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中科智感(南京)環(huán)境科技有限公司
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平面光極在沉積物/土壤/植物根際/水體中關(guān)于DO/pH/CO2微觀變化的應(yīng)用

時間:2024/3/31閱讀:525
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平面光極技術(shù)是當今先進的光電傳感技術(shù)之一,智感環(huán)境團隊基于該技術(shù)開發(fā)了封閉式平面光極設(shè)備,并成功將其應(yīng)用于沉積物-水微界面、水生動植物和土壤植物根際環(huán)境的研究。

20240325?

平面光極(PO)技術(shù)的含義:

基于熒光分析原理,可原位、實時獲取環(huán)境指標的高分辨信息。在激發(fā)光照射下,光敏物質(zhì)與分析物相互作用并伴隨熒光信號(強度、壽命)變化,利用數(shù)字成像技術(shù)實時記錄其二維特征發(fā)射光譜,將被測物質(zhì)的濃度進行可視化呈現(xiàn),分辨率可達亞毫米。

平面光極(PO)技術(shù)的優(yōu)勢:

1.原位同步監(jiān)測

2.可逆性、可重復(fù)使用

3.高分辨率:空間(um)和時間(~10 s)

4.和其他高分辨技術(shù)具有互補性

pH膜測試原理

光化學(xué)傳感膜上含有一種對pH變化敏感的熒光染料,染料被固定在一種具有滲透性的聚合物基質(zhì)上。H+滲透通過聚合物基質(zhì),導(dǎo)致熒光染料產(chǎn)生解離平衡。染料的酸堿形式對應(yīng)不用的激發(fā)光,在不同激發(fā)光的照射下,具有不同的發(fā)射光(綠光),用CCD相機捕獲熒光的變化,通過不同激發(fā)光下的發(fā)射光強度比率定量。

O2膜測試原理

光化學(xué)傳感膜上含有一種對被溶解氧敏感的熒光染料,染料被固定在一種具有氣體滲透性的聚合物基質(zhì)上。當溶解性的氧氣滲透通過聚合物與熒光染料接觸時,染料的熒光會根據(jù)氧氣濃度的變化而發(fā)生動態(tài)猝滅,熒光變化(紅光)可被CCD相機識別并記錄,根據(jù)熒光強度來定量氧氣濃度。

CO2膜測試原理

光化學(xué)傳感膜上染料以離子對形式存在,發(fā)出強烈的綠光; CO2穿過氣體滲透膜與傳感膜中的離子對反應(yīng),使離子對質(zhì)子化,從而改變傳感膜的熒光強度。染料的酸堿形式對應(yīng)不用的激發(fā)光,在不同激發(fā)光的照射下,具有不同的發(fā)射光(綠光),用CCD相機捕獲熒光的變化,通過不同激發(fā)光下的發(fā)射光強度比率來定量。

應(yīng)用案例分享


案例一

圖片

Li et al., Sci. Total Environ., 2022

苦草根際覓氧區(qū)P、Fe、As與DO的二維空間分布


案例二

圖片
Li et al., Sci. Total Environ., 2022

枯草生長不同階段O2和 pH的二維分布


案例三

圖片

▲隨光照強度增加,植物根際溶解氧的動態(tài)變化


案例四

圖片

▲好氧、厭氧條件下溶解氧、pH的同步變化


案例五

圖片
圖片
Li et al., WR., 2022

底棲動物間歇性活動造成的沉積物表層O2動態(tài)變化


案例六

圖片

苦草根系附近CO2的二維空間分布



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