微電極如何幫助我們揭秘海洋環(huán)境化學(xué)反應(yīng)的微觀洞察?
背景介紹:生物地球化學(xué)研究聚焦于大氣、海水、底棲生物和地殼之間在微觀尺度上的質(zhì)量和能量交換過程。這些過程發(fā)生在極其微小的空間內(nèi),如單個(gè)細(xì)胞、孔隙沉積物、巖石、集料、微生物席或生物膜等。近二十年來,隨著電分析化學(xué)與微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,微電極技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,并在探索海洋微環(huán)境、海洋界面以及海洋化學(xué)生命間的相互作用等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。特別是在實(shí)驗(yàn)室微環(huán)境以及原位探測技術(shù)難以觸及的ji 端或動(dòng)態(tài)環(huán)境(如富營養(yǎng)化海域、深海、熱液噴口等)中,微電極技術(shù)為揭示這些領(lǐng)域的奧秘提供了可能。
微電極技術(shù)在揭示海洋環(huán)境化學(xué)反應(yīng)基本信息方面發(fā)揮了重要作用,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1. 原位測量:微電極技術(shù)允許科學(xué)家在不破壞自然海洋環(huán)境的情況下,直接在海洋沉積物或水體中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的測量。這種原位測量對(duì)于理解自然環(huán)境中發(fā)生的復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要。
2. 高空間分辨率:微電極的小型化使其能夠在微觀尺度上探測化學(xué)梯度和過程,如溶解氧、pH值、H2S值和氧化還原電位等,這些測量對(duì)于理解海洋微生物活動(dòng)和生物地球化學(xué)循環(huán)非常關(guān)鍵。
3. 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測:微電極可以實(shí)時(shí)監(jiān)測海洋環(huán)境中的動(dòng)態(tài)化學(xué)變化,如微生物代謝過程中的氧氣消耗和產(chǎn)生,這有助于揭示海洋生態(tài)系統(tǒng)的功能和生物地球化學(xué)過程。
4.海洋化學(xué)與物理化學(xué)的交叉研究:微電極技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了海洋化學(xué)與物理化學(xué)的交叉研究,為海洋飛沫在海洋碳循環(huán)中的物理化學(xué)作用提供了新的研究途徑。
5. 生物地球化學(xué)模型的數(shù)據(jù)支持:微電極技術(shù)提供的高質(zhì)量數(shù)據(jù)支持了全球生物地球化學(xué)模型的建立和發(fā)展,增強(qiáng)了對(duì)海洋過程和化學(xué)物種形成的理解。
6. 技術(shù)創(chuàng)新:微電極技術(shù)的發(fā)展,如智感微電極分析系統(tǒng)的應(yīng)用,為海洋沉積物中氧剖面濃度的測試提供了新的技術(shù)手段,這對(duì)于海洋化學(xué)領(lǐng)域的研究具有創(chuàng)新性。
綜上所述,微電極技術(shù)在海洋化學(xué)研究中的作用十分重要,它為理解海洋環(huán)境中的化學(xué)反應(yīng)提供了一個(gè)強(qiáng)有力的工具,并且為海洋科學(xué)家提供了在未來進(jìn)行更廣闊海洋觀測和研究的技術(shù)保障。
智感環(huán)境是為數(shù)較少能夠?qū)崿F(xiàn)微電極系統(tǒng)開發(fā)和商業(yè)化推廣的公司,利用多年的微電極技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ),對(duì)單通道微電極分析系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì),成功推出--多通道微電極分析系統(tǒng)(Micro2100)。此次研發(fā)的多通道微電極分析系統(tǒng)在系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性方面比單通道微電極分析系統(tǒng)具備更加顯著的優(yōu)勢。可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標(biāo),實(shí)現(xiàn)了我國在該技術(shù)領(lǐng)域的彎道超車。Easysensor微電極的設(shè)計(jì)特殊,它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴(kuò)散邊界層,為微生態(tài)和微區(qū)研究提供了強(qiáng)有力的工具。這款微電極的末端細(xì)至微米級(jí)別,在不破壞被測對(duì)象結(jié)構(gòu)和生理活性的前提下,快速刺入樣品內(nèi)部,實(shí)現(xiàn)對(duì)微環(huán)境的精確測量。
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Easysensor單通道微電極分析系統(tǒng)
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Easysensor多通道微電極分析系統(tǒng)
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微電極應(yīng)用場景
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