Английская компания Hansatech Instruments выпускает недорогие и хорошо зарекомендовавшие себя системы для изучения фотосинтеза и респирации биообразцов на основе полярографического кислородного электрода Кларка.
Кислородный дисковый электрод, используемый в системах Hansatech Instruments, представляет собой специализированную форму электрохимической ячейки, известную как полярографический электрод Кларка. Электрод состоит из центрального диска платинового катода и концентрического серебряного анода, между которыми располагается слой резины. Во время измерений анод и катод соединены раствором хлорида калия.
Кислород из раствора поступает на в раствор KCl, где происходит реакция восстановления на катоде. При поддержании на электроде отрицательного потенциала (поляризующего напряжения порядка 0,7В) возникающий в цепи ток пропорционален содержанию кислорода в реакционной смеси. Рабочая поверхность платины отделена от реакционной смеси тонкой тефлоновой мембраной, что предохраняет электрод от загрязнения.
В системах Hansatech дисковый кислородный электрод составляет дно камеры с образцом, которая поэтому называется электродной камерой. Электрод измеряет содержание кислорода, растворенного в среде, которая окружает образец. В зависимости от типа образца и исследуемого процесса кислород либо потребляется образцом (респирация), либо выделяется (в процессе фотосинтеза) , либо оба процесса (потребление и выделение кислорода) осуществляются одновременно. Измеряя изменение во времени содержания кислорода среде, окружающей образец (водном растворе или воздухе), можно оценить фотосинтетическую активность и уровень респирации биоматериала.
Системы являются легкими и компактными. Управление настройками выполняется либо с помощью клавиатуры на контрольном модуле (простейшие системы, например, Oxiview 1), либо с помощью оригинального ПО с персонального компьютера (многофункциональные системы, например, Oxytherm+P).
Системы Hansatech, основанные на измерениях уровня кислорода, делятся на 2 категории:
Системы для измерений в жидкой фазе используются для измерений уровня потребления и/или выделения кислорода суспендированными (или помещенными в водный раствор) образцами, такими как: митохондрии, хлоропласты, водоросли, корни растений и многие другие. Объём жидкости в сосуде для образца варьирует от 200 мкл до 25 мл (в зависимости от типа камеры и спектра измеряемых параметров).
Системы для измерений в газовой фазе применяются для измерения уровня респирации и фотосинтетической активности биообразцов, которые помещаются в герметичную камеру, наполненную воздухом. Камера сконструирована таким образом, чтобы в нее поместился диск листа площадью 10 см2. Для вырезания таких дисков используется специальный режущий инструмент. Помимо листьев образцами могут быть фрагменты корней, мхи, зерна, хвойные иглы и другие.
Типы образцов, исследуемых с помощью систем Hansatech на основе кислородного электрода
Категория образцов | Системы для измерений В ЖИДКОЙ ФАЗЕ | Системы для измерений В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ |
---|---|---|
фотосинтезирующие образцы (способные как к выделению, так и к потреблению кислорода) | хлоропласты | листья и их части (максимальный по размеру фрагмент – диск площадью 10 см2) |
микроводоросли | ||
макроводоросли | мхи, лишайники | |
любые суспендированные в водной среде (или просто помещенные в водную среду) фотосинтезирующие биообразцы | иглы хвойных | |
побеги, веточки | ||
любые помещающиеся в камеру фотосинтезирующие и/или «дышащие» образцы | ||
нефотосинтезирующие образцы, способные только потреблять кислород | корни растений | фрагменты корней |
митохондрии | семена, зерна | |
любые суспендированные в водной среде (или погружённые в реакционный сосуд) образцы, потребляющие кислород | любые образцы, потребляющие кислород из воздуха и помещающиеся в камеру |