元素與離子檢測技術(shù)在生態(tài)毒理學研究中通過精 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，為解析復合污染的協(xié)同毒性機制提供空間維度數(shù)據(jù)。
FireFly元素測量與成像技術(shù)分析植物重金屬污染：
圖1. 左圖：大 麻植株根部的激光誘導擊穿光譜（LIBS）分析；右圖：不同濃度鎘（A-B）和鉛（C-D）污染下，大 麻根部的重金屬（Cd/Pb）與鎂（Mg）元素分布
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分辨率的元素映射首次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)毒理學研究中的技術(shù)優(yōu)勢。
EasyChem全自動化學分析儀輔助土壤質(zhì)量評估
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。
圖2. 上圖：0 - 50 cm土層中22種土壤特性變量之間的相關(guān)性熱圖；下圖：不同耕作方式在0 - 50 cm土層土壤物理結(jié)構(gòu)與土壤化學因素和土壤酶活性的冗余分析圖
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。北京易科泰的EasyChem自動化學分析儀和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：
FireFly&MiniFly LIBS元素分析與成像系統(tǒng)
北京易科泰FireFly & MiniFly LIBS技術(shù)通過激光誘導擊穿光譜實現(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，為復合污染毒性機制研究提供多維度數(shù)據(jù)支持，應用于涵蓋重金屬污染評估、生物標志物篩選及跨介質(zhì)毒性效應解析等領(lǐng)域。
EasyChem全自動化學分析儀
EasyChem自動化學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)風險評價提供可靠數(shù)據(jù)。
1. ?echová L, Holub D, ?imoníková 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.
