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本发明提供了一种单细胞拉曼光谱技术测定氨氧化古菌代谢活性的方法,包括如下步骤:利用N组含有不同浓度的同位素D2O标记的培养基培养氨氧化古菌,并对所述氨氧化古菌细胞菌液进行离心、洗涤、风干,再选取一定量的细胞区域进行拉曼光谱的测定,根据N组培养基中所述同位素D2O的浓度和计算获得的C?D%绘制标准曲线,获取回归方程;提供氨氧化古菌样品进行代谢活性分析。上述方法可用于定量分析氨氧化古菌的代谢活性,该方法是进行原位检测,检测速度快、检测精度高、样品消耗量少、对细胞菌体没有破坏性,适用范围广。