导读：

近期，有研究人员发表综述，总结了微流控技术在监测气候变化对海洋生态系统影响以及开发海洋可再生能源方面的应用和潜力，强调了该技术在提高海洋环境监测精度、效率和促进环境友好型能源解决方案中的关键作用。相关研究成果以“Microfluidics for macrofluidics: addressing marine-ecosystem challenges in an era of climate change”为题目，发表在期刊《Lab on a Chip》上。

本文要点：

1、气候变化对海洋环境和海洋生态系统产生了严重影响，包括海洋酸化、碳化学变化、海洋生物分布和行为的改变、珊瑚礁退化等。

2、微流控技术在监测和分析这些影响方面发挥了关键作用，包括：精确测量海水pH、碳酸盐化学和颗粒碳，研究浮游生物的运动和繁衍行为，观察珊瑚及其共生生物的响应等。

3、微流控技术还被用于评估基于海洋的气候变化解决方案，如海洋可再生能源的利用和碳捕集等，为这些方案的优化和实施提供了新的视角。

4、文章总结了微流控技术在理解和应对气候变化对海洋环境和生态影响方面的重要性，并展望了未来的创新机会，如现场监测能力的提升、与智能数据分析的结合等，旨在为海洋生态系统的保护和气候变化的缓解提供更有效的策略和工具。

一张图读懂全文：

微流控技术如何加强对海洋生态系统的监测？

1、提高测量精度：微流控系统能够实现对关键海洋参数（如pH、碳化学等）的高灵敏度、高分辨率测量，有助于精确监测海洋酸化等气候变化影响。

2、实现微量分析：微流控设备仅需极小的样品和试剂体积，适合分析珍稀或难采集的海洋样本。

3、便于现场部署：微型化的微流控设备可以方便地部署在船只、浮标等海洋平台上，实现远程、自动化的现场监测。

4、支持长期监测：微流控系统可设计为自动化运行，能够提供连续时间序列数据，追踪海洋生态系统的长期变化。

5、集成多功能监测：微流控平台可集成化学传感、生物传感和分子生物学等多种检测手段，实现对海洋环境的综合监测。

通过这些方式，微流控技术显著提升了海洋生态系统监测的效率、精确度和实时性，为海洋科学研究和环境管理提供了强有力的技术支持。

微流控技术在海洋生物疾病监测中面临的主要挑战包括：

1、环境适应性：海洋环境复杂多变，微流控设备需要能够适应高盐度、温度波动和压力变化等环境条件。

2、样本处理：海洋生物样本可能包含复杂的生物群落和大量有机物，需要有效的样本前处理方法以保证微流控系统的准确性和稳定性。

3、技术集成：将微流控技术与其他检测技术（如质谱、PCR等）集成，以实现更全面的疾病监测，这在技术上存在挑战。

4、成本效益：尽管微流控技术可以减少样本和试剂的使用，但开发和生产成本可能较高，需要在成本效益上取得平衡。

5、数据解读：微流控技术产生的大量数据需要通过复杂的数据分析来解读，这需要有先进的数据处理能力和算法。

6、设备维护：微流控设备的精密性要求定期的校准和维护，以保持其性能，这对于遥远的海洋监测站点可能是个挑战。

7、生物多样性的覆盖：海洋生物多样性极高，微流控技术需要能够覆盖广泛的生物种类和疾病类型。

8、环境影响评估：评估微流控技术在海洋环境中的使用对生态系统的潜在影响，确保监测活动不会对海洋生物造成干扰。

应对这些挑战需要跨学科的合作、技术创新和持续的研究投入，以提高微流控技术在海洋生物疾病监测中的实用性和有效性。

图1.利用微流控技术监测海洋酸化和碳化学。

图2.Ramanathan等人报告的用于研究海洋浮游生物对气候变化反应的微流控工具。

图3.用于培养和操纵珊瑚和海葵物种的微流控工具。

图4.Zheng等人报道的用于检测有害藻类的自动化智能微流控平台（AIMP）。

图5.利用微流控技术分析海洋污染物。

图6.利用微流控工具从微生物中获取海洋能源。

图7.微流控技术利用海浪和盐度梯度来开发海洋能源。

原文链接：https://doi.org/10.1039/D4LC00468J