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從培養(yǎng)到監(jiān)測:MS GAS 質(zhì)譜儀解鎖藻類研究高效分析新路徑

來源:北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司    2026年01月07日 14:44  

MS GAS緊湊型臺式氣體分析儀搭載質(zhì)譜檢測器,專為復(fù)雜氣體和揮發(fā)性物質(zhì)(含同位素、溶劑及揮發(fā)性有機(jī)物)分析設(shè)計,可實現(xiàn)氣態(tài)與液態(tài)樣品的高效檢測,為科研與工業(yè)領(lǐng)域提供了全新的解決方案。

 

MS GAS 系列質(zhì)譜儀的核心優(yōu)勢在于其模塊化設(shè)計與多元適配能力,儀器配備有 PDMS 膜探頭(透氣不透液,適用于氣相和液相環(huán)境)或針閥 / 針頭進(jìn)樣口(適配純氣相樣品),可與藻類培養(yǎng)瓶、FMT150 光養(yǎng)生物反應(yīng)器、MC1000 8通道藻類培養(yǎng)、植物測量室等多種設(shè)備聯(lián)用,覆蓋從細(xì)胞懸浮液到全株植物的氣體交換分析。其搭載的高效真空系統(tǒng)與冷卻器水阱,能有效去除水分子,顯著延長離子源壽命,同時兼具高精確度、高靈敏度與快速測量特性,用戶友好的軟件界面也降低了操作門檻。

 

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在檢測性能上,該系列儀器提供多種型號供用戶選擇,分析質(zhì)量范圍涵蓋 0-300 amu,檢測器分為法拉第杯(ppm 級別檢測限)和法拉第杯與二次電子倍增器聯(lián)用(ppb 級別檢測限)兩種配置,滿足不同精度需求。

 

應(yīng)用方向包括但不限于以下諸多方面:

 

氣體交換動力學(xué)分析(CO2、O2

固氮物種研究(N2、C2H2

生物燃料研究(H2CH3CH2OH、碳?xì)浠衔铮?/span>

18O2標(biāo)記光呼吸研究

同位素分布分析

空氣和水污染

氣體污染物研究(CH4、H2S、NOx、SO2CS2、CO等)

揮發(fā)性有機(jī)物、溶劑研究

 

案例一 利用膜進(jìn)樣質(zhì)譜法對攜帶乙烯合成酶的重組藍(lán)藻的乙烯產(chǎn)量進(jìn)行定量評估

該研究以模式藍(lán)細(xì)菌集胞藻 PCC 6803為對象,開展了乙烯的合成研究 —— 乙烯作為應(yīng)用石化產(chǎn)品,目前依賴化石燃料制取。研究搭建了一套新型檢測裝置,將平板式光生物反應(yīng)器與膜進(jìn)樣質(zhì)譜儀聯(lián)用,實現(xiàn)對乙烯產(chǎn)量的定量監(jiān)測;同時借助藍(lán)藻代謝定量模型,對碳元素的分配規(guī)律進(jìn)行分析。

 

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結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍(lán)藻可在較寬的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)合成乙烯,且在中等光照條件下達(dá)到合成值,該研究建立的高度可控實驗體系,可為乙烯合成條件的優(yōu)化提供有力支撐

 

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相較于以往針對藍(lán)藻培養(yǎng)體系乙烯釋放量的估算方法,該研究的分析體系實現(xiàn)了顯著優(yōu)化,為精準(zhǔn)、定量評估乙烯合成的培養(yǎng)條件提供了可行性方案

 

配置方案

AlgaeTron AG130 藻類培養(yǎng)箱

蠕動泵

GMS150高精度氣體調(diào)控系統(tǒng)

FMT 150光養(yǎng)生物反應(yīng)器,可選配多套,以實現(xiàn)不同光質(zhì)或光強(qiáng)培養(yǎng)

真空泵

MS GAS-100質(zhì)譜儀

可選配FL6000,在線監(jiān)測藻類熒光快速動力學(xué)曲線OJIPQ-A再氧化動力學(xué)等

可選配光譜儀測量光強(qiáng)變化

 

案例二 高等植物的氣體交換測量

研究人員利用MS GAS質(zhì)譜儀和植物測量室對番茄植株的氣體交換進(jìn)行測量,并與其它儀器方法進(jìn)行比對,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有測試的儀器配置均檢測到相似的生理響應(yīng),表現(xiàn)為同一番茄植株的光響應(yīng)曲線形狀相似,盡管通過質(zhì)譜儀-氣體室裝置測定的CO2濃度結(jié)果與Li6400XT檢測結(jié)果高度一致,但是其標(biāo)準(zhǔn)偏差降低了兩倍左右,從而證明質(zhì)譜儀具備更高的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

 

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配置方案

MS GAS-100質(zhì)譜儀

植物測量室

FluorCam熒光成像系統(tǒng)

真空泵

 

部分參考文獻(xiàn)

1) Zavr?el T. et al, 2016. A quantitative evaluation of ethylene production in the recombinant cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 harboring the ethylene-forming enzyme by membrane inlet mass spectrometry. Bioresource Technology 202, p. 142–151.

2) Zavr?el T., C?erveny? J., Knoop H., Steuer R., Optimizing cyanobacterial product synthesis: Meeting the challenges. Bioengineered 2016, 7:6, 490-496.

 


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