一、引言

在環(huán)境科學、生物學以及材料科學等領域，對物質微區(qū)變化的實時監(jiān)測是理解和控制復雜過程的關鍵。平面光極技術作為一種非破壞性、高時空分辨率的熒光成像技術，最近取得了重大突破，實現(xiàn)了毫秒級時間分辨率的實時監(jiān)測，為科學研究帶來了全新的視角。

二、平面光極技術概述

平面光極技術是一種基于光學傳感原理的先進技術，通過在透明載體（如聚合物薄膜）上涂覆特定的熒光或吸收性染料，來檢測環(huán)境中的目標化學物質。這些染料的熒光特性會隨著目標化學物質的變化而改變，從而通過測量熒光的變化來推斷出化學參數(shù)的濃度。

三、技術突破：毫秒級時間分辨率

智感環(huán)境團隊基于平面光極技術開發(fā)的新型設備，配備了高像素CMOS相機，實現(xiàn)了時間分辨率毫秒級，空間分辨率亞毫米級的實時監(jiān)測。這一突破性的進展，使得平面光極技術能夠在更短的時間內(nèi)捕捉到更多的化學參數(shù)變化信息，為科學研究提供了更為精確和全面的數(shù)據(jù)支持。

四、實時監(jiān)測待測物微區(qū)變化

平面光極技術的毫秒級時間分辨率和亞毫米級空間分辨率，使得它能夠實時監(jiān)測待測物的微區(qū)變化。無論是在沉積物-水微界面、水生動植物還是土壤植物根際環(huán)境中，平面光極技術都能夠快速、準確地獲取DO、pH及CO2等關鍵參數(shù)的實時變化數(shù)據(jù)。這種能力對于理解生物地球化學過程、環(huán)境污染監(jiān)測以及生態(tài)系統(tǒng)健康評估等具有重要意義。

五、技術優(yōu)勢與應用前景

平面光極技術的優(yōu)勢在于其非破壞性、高時空分辨率以及實時監(jiān)測的能力。這些優(yōu)勢使得它在環(huán)境科學、生物學、材料科學等領域具有廣泛的應用前景。例如，在環(huán)境監(jiān)測中，平面光極技術可以用于水質監(jiān)測、空氣質量監(jiān)測以及土壤污染監(jiān)測等方面；在生物學研究中，它可以用于細胞成像、生物分子追蹤以及生物反應監(jiān)測等方面；在材料科學中，它可以用于材料性能表征、材料老化監(jiān)測以及材料表面分析等方面。

平面光極技術的毫秒級時間分辨率和實時監(jiān)測待測物微區(qū)變化的能力，為科學研究帶來了革命性的變化。隨著技術的不斷發(fā)展和完善，相信平面光極技術將在更多領域發(fā)揮重要作用，為人類探索自然界的奧秘提供更多有力的支持。智感環(huán)境團隊基于平面光極技術開發(fā)了封閉式平面光極設備，并成功將其應用于沉積物-水微界面、水生動植物和土壤植物根際環(huán)境的研究。這些設備具備以下特點：

1. 實時、快速地獲取區(qū)域DO/pH/CO₂的分布。

2. 設備自帶封閉式箱體，滿足測定所需的暗室條件。

3. 設備與軟件配套使用，可集成校準、獲取圖像、處理圖像于一體。

4. 非侵入性成像測量，不破壞原生環(huán)境。

5. 配備高像素CMOS相機，實現(xiàn)時間分辨率毫秒級，空間分辨率亞毫米級。

此外，還有便攜式平面光極檢測儀PO1100，它小巧輕便、便于移動和攜帶，同樣能夠實時、快速地獲取區(qū)域DO/pH/CO₂的分布。使用前，熒光傳感膜需要標定并繪制標準曲線，工作環(huán)境和存儲環(huán)境對溫度和濕度有一定要求。