離子/分子通量測試系統由美國伍茲霍爾海洋生物實驗室和澳大利亞塔斯馬尼亞大學于上世紀九十年代初開發和應用。自2011年起,金歌儀器團隊開始為在國內推廣的通量測試系統(非損傷微測系統)研制并供應核心組件-離子交換劑(lix)。十多年來,我們不斷豐富可測離子/分子的種類,成功擺脫對國外的依賴,鞏固和擴大了我國在該技術領域的優勢。憑借在電化學測試技術領域積累的基礎研究優勢,由金歌公司自主研制生產的 SRMT 12 植物根系吸收監測儀 (純國產NMT非損傷微測系統) 實現整機零部件全部國產化。
可檢測種類:
(1)大量營養元素:N (NH4+/NO3-)、P (HPO42-)、K+
(2)中微量元素:SiO32-、Ca+、Mg2+、Na+、Cl-、H+、Zn2+、Cu2+
(3)脅迫:Cd2+、Al3+、Pb2+、Ag+、Cr3+、AsO43-
(4)其它:Li+、NO2-
(5)分子:O2、H2O2、IAA、NO、葡萄糖等
測試對象:根際/種子/花粉管、細胞/液泡、生物膜、藻類、活體組織、神經、骨骼、珊瑚等其它活體樣品
測試項目:
1. 離子通量SRIET
2. 分子通量SRPT
3. 離子濃度aIon
4. pH
5. 分子濃度aMol
6. 膜電位Potential
技術參數:
離子吸收速度測量分辨率:0.1 pmol/(cm2·s)
分子吸收速度測量分辨率:1 pmol/(cm2·s)
膜電位測量分辨率:300 nV
空間分辨率:≤ 1 μm
一、非損傷微測技術(noninvasive microelectrode technique,NMT)
非損傷微測技術 NMT是離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術在國內的名字,其全稱是非損傷微電極測試技術(noninvasive microelectrode technique,NMT),能夠原位、實時、非接觸式測量生命活動中離子/分子通量(ion/molecule flux)、濃度和膜電位等重要的生理指標,無需標記,操作方便,可用于植物營養生理、鹽脅迫和重金屬脅迫等研究。
離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術經歷了方法學建立、原型機、技術成熟、引進國內、被改名和全國產化。
1.方法學建立
1974年,美國麻省伍茲霍爾海洋生物學實驗室科學家 Lionel Jaffe 和 Nuccitelli 提出了振蕩電極(Vibrating Probe:VP)概念,采用振蕩電極探針技術測量生物體中弱電流,為離子/分子通量(ion/molecule flux)測試奠定了方法學的基礎。
2.原型機
1990年伍茲霍爾海洋生物學實驗室開發出了基于振動離子電極技術的自動化離子/分子通量(ion/molecule flux)測試系統,在早期的文獻中寫做 SRIS系統。
3.SIET 離子/分子通量測試系統標志著通量測試技術儀器的成熟
1994年,伍茲霍爾海洋生物學實驗室員工 A.M.Shipley 和 E.Karplus 分別成立 Applicable Electronics Inc. 和 Sciencewares 公司,聯合推出商業機 SIET通量測試系統,標志著離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術儀器的成熟。
4.引進國內
本世紀初, SIET 離子/分子通量測試系統被引進國內。
2009年開始,中國學者開始在離子/分子通量(ion/molecule flux)測試領域發表文章,當時文章明確標識使用的是 Scanning Ion Electrode Technique (SIET)測試系統。(文獻:Plant Physiology, February 2009, Vol. 149, pp. 1141–1153, NaCl-Induced Alternations of Cellular and Tissue Ion Fluxes in Roots of Salt-Resistant and Salt-Sensitive Poplar Species)
5.改名
2009年后,已經很成熟的離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術在國內被改名為非損傷微測技術,通量測試系統被改名為非損傷微測系統。
非損傷微測技術NMT實質是基于差分測量原理的活體離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術,但在引進國內后,被錯誤翻譯成“流速”。英語中,flux是通量,而不是流速(flow velocity)。漢語中,通量和流速也是兩個不同的概念。首先,通量與流速的主體不同,流速的主體是流體(不能是含在其中的離子、分子等),通量的主體可以是流體本身,也可以是流體中的物質。其次,單位不同,流速的單位是m/s、m/h,通量的單位是mol/(cm2·s)、kg/(m2·s)、m3/(m2·h)。因此,在NMT中應明確區分通量與流速,使用通量這個科學概念,避免混淆。
不管名字怎么改動,非損傷微測技術NMT實質就是一種離子/分子通量(ion/molecule flux)測試技術,測的是通量(flux),不是流速。
非損傷微測系統、NMT耐鹽機制分析儀、NMT逆境研究工作站、NMT活體生理檢測儀、NMT重金屬抗性機制分析儀、NMT活體根工作站等名字各異,其主要功能只有一個,即離子/分子通量(ion/molecule flux)測試。
二、純國產自動化非損傷微測系統
美國商業機 SIET離子/分子通量(ion/molecule flux)測試系統的原型機之前,通量測試是手工操作移動電極的。隨著技術進步, SIET離子/分子通量(ion/molecule flux)測試系統運用自動化程序實現了電極三維可控位移。但是,通量測試儀器測得的數據仍需要人工換算才能得到通量數據。由于該過程繁瑣且對需要該技術的原理深入理解,有的用戶可能將數據傳給其他公司,由公司工作人員換算作圖。
金歌NMT通量(flux)測試界面簡潔直觀、使用便捷,設置智能提醒功能。測試界面直接實時顯示通量數據,x軸為時間、y軸為通量(flux)值。(注:幾年前其它公司的通量測試儀器測得的數據需要人工換算得到通量數據。由于過程繁瑣,有的用戶可能將數據傳給其他公司,由公司工作人員換算作圖。)金歌SRMT通量測試儀器直接輸出時間-通量數據,無需換算,將測試數據復制到線下作圖軟件如origin作圖即可,保護了用戶數據的安全。
非損傷微測系統已經實現了全國產化,由山東金歌科學儀器有限公司自主研制、整機零部件全部國產化的全新一代NMT產品 - SRMT1201 純國產非損傷微測系統(植物吸收監測儀、NMT活體生理檢測儀)具備測量多種關鍵元素的能力,如磷、硅、鋅、銅、鋁、砷等。該儀器功能全面,可檢測植物所需的全部大量元素、中量元素以及大部分微量元素,同時涵蓋離子通量、離子濃度、分子通量、分子濃度及膜電位等多項檢測項目。
山東金歌科學儀器有限公司團隊自2011年起開始為非損傷微測系統研制并供應核心組件,通過不斷豐富可測離子/分子的種類,成功擺脫對國外的依賴。十余年間,金歌儀器堅持從源頭和底層解決關鍵技術問題,通過不斷積累并整合自1990年以來離子/分子通量(ion/molecule flux)測試領域已發表成果,實現了非損傷微測系統產品自動化、智能化、專業化和標準化。
金歌儀器從非損傷微測技術NMT離子交換劑開始,實現了耗材、零部件到整機全部自主研制生產,打造出可靠的高性能高性價比NMT一站式供應平臺。
用戶購買儀器后,金歌NMT儀器測試種類仍會不斷增加,金歌儀器將及時告知用戶,鄭重承諾免費為用戶做測試軟件升級。
金歌儀器將永遠以客戶需求為導向,不斷推出創新性產品和個性化解決方案,打造可靠的一站式NMT供應服務平臺,為加快實現高水平科技自立自強貢獻智慧和力量。