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(cè)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(cè)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(chǎng)景中，下面我們簡(jiǎn)單列舉個(gè)案例：
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(cè)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(cè)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)。
Li et al., J Haz Mat., 2023
菹草根際DO的二維時(shí)空分布
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