脈沖瞬態葉綠素熒光儀的研發（一）

脈沖瞬態葉綠素熒光儀的研發

郝建卿¹ 白瑜² 張榮² 鄭彩霞¹ 高榮孚¹

1．北京林業大學 生物科學與技術學院植物生理教研組 2．北京雅欣理儀科技有限公司

     Schreiber(2004)和 Strasser(2004)的文章代表當前葉綠素熒光儀的主流方向，Walz公司的PAM調制型熒光儀在1986年推出后深受廣大研究者歡迎，成為研究葉綠素熒光動力學主流。隨后其他一些公司，也陸續推出相應的儀器。非調制的瞬態熒光儀由于電子元件器件和單片機數據采集器等的發展，克服了F₀測定問題，在1990年后，以Hansa公司的PEA及有關新的型號為主，順應了在光抑制和非還原中心的相關研究需要。

     近些年來，瞬態熒光技術得到了較大的發展，特別是OJIP（或OKJIP）及其他相關的研究（Stasser 2001）。最近更由于熒光動力學模型及相關模擬技術的發展，主要以瞬態熒光為基礎的（Laisk 等主編Photosynthesis in silico）模擬技術，更使瞬態熒光儀有了新的發展。但是調制熒光儀以F₀、F_m、F_m'、F₀'和F_s等基本參數為基礎可以計算多種熒光動力學參數，仍是當前葉綠素熒光動力學研究的主要內容。同時我們從2005年開始，研究后穩態誘導熒光動力學，有可能進一步發展在后穩態條件下的相關參數。鑒于非調制的瞬態熒光儀相對較簡單，結合調制型的飽和脈沖技術，開發了脈沖瞬態熒光儀（Pulse Transition-Fluorescence Meter，商品名Yaxin-1161G葉綠素熒光儀），具有瞬態熒光儀特征（能測定OJIP及其他參數），同時結合調制型熒光的優點（能測F₀、F_m、F_m'、F₀'和F_s等基本相關參數），這樣達到便攜和小型化。

    一、儀器相關參數

 飽和脈沖光強強度范圍：0-5000 μmol ·photon ·m^-2s^-1

 光化光光強強度范圍：0-2000μmol ·photon ·m^-2s^-1

 采樣速率5μs 可變

 A/D 12位

    二、測定結果

    1．  典型瞬態模式測定

   該模式下，可得到典型的OJIP的數據，觀察到不同光化光強度條件下的OJIP曲線及其相關參數，如圖1所示。

圖1 不同光化光強度條件下的OJIP曲線

注1：盆栽綠蘿放入暗室，暗適應2h后測定不同光化光強度下OJIP的變化。如上圖所示，測定強度從上到下一次為3500、3000、2500、2500、2000、1500、1000、500、200、100和50μmol ·photon ·m^-2s^-1等，光化光持續時間均為10s。

                                              表1  不同光化光強度條件下測得的相應的參數

     2．脈沖瞬態熒光動力學測定

      該模式下可得F₀、F_m、F_m'、F₀'和F_s五項參數，用于類似調制式熒光儀相關參數的計算。同時可以獲得從暗適應后第一個飽和脈沖的到的OJIP圖形，還能得到第2個脈沖及以后各個脈沖相關變化，即J和P的相關變化。如圖2所示。

                圖2 脈沖瞬態不同光化光強度條件下OJIP曲線

注：盆栽綠蘿放入暗室，暗適應2h后進行不同光化光強度下，脈沖瞬態熒光動力學的測量。如上圖所示，測定強度依次為50、100、500和1800。測量過程中，飽和脈沖強度設為5000，設置光化光梯度，測量時間為儀器本身設置，飽和光1s，光化光9s，共10s，設置測量時間為300s。300s測量時間結束，開始施加遠紅光時長4s，黑暗時長1s，接著有個短的飽和脈沖出現獲取F₀^'后，整個測量結束。

                                               表2 脈沖瞬態熒光動力學測定所得的相關參數