Phyto-PAM浮游植物熒光儀
系統(tǒng)描述:
脈沖-振幅-調(diào)制(Pulse-Amplitude-Modulation, PAM)技術的測量原理是基于對調(diào)制測量光激發(fā)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(fā)光二極管(LED)陣列發(fā)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(fā)出的半同步的熒光信號。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(qū)分。要想對它們區(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”法測量熒光。目前WALZ公司正結(jié)合“泵”和“探針”法開發(fā)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(tài)。
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) 臺可對浮游植物自動分類的調(diào)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(nèi)系統(tǒng)(I)、野外系統(tǒng)(II)和測附著藻類/大型藻類的系統(tǒng)(III)
5) 靈敏度高,檢測限為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) 可在野外測量后根據(jù)水體藻類組成利用優(yōu)勢種(一種或多種)的參考光譜校對實驗結(jié)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?cè)~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(chǎn)量和相對電子傳遞速率
5) 可自動記錄量子產(chǎn)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
應用領域:
多用于水生生物學、水域生態(tài)學、海洋學、湖沼學、水質(zhì)監(jiān)測和預警、微藻生理學、微藻抗逆性、環(huán)境科學、生態(tài)毒理學、極地藻類(冰藻)研究等領域,對于了解自然水體中藻類種群的動態(tài)變化、水華/赤潮預警、野外水體中光合作用的時空變化、校正初級生產(chǎn)力的計算等有較大幫助。
系統(tǒng)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(tǒng):
系統(tǒng)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(tǒng)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(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的一個突出優(yōu)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(tǒng)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(tǒng)I還可以連接溫度控制器US-T和微型磁力攪拌器PHYTO-MS。這些特點決定了系統(tǒng)I更加適合浮游植物光合作用的基礎研究。
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)-檢測單元PHYTO-ED中。PHYTO-ED密封防水。系統(tǒng)II在野外或在船上工作,當然室內(nèi)也可以使用。
系統(tǒng)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(tǒng)III的光纖型激發(fā)-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(tǒng)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(tǒng)III的靈敏度可滿足實驗要求。
技術參數(shù):
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(tǒng)I和II)或0~1300 μmol m-2 s-1 PAR(系統(tǒng)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(tǒng)I和II)或2600 μmol m-2 s-1 PAR(系統(tǒng)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(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 ℃,已在極地成功應用。