固氮酶是一种将氮原子还原成氨的酶，是一种由铁蛋白和铁钼蛋白组成的蛋白质。铁蛋白和铁钼蛋白对氧是很敏感的，一旦遇到氧就很快导致固氮酶失活。固氮微生物需要氧气才能活下去，而固氮的过程必需是在严格的厌氧环境中进行。怎么进行呢？其实很简单。就是固氮要发生的时候，固氮酶就用很强的呼吸作用，先把周边的环境中的氧都给消耗完，让细胞处于低氧状态，从而保存固氮酶不被损伤。固氮的过程中，每个电子的传递需要消耗2-3个ATP。与此同时，固氮生物也会产生氢气。反应式为：N2+8H++8e-生成2NH3+H2。

检测样本中的固氮酶活性，采用的是乙炔还原法，也就是利用固氮酶将乙炔气体还原成乙烯气体。通过气相色谱的方法，测定乙烯、乙炔的含量。采用高纯的乙炔气体，高纯氮气，乙炔标准气体。检测器为氢火焰离子检测器（FID），色谱柱为2M不锈钢填充柱，柱温70℃，检测器温度150℃。氢气、氮气、空气按参数设置完毕。先对标准乙炔气体用氮气进行梯度稀释5个不同的点，进样检测，制作乙烯标准曲线。

这个时候，要对样品进行处理。要测固氮酶的活性，将根瘤样本冲洗，并去除多余的水分，并将根瘤和植物根系放在一个封闭的容器中。接着，要注入乙炔，使固氮酶和乙炔发生反应。大概30分钟，将反应后的混合气体收集起来，并注入到气相色谱仪中进行测定，对图谱和数据进行分析。最后，通过分析乙烯、乙炔的峰面积，结合标准曲线，计算出样品中的固氮酶活性。