对话：Beckett Colson 和 Anna Michel 博士

您能谈谈自己目前在伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 的研究工作吗？

Anna：在化学传感器实验室，我们致力于开发各种用于海洋研究的仪器，比如针对海洋中甲烷和温室气体的传感技术。最近，我们对塑料检测产生了兴趣。虽然锁相放大器这类仪器过于庞大，不适合在海洋中实地操作，但可以帮助我们在实验室中开发用于实地检测的仪器。

基于激光的技术在海洋研究中的应用潜力如何？

Anna：我专门研究基于激光的传感技术，这项技术在海洋研究方面有很大的潜力。但是目前还没有多少仪器可以在现场分析海洋环境的化学成分。所以需要由大量研究人员收集样本，然后将样本带回实验室进行分析。我们真正感兴趣的是如何在不依赖于湿化学法的情况下，在海上完成测量。目前可以通过基于光学的传感等技术进行直接测量：我们知道这类技术适用于气体传感，而海洋中有很多值得研究的气体。事实上，我们已经开发出了多款可部署在深海中的碳和甲烷传感器。比如，我们最近展示的一款 基于空芯纤维的光学传感器，可以用于测量溶于液体中的气体。我们已经在分析深海测量的第一批结果，这令我们非常激动。另外，我们并不只使用基于激光的传感技术：Beckett 所研究的塑料微粒阻抗传感项目就是完全不同的传感系统之一。

跨学科背景在这个研究领域带来了什么帮助？跨学科研究很普遍吗？

Anna：相比这个领域的其他许多同行，我想我是更偏向于跨学科背景，但其实我们的大部分研究都属于跨学科研究。当我们要去海上工作时，会组成一支由生物学家、地质学家和化学家组成的团队，很多勘测现场有着比较复杂的环境，因此从多方位的视角来看待问题是很重要的。我们也非常关注技术应用，这自然会推动我们更多地向跨学科方向发展。

Beckett：我主要从事机械工程工作。我认为海洋研究在工程领域绝对属于跨学科研究，因为每当要制造一个适合海洋环境的东西时，都需要处理所有不同的子系统，包括电子、光学、软件和机械设备等。将仪器带到海上去工作，需要考虑到海洋本身就属于跨学科领域，仅仅研究洋流的物理特点是无法真正了解海洋的，因为这同时还涉及到化学和生物学，如果了解得不够全面，就很难理解海洋的运转方式。我们与许多不同领域的科学家合作，这正是我为我们团队感到自豪的一点。

瑞士苏黎世仪器公司的产品在你们的研究中发挥了什么作用？

Beckett：我们一开始用 HF2LI 锁相放大器来进行气体传感实验，后来为了塑料微粒项目又购买了一台配备 HF2LI-MF 多频升级选件的 HF2LI 锁相放大器和 HF2TA 跨阻抗电流放大器。在塑料微粒项目中，我们想要直接观察塑料微粒在水流中的电学特性，而锁相放大器就能帮助我们非常简便地测量阻抗-频率关系曲线。在实际操作中，我们用两个电极夹着一条连续水流的两端，然后监测这两个电极之间的阻抗。微粒在电极之间流过时会引起阻抗变化。我们可以通过这种阻抗变化，来区分生物颗粒和塑料微粒，当然，我们希望能看到大量的生物颗粒。我们主要通过成分明确的水混合物来解读数据，有时还会故意在其中部分混合物中掺入了塑料微粒。我们的最终目的是将这种传感器集成到便携式仪器中，从而测量水体，或是载着仪器在港口巡逻，就像检测其他污染物一样，绘制出塑料微粒的分布图。这个项目仍处于实验室试验阶段，但我们已经做了一些初步的实地测试……

Anna：是的，我们把 HF2LI 以及非常重的电池带到了池塘边（见图 1）。我想给苏黎世仪器的工程师提个建议：小一点的锁相放大器会方便很多！海上的运载工具虽然很大，但所载的每台仪器都需要尽可能的小巧。

你们到海上工作时必带什么？

Beckett：一定要记得将音乐提前下载到手机上，因为在海上无法播放流媒体。

Anna：我建议带上一个好的咖啡杯！