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土壤微生物作為土壤生態系統的核心組成部分，參與有機質分解、養分循環及污染物轉化等關鍵過程，其群落結構和功能變化是反映土壤環境質量的重要指標。環境檢測中，土壤微生物分析需通過樣品前處理、微生物分離、定量計數等系列步驟，精準獲取微生物群落信息，為土壤污染評估與修復提供科學依據。

傳統土壤微生物分析依賴手動分液完成樣品稀釋、培養基分配等操作，但存在明顯局限：一是手動分液精度受操作人員技能影響大，易導致微生物濃度梯度偏差；二是批量樣品處理時效率低下，且交叉污染風險較高；三是長時間重復操作易產生疲勞誤差，影響檢測結果的重復性。這些問題嚴重制約了土壤微生物分析的標準化和規模化開展。

博清生物科技（南京）有限公司研發的自動分液系統基于高精度流體控制技術，具備可編程分液模式、多重防污染設計及高效批量處理能力，已在生物醫學、食品檢測等領域得到應用。

一、材料與方法

（一）實驗材料

1、土壤樣品：采集農田土壤（未污染對照）、化工園區周邊土壤（輕度污染）、重金屬污染場地土壤（重度污染），采樣深度為0~20cm，去除石塊、植物殘體后，過2mm篩，4℃冷藏備用。

2、試劑：LB培養基、馬丁氏培養基、無菌生理鹽水、瓊脂粉，均為分析純級；大腸菌群、芽孢桿菌、真菌標準菌株，購自中國微生物菌種保藏中心。

3、儀器：博清生物自動分液系統、高壓蒸汽滅菌鍋、生化培養箱、菌落計數器、電子天平。

（二）實驗方法

1、樣品前處理流程

稱取10g土壤樣品置于90mL無菌生理鹽水中，180r/min 振蕩30min，制備10?1土壤懸液。

采用博清生物自動分液系統進行梯度稀釋：設置分液體積1mL，將10?1懸液依次稀釋至10?2、10?3、10??、10??濃度梯度，每個梯度3個平行樣；同時采用手動分液進行相同梯度稀釋，作為對照。

分別取各濃度梯度懸液0.1mL，通過自動分液系統和手動操作接種至LB培養基（細菌）、馬丁氏培養基（真菌）平板，每個處理3次重復。

2、培養與檢測

細菌培養：37℃恒溫培養24~48h；真菌培養：28℃恒溫培養48~72h。

采用菌落計數器統計平板上的菌落數（CFU/g），計算各處理的平均值和相對標準偏差（RSD）。

3、性能評價指標

分液精度：通過稱量不同體積的無菌水，計算實際體積與設定體積的誤差率。

重復性：以各濃度梯度菌落計數的RSD值表示。

分析效率：統計處理50個土壤樣品的前處理總時間（含稀釋、接種步驟）。

交叉污染率：通過空白對照平板的菌落生長情況計算。

二、結果與分析

（一）分液精度對比

博清生物自動分液系統在10μL、100μL、500μL三個設定體積下的平均誤差率為 0.83%；而手動分液的平均誤差率為5.80%。自動分液系統的精度顯著高于手動操作（P<0.01），且在小體積分液時仍能保持穩定精度，滿足土壤微生物梯度稀釋的嚴格要求。

（二）微生物檢測重復性分析

不同污染程度土壤樣品的微生物計數結果顯示，自動分液系統處理組的菌落計數RSD值為2.3%~3.5%，其中細菌RSD平均為2.7%，真菌RSD平均為3.2%；手動處理組的RSD值為6.1%~8.7%，細菌和真菌平均RSD分別為7.2%和8.1%。自動分液系統的重復性顯著優于手動操作（P<0.05），尤其在低濃度微生物樣品檢測中，能有效降低數據波動。

（三）分析效率與交叉污染控制

處理50個土壤樣品時，博清生物自動分液系統的前處理總時間為2.5h，而手動操作需4.5h，系統將分析效率提升44.4%。交叉污染率方面，自動分液系統通過內置清洗程序和獨立通道設計，交叉污染率僅為0.3%；手動分液的交叉污染率為3.8%，主要源于操作過程中移液槍的殘留污染。

（四）不同污染土壤微生物檢出結果

在重度污染土壤中，自動分液系統檢出的細菌總數為（3.2±0.1）×10?CFU/g，真菌總數為（1.8±0.1）×10?CFU/g；手動操作檢出值分別為（2.8±0.3）×10?CFU/g和（1.5±0.2）×10?CFU/g。自動分液系統的微生物檢出率更高，且數據穩定性更強，能更真實反映污染土壤的微生物群落特征。

三、討論

土壤微生物分析的準確性和效率直接依賴于樣品前處理的標準化程度。本研究中，博清生物科技（南京）有限公司研發的自動分液系統通過高精度流體驅動技術，實現了1~2000μL范圍內的精準分液，誤差率控制在1.5%以內，解決了手動分液中濃度梯度偏差的關鍵問題。其可編程操作模式能嚴格遵循實驗設計的稀釋比例，避免人為操作帶來的主觀誤差，這也是該系統檢測重復性優于手動操作的核心原因。

在分析效率方面，博清生物科技（南京）有限公司研發的自動分液系統支持多通道同時工作，可批量完成樣品稀釋和接種，將50個樣品的前處理時間縮短至2.5h，大幅降低了操作人員的工作強度。同時，系統的自動清洗功能和獨立液路設計，有效減少了交叉污染風險，交叉污染率僅為0.3%，滿足環境檢測中對數據可靠性的嚴格要求。

對于不同污染程度的土壤樣品，自動分液系統均能穩定檢出微生物群落信息，且在重度污染土壤等低生物量樣品中表現出更高的靈敏度。這一優勢使得該系統不僅適用于常規土壤環境檢測，還能滿足污染場地修復效果評估、極端環境土壤微生物篩查等復雜場景的需求。

當然，本研究仍存在一定局限：僅驗證了該系統在細菌和真菌分析中的應用，未涉及放線菌、古菌等特殊微生物類群；后續可進一步優化分液參數，拓展其在微生物功能基因檢測、微生物代謝產物分析等領域的應用。

博清生物科技（南京）有限公司研發的自動分液系統在土壤微生物分析中表現出高精度、高重復性、高效率的顯著優勢，能有效解決傳統手動操作的精度不足、誤差大、效率低等問題。該系統通過標準化的分液流程，提升了土壤微生物檢測數據的可靠性和可比性，為環境檢測中土壤生態質量評估、污染指示菌監測提供了高效技術手段。隨著環境檢測對數據標準化和分析效率要求的不斷提高，博清生物科技（南京）有限公司研發的自動分液系統有望成為土壤微生物分析的核心設備，推動環境微生物檢測技術向自動化、規模化方向發展。