)運(yùn)輸箱后，可安全運(yùn)輸至包括偏遠(yuǎn)地區(qū)在內(nèi)的各類場(chǎng)所。
應(yīng)用案例參考
研究團(tuán)隊(duì)攜帶本微孔板系統(tǒng)前往南極，研究陸生搖蚊幼蟲的代謝特征
為了更好地了解昆蟲是如何適應(yīng)極端環(huán)境的，一組研究人員一直在研究南極蠓。該團(tuán)隊(duì)由Nicholas Teets（肯塔基大學(xué)副教授）領(lǐng)導(dǎo)，包括Jack Devlin（肯塔基大學(xué)博士生）、Cleverson de Sousa Lima（肯塔基大學(xué)博士生）、Yuta Kawarasaki （Gustavus Adolophus學(xué)院副教授）、JD Gantz （Hendrix學(xué)院助理教授）和Vitror Pavinato（肯塔基大學(xué)博士后）。俄亥俄州立大學(xué)（Ohio State University）的研究人員正在研究這種昆蟲對(duì)極端壓力的耐受性背后的分子和生理過(guò)程機(jī)制，以及它如何在惡劣的南極條件下生存。作為研究的一部分，該團(tuán)隊(duì)最近在南極半島完成了一個(gè)實(shí)地考察季節(jié)，在那里他們從各個(gè)島嶼收集陸生昆蟲，并在研究船上和研究站進(jìn)行了生理實(shí)驗(yàn)。研究小組的主要興趣之一是這些昆蟲如何應(yīng)對(duì)壓力帶來(lái)的能量挑戰(zhàn)。
Cleverson Lima使用MicroResp?軟件的微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)。微孔板玻璃板放置在丙烯酸水浴槽內(nèi)（靠近Cleverson的左手），再循環(huán)浴槽提供10°C的水流過(guò)水浴槽，保持溫度穩(wěn)定。
使用Loligo?Systems公司的微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)，該團(tuán)隊(duì)能夠在各種環(huán)境壓力下測(cè)量單個(gè)陸生蠓幼蟲的實(shí)時(shí)耗氧量，這些數(shù)據(jù)是該團(tuán)隊(duì)在過(guò)去的項(xiàng)目中無(wú)法獲得的。他們的新工具，微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)，因此使研究人員能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量代謝率，提供關(guān)于昆蟲如何受到不同壓力源影響的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
MicroResp?v1.1，微孔板系統(tǒng)自帶的軟件，支持實(shí)時(shí)和時(shí)間戳的mo2計(jì)算，用于空氣/氣體以及水的測(cè)量。
團(tuán)隊(duì)成員杰克·德夫林（Jack Devlin）對(duì)微塑料污染對(duì)南極洲的潛在影響很感興趣。他還使用微孔板呼吸測(cè)量系統(tǒng)，研究了接觸微塑料是否會(huì)引起代謝率的變化。這些研究結(jié)果對(duì)于了解微塑料污染對(duì)非洲大陸脆弱生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響至關(guān)重要。
MicroResp?數(shù)據(jù)示例由Jack Devlin創(chuàng)建的MO2和氧與時(shí)間數(shù)據(jù)圖，用于每個(gè)包含南極陸地蠓幼蟲的單獨(dú)玻璃板孔。黑色是空白，灰色是對(duì)照組，藍(lán)色是暴露在高濃度微塑料中的昆蟲。通過(guò)在每個(gè)井中添加一張潮濕的濾紙來(lái)保持濕度水平。
研究小組還將南極洲比利時(shí)蟲的耐受性和基因組與幾個(gè)近親進(jìn)行了比較，以確定這種昆蟲在南極洲茁壯成長(zhǎng)的關(guān)鍵機(jī)制。這項(xiàng)研究可以更好地理解昆蟲是如何適應(yīng)極端環(huán)境的，并為物種面對(duì)不斷變化的環(huán)境的適應(yīng)能力提供見解。
采用本系統(tǒng)發(fā)表的同行評(píng)審論文
以下為引用本微孔板呼吸測(cè)定系統(tǒng)的部分已發(fā)表論文：
1. Effects of temperature on metabolic rate during metamorphosis in the alfalfa leafcutting bee溫度對(duì)苜蓿切葉蜂變態(tài)發(fā)育階段代謝率的影響
Kayla N. Earls, Jacob B. Campbell, Joseph P. Rinehart, Kendra J. Greenlee (2023)Biology OpenLink to article
2. Effects of elevated CO2 on metabolic rate and nitrogenous waste handling in the early life stages of yellowfin tuna (Thunnus albacares) 高濃度二氧化碳對(duì)黃鰭金槍魚早期生活史階段代謝率和含氮廢物代謝的影響
Rachael M. Heuer, Yadong Wang, Christina Pasparakis, Wenlong Zhang, Vernon Scholey, Daniel Margulies, Martin Grosell (2023), Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative PhysiologyLink to article
3. Chemical manipulation of mitochondrial function affects metabolism of red carotenoids in a marine copepod (Tigriopus californicus) 線粒體功能的化學(xué)調(diào)控對(duì)海洋橈足類（加州虎斑猛水蚤）紅色類胡蘿卜素代謝的影響
Matthew J. Powers, James A. Baty, Alexis M. Dinga, James H. Mao, Geoffrey E. Hill (2022) , Journal of Experimental Biology.Link to article
4. Metabolic responses to crude oil during early life stages reveal critical developmental windows in the zebrafish (Danio rerio) 原油暴露的代謝響應(yīng)揭示斑馬魚早期發(fā)育的關(guān)鍵窗口期
Karem N. Vazquez Roman, Warren W. Burggren (2022), Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. Link to article
5. Effects of marine mine tailing exposure on the development, growth, and lipid accumulation in Calanus finmarchicus海洋礦渣暴露對(duì)北極哲水蚤發(fā)育、生長(zhǎng)及脂質(zhì)積累的影響
Linn H. Svendheim, Tjalling Jager, P?l A. Olsvik, Ida Beathe ?verjordet, Tomasz M. Ciesielski, Trond Nordtug, Torstein Kristensen, Bj?rn Henrik Hansen, Bjarne Kv?stad, Dag Altin, Julia Farkas (2021) ,Chemosphere.Link to article
6. Water-soluble fraction of crude oil affects variability and has transgenerational effects in Daphnia magna原油水溶性組分對(duì)大型溞的變異性影響及跨代效應(yīng)
Mikko Nikinmaa, Emilie Suominen, Katja Anttila (2019),Aquatic Toxicology.
7. Genetic Variation in Metabolic Rate and Correlations with Other Energy Budget Components and Life History in Daphnia magna大型溞代謝率的遺傳變異及其與其他能量收支組分和生活史特征的相關(guān)性
Sigurd Einum, Erlend I. F. Fossen, Victor Parry & Christophe Pélabon (2019), Evolutionary Biology.Link to article
8. Ecotoxicological assessment of wastewater treated by the novel solar chlor-photo-Fenton process for sustainable crop irrigation新型太陽(yáng)能氯 - 光芬頓工藝處理廢水用于可持續(xù)農(nóng)業(yè)灌溉的生態(tài)毒理學(xué)評(píng)價(jià)
Belachqer-El Attar, S; Taborelli, P; Soriano-Molina, P; Roslev, P; Pérez, JA Sánchez (2026),Journal of Environmental Management.
產(chǎn)地：丹麥Loligo
