微電極分析系統是一維、亞毫米級檢測水土環境基礎指標的高精尖設備。智感環境是全球為數極少能夠實現微電極系統開發和商業化推廣的公司,并創新性地推出了微電極多通道分析系統,可以同步、高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標,實現了中國在該技術領域的彎道超車。
微電極以μm尺度的電極末端為基礎,穿刺測量水/土壤/沉積物/生物膜等剖面,電極末端產生電壓或電流信號,通過軟件采集此信號,從而原位觀測微小區間DO,pH, Eh, H2S等指標的高分辨率變化。
微電極類型
玻璃電極
鋼針電極
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微電極應用領域
針對不同實驗需求,智感環境推出了兩款微電極分析系統:
Micro1100
單通道微電極分析系統
設備操作方法詳見:微電極設備太復雜不會操作?快收下這個速學版操作指南,實用!
Micro 1100 ▏功能特點
1、微電極末端尺寸可達微米和納米級,在很大程度上可以減少侵入式測量對物體的損傷;
2、時空分辨率高、靈敏度高:可于毫秒間實時獲待測物的垂向剖面動態變化規律;
3、響應速度快:可實時快速地監測水土微界面的指數變化;
4、設備小型便攜、軟件易操作:獲取數據的方式簡單、快捷。
Micro 1100 ▏應用案例分享
案例一
探討微生物對多個湖泊水體和底泥Eh指標的改善和修復情況
對四個水域進行了取樣,每個水域兩組樣品,一組對照樣、另一組加入微生物實驗樣,實驗室培養30天后。我們使用200μm的Eh微電極對四組樣品進行測試。
第一天四組水樣情況對比
第三十天后,加入微生物實驗樣的水樣情況對比
圖片中可以看到二、三組實驗,微生物加入的前后底泥的顏色發生了明顯的變化,一、四組變化不大。我們通到微電極測試的數據可以看到二、三組對比樣與實驗樣底泥的Eh值相差很大,而一、四組差別不大,顏色的變化與微電極測試得到的數據相結合,使得可以更加準確的認知到微生物的使用效果。
案例二
沉水植物生物膜ROS的產生以及葉片微邊界層環境因子(DO、Eh和pH)在三個光-暗循環中的變化
活性氧(ROS)在水生環境的生物地球化學中起著至關重要的作用,但其在沉水植物生物膜中的發生和積累卻鮮有報道。本文研究了大型植物葉片生物膜演代過程中生物膜微環境的光暗循環波動和代表性ROS (O2•?)的時間變化,并對生物膜中的光化學過程進行了量化。研究結果表明,O2•?的持續產出量在32.49±0.56 μmol/kg ~ 72.56±0.92 μmol/kg之間呈現出明顯的節律性波動,并與溶解氧、氧化還原電位和pH同時波動,這都是由生物膜的好氧-缺氧交替條件驅動的。
Ge et al., J Haz Mat., 2023
本圖揭示了生物膜中ROS的產生以及葉片微邊界層環境因子(DO、Eh和pH)在三個光-暗循環中的變化,(a) 超氧自由基(O2•?);(b) 溶解氧(DO);(c) 氧化還原電位(Eh);(d) pH。O2的產生表現出明顯的光-暗循環波動,其中,光照9 h后達到峰值72.56 ±0.92 umol/kg FW,黑暗12 h后下降至32.49 ± 0.56 mol/kg FW。與O2的振蕩類似,葉片生物膜微環境也存在明顯的周期性波動。從黑暗到明亮的條件下,DO從80增加到250 pmol/L,而Eh從大約160增加到350 mV。值得注意的是,O2•?生成速先緩慢下降后迅速下降,這與DO和Eh從光照到黑暗的快速下降不同。pH值在8.3 ~ 9.5范圍內波動,光照后呈下降趨勢,天黑后呈上升趨勢。
Micro2100
多通道微電極分析系統
設備操作方法詳見:微電極設備太復雜不會操作?快收下這個速學版操作指南,實用!
Micro 2100 ▏功能特點
1、可同時實現2種及以上類型指標的同步測定;最大限度降低錯時監測造成的誤差,實時快速地獲取到更具同步性的信息;
2、增加了一種可視水下攝像系統,用于可視度低、空間狹小的水下環境,用戶可通過電腦實時監控水土界面情況,為光線不夠強的環境補充亮度,大大提高電極垂向監測效率;
3、微電極末端尺寸可達微米和納米級,在很大程度上可以減少侵入式測量對物體的損傷;
4、時空分辨率高、靈敏度高:可于毫秒間實時獲待測物的垂向剖面動態變化規律;
6、設備小型便攜、軟件易操作:獲取數據的方式簡單、快捷。
Micro 2100 ▏應用案例分享
案例一
探討水稻生長過程中pH、DO和H2S的垂向變化規律
本次實驗使用微電極對生長期的水稻樣品進行測試。將電極設置參數:500 μm 步進間隔、1s步進時間、3s測定時間、20000μm測試距離、5000μm零點上偏移,以獲取沉積物剖面中pH、DO及H2S等數據的垂向變化規律。
水稻生長過程中垂向上pH、DO和H2S的變化
案例二
研究實驗室微型湖泊某時間點多種指標垂向梯度的變化
我們在實驗室模擬一個小型的水生體系環境,包含一些水草,水生動物等要素。實驗使用微電極定期測試DO、pH、H2S和Eh在垂直方向上的梯度變化。將電極設置參數:500 μm 步進間隔、1s步進時間、1s測定時間、35000μm測試距離、5000μm零點上偏移。
實驗室微型湖泊某時間點
多種指標垂向梯度的變化
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