葉綠素熒光成像系統(tǒng)在藻類中的應用

產(chǎn)品型號： Shutter

所屬分類：葉綠素熒光儀

更新時間：2018-07-24

簡要描述：葉綠素熒光成像系統(tǒng)在藻類中的應用，藻類細胞內(nèi)的葉綠素分子通過直接吸收光量子和間接通過捕光色素吸收光量子得到能量后,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并產(chǎn)生熒光。

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葉綠素
    葉綠素含量和光合作用密切相關,是反映藻類生理狀態(tài)的重要指標。目前發(fā)現(xiàn)存在于藻類中的葉綠素種類有:葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c1、葉綠素c2、葉綠素c3和葉綠素d。所有放氧光合生物均含有葉綠素a,大部分還含有葉綠素b或葉綠素c1、c2和c3,而葉綠素d只在某些紅藻中存在。這些葉綠素均可起捕獲光能的作用。葉綠素a代表綠色的光合作用色素,所有活著的藻類中均有能夠被直接測定,并用來作為藻類生物量多寡的主要指示；葉綠素b和葉綠素是一種輔助色素,只存在于一些特殊藻類中,能夠影響葉綠素a測定的精確性。由于不同的藻類所含有的葉綠素種類不同,而且各種葉綠素在藻類中的比例不同,因此可以通過測 各種葉綠素的比值來確定未知藻類的種屬。 

葉綠素熒光儀熒光動力學  

    葉綠素熒光動力學包含著光合作用過程的重要信息，如光能的吸收和轉(zhuǎn)化。能量的傳遞與分配、反應中心的狀態(tài)，過剩能量的耗散以及反映光合作用的光抑制和光破壞。應用葉綠素熒光可以對植物材料進行原位、無損傷的檢測，且操作步驟簡單。所以葉綠素熒光越來越受到人們的青睞，在光合生理和逆境生理等研究領域有著廣泛的應用。

葉綠素熒光成像系統(tǒng)原理說明 

    葉片是進行光合作用的主要器官，葉綠體是進行光合作用的主要細胞器。葉綠體是由葉綠體膜包裹起來的組織，膜內(nèi)主要含有基質(zhì)、基粒、類囊體。葉綠體的光合色素主要集中在基粒之中，光能轉(zhuǎn)換為化學能的主要過程是在基粒中進行的。   
    在高等植物體內(nèi)含有光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩種，一般情況下以3:1的比例存在于類囊體的膜中。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b,類胡蘿卜素分為胡蘿卜素和葉黃素。    葉綠素不溶于水，而溶于有機溶劑。從化學性質(zhì)講，葉綠素是葉綠酸的產(chǎn)物，葉綠酸的兩個羥基分別被甲醇和葉綠醇酯化而得到的，對光、熱、酸敏感，能發(fā)生皂化反應，性質(zhì)不穩(wěn)定。
    光合作用是高等植物從外界環(huán)境獲取能量的重要途徑，是高等植物進行生命活動的基礎。由綠色植物發(fā)射的葉綠素熒光以一種復雜的方式表達光合作用活性和行為。當光子照射綠色植物的葉片時，光能在葉片的分配有反射、透射和吸收等三種主要的去激途徑。葉綠素分子吸收的光能除了大部分進行光化學反應外，少部分會以熱耗散和熒光的方式釋放出來。
    在植物光合作用過程中，葉綠素色素分子對光能的吸收及能量的轉(zhuǎn)變途徑中包括著極復雜的生物物理及生物化學過程。在葉綠體內(nèi)激發(fā)能從葉綠素b向葉綠素a的傳遞效率幾乎達到100%,所以檢測不到葉綠素b的熒光，因此，在對葉綠素熒光進行分析時，通常是指葉綠素a發(fā)出的熒光，光合作用過程中有兩種不同的光化學反應，他們發(fā)生在相關聯(lián)的不同色素基團中，這些基團被稱為PSI和PSII。在常溫下，PSI色素系統(tǒng)基本不發(fā)熒光，接近95%的被檢測到的，葉綠素熒光信號來源于PSII相關的葉綠素分子，因此，我們研究的葉綠素熒光光譜主要由PSII相關葉綠素分子產(chǎn)生的。

葉綠素熒光成像系統(tǒng)產(chǎn)品特點

    全自動開合葉室，程序控制葉室閉合進行暗適應測量，測量ΦII, FV/FM, PAR和溫度，快門實現(xiàn)葉綠素熒光誘導曲線、NPQ弛豫和RLC（快速光曲線），無人值守自動監(jiān)測，自動增益和自動歸零功能：自動在野外進行正確設置，數(shù)據(jù)采集器可同時操作多個傳感器，簡單開關啟動水下或陸地測量程序，全防水可達50m，潛水堅固不銹鋼或工程塑料設計，擴展大型外殼與電池包，利用易用軟件選擇所供程序或設定程序，根據(jù)程序，可自動運行達72h，開合型傳感器可通過電腦控制，用于預田間實驗，增加數(shù)采可以擴展到多個傳感器（同時測量可達15個）。

葉綠素熒光成像系統(tǒng)在藻類中的應用參數(shù)

    Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm’, Fo’, ΔF/Fm’, qP, qL, qN, NPQ, Y(NO), Y(NPQ), rETR, PAR, T等。

    多輪飽和脈沖調(diào)制熒光(PAM)

    激發(fā)光： 470 nm，小于1 umol m2 s-1

    光化光 ：白 LED，zui大光強3300 umol m2 s-1

    飽和脈沖：白光LED，zui大光強7800 umol m2 s-1

    PSI 激發(fā)光：遠紅光735 nm，zui大光強40 umol m2 s-1

    PAR 傳感器: 余弦校正2Φ傳感器400-700 nm

    溫度傳感器: 分辨率±0.1 °C，量程 -5~ +40 °C

    操作溫度: 0 °C ~45 °C

    儲存溫度: -5 °C~60°C

    潛入 50 m深或5bar

    電源: 16.8V 4.5Ah，可充電NiMH電池包

葉綠素熒光成像系統(tǒng)在藻類中的應用 

    藻類細胞內(nèi)的葉綠素分子通過直接吸收光量子和間接通過捕光色素吸收光量子得到能量后,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),并產(chǎn)生熒光。
    1、葉綠素a是綠色的光合作用色素,是衡量藻類生物量的主要標志,是一種其濃度能被熒光儀定的熒光分子。光線的變化、溫度、度、可溶物質(zhì)和藻類健康狀況均對熒光有顯著影響,從而影響葉綠素a濃度的確定。
    2、光線的影響，光線的變化對藻細胞中的熒光有顯著的影響。在光線較低的時候,藻細胞會將葉綠體退到細胞的外圍以獲得更多的光線,或者產(chǎn)生更多的葉綠體。這2種反應會導致不實的熒光數(shù)據(jù),而不能代表實際的藻類生物量。而當光線太強時,藻類的生長會受到抑制而導致熒光低估了藻類的生物量。
    3、溫度的影響，所有的熒光都不同程度的受溫度影響,溫度與熒光成反比。
    4、水質(zhì)的影響，可溶解物質(zhì)，葉綠素的降解產(chǎn)物、輔助色素和濁度均會影響熒光。
    5、藻細胞的生理狀態(tài)的影響，被藻細胞中包含的葉綠素吸收的光能有3種去向；被用于光合作用；產(chǎn)生熱；以熒光形式重新發(fā)射。由于“健康”的藻細胞所吸收的光能可以充分地用于光合 作用,因而發(fā)射的熒光就比“垂死”的藻細胞少。 

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