浮游植物熒光儀特點(diǎn)功能和系統(tǒng)組成

2015-02-11 19:33:22 admin

浮游植物熒光儀特點(diǎn)功能和系統(tǒng)組成

系統(tǒng)描述：
脈沖-振幅-調(diào)制（Pulse-Amplitude-Modulation, PAM）技術(shù)的測(cè)量原理是基于對(duì)調(diào)制測(cè)量光激發(fā)的熒光信號(hào)的選擇性放大。在PHYTO-PAM浮游植物熒光儀中，微秒級(jí)的測(cè)量光脈沖是由4種不同顏色的發(fā)光二極管（LED）陣列發(fā)出的：藍(lán)色（470 nm）、綠色（520 nm）、淺紅色（645 nm）和深紅色（665 nm）。不同顏色的測(cè)量光脈沖在高頻率下交替應(yīng)用，就可以獲得4種波長(zhǎng)的光激發(fā)出的半同步的熒光信號(hào)。結(jié)合不同藻類的參考光譜（Reference spectrum）就可區(qū)分不同藻類，并分別測(cè)量它們的光合活性和葉綠素含量。
PHYTO-PAM可以對(duì)藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻進(jìn)行分類。由于硅藻和甲藻的色素組成差別不大，目前技術(shù)上還很難對(duì)它們進(jìn)行區(qū)分。要想對(duì)它們區(qū)分，除了考慮色素組成外，更重要的是考慮捕光色素-蛋白復(fù)合體的結(jié)構(gòu)特別是橫向截面積，這必須結(jié)合“泵”和“探針”法測(cè)量熒光。目前WALZ公司正結(jié)合“泵”和“探針”法開發(fā)對(duì)微藻分類更多、更精確的儀器。PHYTO-PAM還可以測(cè)量這些藻類的葉綠素濃度（檢測(cè)限為0.1 μg L-1 Chl）。PHYTO-PAM更加強(qiáng)大的功能是可以探測(cè)自然水樣中藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻的光合活性和光適應(yīng)狀態(tài)。
PHYTO-PAM采用微型光電倍增管作為檢測(cè)器，可以檢測(cè)及其微弱的靈敏變化，同時(shí)還具備強(qiáng)光自動(dòng)關(guān)閉的保護(hù)功能，因此儀器操作和維護(hù)更加容易。

特點(diǎn)：
1) 全世界第一臺(tái)可對(duì)浮游植物自動(dòng)分類的調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x
2) 4波長(zhǎng)光源：470、520、645和665 nm
3) 對(duì)藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻進(jìn)行分類
4) 可選配室內(nèi)系統(tǒng)（I）、野外系統(tǒng)（II）和測(cè)附著藻類/大型藻類的系統(tǒng)（III）
5) 靈敏度高，檢測(cè)限為0.1 μg L-1 Chl
6) 專業(yè)PhytoWin操作軟件，數(shù)據(jù)收集、分析和存貯功能強(qiáng)大
7) 用戶可利用培養(yǎng)的微藻做參考光譜，非“黑匣子”
8) 可在野外測(cè)量后根據(jù)水體藻類組成利用優(yōu)勢(shì)種（一種或多種）的參考光譜校對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

功能：
1）可對(duì)藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻自動(dòng)分類（定性）
2）可自動(dòng)測(cè)量水樣中藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻的葉綠素含量（定量）和總?cè)~綠素含量
3）可同時(shí)測(cè)量水樣中藍(lán)藻、綠藻和硅/甲藻的光合作用和總光合活性
4）可測(cè)量光合作用的量子產(chǎn)量和相對(duì)電子傳遞速率
5）可自動(dòng)記錄量子產(chǎn)量和相對(duì)電子傳遞速率的快速光響應(yīng)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(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線

系統(tǒng)組成：
PHYTO-PAM的主機(jī)連接不同的檢測(cè)器可以組成3套不同的測(cè)量系統(tǒng)：
系統(tǒng)I：實(shí)驗(yàn)室版本，利用光學(xué)單元ED-101US/MP和標(biāo)準(zhǔn)10×10 mm樣品杯檢測(cè)熒光
系統(tǒng)I的所有光電元件均需安裝在鐵架臺(tái)上，適合實(shí)驗(yàn)室用。但由于主機(jī)PHYTO-C內(nèi)置大容量電池，因此它也可以在野外或在船上使用。系統(tǒng)I的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)是光學(xué)單元ED-101US/MP的開放式設(shè)計(jì)，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(tǒng)II的PHTO-ED相比，10×10 mm樣品杯中的光場(chǎng)分布更加均勻。同時(shí)，系統(tǒng)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(diǎn)決定了系統(tǒng)I更加適合浮游植物光合作用的基礎(chǔ)研究。
系統(tǒng)II：野外便攜式版本，利用PHYTO-ED和直徑15 mm的樣品杯檢測(cè)熒光
在系統(tǒng)II中，所有光電元件都整合在便攜式的激發(fā)-檢測(cè)單元PHYTO-ED中。PHYTO-ED密封防水。系統(tǒng)II最適合在野外或在船上工作，當(dāng)然室內(nèi)也完全可以使用。
系統(tǒng)III：光纖型版本，利用PHYTO-EDF檢測(cè)附著藻類或大型藻類的熒光
系統(tǒng)III的光纖型激發(fā)-檢測(cè)單元PHYTO-EDF可以檢測(cè)所有生長(zhǎng)在表面的光合生物的光合作用。比較適合的測(cè)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(dǎo)信號(hào)而且測(cè)量面積小，因此靈敏度比系統(tǒng)I和II要低。但是由于附著藻類等材料的葉綠素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水體中的浮游植物，因此系統(tǒng)III的靈敏度完全可滿足實(shí)驗(yàn)要求。

技術(shù)參數(shù)：
測(cè)量光：波長(zhǎng)470、520、645和665 nm的測(cè)量光LED。
光化光：波長(zhǎng)655 nm的LED；光化光強(qiáng)度0～2000 μmol m-2 s-1 PAR（系統(tǒng)I和II）或0～1300 μmol m-2 s-1 PAR（系統(tǒng)III）。
飽和脈沖：波長(zhǎng)655 nm的LED；飽和脈沖強(qiáng)度4000 μmol m-2 s-1 PAR（系統(tǒng)I和II）或2600 μmol m-2 s-1 PAR（系統(tǒng)III）。
信號(hào)檢測(cè)：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(cè)量參數(shù)：Ft, F(或Fo), Fm(或 Fm’), ΔF, Y(ΔF/ Fm’或Fv/Fm), ETR和Chl濃度等。
環(huán)境溫度：-5～＋45 ℃，已在極地成功應(yīng)用。