
平(ping)面光(guang)極技(ji)術(shu)是(shi)當今(jin)先進的(de)光(guang)電傳感(gan)技(ji)術(shu)之壹(yi),智(zhi)感(gan)環(huan)境團(tuan)隊(dui)基(ji)於(yu)該(gai)技(ji)術(shu)開發(fa)了封(feng)閉(bi)式平面(mian)光(guang)極設備(bei),並成功(gong)將(jiang)其應(ying)用(yong)於沈積物(wu)-水微(wei)界(jie)面、水(shui)生(sheng)動植(zhi)物(wu)和土(tu)壤植(zhi)物(wu)根際(ji)環(huan)境的(de)研(yan)究(jiu)。

平(ping)面光(guang)極(PO)技(ji)術(shu)的(de)含(han)義(yi):
基(ji)於(yu)熒(ying)光(guang)分析(xi)原理,可(ke)原位(wei)、實時獲取(qu)環(huan)境指(zhi)標的(de)高(gao)分辨信(xin)息(xi)。在激發(fa)光(guang)照射下(xia),光(guang)敏(min)物(wu)質與(yu)分析(xi)物(wu)相互(hu)作用(yong)並伴(ban)隨(sui)熒(ying)光(guang)信(xin)號(hao)(強(qiang)度、壽(shou)命(ming))變(bian)化,利用(yong)數字(zi)成像(xiang)技(ji)術(shu)實時記錄其二維特征發(fa)射光(guang)譜,將(jiang)被測(ce)物(wu)質的(de)濃(nong)度進行(xing)可視(shi)化呈現(xian),分辨率(lv)可(ke)達亞毫米。
平(ping)面光(guang)極(PO)技(ji)術(shu)的(de)優勢(shi):
1.原位(wei)同(tong)步(bu)監(jian)測(ce)
2.可(ke)逆性、可重(zhong)復(fu)使(shi)用(yong)
3.高(gao)分辨率(lv):空(kong)間(um)和(he)時間(~10 s)
4.和(he)其他高分辨技術(shu)具(ju)有互補(bu)性

pH膜(mo)測(ce)試(shi)原理
光(guang)化學(xue)傳感(gan)膜(mo)上(shang)含(han)有壹(yi)種對(dui)pH變(bian)化敏(min)感(gan)的(de)熒(ying)光(guang)染料,染料被固定(ding)在壹(yi)種具(ju)有滲(shen)透(tou)性的(de)聚(ju)合物(wu)基(ji)質(zhi)上。H+滲(shen)透(tou)通過聚合物(wu)基(ji)質(zhi),導(dao)致(zhi)熒(ying)光(guang)染料產生(sheng)解(jie)離平衡。染料的(de)酸(suan)堿(jian)形式對(dui)應(ying)不用(yong)的(de)激發(fa)光(guang),在不同(tong)激發(fa)光(guang)的(de)照(zhao)射下(xia),具(ju)有不同(tong)的(de)發(fa)射光(guang)(綠(lv)光(guang)),用(yong)CCD相機(ji)捕(bu)獲熒(ying)光(guang)的(de)變(bian)化,通過不同(tong)激發(fa)光(guang)下的(de)發(fa)射光(guang)強度比(bi)率(lv)定(ding)量。
O2膜(mo)測(ce)試(shi)原理
光(guang)化學(xue)傳感(gan)膜(mo)上(shang)含(han)有壹(yi)種對(dui)被溶解氧敏(min)感(gan)的(de)熒(ying)光(guang)染料,染料被固定(ding)在壹(yi)種具(ju)有氣(qi)體(ti)滲(shen)透(tou)性的(de)聚(ju)合物(wu)基(ji)質(zhi)上。當溶解性的(de)氧氣(qi)滲(shen)透(tou)通過聚合物(wu)與熒(ying)光(guang)染料接觸(chu)時,染料的(de)熒(ying)光(guang)會(hui)根據(ju)氧氣(qi)濃(nong)度的(de)變(bian)化而發(fa)生(sheng)動態(tai)猝滅(mie),熒(ying)光(guang)變(bian)化(紅光(guang))可被(bei)CCD相機(ji)識(shi)別並(bing)記錄,根據(ju)熒(ying)光(guang)強度來(lai)定(ding)量氧氣(qi)濃(nong)度。
CO2膜(mo)測(ce)試(shi)原理
光(guang)化學(xue)傳感(gan)膜(mo)上(shang)染料以(yi)離子對形式存(cun)在,發(fa)出強(qiang)烈的(de)綠(lv)光(guang); CO2穿過氣(qi)體(ti)滲(shen)透(tou)膜與傳感(gan)膜(mo)中(zhong)的(de)離子對反(fan)應(ying),使(shi)離子對質(zhi)子(zi)化,從而改(gai)變(bian)傳感(gan)膜(mo)的(de)熒(ying)光(guang)強度。染料的(de)酸(suan)堿(jian)形式對(dui)應(ying)不用(yong)的(de)激發(fa)光(guang),在不同(tong)激發(fa)光(guang)的(de)照(zhao)射下(xia),具(ju)有不同(tong)的(de)發(fa)射光(guang)(綠(lv)光(guang)),用(yong)CCD相機(ji)捕(bu)獲熒(ying)光(guang)的(de)變(bian)化,通過不同(tong)激發(fa)光(guang)下的(de)發(fa)射光(guang)強度比(bi)率(lv)來(lai)定(ding)量。
應(ying)用(yong)案(an)例分享
案(an)例壹(yi)


Li et al., Sci. Total Environ., 2022
▲苦草根際(ji)覓(mi)氧區P、Fe、As與DO的(de)二維空(kong)間分布(bu)
案(an)例二


▲枯草生(sheng)長不同(tong)階段O2和(he) pH的(de)二維分布(bu)
案(an)例三


▲隨(sui)光(guang)照強(qiang)度增(zeng)加(jia),植(zhi)物(wu)根際(ji)溶解氧的(de)動態(tai)變(bian)化
案(an)例四(si)


▲好氧、厭(yan)氧條件下溶解氧、pH的(de)同(tong)步(bu)變(bian)化
案(an)例五(wu)



▲底棲(qi)動物(wu)間歇性活(huo)動造(zao)成的(de)沈積物(wu)表(biao)層(ceng)O2動態(tai)變(bian)化
案(an)例六(liu)


▲苦草根系(xi)附近CO2的(de)二維空(kong)間分布(bu)