【案例分享】Easysensor平面光極分析方法在沉水植物根際應用的場景案例分享

該設備利用光化學傳感膜熒光成像原理，實時獲取水體、沉積物-水微界面、水生動植物和土壤植物根際環境的DO、pH 以及 CO₂等物理化學參數的二維分布及動態時空高分辨信息。

該設備適用于實驗室模擬研究，測定時將光化學傳感膜置于沉積物/土壤/植物根際與容器器壁之間，光敏物質與分析物相互作用并伴隨熒光信號（強度、壽命）變化，利用數字成像技術（CMOS 相機）實時記錄其特征發射光譜，最后通過軟件分析將被測物的含量在時間和空間上的變化進行可視化呈現。

平面光極可以用于多種實用場景中，下面我們簡單列舉幾個案例，例如：

ES&T：沉水植物根際——驅動沉積物有機質礦化的引擎

研究背景

鐵氧化物在有機碳固持過程中扮演著雙面的角色，與碳循環過程緊密耦合。鐵氧化物對于有機碳固持/礦化的雙重作用在土壤、沉積物與植物根際廣泛存在。水生植物根際常富集鐵氧化物并形成鐵膜，因此水生植物根際的鐵碳循環對于沉積物碳庫的穩定性具有重要影響。目前，植物根際“銹匯"研究主要集中于陸生植物和水稻、蘆葦等生活在干濕交替環境的水生植物，對于普遍存在泌氧能力、根際氧化還原環境時空異質性大的沉水植物關注較少。針對這一現狀，研究團隊選擇了我國常見的沉水植物苦草，獲取了苦草根際的鐵、碳和鐵細菌微生物群落組成，以及O₂、CO₂和碳相關酶活性的高時空分辨率分布特征，明確了沉水植物根際鐵膜“銹匯"效應，討論沉水植物根際鐵與碳的耦合關系。

???平面光極的應用

本研究直觀地說明了沉水植物的鐵斑是OC礦化的熱點。根尖區作為沉水植物根系較為活躍的區域，是一個有效的碳礦化引擎。相反，苦草的鐵斑是一種無效的銹槽。這些結果對準確評價沉積物碳庫具有重要意義。基于平面光極（PO）的技術特征，我們認識到可以量化CO₂通量（例如根際-沉積物界面和沉積物-水界面），并估算根際驅動的碳礦化對全球大氣CO₂的貢獻。

苦草根際周圍CO₂濃度的時空變化。

JHM：通過水生植物根系釋放O₂和微生物介導的砷生物轉化實現對沉積物砷的修復

研究背景

砷(As)是一種劇毒類金屬，可直接通過飲用受污染的水或間接通過食物鏈對人體健康構成嚴重威脅。在水生系統中，As很容易附著在懸浮顆粒上，最終沉積在沉積物中，導致其在沉積物中的濃度通常遠高于其在上覆水域中的濃度。然而，在沉積物中，砷并不總是穩定的;其遷移率受鐵(Fe)和錳(Mn)氧化還原驅動的循環控制。值得注意的是，與砷相關的根際生物地球化學過程發生在微觀尺度上，通常是毫米到亞毫米尺度。我們目前對根際效應及其相關微生物相互作用對大型植物根際砷循環的影響的認識，受到現有研究方法空間分辨率低以及它們對根際環境造成干擾的限制。

???平面光極的應用

微尺度采樣和成像技術，如平面光極技術(PO)和薄膜擴散梯度技術(DGT)已被用于在亞毫米尺度上揭示根際過程。它們可以在亞毫米空間分辨率上精確測量根際溶質化學特征。因此，利用微尺度采樣和成像技術，可以解開根際對大型植物根際As生物地球化學過程生物有效性的影響。因此，本研究是通過無損、高分辨率化學成像和基于高通量測序的微生物組方法，闡明根際及其相關微生物介導的As生物轉化對沉水植物菹草（Potamogeton crispus）的根際修復來降低As的生物利用度的影響。本研究結果表明，根驅動的非生物和生物轉化有助于As在沉積物中的固定，這為將大型植物應用于As污染沉積物的修復奠定基礎。

平面光極技術的應用遠不止此，因篇幅有限不能一一呈現，如您有更好的方案和想法，可以聯系客服，與我們共同探索和開發平面光極技術在更多領域的應用~