微電極技術作為一種能夠在微米尺度下精準探測物質濃度與電化學信號的前沿手段，已成為連接微觀過程與宏觀現象的關鍵橋梁。從實驗室的基礎研究到環境治理的工程實踐，其憑借高分辨率、原位監測的特殊優勢，正在重塑多個學科領域的研究范式。

微電極技術的核心原理基于電化學傳感與微型化設計。其感應端尺寸通常控制在 10–500µm，僅為人類頭發直徑的 1/2 至 1/20，能夠深入沉積物孔隙、生物膜內部等微環境而不破壞其原有結構。通過選擇性滲透膜與敏感材料的組合，不同類型的微電極可特異性識別目標物質：如溶解氧（DO）微電極利用氧分子對熒光的猝滅效應實現定量；硫化氫（H?S）微電極通過硫化物在電極表面的氧化反應產生電流信號；pH 微電極則基于氫離子對敏感膜電位的影響完成測定。這種高度的特異性與微型化特征，使其能夠捕捉傳統技術無法識別的微米級梯度變化 —— 例如，在沉積物 - 水界面，DO 濃度可在 200µm 范圍內從 8mg/L 驟降至 0，這種劇烈變化恰是控制磷釋放與微生物活動的關鍵。

技術演進推動了微電極從 “單一探測” 向 “多參數協同” 的跨越。早期微電極僅能實現單參數測定，且響應時間長達數十秒，難以追蹤動態過程。隨著微加工工藝與信號處理技術的進步，現代多通道微電極系統可同步監測 DO、H?S、氧化還原電位（Eh）、pH 等多種參數，采樣頻率提升至 1–100Hz，能實時記錄生物擾動引發的瞬時信號波動。例如，在濕地植物根際監測中，系統可同步捕捉根系泌氧導致的 DO 升高、Eh 上升與 H?S 濃度下降的連鎖反應，完整還原微環境的動態調控機制。此外，抗干擾算法的引入使多參數信號的交叉干擾率降至 1% 以下，確保了數據的可靠性。

在應用領域，微電極技術展現出強大的滲透力。在水環境治理中，它能精準定位黑臭河道沉積物中 H?S 的厭氧核心區，為靶向疏浚提供毫米級坐標；在富營養化湖泊研究中，通過解析 “氧化 - 還原界面” 的微尺度特征，揭示磷釋放的觸發機制，指導曝氣工程的精準實施。在生態研究中，其可探測珊瑚礁生物膜內的 DO 與 pH 梯度，闡明珊瑚白化的微觀驅動因素；在惡劣環境探測中，能耐受高溫高壓的微電極被用于深海熱泉沉積物監測，為惡劣微生物的生存策略提供數據支撐。