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微電極案例:非典型非反硝化細菌驅(qū)動強烈的微生物N2O消費速率

更新時間:2024-06-17   點擊次數(shù):403次

本次分享一篇由百慕大科學研究所(Bermuda Institute of Ocean Sciences)、加拿大維多利亞大學(University of Victoria)研究團隊共同在《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》上發(fā)表的一篇學術論文Spatio-temporal variations in sediment phosphorus dynamics in a large shallow lake: Mechanisms and impacts of redox-related internal phosphorus loading。本文研究在未受干擾的紅樹林沉積物中,非典型非反硝化細菌(non-denitrifier)的一氧化二氮(N2O)還原酶的高豐度和表達水平如何驅(qū)動強烈的微生物N2O消費速率。研究者們評估了兩種不同環(huán)境中N2O還原微生物群落結構和活性與沉積物N2O通量變化之間的關系。通過對百慕大紅樹林沉積物的N2O匯容量進行估算,并將這些數(shù)據(jù)與東北亞北極太平洋(NESAP)外陸架的數(shù)據(jù)進行比較,后者之前測量表明有相當大的N2O排放。


微電極在本文中的應用包括:

使用微電極以亞毫米級分辨率獲取孔隙水N2O和O2剖面,這些微電極--具有制造商聲明的檢測限分別為<25 nmol L?1和300 nmol L?1,傳感器尖--端直徑分別為500和200 μm。將微電極安裝在電動微操縱器上,手動調(diào)整傳感器尖--端至沉積物-水界面,使用特定的軟件控制傳感器尖--端位置并記錄剖面數(shù)據(jù)。微電極測量結果用于通過PROFILE模型計算深度依賴的生產(chǎn)速率、消耗速率和垂直通量,該模型假定穩(wěn)態(tài)條件下的一維反應-傳輸方程。


智感環(huán)境是國內(nèi)為數(shù)較少能夠?qū)崿F(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(nèi)部,實現(xiàn)對微環(huán)境的精確測量。


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