
微電極技術(shù)通過將電極探針微型化至典型尺寸為 100 - 200μm 的必然要求,并搭配精密信號處理系統(tǒng),實現(xiàn)了對微區(qū)環(huán)境的高分辨率探測強大的功能。其工作原理基于電化學傳感不斷豐富,當微電極與微區(qū)環(huán)境中的物質(zhì)接觸時,會發(fā)生特定的電化學反應橋梁作用,產(chǎn)生與被測物質(zhì)濃度相關(guān)的電信號占,這些信號經(jīng)過精密的信號處理系統(tǒng)進行放大國際要求、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理發展成就,最終轉(zhuǎn)化為可讀取和分析的數(shù)據(jù)成就。
該技術(shù)具有多方面的顯著特點。高空間分辨率是其關(guān)鍵特性之一開展面對面,微小的電極尺寸使得它能夠輕易穿透生物膜系統、沉積物顆粒間隙等傳統(tǒng)監(jiān)測手段難以抵達的微環(huán)境。在研究生物膜內(nèi)部的化學反應時進一步提升,傳統(tǒng)電極因尺寸較大無法深入其中提升,而微電極憑借其高空間分辨率高品質,可以精確測量生物膜內(nèi)部不同位置的參數(shù),獲取詳細的微區(qū)信息支撐能力。
微電極技術(shù)還具備快速響應的能力,其毫秒級的信號采集速度高效利用,能夠敏銳捕捉到微區(qū)環(huán)境中各種參數(shù)的瞬時變化特征更加明顯。在一些化學反應快速發(fā)生的場景中,如微生物的快速代謝過程講理論,微電極能夠及時記錄下相關(guān)參數(shù)的動態(tài)變化的可能性,為研究反應機理提供準確的數(shù)據(jù)支持。
多參數(shù)集成也是微電極技術(shù)的一大優(yōu)勢服務為一體,通過巧妙的電極陣列設(shè)計或借助電化學工作站的多通道模塊問題,能夠同時實現(xiàn)對 pH、NO進行培訓、Eh發展機遇、DO、H?S 等多個參數(shù)的同步測量法治力量。這種多參數(shù)集成的特性全技術方案,使得在一次測量中就可以獲取微區(qū)環(huán)境的多維度信息,避免了傳統(tǒng)單參數(shù)測量方式因時間差導致的數(shù)據(jù)不匹配問題共享,更全面信息化、準確地反映微區(qū)環(huán)境的真實狀態(tài)。

多參數(shù)同步監(jiān)測實現(xiàn)方式
對于不同參數(shù)的測量生動,微電極采用了各自獨特的原理和方法新型儲能。pH 微電極常采用玻璃電極或離子選擇性場效應晶體管(ISFET)。玻璃電極的敏感膜對氫離子具有選擇性響應新品技,當將其浸入溶液中時範圍,溶液中的氫離子會與玻璃膜表面的水化層進行離子交換,從而在膜內(nèi)外產(chǎn)生電位差好宣講,該電位差與溶液中的氫離子濃度相關(guān)註入新的動力,通過能斯特方程即可將電位差轉(zhuǎn)換為 pH 值,直接輸出酸堿度。離子選擇性場效應晶體管(ISFET)則是基于場效應晶體管的原理雙重提升,通過對柵極進行特殊設(shè)計,使其對氫離子具有選擇性事關全面,當氫離子濃度變化時表現明顯更佳,會影響晶體管的電學性能,從而實現(xiàn)對 pH 值的測量技術節能。
NO 檢測可結(jié)合 NO 選擇性膜電極或生物傳感器(如硝化 / 反硝化酶電極)指導。NO 選擇性膜電極利用對 NO 具有選擇性透過的膜廣泛認同,當 NO 分子透過膜后,會在電極表面發(fā)生氧化還原反應流動性,產(chǎn)生與 NO 濃度相關(guān)的電流信號鍛造,通過測量該電流信號即可實現(xiàn)對 NO 濃度的檢測。生物傳感器(如硝化 / 反硝化酶電極)則是利用硝化酶或反硝化酶對 NO 的特異性催化作用持續創新,當 NO 與酶發(fā)生反應時改善,會產(chǎn)生可檢測的信號,例如電流變化或熒光變化喜愛,從而實現(xiàn)對 NO 的檢測重要的角色。
Eh 通過惰性金屬電極(如鉑 / 甘汞)測量體系氧化還原電位。在測量時向好態勢,將惰性金屬電極和參比電極(如甘汞電極)同時浸入待測體系中平臺建設,體系中的氧化還原電對會在惰性金屬電極表面發(fā)生氧化還原反應,從而在兩個電極之間產(chǎn)生電位差貢獻力量,該電位差即為體系的氧化還原電位使用,通過測量這個電位差,就能反映體系的氧化還原狀態(tài)覆蓋範圍。
DO 采用克拉克型電極或光學氧傳感器(基于熒光猝滅原理)優化程度。克拉克型電極由陰極奮勇向前、陽極和電解液組成不斷豐富,當氧分子透過透氣膜進入電解液后,會在陰極上發(fā)生還原反應組建,產(chǎn)生擴散電流各有優勢,該電流的大小與氧濃度成正比,通過測量電流即可得到溶解氧的濃度重要的意義。光學氧傳感器則是基于熒光猝滅原理持續,某些熒光物質(zhì)在受到激發(fā)時會發(fā)出熒光,當環(huán)境中的氧分子存在時再獲,氧分子會與熒光物質(zhì)相互作用產品和服務,導致熒光強度降低,即發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象體驗區,熒光猝滅的程度與氧濃度相關(guān)增多,通過測量熒光強度的變化,就能實現(xiàn)對溶解氧濃度的測定有望。
H?S 則通過硫化物選擇性膜電極或電化學氧化法實現(xiàn)定量進一步推進。硫化物選擇性膜電極利用對硫化物具有選擇性透過的膜,當硫化物離子透過膜后方案,會在電極表面發(fā)生反應應用的選擇,產(chǎn)生與硫化物濃度相關(guān)的電信號十大行動,從而實現(xiàn)對 H?S 的檢測。電化學氧化法是將工作電極背景下、參比電極和對電極浸入含有 H?S 的溶液中綜合措施,在工作電極上施加一定的電位,使 H?S 發(fā)生氧化反應基本情況,產(chǎn)生氧化電流的積極性,通過測量該電流的大小,即可實現(xiàn)對 H?S 濃度的定量分析組建。
為了實現(xiàn)多參數(shù)的同步監(jiān)測新模式,這些電極通過多路復用技術(shù)集成于同一探頭或陣列中。多路復用技術(shù)能夠?qū)⒍鄠€電極的信號進行整合和傳輸,避免信號之間的干擾保持穩定。配合高速數(shù)據(jù)采集卡,能夠快速采集各個電極產(chǎn)生的信號實事求是,并將其傳輸至計算機進行處理工具。實時信號處理算法則對采集到的數(shù)據(jù)進行校正、濾波連日來、分析等處理快速融入,確保各參數(shù)測量的時間同步性與空間一致性,從而為后續(xù)的研究和分析提供準確可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)系統。

智感環(huán)境多通道微電極分析系統(tǒng)是一款面向環(huán)境科學增強、土壤學、植物生理學等領(lǐng)域的高精尖監(jiān)測設(shè)備交流等,可靈活搭載DO更加廣闊、pH、Eh提高、H?S可以使用、NO等2-5通道微電極,憑借微米級電極探測端紮實、毫秒級信號響應速度及微米級步進的自動升降系統(tǒng)效高化,實現(xiàn)對水體、沉積物投入力度、土壤創造、植物根際等微環(huán)境的多參數(shù)同步原位監(jiān)測,能精準捕捉各參數(shù)的垂向分布與瞬時動態(tài)變化法治力量,有效避免分次測量導致的數(shù)據(jù)偏差全技術方案;系統(tǒng)配套智能化軟件支持數(shù)據(jù)實時繪圖、多格式導出及便捷操作共享,且采用無損式測量設(shè)計不破壞待測介質(zhì)信息化,為解析微界面物質(zhì)循環(huán)機制經驗分享、評估環(huán)境修復效果等研究提供全面、精準趨勢、高效的技術(shù)支撐有力扭轉。