磷存在于天然水体中，对水生生态系统的组成和结构有重要影响。它是浮游生物和藻类的重要营养物质，养鱼和其他海洋生物。然而，人类活动可能导致磷过量，哪一个，反过来，原因有害藻类在自然水域开花。花开创造一个充满敌意的环境通过消耗海洋中的可利用氧而获得其他形式的海洋生物，产生毒素。鱼类等海洋生物从水华中游走，但是那些不会游泳的，比如贝类，不幸的是死了。我们确实关心这种情况，因为它会对自然生活和经济产生负面影响。只有一种方法可以解释不断变化的磷水平对生物泵强度的影响：实时监测海洋环境中的磷水平！
图1。Fabry-P_rot微腔的设计，由两个平行反射镜（反射镜）组成，反射镜是在光纤表面涂上一层金。反射镜多次反射光线以增强信号。改编自朱等，2017。
传统vs.光流体监测仪器
常规磷酸盐监测仪器主要用于现场采样。然后将新鲜样品送至实验室，以测定磷酸盐水平。实验室在20分钟内完成一轮分析，通常使用分光光度测量工具。考虑到这些条件，实时监测磷酸盐很容易变得困难，耗时的，而且昂贵。为了应对这一挑战，中国科学院的研究人员，新利手机客户端武汉大学，中国第一海洋研究所合作开发了一种便携式光电流式磷酸盐监测仪。然而，原型化的光流体海洋磷酸盐检测工具并不简单，因为吸收池-测量单元的一个组件核心太大了，无法安装在微芯片中。而不是使用笨重的吸收电池，研究人员考虑整合Fabry-P_rot腔在微系统中。Fabry-P_rot腔由两条平行的光纤组成，光纤之间有间隔。每根光纤的横截面表面涂上一层薄薄的金，以形成反射面（图1），以增强磷酸盐的吸收。缩短反射镜之间的间距可将分析时间从几分钟缩短到几秒。
它是如何工作的？
在微芯片中，将过滤后的水样和显色剂注入弯曲的微通道中。在发色反应之后，水溶性成分被输送到光学部分（图2）。探针光通过其中一根纤维进入Fabry-P_rot腔，多次在反射镜之间反弹以增加光学反馈，然后由检测器进行分析。获得的吸光度值，因此，随磷酸盐浓度的增加呈线性增加。在这个微系统中，磷酸盐检测范围为0.1-100μmol/L（比常规仪器的范围大400倍），检测时间为4秒（比常规仪器的检测时间短300倍）。本文作者认为，该技术可以应用于海洋环境中其他营养素水平和酸碱度变化的检测。
图2。由两部分组成的光电流微芯片的原理图：微通道中形成微反应器的微流控电路，以及光学部分，为增强吸收分析提供光学反馈。改编自朱等，2017。
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使用Fabry–P_rot谐振器增强吸收的海洋光电流磷酸盐检测
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多伊：10.1039/C7LC01016H
关于网络作家
布库古古斯库是个博士后赫尔实验室在美国加州大学伯克利分校。她的研究兴趣包括开发用于单细胞蛋白质定量分析的微流体装置，下一代测序，组织芯片研究，在微型天平上对水进行脱盐。
*至2018年2月16日
封底是谢尔盖·谢夫科普利亚斯的实验室。