浮游植物熒光儀特點功能和系統組成

2015-02-11 19:33:22 admin

浮游植物熒光儀特點功能和系統組成

系統描述：
脈沖-振幅-調制（Pulse-Amplitude-Modulation, PAM）技術的測量原理是基于對調制測量光激發的熒光信號的選擇性放大。在PHYTO-PAM浮游植物熒光儀中，微秒級的測量光脈沖是由4種不同顏色的發光二極管（LED）陣列發出的：藍色（470 nm）、綠色（520 nm）、淺紅色（645 nm）和深紅色（665 nm）。不同顏色的測量光脈沖在高頻率下交替應用，就可以獲得4種波長的光激發出的半同步的熒光信號。結合不同藻類的參考光譜（Reference spectrum）就可區分不同藻類，并分別測量它們的光合活性和葉綠素含量。
PHYTO-PAM可以對藍藻、綠藻和硅/甲藻進行分類。由于硅藻和甲藻的色素組成差別不大，目前技術上還很難對它們進行區分。要想對它們區分，除了考慮色素組成外，更重要的是考慮捕光色素-蛋白復合體的結構特別是橫向截面積，這必須結合“泵”和“探針”法測量熒光。目前WALZ公司正結合“泵”和“探針”法開發對微藻分類更多、更精確的儀器。PHYTO-PAM還可以測量這些藻類的葉綠素濃度（檢測限為0.1 μg L-1 Chl）。PHYTO-PAM更加強大的功能是可以探測自然水樣中藍藻、綠藻和硅/甲藻的光合活性和光適應狀態。
PHYTO-PAM采用微型光電倍增管作為檢測器，可以檢測及其微弱的靈敏變化，同時還具備強光自動關閉的保護功能，因此儀器操作和維護更加容易。

特點：
1) 全世界第一臺可對浮游植物自動分類的調制葉綠素熒光儀
2) 4波長光源：470、520、645和665 nm
3) 對藍藻、綠藻和硅/甲藻進行分類
4) 可選配室內系統（I）、野外系統（II）和測附著藻類/大型藻類的系統（III）
5) 靈敏度高，檢測限為0.1 μg L-1 Chl
6) 專業PhytoWin操作軟件，數據收集、分析和存貯功能強大
7) 用戶可利用培養的微藻做參考光譜，非“黑匣子”
8) 可在野外測量后根據水體藻類組成利用優勢種（一種或多種）的參考光譜校對實驗結果

功能：
1）可對藍藻、綠藻和硅/甲藻自動分類（定性）
2）可自動測量水樣中藍藻、綠藻和硅/甲藻的葉綠素含量（定量）和總葉綠素含量
3）可同時測量水樣中藍藻、綠藻和硅/甲藻的光合作用和總光合活性
4）可測量光合作用的量子產量和相對電子傳遞速率
5）可自動記錄量子產量和相對電子傳遞速率的快速光響應曲線
6）用戶可做自己的參考光譜
7）可連接記錄儀或示波器記錄原始熒光誘導動力學曲線

系統組成：
PHYTO-PAM的主機連接不同的檢測器可以組成3套不同的測量系統：
系統I：實驗室版本，利用光學單元ED-101US/MP和標準10×10 mm樣品杯檢測熒光
系統I的所有光電元件均需安裝在鐵架臺上，適合實驗室用。但由于主機PHYTO-C內置大容量電池，因此它也可以在野外或在船上使用。系統I的一個突出優點是光學單元ED-101US/MP的開放式設計，它允許安裝不同的濾光片或不同顏色的光化光LED陣列。與系統II的PHTO-ED相比，10×10 mm樣品杯中的光場分布更加均勻。同時，系統I還可以連接溫度控制器US-T和微型磁力攪拌器PHYTO-MS。這些特點決定了系統I更加適合浮游植物光合作用的基礎研究。
系統II：野外便攜式版本，利用PHYTO-ED和直徑15 mm的樣品杯檢測熒光
在系統II中，所有光電元件都整合在便攜式的激發-檢測單元PHYTO-ED中。PHYTO-ED密封防水。系統II最適合在野外或在船上工作，當然室內也完全可以使用。
系統III：光纖型版本，利用PHYTO-EDF檢測附著藻類或大型藻類的熒光
系統III的光纖型激發-檢測單元PHYTO-EDF可以檢測所有生長在表面的光合生物的光合作用。比較適合的測試材料包括附著藻類、底棲藻類、藻墊（microbial mats）和大型藻類等。由于采用光纖傳導信號而且測量面積小，因此靈敏度比系統I和II要低。但是由于附著藻類等材料的葉綠素含量遠遠高于水體中的浮游植物，因此系統III的靈敏度完全可滿足實驗要求。

技術參數：
測量光：波長470、520、645和665 nm的測量光LED。
光化光：波長655 nm的LED；光化光強度0～2000 μmol m-2 s-1 PAR（系統I和II）或0～1300 μmol m-2 s-1 PAR（系統III）。
飽和脈沖：波長655 nm的LED；飽和脈沖強度4000 μmol m-2 s-1 PAR（系統I和II）或2600 μmol m-2 s-1 PAR（系統III）。
信號檢測：光電倍增管，帶短波截止濾光片（λ>710 nm）；選擇性鎖相放大器。
測量參數：Ft, F(或Fo), Fm(或 Fm’), ΔF, Y(ΔF/ Fm’或Fv/Fm), ETR和Chl濃度等。
環境溫度：-5～＋45 ℃，已在極地成功應用。