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簡述熒光理論及licor L1-6800儀器介紹

時間：2023/9/25閱讀：3056

測量氣體交換有助于表征葉水平 CO2和 H2O通量、氣孔導度等。脈沖幅度調制 (PAM) 葉綠素a熒光測量提供有關光驅動電子轉移率 (ETR)、非光化學猝滅 (NPQ) 以及在葉子吸收多余能量時保護葉子的其他反應的信息。它們共同揭示了對光生物學的更多見解。

結合氣體交換和熒光

與單獨使用任一技術相比，對同一葉面積上的氣體交換和葉綠素熒光進行綜合分析可以提供更完整的光合作用圖片。例如，當一起使用時，這些技術可以提供一種評估途徑的方法 CO2從葉細胞間氣隙擴散到葉綠體。

的電阻 CO2沿著這條途徑目前是旨在提高植物水分利用效率的深入研究的主題。鑒于缺水限制了全球植物的生產力，了解這些擴散過程至關重要。

葉面及以外的氣體交換

CO2和 H2O葉層的氣體交換或 CO2交換水生樣品時，LI-6800可以直接測量 CO2吸收來表征樣品的光合同化率。

葉級

LI -6800使用穩態同化方程測量葉級氣體交換，其中A為 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積。

水

同化是根據濃度差和流速計算的，

其中A是 CO2同化，μ是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，w 1和w 2為樣品前后的水蒸氣。質量平衡計算給出通量 CO2液體樣品和比色皿頂部空間之間。通量與水生樣品的真實碳同化和碳酸鹽系統動力學耦合。當標準化為細胞密度、質量或葉綠素含量時，水生室提供 µmol 的測量值 CO2 cell-1 s-1, 微摩爾 CO2 mg-1 s-1，或微摩爾 CO2 µg-1 s-1。

土壤 CO2通量

用于土壤調查測量 CO2通量室 (6800-09)，LI-6800作為封閉系統運行。它使用熟悉的土壤氣體通量方程計算氣體交換，

其中 Fc是通量 CO2，V為系統容積，P為大氣壓力，W為室內水摩爾分數，R為氣體常數，S為土壤面積，T為室內空氣溫度，dC'/dt表示干燥變化 CO2濃度隨時間 ( t ) 的變化。

動態同化™技術

基于穩態氣體方程的重新表述，動態同化技術可以測量非穩態條件下的光合氣體交換，如方程所示，

其中A為 CO2同化，μ 是流速， c1和 c2是 CO2樣品前后的濃度，S為葉面積，dC/dt為變化率 CO2在系統中。動態同化方程表明，穩態是質量平衡方程的特例，其中dC/dt等于 0（Saathoff 和 Welles，2021）。配備 6800-01A 熒光計的 LI-6800 是具備動態同化技術的儀器。也只有這個儀器只具備動態同化技術。

多相 Flash™ 熒光

改進了氣體交換和熒光的組合測量。

葉面均勻照明

通過氣體交換和熒光的綜合評估來了解葉級過程需要被研究的葉區被高度均勻的光源照亮。否則，氣體交換參數可能會人為地不準確，從而導致錯誤傳播到許多其他參數。

LI -6800熒光計光源高度均勻，90% 的葉面積上的光強度為平均值的 ±10%。這種高光均勻性最大限度地減少了可能導致氣體交換測量錯誤的偽影，并混淆了需要比較氣體交換和 PAM 葉綠素熒光參數的過程的理解。

高強度閃光

必須知道最大熒光產量才能準確估計 ETR 和 NPQ 以及其他幾個重要參數。從以前看，最大熒光產量的估計是通過使用稱為“飽和閃光"的短（一秒或更短）、高強度（比全日光高許多倍）的閃光來實現的。隨著光強度的逐漸增加，熒光產量呈雙曲線向漸近線增加，此時可以最準確地近似最大熒光產量。

當在受照射的葉子中測量時，估計最大熒光產量（Fm'）需要使用自然界中植物從未遇到過的光強度。此外，隨著 NPQ 在葉子中不斷發展，Fm' 的估計需要更高的強度，這開始發生在遠低于全日照的光強度下。

LI -6800熒光計可提供高達 16,000 µmol 的傳統飽和閃光 m-2 s-1葉面積超過6 cm2; 這是其他商業熒光計無法做到的。

多相 Flash™ 熒光可準確估計 Fm'

通過其他計算的熒光參數準確測量 Fm'，確保準確測定非光化學猝滅 (NPQ)、能量依賴性猝滅 (qE)，光系統 II 介導的電子傳輸的量子產率 (ΦPSII)、實測電子傳輸速率（J）、葉肉電導 (gm)。

Multiphase Flash™ 熒光這一創新技術可用于通過單次閃光事件快速估計無限輻照度下的熒光產量，這是對“真實"Fm 的更準確測定。該值稱為外推最大熒光產量 (EFm’)，是對“真實"Fm' 的更準確評估，與表觀最大熒光產量的傳統測量相反 (AFm’)使用傳統的矩形閃光燈。

實驗研究表明 EFm’值總是高于 AFm’使用越來越強的飽和閃光 (Q') 測量的值。在某些情況下，Fm' 的錯誤估計隨后會導致 Φ PSII的估計誤差高達 15-30%。此外，雖然測量值 AFm’隨著 Q' 的增加而逐漸增加，估計 EFm’除了很低Q' 之外，在相同 Q' 強度范圍內測量的結果是恒定的，這表明使用多相 Flash™ 熒光方法可以在較低閃光強度下實現 Fm' 的準確估計。因此，由于該技術可用于使用中等閃光強度來估計 Fm'，因此可以研究對光損傷敏感的植物，同時降低飽和閃光造成損傷的風險。

優化的信噪比

獲得準確熒光參數的一個方面涉及信噪比。這在熒光誘導曲線期間尤其重要，此時數據點被快速采集并進行最小平均。

LI -6800使用精心改進的協議，其中僅通過改變調制脈沖的頻率而不是脈沖幅度或脈沖寬度來改變調制光。這最終防止了暗適應和光適應葉子中的測量光誘導光合作用，并優化了熒光信號。LI -6800提供預先確定的設定值，可優化信噪比，且不會違反 PAM 葉綠素熒光技術。

用于感應動力學的高頻熒光計

LI-6800熒光計能夠以高達 250 kHz 的頻率調制測量光，能夠以高分辨率全面表征葉子的熒光誘導瞬態。

熒光誘導 (OJIP) 曲線可作為快速評估關鍵色素結合蛋白復合物 PSII（光合作用在其中啟動）的精致光物理細節的一種手段。誘導曲線的不同轉變（以前稱為“OJIP 瞬態"）可用于測量植物的環境脅迫。LI -6800熒光計的不同之處在于它可以在誘導過程中測量兩種類型的熒光：1) 調制的熒光；2) 調制的熒光。2) 連續。OJIP 瞬變背后的光物理反應會在一定的時間尺度內發生。OJIP 瞬態的這些時間尺度要求在微秒到毫秒的時間尺度上進行測量。LI -6800熒光計可以在 4 微秒到數百毫秒的時間尺度上采集調制的連續熒光信號。

熒光誘導（OJIP）曲線。熒光誘導曲線是快速評估關鍵色素結合蛋白復合物 PSII（光合作用在其中啟動）的精致光物理細節的一種手段。誘導曲線的不同轉變（以前稱為“OJIP 瞬態"）可用于測量植物的環境脅迫。LI -6800熒光計的不同之處在于它能夠在誘導過程中測量兩種類型的熒光：1) 調制的熒光；2) 調制的熒光。2) 連續。OJIP 瞬變背后的光物理反應會在一定的時間尺度內發生。OJIP 瞬態的這些時間尺度要求測量能夠在微秒到毫秒的時間尺度上進行。LI -6800熒光計可以在 4 微秒到數百毫秒的時間尺度上采集調制的連續熒光信號。

簡述熒光理論及licor L1-6800儀器介紹

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