Unisense电极丈量生命活动：一只虾如何改变海底世界

1. 微观尺度的精细测绘： 研究不仅进行了大范围的野外采样，还创造性地在实验室搭建了狭窄的“观察窗”水族箱，让一只幽灵虾在其中自然构建洞穴系统。然后，研究人员以1.5厘米为间隔，在洞穴周围进行网格化采样，就像绘制一幅“氮循环地图”，精细地展示了反硝化和固氮活性的空间分布。
2. 同步测量两大关键过程： 研究首次在同一份沉积物样品中同步测量了反硝化速率和固氮速率。这种方法避免了空间异质性带来的误差，能更准确地揭示这两个相反过程在同一微环境中的真实关系。
3. 揭示“马赛克”分布模式： 研究发现，无论是反硝化还是固氮作用，其“热点”区域都呈现出不规则的“马赛克”式分布，与沉积物深度或离洞穴的直线距离没有简单的对应关系。这表明幽灵虾创造的是一个极其复杂的微环境拼图，局部的有机质富集（如粪便、黏液）是驱动这些过程的关键。
4. 挑战传统认知： 通过对比受扰动和未受扰动区域的氮收支，研究发现，在幽灵虾活跃的区域，强大的固氮作用有可能完全或部分（高达100%）抵消因反硝化作用造成的氮损失。这表明生物扰动的生态系统可能不像传统认为的那样是纯粹的氮“流失区”，而可能通过内部循环维持着氮的平衡。

1. 样品制备： 将从野外或实验室水族箱中采集的沉积物样品放入小玻璃瓶中，并创造无氧环境。为了准确测量反硝化作用，研究人员会向样品中添加少量硝酸盐作为底物，并注入乙炔气体。乙炔能抑制反硝化作用的最后一步，使产物累积为一氧化二氮气体。
2. 实时监测： 关键的步骤来了。研究人员使用Unisense的一氧化二氮微电极，像一根极其精细的探针，直接插入密封的样品瓶的沉积物或液面上方空间。
3. 线性验证： 为确保测量的准确性，研究首先验证了在一段较长的时间（36小时）内，一氧化二氮的产量是稳定增加的。如下图所示，测量结果呈完美的直线，证明反硝化速率在整个实验期间保持稳定，数据可靠。
   
4. 数据采集与分析： 微传感器将化学信号转换为电信号，通过专业软件实时记录。通过比较实验开始和结束时一氧化二氮的浓度变化，并结合时间，即可精确计算出反硝化速率。此外，研究中还使用了Unisense氧化还原电位微电极来绘制水族箱沉积物的化学环境剖面，如下图所示，它直观地显示了由幽灵虾洞穴造成的氧化区和还原区的复杂分布。
   

丹麦Unisense微电极可穿刺水体、动物组织、生物膜、颗粒污泥、植物根茎叶、液体-固体扩散边界层，研究微区、微生态的研究系统，微电极穿刺系统可穿刺检测动植物组织器官/沉积物/水/土壤/底泥/生物膜/颗粒污泥等不同深度的nM级O₂、NO、N₂O、H₂S、H₂、pH、氧化还原电位、温度等指标变化。unisense微电极尖端最细可达几微米，不破坏被测点微环境，无损伤。