微生物群落是生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，它們參與了從能量流動到物質循環(huán)的幾乎所有生物地球化學過程。評估這些群落的健康狀況對于理解生態(tài)系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性至關重要。微電極技術作為一種強有力的工具，能夠在微觀尺度上提供關于微生物群落微環(huán)境條件的實時數(shù)據(jù)。本文將探討如何利用微電極測量來評估微生物群落的健康狀況。

微電極技術的原理與應用：

微電極分析系統(tǒng)是通過結合微電極、升降臺和自動分析系統(tǒng)來獲取水體、沉積物、土壤以及植物根際中DO、pH、Eh以及H2S等物理化學參數(shù)的垂直分布及動態(tài)的高分辨率變化，適用于實驗室模擬研究。在測定時，需要將電極置于水體/沉積物/土壤/植物根際附近，利用自動升降系統(tǒng)將電極帶動測定設置的梯度，電極再將化學信號轉換為電信號，傳輸?shù)诫娔X終端，通過軟件式使被測物在縱向移動時所測指標的動態(tài)變化進行可視化呈現(xiàn)。

1. 溶解氧（DO）水平：DO水平的變化可以指示微生物呼吸作用的強度。在好氧微生物群落中，較高的DO水平可能表明微生物代謝活動較低，而較低的DO水平可能表明較高的微生物代謝速率和有機物的分解。

2. 氧化還原電位（Eh）：Eh值的變化可以反映微生物群落中發(fā)生的氧化還原反應的類型和強度。例如，較高的Eh值通常與好氧條件相關，而較低的Eh值可能指示厭氧或還原性條件，這可能影響微生物群落的結構和功能。

3. pH值：pH值的變化可以指示微生物代謝產物的積累，如有機酸或氨，這些代謝產物可以改變環(huán)境的酸堿度。pH的劇烈變化可能對微生物群落產生壓力。

4.H2S：在自然界中，H2S可以通過有機物的分解和某些微生物的代謝活動產生。由于其特殊的化學性質，H2S在評估微生物群落健康狀況方面發(fā)揮著重要作用。H2S的存在可能導致微生物群落的拓撲性發(fā)生變化。微生物群落的拓撲性評估了微生物之間的相互作用網絡，進而判斷群落的健康狀態(tài)。

微電極數(shù)據(jù)的解讀：

通過微電極獲得的數(shù)據(jù)需要結合微生物群落的生態(tài)特性進行解讀。以下是一些解讀微電極數(shù)據(jù)以評估微生物群落健康狀況的方法：

1. 時間序列分析：通過在不同時間點進行微電極測量，可以觀察到微環(huán)境條件的動態(tài)變化，這有助于了解微生物群落對環(huán)境擾動的響應和適應能力。

2. 微生物群落結構的關聯(lián)：將微電極測量結果與通過分子生物學方法獲得的微生物群落結構信息相結合，可以更好地理解不同微生物類群如何響應微環(huán)境條件的變化。

3. 環(huán)境壓力指標：如果微電極測量顯示劇烈或快速變化的環(huán)境條件，這可能表明微生物群落正面臨環(huán)境壓力，如缺氧、酸化或毒性物質的影響。

測量為評估微生物群落的健康狀況提供了一個窗口，通過精確監(jiān)測微環(huán)境條件的變化，科學家們可以對微生物群落的健康狀況、功能和對環(huán)境變化的適應性有一個更全面的理解。然而，微電極測量僅提供了評估的一部分信息，通常需要與其他生物學、化學和物理測量方法結合使用，以獲得更全面的評估結果。隨著技術的進步和應用的深入，微電極測量有望在微生物生態(tài)學和環(huán)境科學領域發(fā)揮更大的作用。

智感環(huán)境是為數(shù)較少能夠實現(xiàn)微電極系統(tǒng)開發(fā)和商業(yè)化推廣的公司，并創(chuàng)新性地推出了微電極多通道分析系統(tǒng)，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標實現(xiàn)了我國在該技術領域的彎道超車。Easysensor微電極的設計特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴散邊界層，為微生態(tài)和微區(qū)研究提供了強有力的工具。這款微電極的末端細至微米級別，在不破壞被測對象結構和生理活性的前提下，快速刺入樣品內部，實現(xiàn)對微環(huán)境的精確測量。

Easysensor多通道微電極分析系統(tǒng)

技術優(yōu)勢

智感團隊擁有多年的微電極技術開發(fā)基礎，此次對單通道微電極分析系統(tǒng)進行創(chuàng)新性設計，歷經兩年研發(fā)實驗，突破性地成功推出——多通道微電極分析系統(tǒng)（Micro2100）。此次研發(fā)的多通道微電極分析系統(tǒng)在系統(tǒng)穩(wěn)定性和同步性方面比單通道微電極分析系統(tǒng)具備更加顯著的優(yōu)勢：

1、可同時實現(xiàn)2種及以上類型指標的同步測定；較大限度降低錯時監(jiān)測造成的誤差，實時快速地獲取到更具同步性的信息；

2、增加了一種可視水下攝像系統(tǒng)，用于可視度低、空間狹小的水下環(huán)境，用戶可通過電腦實時監(jiān)控水土界面情況，為光線不夠強的環(huán)境補充亮度，大大提高電極垂向監(jiān)測效率。

應用場景

濕地 / 土壤孔隙水 / 植物根際 / 生物膜 / 藻墊等