技术进展 | 新型传感器用于测量深海珊瑚产生的超氧化物

近日，美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）深海生态系统的研究取得新进展，位于Alvin号潜水器上的新型传感器在深海珊瑚中首次探测到超氧化物（O2-），拓宽了对珊瑚生理学和海洋生态系统的理解。

超氧化物是什么？

超氧化物分子是生物呼吸氧气时产生的副产品，为人熟知的是它们与人类癌症和过早衰老等有关。长期以来，研究者认为珊瑚释放的超氧化物来源于其伴生藻类，超氧化物的产生可能与珊瑚白化和应激有关，可以影响海洋生态、生物和驱动海洋化学反应（包括碳的分解以及金属和营养物质的生物利用）。对于深海珊瑚的最新研究发现，由于深海珊瑚没有伴生藻类，并且存在一种名为NOX的产生超氧化物的酶，研究者认为珊瑚动物本身或其细菌共生体（而不是其伴生藻类）可能是超氧化物的来源，珊瑚可以调节活性氧，改变细胞的功能和对环境的响应。

超氧化物的现场测定

超氧化物是一种非常不稳定的分子，会立即与周围其他分子发生反应，只能在水中存在几秒钟。多年来，研究者通常在实验室中使用专用的泵和台式仪器在实验中测量超氧化物，但从未在海洋中直接测量过超氧化物。2019年，WHOI 的研究者研制了一系列专用于现场的超氧化物传感器，SOLARIS就是其中一种适用于深海环境的传感器。

在本次深海测量珊瑚产生的超氧化物过程中，在2000多米的深海中，操控Alvin潜水器机械臂在珊瑚表面采样，使水进入SOLARIS传感器与超氧化物发生化学反应产生可以被实时测量的光信号。

科学家在HOV Alvin 内操控仪器（照片来源：WHOI）