微(wei)生(sheng)物(wu)群落是生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)中(zhong)重要(yao)的組(zu)成(cheng)部(bu)分，它們(men)參與了(le)從(cong)能量(liang)流(liu)動到物(wu)質(zhi)循環的幾(ji)乎所(suo)有(you)生(sheng)物(wu)地球化(hua)學過(guo)程(cheng)。評估這些(xie)群(qun)落的健(jian)康(kang)狀(zhuang)況對(dui)於(yu)理(li)解(jie)生(sheng)態(tai)系(xi)統(tong)的功(gong)能和穩(wen)定性(xing)至關(guan)重(zhong)要(yao)。微電(dian)極技(ji)術作(zuo)為壹(yi)種(zhong)強(qiang)有(you)力的(de)工(gong)具，能夠在(zai)微觀(guan)尺(chi)度上(shang)提供關(guan)於(yu)微(wei)生(sheng)物(wu)群落微環境條件(jian)的實(shi)時數據。本文將(jiang)探(tan)討如(ru)何利(li)用(yong)微(wei)電(dian)極測量(liang)來評估微生(sheng)物(wu)群落的健(jian)康(kang)狀(zhuang)況。
微(wei)電極技(ji)術的(de)原理(li)與應(ying)用(yong)：
微(wei)電極分析系(xi)統(tong)是通(tong)過結(jie)合(he)微(wei)電(dian)極、升降(jiang)臺和自(zi)動分析系(xi)統(tong)來獲取水體、沈(chen)積(ji)物(wu)、土壤以及(ji)植(zhi)物(wu)根(gen)際(ji)中(zhong)DO、pH、Eh以及(ji)H2S等物(wu)理化學參(can)數的(de)垂直分布及(ji)動態(tai)的(de)高分辨率變化(hua)，適(shi)用於(yu)實(shi)驗室模(mo)擬研(yan)究(jiu)。在(zai)測定(ding)時，需(xu)要(yao)將(jiang)電(dian)極置於(yu)水體/沈(chen)積(ji)物(wu)/土壤/植(zhi)物(wu)根(gen)際(ji)附(fu)近，利(li)用(yong)自(zi)動升降(jiang)系(xi)統(tong)將(jiang)電(dian)極帶動測(ce)定(ding)設(she)置(zhi)的梯度(du)，電(dian)極再將(jiang)化(hua)學(xue)信號(hao)轉(zhuan)換為電(dian)信號(hao)，傳(chuan)輸(shu)到電腦終(zhong)端(duan)，通(tong)過軟件(jian)式(shi)使(shi)被(bei)測物(wu)在(zai)縱向(xiang)移動時(shi)所(suo)測(ce)指標(biao)的(de)動態(tai)變(bian)化進行(xing)可視化(hua)呈(cheng)現。
1. 溶解(jie)氧(yang)（DO）水平(ping)：DO水平(ping)的變化(hua)可以指示(shi)微(wei)生(sheng)物(wu)呼吸作用(yong)的(de)強度。在(zai)好(hao)氧(yang)微生(sheng)物(wu)群落中(zhong)，較高的DO水平(ping)可能表明微(wei)生(sheng)物(wu)代謝(xie)活(huo)動較低(di)，而較低(di)的DO水平(ping)可能表明較高的微(wei)生(sheng)物(wu)代謝(xie)速(su)率和有(you)機物(wu)的分解(jie)。
2. 氧(yang)化還(hai)原電(dian)位(wei)（Eh）：Eh值(zhi)的(de)變(bian)化可以反映微(wei)生(sheng)物(wu)群落中(zhong)發(fa)生(sheng)的(de)氧(yang)化還(hai)原反(fan)應(ying)的(de)類(lei)型(xing)和強(qiang)度。例如，較高的Eh值(zhi)通(tong)常(chang)與好(hao)氧(yang)條件(jian)相關(guan)，而(er)較低(di)的Eh值(zhi)可能指示(shi)厭(yan)氧(yang)或還(hai)原性(xing)條件(jian)，這可能影響微生(sheng)物(wu)群落的結(jie)構和功(gong)能。
3. pH值(zhi)：pH值的變(bian)化可以指示(shi)微(wei)生(sheng)物(wu)代謝(xie)產(chan)物(wu)的積(ji)累，如(ru)有(you)機酸(suan)或氨，這些(xie)代謝(xie)產(chan)物(wu)可以改(gai)變(bian)環境的酸(suan)堿度。pH的劇(ju)烈(lie)變化可能對(dui)微生(sheng)物(wu)群落產生(sheng)壓(ya)力。
4.H2S：在(zai)自然(ran)界中(zhong)，H2S可以通(tong)過有(you)機物(wu)的分解(jie)和某(mou)些微生(sheng)物(wu)的代謝(xie)活(huo)動產(chan)生(sheng)。由(you)於(yu)其特(te)殊的(de)化學(xue)性(xing)質(zhi)，H2S在(zai)評估微生(sheng)物(wu)群落健(jian)康(kang)狀(zhuang)況方面(mian)發(fa)揮(hui)著重要(yao)作用(yong)。H2S的(de)存(cun)在(zai)可能導致(zhi)微生(sheng)物(wu)群落的拓(tuo)撲性(xing)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。微生(sheng)物(wu)群落的拓(tuo)撲性(xing)評估了微(wei)生(sheng)物(wu)之間的相互(hu)作(zuo)用(yong)網(wang)絡(luo)，進而(er)判(pan)斷群落(luo)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)態(tai)。
微(wei)電極數據的(de)解(jie)讀(du)：
通(tong)過微(wei)電(dian)極獲得(de)的(de)數(shu)據需(xu)要(yao)結合(he)微(wei)生(sheng)物(wu)群落的生(sheng)態(tai)特(te)性(xing)進行(xing)解(jie)讀(du)。以下是(shi)壹(yi)些(xie)解(jie)讀(du)微(wei)電(dian)極數據以評估微生(sheng)物(wu)群落健(jian)康(kang)狀(zhuang)況的方(fang)法：
1. 時(shi)間序(xu)列(lie)分析：通(tong)過在(zai)不同(tong)時間點(dian)進行(xing)微電(dian)極測量(liang)，可以觀察到微環境條件(jian)的動態(tai)變(bian)化，這(zhe)有(you)助(zhu)於(yu)了(le)解(jie)微(wei)生(sheng)物(wu)群落對(dui)環境擾動的(de)響應和適(shi)應能力。
2. 微(wei)生(sheng)物(wu)群落結構的關聯(lian)：將(jiang)微(wei)電(dian)極測量(liang)結(jie)果(guo)與通(tong)過分子生(sheng)物(wu)學方法獲得(de)的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)群落結構信息(xi)相結(jie)合(he)，可以更(geng)好(hao)地理解(jie)不同(tong)微生(sheng)物(wu)類群如何(he)響應微環境條件(jian)的變(bian)化。
3. 環境壓(ya)力指(zhi)標(biao)：如(ru)果(guo)微電(dian)極測量(liang)顯(xian)示(shi)劇(ju)烈(lie)或快速變(bian)化(hua)的(de)環境條件(jian)，這可能表明微(wei)生(sheng)物(wu)群落正面(mian)臨(lin)環境壓(ya)力，如(ru)缺(que)氧(yang)、酸(suan)化或毒性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)影(ying)響。
測(ce)量(liang)為(wei)評(ping)估微生(sheng)物(wu)群落的健(jian)康(kang)狀(zhuang)況提供了(le)壹(yi)個(ge)窗(chuang)口(kou)，通(tong)過精(jing)確(que)監測微(wei)環境條件(jian)的變(bian)化，科學家們可以對(dui)微生(sheng)物(wu)群落的健(jian)康(kang)狀(zhuang)況、功(gong)能和對(dui)環境變化的適(shi)應性(xing)有壹(yi)個(ge)更(geng)全(quan)面的理(li)解(jie)。然(ran)而(er)，微(wei)電極測量(liang)僅提供了(le)評(ping)估的壹(yi)部(bu)分信息(xi)，通(tong)常(chang)需要(yao)與其他(ta)生(sheng)物(wu)學、化學和物(wu)理測量(liang)方(fang)法結(jie)合(he)使(shi)用(yong)，以獲得(de)更(geng)全(quan)面的評(ping)估結果(guo)。隨著(zhe)技(ji)術的(de)進步(bu)和應(ying)用的深(shen)入，微電(dian)極測量(liang)有(you)望(wang)在(zai)微生(sheng)物(wu)生(sheng)態(tai)學(xue)和環境科學領(ling)域(yu)發(fa)揮(hui)更(geng)大(da)的作用(yong)。
智(zhi)感(gan)環境是為數較少(shao)能夠實(shi)現微電極系(xi)統(tong)開發(fa)和商(shang)業化推(tui)廣(guang)的(de)公(gong)司(si)，並創新性(xing)地推(tui)出(chu)了(le)微(wei)電(dian)極多通(tong)道(dao)分析系(xi)統(tong)，可以同步(bu)高分辨率檢測(ce)pH、DO、Eh、H2S等(deng)多(duo)種(zhong)指標(biao)實現了我國在(zai)該技(ji)術領(ling)域(yu)的(de)彎道(dao)超(chao)車(che)。Easysensor微(wei)電(dian)極的設(she)計特殊，它的(de)穿刺能力可深入(ru)水體、生(sheng)物(wu)膜、顆(ke)粒(li)汙泥、植(zhi)物(wu)的根(gen)莖(jing)葉(ye)以及(ji)液體與固體的擴(kuo)散邊界層(ceng)，為微(wei)生(sheng)態(tai)和微(wei)區研(yan)究(jiu)提供了(le)強(qiang)有(you)力的(de)工(gong)具。這款微(wei)電(dian)極的末端(duan)細至微(wei)米級(ji)別，在(zai)不破(po)壞(huai)被測(ce)對(dui)象(xiang)結(jie)構和生(sheng)理(li)活(huo)性(xing)的前(qian)提下(xia)，快速刺入樣品內(nei)部(bu)，實現對(dui)微環境的精確測(ce)量(liang)。
Easysensor多(duo)通(tong)道(dao)微(wei)電(dian)極分析系(xi)統(tong)
技(ji)術優(you)勢
智(zhi)感(gan)團(tuan)隊擁有(you)多(duo)年(nian)的微(wei)電極技(ji)術開(kai)發(fa)基礎(chu)，此(ci)次對(dui)單通(tong)道(dao)微(wei)電(dian)極分析系(xi)統(tong)進行(xing)創新性(xing)設(she)計，歷經兩(liang)年(nian)研(yan)發(fa)實(shi)驗，突破(po)性(xing)地成功(gong)推(tui)出(chu)——多(duo)通(tong)道(dao)微(wei)電(dian)極分析系(xi)統(tong)（Micro2100）。此(ci)次研(yan)發(fa)的(de)多通(tong)道(dao)微(wei)電(dian)極分析系(xi)統(tong)在(zai)系(xi)統(tong)穩(wen)定性(xing)和同(tong)步性(xing)方面(mian)比(bi)單(dan)通(tong)道(dao)微(wei)電(dian)極分析系(xi)統(tong)具備更(geng)加顯(xian)著的優(you)勢：
1、可同時(shi)實(shi)現2種及(ji)以上類(lei)型指(zhi)標的(de)同步(bu)測(ce)定(ding)；較大限(xian)度(du)降(jiang)低(di)錯時(shi)監測造成(cheng)的誤(wu)差(cha)，實(shi)時快(kuai)速地獲取到更(geng)具(ju)同步性(xing)的信息(xi)；
2、增加了(le)壹(yi)種(zhong)可視水下攝像(xiang)系(xi)統(tong)，用於(yu)可視度(du)低(di)、空間(jian)狹小(xiao)的(de)水下環境，用戶可通(tong)過電(dian)腦(nao)實時(shi)監控水土界面情況，為光(guang)線不夠(gou)強的環境補(bu)充亮(liang)度，大大提高電極垂向監測效(xiao)率。
應(ying)用場景
濕(shi)地 / 土壤(rang)孔隙水 / 植(zhi)物(wu)根(gen)際(ji) / 生(sheng)物(wu)膜 / 藻(zao)墊(dian)等
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