如何讀懂微生物群落的“健康密碼”？微電極分析方法為您揭秘

微生物群落是生態(tài)系統中重要的組成部分，它們參與了從能量流動(dòng)到物質(zhì)循環(huán)的幾乎所有生物地球化學(xué)過(guò)程。評估這些群落的健康狀況對于理解生態(tài)系統的功能和穩定性至關(guān)重要。微電極技術(shù)作為一種強有力的工具，能夠在微觀(guān)尺度上提供關(guān)于微生物群落微環(huán)境條件的實(shí)時(shí)數據。本文將探討如何利用微電極測量來(lái)評估微生物群落的健康狀況。

微電極技術(shù)的原理與應用：

微電極分析系統是通過(guò)結合微電極、升降臺和自動(dòng)分析系統來(lái)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(xué)參數的垂直分布及動(dòng)態(tài)的高分辨率變化，適用于實(shí)驗室模擬研究。在測定時(shí)，需要將電極置于水體/沉積物/土壤/植物根際附近，利用自動(dòng)升降系統將電極帶動(dòng)測定設置的梯度，電極再將化學(xué)信號轉換為電信號，傳輸到電腦終端，通過(guò)軟件式使被測物在縱向移動(dòng)時(shí)所測指標的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行可視化呈現。

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(dòng)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(lèi)型和強度。例如，較高的Eh值通常與好氧條件相關(guān)，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(chǎn)物的積累，如有機酸或氨，這些代謝產(chǎn)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(chǎn)生壓力。

4.H2S：在自然界中，H2S可以通過(guò)有機物的分解和某些微生物的代謝活動(dòng)產(chǎn)生。由于其特殊的化學(xué)性質(zhì)，H2S在評估微生物群落健康狀況方面發(fā)揮著(zhù)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(wǎng)絡(luò )，進(jìn)而判斷群落的健康狀態(tài)。

微電極數據的解讀：

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

1. 時(shí)間序列分析：通過(guò)在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行微電極測量，可以觀(guān)察到微環(huán)境條件的動(dòng)態(tài)變化，這有助于了解微生物群落對環(huán)境擾動(dòng)的響應和適應能力。

2. 微生物群落結構的關(guān)聯(lián)：將微電極測量結果與通過(guò)分子生物學(xué)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(lèi)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(zhì)的影響。

測量為評估微生物群落的健康狀況提供了一個(gè)窗口，通過(guò)精確監測微環(huán)境條件的變化，科學(xué)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(gè)更全面的理解。然而，微電極測量?jì)H提供了評估的一部分信息，通常需要與其他生物學(xué)、化學(xué)和物理測量方法結合使用，以獲得更全面的評估結果。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和應用的深入，微電極測量有望在微生物生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

智感環(huán)境是為數較少能夠實(shí)現微電極系統開(kāi)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，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標實(shí)現了我國在該技術(shù)領(lǐng)域的彎道超車(chē)。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(shí)現對微環(huán)境的精確測量。

Easysensor多通道微電極分析系統

技術(shù)優(yōu)勢

智感團隊擁有多年的微電極技術(shù)開(kāi)發(fā)基礎，此次對單通道微電極分析系統進(jìn)行創(chuàng )新性設計，歷經(jīng)兩年研發(fā)實(shí)驗，突破性地成功推出——多通道微電極分析系統（Micro2100）。此次研發(fā)的多通道微電極分析系統在系統穩定性和同步性方面比單通道微電極分析系統具備更加顯著(zhù)的優(yōu)勢：

1、可同時(shí)實(shí)現2種及以上類(lèi)型指標的同步測定；最大限度降低錯時(shí)監測造成的誤差，實(shí)時(shí)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，用于可視度低、空間狹小的水下環(huán)境，用戶(hù)可通過(guò)電腦實(shí)時(shí)監控水土界面情況，為光線(xiàn)不夠強的環(huán)境補充亮度，大大提高電極垂向監測效率。

編輯搜圖

應用場(chǎng)景

濕地 / 土壤孔隙水 / 植物根際 / 生物膜 / 藻墊等