元素與離子檢測技術(shù)在生態(tài)毒理學(xué)研究中通過精準量化污染物濃度及解析其空間分布特征,,為生態(tài)毒性機制研究和風(fēng)險評估提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。北京易科泰依托 LIBS元素分析成像技術(shù)和全自動比色法離子檢測技術(shù),,實現(xiàn)高通量,、低試劑消耗和自動化質(zhì)控的水體、土壤及生物樣本中總磷,、總氮,、重金屬等污染物的快速篩查與長期監(jiān)測;同時通過微米級空間分辨率和全元素覆蓋能力,,揭示污染物在生物組織(如植物根系,、動物器官)及環(huán)境介質(zhì)中的微觀分布與動態(tài)遷移規(guī)律,為解析復(fù)合污染的協(xié)同毒性機制提供空間維度數(shù)據(jù),。
歐洲的科研團隊在《Ecotoxicology and Environmental Safety》發(fā)表文章《Study of plasma activated water effect on heavy metal bioaccumulation by Cannabis sativa Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy》,,使用FireFly LIBS元素分析成像技術(shù)研究了鎘和鉛重金屬污染對大麻生長的影響。該研究通過等離子體活化水(PAW)處理,,結(jié)合激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù),,探究了大麻在鎘/鉛污染下的生長及重金屬積累特性。結(jié)果表明,,PAW顯著促進鉛污染下大麻的生長(根長增加35%),,但對鎘污染的緩解效果有限(抑制率降低15-20%),。ICP-OES分析顯示,鎘/鉛主要積累于根部(BAF分別為0.85/0.72),,而LIBS技術(shù)通過100μm分辨率的元素映射揭示了重金屬與鎂元素的負相關(guān)分布(r=-0.65),,并發(fā)現(xiàn)PAW可減少重金屬的局部富集。研究證明,,LIBS技術(shù)不僅實現(xiàn)了痕量元素(Cd/Pb)的高靈敏度檢測,,還通過毫米級成像揭示了污染物與營養(yǎng)元素的交互作用,較傳統(tǒng)方法效率提升60%,。該研究為PAW輔助植物修復(fù)提供了直接的可視化證據(jù),,同時驗證了LIBS在生態(tài)毒理學(xué)研究中的技術(shù)優(yōu)勢。
土壤在作物生產(chǎn)中至關(guān)重要,,不同耕作方式會影響土壤特性進而作物生長,。黃土高原冬小麥種植中,夏季休耕期對小麥生產(chǎn)影響很大,,文章《Dependency of Long-Term Soil Quality Controls on Summer Fallow Tillage and Soil Layers for Dryland Winter Wheat in Loess Plateau[J]》旨在明確不同耕作方式對土壤質(zhì)量的影響并建立相關(guān)評價體系,。
研究中利用EasyChem Plus自動離子分析儀精準測量土壤樣本中的硝酸鹽和銨態(tài)氮含量,以評估土壤氮素營養(yǎng)狀況,,是反映耕作方式對土壤化學(xué)性質(zhì)影響的關(guān)鍵參數(shù),。其硝態(tài)氮和銨態(tài)氮數(shù)據(jù)直接支撐了不同耕作處理下土壤養(yǎng)分差異分析、指標相關(guān)性研究及土壤質(zhì)量指數(shù)(SQI)計算,,實驗結(jié)果表明不同夏季休耕耕作方式會顯著影響土壤特性,,其中長期免耕不利于旱地小麥土壤化學(xué)質(zhì)量提升,而輪耕(PT/ST)則能改善土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量,。
元素測量技術(shù)是生態(tài)毒理學(xué)研究的核心工具,,能夠精準追蹤污染物在環(huán)境介質(zhì)和生物體內(nèi)的分布、遷移及毒性效應(yīng),。北京易科泰的EasyChem自動化學(xué)分析儀和FireFly&MiniFly LIBS元素分析成像技術(shù),,通過互補技術(shù)路徑,為生態(tài)毒理學(xué)研究提供了從宏觀污染篩查到微觀機制解析的全鏈條解決方案:
北京易科泰FireFly & MiniFly LIBS技術(shù)通過激光誘導(dǎo)擊穿光譜實現(xiàn)快速無損元素分析,,單次測量即可覆蓋元素周期表中幾乎所有元素信息(包括C,、N、Li等輕元素),。其元素分布成像功能可揭示污染物在生物組織(如植物根系,、動物器官)及環(huán)境介質(zhì)(土壤、沉積物)中的微觀分布特征,,例如鎘脅迫下植物體內(nèi)重金屬的累積模式或鉛在骨骼中的遷移路徑,。結(jié)合高重復(fù)頻率和自動三維成像,該技術(shù)可動態(tài)監(jiān)測污染物在生態(tài)鏈中的遷移轉(zhuǎn)化,,為復(fù)合污染毒性機制研究提供多維度數(shù)據(jù)支持,應(yīng)用于涵蓋重金屬污染評估、生物標志物篩選及跨介質(zhì)毒性效應(yīng)解析等領(lǐng)域,。
EasyChem自動化學(xué)分析儀基于全自動比色法,,可高效檢測水體、土壤中的總磷,、總氮,、硝酸鹽等營養(yǎng)鹽、微量元素(如銅,、鋅等),、重金屬(如六價鉻、鐵)等污染物,,同時可檢測植物總氮,、總磷、抗壞血酸,、總多酚等物質(zhì)含量,,支持多參數(shù)同步分析,適用于生態(tài)毒理學(xué)中污染物的高通量篩查與長期監(jiān)測,,精確衡量植物營養(yǎng)吸收及分布及受脅迫狀態(tài),。例如評估農(nóng)業(yè)土壤磷污染、水體富營養(yǎng)化,。此外,,其低檢測限(如土壤有效磷測試中重復(fù)性誤差<1%)和加標回收功能,可精準量化污染物濃度,,為生態(tài)風(fēng)險評價提供可靠數(shù)據(jù),。
1. ?echová L, Holub D, Šimoníková L, et al. Study of plasma activated water effect on heavy metal bioaccumulation by Cannabis sativa Using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2024, 283: 116807.
2. Li H, Dai X, Gao Z. Dependency of Long-Term Soil Quality Controls on Summer Fallow Tillage and Soil Layers for Dryland Winter Wheat in Loess Plateau[J]. Agriculture, 2024, 14(7): 1026.
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