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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
發(fā)布時間： 2026-01-07 點擊次數(shù)： 514次MS GAS緊湊型臺式氣體分析儀搭載質(zhì)譜檢測器，專為復雜氣體和揮發(fā)性物質(zhì)（含同位素、溶劑及揮發(fā)性有機物）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。
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。
應用方向包括但不限于以下諸多方面：
氣體交換動力學分析（CO2、O2）
固氮物種研究（N2、C2H2）
生物燃料研究（H2、CH3CH2OH、碳氫化合物）
18O2標記光呼吸研究
同位素分布分析
空氣和水污染
氣體污染物研究（CH4、H2S、NOx、SO2、CS2、CO等）
揮發(fā)性有機物、溶劑研究
案例一 利用膜進樣質(zhì)譜法對攜帶乙烯合成酶的重組藍藻的乙烯產(chǎn)量進行定量評估
該研究以模式藍細菌集胞藻 PCC 6803為對象，開展了乙烯的合成研究 —— 乙烯作為應用石化產(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器與膜進樣質(zhì)譜儀聯(lián)用，實現(xiàn)對乙烯產(chǎn)量的定量監(jiān)測；同時借助藍藻代謝定量模型，對碳元素的分配規(guī)律進行分析。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍藻可在較寬的光照強度范圍內(nèi)合成乙烯，且在中等光照條件下達到合成值，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
相較于以往針對藍藻培養(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、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)生物反應器，可選配多套，以實現(xiàn)不同光質(zhì)或光強培養(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曲線OJIP、Q-A再氧化動力學等
可選配光譜儀測量光強變化
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行測量，并與其它儀器方法進行比對，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，表現(xiàn)為同一番茄植株的光響應曲線形狀相似，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，但是其標準偏差降低了兩倍左右，從而證明質(zhì)譜儀具備更高的穩(wěn)定性和重復性。
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
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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