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：

JHM：超積累植物李氏禾根際O₂動(dòng)力學(xué)和金屬增溶的高分辨率成像

研究背景：

植物修復(fù)技術(shù)（phytoremediation）是一種環(huán)境友好、成本低廉的重金屬污染土壤原位修復(fù)技術(shù)，應(yīng)用潛力強(qiáng)大。李氏禾（Leersia hexandra Swartz）是我國境內(nèi)初次發(fā)現(xiàn)的鉻超富集植物，能將高毒性的Cr(VI)轉(zhuǎn)化成低毒性的Cr(III)并積累在植物的莖和葉片中，是鉻污染土壤修復(fù)的優(yōu)質(zhì)植物材料。為了能更好地將李氏禾應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，還需要對李氏禾生理生化機(jī)制進(jìn)行深入研究。相關(guān)研究表明植物根系泌氧能通過改變土壤氧化還原電位、促進(jìn)根部鐵膜形成和調(diào)控不同功能的微生物在根際發(fā)揮作用等方式影響植物對重金屬的吸收。因此研究重金屬處理下超富集植物根系泌氧的變化規(guī)律對闡明超富集機(jī)制具有重要意義。

???平面光極的應(yīng)用

由于土壤中的根–土界面、土–水界面存在大量的物質(zhì)交換和能量流動(dòng)，使土壤性質(zhì)在微小區(qū)域內(nèi)也存在顯著的差異性，因此利用原位高分辨技術(shù)來揭示植物修復(fù)的根際效應(yīng)和作用機(jī)理尤為重要。本研究采用平面光極技術(shù)（PO）、薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)和激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)，研究了鉻（Cr）脅迫下水下超富集植物李氏禾根際O₂和微量金屬的分布。隨著光照強(qiáng)度、空氣濕度和大氣CO₂濃度的增加，根際O₂濃度和氧化面積顯著增加(p < 0.05)。O₂濃度先隨環(huán)境溫度升高而升高，而后隨溫度升高而降低。Cr脅迫下根際O₂濃度顯著降低(p < 0.05)，對環(huán)境溫度變化的響應(yīng)時(shí)間延長。Cr脅迫導(dǎo)致As、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Sb、V、W、Zn在根際的遷移率降低，且與O₂濃度呈負(fù)相關(guān)。這些結(jié)果為超積累植物根系誘導(dǎo)的O₂濃度變化在控制土壤微量金屬遷移中的作用提供了新的認(rèn)識(shí)。

He et al., J Haz Mat., 2023

根際O₂、PH和多種金屬的二維分布

STE：掩蔽與生物化學(xué)氧化相結(jié)合的原位覆蓋技術(shù)對沉積物修復(fù)過程中重金屬遷移和形態(tài)的影響

研究背景:

鑭改性膨潤土（LMB）和硝酸鈣（CN）的覆蓋和氧化具有清除深層磷（P）/砷（As）和阻斷表層P和As的雙重作用。然而，關(guān)于LMB和CN對重金屬影響的資料很少。

???平面光極的應(yīng)用

在本研究中，假設(shè)LMB和CN對重金屬的協(xié)同作用與P和As相同，通過Rhizon采樣器、薄膜擴(kuò)散梯度技術(shù)（DGT）和平面光極（PO）方法驗(yàn)證了這一假設(shè)。結(jié)果表明，LMB和CN單獨(dú)或聯(lián)合處理能使沉積物-水界面溶解氧(SWI)逐漸降低，但最終導(dǎo)致界面DO增加。CN和LMB+CN處理實(shí)驗(yàn)中，在覆蓋了30天后，表層110 mm沉積物中DGT有效態(tài)的硫化物、80 mm表層沉積物中可溶性Fe(II)和DGT有效態(tài)Fe(II)均大大降低。在CN和LMB + CN組中觀察到可溶性Fe, Mn, Co和DGT有效態(tài)Mn, Co, Cu和Ni短暫急劇增加，這可能是由于硫化物氧化和碳酸鹽溶解造成的。

Lin et al., Sci Total Envion., 2023

LMBCN和LMB+CN組處理前后沉積物-水界面DO的變化

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)系文末下方客服，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~