該設(shè)備利用光化學(xué)傳感膜熒光成像原理，實(shí)時(shí)獲取水體、沉積物-水微界面、水生動(dòng)植物和土壤植物根際環(huán)境的DO、pH 以及 CO₂等物理化學(xué)參數(shù)的二維分布及動(dòng)態(tài)時(shí)空高分辨信息。

該設(shè)備適用于實(shí)驗(yàn)室模擬研究，測定時(shí)將光化學(xué)傳感膜置于沉積物/土壤/植物根際與容器器壁之間，光敏物質(zhì)與分析物相互作用并伴隨熒光信號(hào)（強(qiáng)度、壽命）變化，利用數(shù)字成像技術(shù)（CMOS 相機(jī)）實(shí)時(shí)記錄其特征發(fā)射光譜，最后通過軟件分析將被測物的含量在時(shí)間和空間上的變化進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。

平面光極可以用于多種實(shí)用場景中，下面我們簡單列舉幾個(gè)案例，例如：

ES&T：沉水植物根際——驅(qū)動(dòng)沉積物有機(jī)質(zhì)礦化的引擎

研究背景

鐵氧化物在有機(jī)碳固持過程中扮演著雙面的角色，與碳循環(huán)過程緊密耦合。鐵氧化物對(duì)于有機(jī)碳固持/礦化的雙重作用在土壤、沉積物與植物根際廣泛存在。水生植物根際常富集鐵氧化物并形成鐵膜，因此水生植物根際的鐵碳循環(huán)對(duì)于沉積物碳庫的穩(wěn)定性具有重要影響。目前，植物根際“銹匯"研究主要集中于陸生植物和水稻、蘆葦?shù)壬钤诟蓾窠惶姝h(huán)境的水生植物，對(duì)于普遍存在泌氧能力、根際氧化還原環(huán)境時(shí)空異質(zhì)性大的沉水植物關(guān)注較少。針對(duì)這一現(xiàn)狀，研究團(tuán)隊(duì)選擇了我國常見的沉水植物苦草，獲取了苦草根際的鐵、碳和鐵細(xì)菌微生物群落組成，以及O₂、CO₂和碳相關(guān)酶活性的高時(shí)空分辨率分布特征，明確了沉水植物根際鐵膜“銹匯"效應(yīng)，討論沉水植物根際鐵與碳的耦合關(guān)系。

???平面光極的應(yīng)用

本研究直觀地說明了沉水植物的鐵斑是OC礦化的熱點(diǎn)。根尖區(qū)作為沉水植物根系較為活躍的區(qū)域，是一個(gè)有效的碳礦化引擎。相反，苦草的鐵斑是一種無效的銹槽。這些結(jié)果對(duì)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)沉積物碳庫具有重要意義。基于平面光極（PO）的技術(shù)特征，我們認(rèn)識(shí)到可以量化CO₂通量（例如根際-沉積物界面和沉積物-水界面），并估算根際驅(qū)動(dòng)的碳礦化對(duì)全球大氣CO₂的貢獻(xiàn)。

苦草根際周圍CO₂濃度的時(shí)空變化。

JHM：通過水生植物根系釋放O₂和微生物介導(dǎo)的砷生物轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積物砷的修復(fù)

研究背景

砷(As)是一種劇毒類金屬，可直接通過飲用受污染的水或間接通過食物鏈對(duì)人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在水生系統(tǒng)中，As很容易附著在懸浮顆粒上，最終沉積在沉積物中，導(dǎo)致其在沉積物中的濃度通常遠(yuǎn)高于其在上覆水域中的濃度。然而，在沉積物中，砷并不總是穩(wěn)定的;其遷移率受鐵(Fe)和錳(Mn)氧化還原驅(qū)動(dòng)的循環(huán)控制。值得注意的是，與砷相關(guān)的根際生物地球化學(xué)過程發(fā)生在微觀尺度上，通常是毫米到亞毫米尺度。我們目前對(duì)根際效應(yīng)及其相關(guān)微生物相互作用對(duì)大型植物根際砷循環(huán)的影響的認(rèn)識(shí)，受到現(xiàn)有研究方法空間分辨率低以及它們對(duì)根際環(huán)境造成干擾的限制。

???平面光極的應(yīng)用

微尺度采樣和成像技術(shù)，如平面光極技術(shù)(PO)和薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)(DGT)已被用于在亞毫米尺度上揭示根際過程。它們可以在亞毫米空間分辨率上精確測量根際溶質(zhì)化學(xué)特征。因此，利用微尺度采樣和成像技術(shù)，可以解開根際對(duì)大型植物根際As生物地球化學(xué)過程生物有效性的影響。因此，本研究是通過無損、高分辨率化學(xué)成像和基于高通量測序的微生物組方法，闡明根際及其相關(guān)微生物介導(dǎo)的As生物轉(zhuǎn)化對(duì)沉水植物菹草（Potamogeton crispus）的根際修復(fù)來降低As的生物利用度的影響。本研究結(jié)果表明，根驅(qū)動(dòng)的非生物和生物轉(zhuǎn)化有助于As在沉積物中的固定，這為將大型植物應(yīng)用于As污染沉積物的修復(fù)奠定基礎(chǔ)。

平面光極技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止此，因篇幅有限不能一一呈現(xiàn)，如您有更好的方案和想法，可以聯(lián)系客服，與我們共同探索和開發(fā)平面光極技術(shù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用~