微生物与生化技术杂志

抽象的

通过膜入口质谱法直接同时定量测定氮和一氧化二氮来估计湿地土壤中反硝化酶活性的速率

Fred J. Genthner、Dragoslav T. Marcovich 和 John C. Lehrter

微生物介导的反硝化过程是去除自然环境和废物处理设施中活性氮污染物的主要途径。反硝化潜力以反硝化酶活性 (DEA) 来衡量，在新的短期 (4 小时) 厌氧测定中，使用一种更灵敏、更精确的技术，即膜入口质谱 (MIMS)，而不是传统的顶空电子捕获气相色谱 (GC-ECD) 法来量化。使用对仪器和样品处理进行的 MIMS 改进，可以同时直接测量反应产物一氧化二氮 (N2O)，一种强效温室气体，以及化学上不活泼的二氮 (N2)。速率测定是根据绘制反应产物浓度随时间增加而生成的线性曲线的斜率进行的。通过显示 N2O 或 N2 的一致、线性积累以及重复反应的速率接近一致，为 MIMS 测量的 DEA 速率的有效性提供了强有力的证据。反应使用湿地土壤和铜绿假单胞菌和绿足蚜培养物进行，它们分别产生反硝化终产物 N2 和 N2O。在乙炔抑制下，铜绿假单胞菌产生 N2O 终产物的速率与产生 N2 的未抑制反应中获得的速率相同。在乙炔抑制下，MIMS 或使用 GC-ECD 的顶空测定 DEA 之间没有观察到显着差异（p>0.05）。由于 MIMS 所用反应容器中的缺氧条件，仅在乙炔阻断反应或绿足蚜培养物中观察到可检测的 N2O 积累速率。该方法具有潜在的应用范围，从近实时废水处理过程测量到氮循环的现场研究。需要继续开发和应用这些类型的方法，以加深我们对调节反硝化及其良性 N2 和有害 N2O 终产物的机制的理解。