
該(gai)設(she)備利用(yong)光(guang)化(hua)學(xue)傳(chuan)感膜(mo)熒光(guang)成像(xiang)原(yuan)理,實時獲(huo)取(qu)水(shui)體(ti)、沈(chen)積(ji)物(wu)-水微界(jie)面(mian)、水(shui)生動(dong)植(zhi)物(wu)和土(tu)壤植物(wu)根際(ji)環(huan)境的(de)DO、pH 以及 CO2等(deng)物(wu)理化(hua)學(xue)參(can)數的(de)二(er)維(wei)分(fen)布及(ji)動(dong)態時空(kong)高(gao)分(fen)辨信息(xi)。
該設(she)備適(shi)用於實驗室(shi)模(mo)擬研究,測(ce)定時將(jiang)光(guang)化(hua)學(xue)傳(chuan)感膜(mo)置於沈(chen)積(ji)物(wu)/土(tu)壤/植物(wu)根際(ji)與(yu)容(rong)器器壁(bi)之間,光(guang)敏物(wu)質與(yu)分(fen)析物(wu)相互(hu)作(zuo)用並(bing)伴(ban)隨(sui)熒光(guang)信(xin)號(hao)(強度(du)、壽(shou)命)變化(hua),利用(yong)數字(zi)成像(xiang)技術(shu)(CMOS 相(xiang)機(ji))實時記(ji)錄其(qi)特征發(fa)射光(guang)譜(pu),最後(hou)通過軟(ruan)件分(fen)析將(jiang)被測(ce)物(wu)的(de)含(han)量(liang)在(zai)時間和(he)空(kong)間上(shang)的(de)變化(hua)進(jin)行可(ke)視(shi)化(hua)呈(cheng)現。

平(ping)面光(guang)極(ji)可(ke)以用於多(duo)種實用場(chang)景中,下面(mian)我(wo)們(men)簡單列(lie)舉(ju)個(ge)案(an)例(li):
研究背景
鐵氧化(hua)物(wu)在有(you)機(ji)碳固持(chi)過程(cheng)中扮演(yan)著(zhe)復(fu)雜(za)的(de)角(jiao)色(se),與(yu)碳(tan)循環過程(cheng)緊(jin)密耦(ou)合(he)。鐵氧化(hua)物(wu)對(dui)於有(you)機(ji)碳固持(chi)/礦(kuang)化(hua)的(de)雙(shuang)重(zhong)作(zuo)用在(zai)土(tu)壤、沈積(ji)物(wu)與(yu)植(zhi)物(wu)根際(ji)廣泛存在。水(shui)生植(zhi)物(wu)根際(ji)常(chang)富(fu)集(ji)鐵氧化(hua)物(wu)並形(xing)成鐵膜,因(yin)此水(shui)生植(zhi)物(wu)根際(ji)的(de)鐵碳循環對(dui)於沈(chen)積(ji)物(wu)碳庫(ku)的(de)穩(wen)定(ding)性具有(you)重要(yao)影(ying)響(xiang)。目(mu)前(qian),植(zhi)物(wu)根際(ji)“銹(xiu)匯"研(yan)究(jiu)主要集中於陸生植(zhi)物(wu)和水(shui)稻、蘆葦(wei)等生活在(zai)幹濕(shi)交替環(huan)境的(de)水(shui)生植(zhi)物(wu),對(dui)於普遍(bian)存(cun)在(zai)泌(mi)氧能力、根(gen)際(ji)氧化(hua)還原(yuan)環境時空(kong)異(yi)質性大的(de)沈(chen)水(shui)植物(wu)關註(zhu)較(jiao)少。針(zhen)對(dui)這(zhe)壹(yi)現(xian)狀(zhuang),研(yan)究團(tuan)隊選擇(ze)了(le)我(wo)國常見(jian)的(de)沈(chen)水(shui)植物(wu)苦草(cao),獲(huo)取(qu)了(le)苦(ku)草(cao)根際(ji)的(de)鐵、碳和(he)鐵細菌(jun)微生物(wu)群(qun)落組(zu)成,以及O2、CO2和(he)碳相關酶(mei)活性的(de)高(gao)時空(kong)分(fen)辨率(lv)分(fen)布特征,明確了(le)沈(chen)水植(zhi)物(wu)根際(ji)鐵膜“銹(xiu)匯"效(xiao)應(ying),討(tao)論(lun)沈(chen)水(shui)植物(wu)根際(ji)鐵與(yu)碳(tan)的(de)耦(ou)合(he)關系(xi)。
平(ping)面光(guang)極(ji)的(de)應(ying)用(yong)
本(ben)研(yan)究直觀(guan)地(di)說明了沈(chen)水(shui)植物(wu)的(de)鐵斑(ban)是OC礦(kuang)化(hua)的(de)熱(re)點(dian)。根尖區(qu)作(zuo)為沈水(shui)植物(wu)根系(xi)相(xiang)對(dui)活躍(yue)的(de)區(qu)域,是壹(yi)個(ge)有(you)效的(de)碳(tan)礦(kuang)化(hua)引(yin)擎。相(xiang)反,苦(ku)草的(de)鐵斑(ban)是壹(yi)種(zhong)無(wu)效(xiao)的(de)銹(xiu)槽(cao)。這(zhe)些(xie)結果對(dui)準確(que)評價(jia)沈(chen)積(ji)物(wu)碳庫(ku)具有(you)重要(yao)意(yi)義。基(ji)於平(ping)面光(guang)極(ji)(PO)的(de)技術(shu)特征,我(wo)們(men)認(ren)識到(dao)可(ke)以量(liang)化(hua)CO2通(tong)量(liang)(例(li)如根際(ji)-沈(chen)積(ji)物(wu)界(jie)面(mian)和(he)沈(chen)積(ji)物(wu)-水界(jie)面(mian)),並(bing)估(gu)算(suan)根際(ji)驅(qu)動(dong)的(de)碳(tan)礦(kuang)化(hua)對(dui)全球(qiu)大氣(qi)CO2的(de)貢(gong)獻(xian)。

DOI: 10.1021/acs.estlett.3c00065