从针尖到平面！微电极与平面光极，谁更懂微观环境的“隐秘角落”

      微电极技术与平面光极技术虽都聚焦微观世界，但无论是原理机制，还是应用场景，都有着明显差异。今天，小编就带大家深入了解这两大技术的区别！
一、原理机制：
     微电极技术：主要基于电化学原理。当微电极与样品接触，样品中的化学物质在电极表面发生氧化还原反应，进而产生电流或电压变化。这些变化经放大、处理后，能转化为物质浓度、活性等参数。例如在水质监测中测量溶解氧时，氧分子在微电极表面得电子，产生与氧浓度相关的电流信号 。微电极尺寸小，一般直径在微米到毫米级别，因其表面积小，在发生电化学反应时，参与反应的物质的量少，产生的电流微弱，却能精准反映微区物质变化。

    平面光极技术：依靠光化学传感膜荧光成像原理。光化学传感器膜含有对被测物质敏感的荧光染料，固定于具有渗透性的聚合物基质上。测定时，传感膜置于沉积物、土壤、植物根际与容器器壁间，在激发光源照射下，荧光染料与被测物相互作用，致使荧光信号（强度、寿命）改变。利用数字成像技术（CMOS相机）实时记录特征发射光谱，经软件分析将被测物含量在时间和空间上的变化可视化呈现。比如检测底泥中pH值时，特定pH值会使荧光染料发出不同强度荧光，从而反映pH值分布 。

二、测量方式与特点：
        微电极技术：测量时，微电极需直接与被测物质接触。其优势在于能精准测量微区物质的电化学参数，可对特定物质进行高灵敏度检测，像检测细胞内离子浓度等。但由于是接触式测量，可能干扰被测微环境，且一般一次只能测量一个或少数几个点位，难以快速获取大面积、多维度信息 。

     平面光极技术：采用非侵入性成像测量，不会破坏原生环境。能够实时、快速地获取微区溶解氧（DO）、pH、二氧化碳（CO₂）等多种参数的分布，还可同时获取一种或多种目标物二维空间分布信息。借助高像素CMOS相机，实现时间分辨率毫秒级、空间分辨率亚毫米级，能直观呈现被测参数在时间和空间上的连续变化情况，对整体微区环境的监测更全面 。

三、设备及应用场景：
     微电极技术：设备组成相对简单，主要是不同类型的微电极以及配套的信号放大、处理装置。微电极种类多样，按制作材料分为非金属和贵金属微电极；按形状有微盘电极、微阵列电极等。在水质监测中可实时监测关键参数评估处理效果；在生物膜研究里监测微生物代谢产物；在环境原位监测方面，像测量植物根际氧气浓度等 。

    平面光极技术：设备包含光源系统、荧光膜、成像系统、数据采集与处理系统、样品池或测量腔室以及控制系统等。从类型上有封闭式（如PO2100，自带箱体营造暗室，适用于实验室模拟研究）和便携式（如PO1100，小巧便携，适合野外现场测量）。广泛用于水体、沉积物、土壤和植物根际等环境监测，如在水质监测中追踪溶解氧、pH和二氧化碳动态变化；在土壤科学研究植物根际与土壤微生物活动等 。