Флуориметр мультифазный импульсный, LI-COR

Мультифазный импульсный флуориметр с функцией амплитудной модуляции используется в системе LI-6800 в комплекте со специальной рабочей листовой камерой 6 см2. Позволяет производить синхронные измерения параметров флуоресценции хлорофилла и CO2 / H2O газообмена на одной и той же листовой поверхности. Данный флуориметр облучает листовую поверхность возбуждающим светом высокой степени однородности. Однородность освещения строго задокументирована. Флуорометр позволяет создавать «вспышки насыщения» очень высокой интенсивности, вплоть до 16000 ммоль м-2 с-1. Флуориметр способен с высокой точностью измерять параметры темновой (Fo, Fm, Fv/Fm) и световой адаптации (Fs, Fm’, Fo’, ETR), а также индукционную кинетику (OJIP). Кроме того, благодаря методу мультифазной импульсной флуоресценции, данный инструмент позволяет аккуратно экстраполировать значение Fm’ для образцов чувствительных к свету высокой интенсивности.

Детальное описание свойств флуорометра 6800-01

Для того чтобы результаты комбинированных исследований газообмена и флуоресценции хлорофилла были максимально информативны и реально отражали суть процессов, протекающих в листе, необходимо:
1. Чтобы газоанализаторы обладали максимально возможными показателями точности и скорости реакции;
2. Чтобы излучение, возбуждающее флуоресценцию хлорофилла, было максимально возможно однородным по всей поверхности образца. В противном случае могут возникнуть искусственные ошибки, которые могут привести к неправильным выводам относительно сложившейся ситуации.

Флуориметр укомплектован источником высокооднородного освещения (т. е., по всей поверхности образца, интенсивность освещения отклоняется от среднего менее чем на ± 10%). Столь высокая однородность освещения сводит к минимуму возможные артефакты измерений, гарантируя высокое качество получаемых результатов.

Чтобы рассчитать ETR (electron transport rate – скорость передачи электрона), NPQ (non-photochemical quenching – не фотохимическое тушение), а также некоторые другие важные параметры, необходимо как можно точнее оценить максимальное значение флуоресцентного отклика образца. Обычно для оценки максимального значения флуоресцентного отклика образца используют короткие (продолжительностью в 1 секунду или меньше) световые вспышки высокой интенсивности (во много раз выше полной солнечной светимости), так называемые «вспышки насыщения». В ответ на постепенное увеличение интенсивности света, показатели флуоресцентного отклика возрастают гиперболически, приближаясь к асимптоте. Чем выше интенсивность «вспышки насыщения» и чем точнее флуорометр, тем точнее можно оценить максимальное значение флуоресцентного отклика образца, тем точнее будут рассчитаны показатели ETR, NPQ и др.

Оценка максимального значения флуоресцентного ответа на листовой поверхности (данный параметр принято обозначать Fm') требует использования света экстремальной интенсивности, т. е. интенсивности свечения, с которой растения никогда не сталкиваются в природе. Флуорометр системы LI-6800 может производить «вспышки освещения» с показателями интенсивности свыше 16000 мкмоль м-2 с-1 на листовой поверхности площадью 6 см2, ни один другой из доступных на рынке флуорометров на такое не способен .

Точно измеренное значение Fm' гарантирует точное определение таких параметров, как: не фотохимическое тушение (NPQ), энергозависимое тушение (qE), квантовый выход опосредованного фотосистемой II электронного транспорта (ΦPSII), фактическое значение интенсивности электронного транспорта (J) и значение мезофильной проводимости (gm).

Инновационный метод, известный как «мультифазная импульсная флуоресценция», позволяет быстро, за время всего одной вспышки, оценить значение флуоресцентного отклика при «бесконечной» интенсивности облучения. Это значение, известное также под таким названием, как «экстраполированное значение максимального флуоресценцентного отклика» (EFm’), является еще более точной аппроксимацией "истинного" значения Fm’, по сравнению с зачтениями, получаемыми по традиционной методике (так называемое «видимое значение максимального флуоресцентного отклика» (AFm’)) с использованием «прямоугольных» вспышек.

Экспериментальные исследования показывают, что значения EFm’ («экстраполированное значение максимального флуоресценцентного отклика») всегда несколько выше значений AFm’ («видимое значение максимального флуоресцентного отклика. В некоторых случаях не слишком точная оценка значения Fm’ может привести к погрешностям в оценке ΦPSII порядка 15-30%. Более того, в то время как значения AFm’ растут с возрастанием интенсивности свечения (Q’), значения EFm’, измеренные в одном и том же диапазоне интенсивности свечения (Q’), являются постоянными, за исключением очень низких значений (Q’). Таким образом, с помощью метода мультифазной импульсной флуоресценции точная оценка Fm’ может быть достигнута при меньших интенсивностях свечения. Кроме того, так как метод мультифазной импульсной флуоресценции позволяет оценить Fm' с помощью коротких вспышек умеренной интенсивности, подопытные растения подвергаются существенно меньшему риску получить повреждения от «вспышки насыщения».

Как и в любом исследовании, при анализе флуоресценции хлорофилла большое значение имеет качество сигнала , определяемое как отношение «сигнал/шум». Высокое отношение «сигнал/шум» особенно важно при построении индукционных кривых флуоресценции, когда точки регистрируются очень быстро с минимальным усреднением.

Система LI-6800 использует детально отработанный протокол анализа индукционных кривых . В данном протоколе модуляция света изменяется путем изменения частоты импульсов, а не путем изменения амплитуды или длительности импульса. Это, в конечном счете, предотвращает индукцию фотосинтеза в процессе измерения и оптимизирует качество сигнала флуоресценции.

Флуорометр системы LI-6800позволяет модулировать измеряемый свет с частотой до 250 кГц (т. е. 250 000 раз в секунду). Таким образом, данный флуорометр позволяет описать индукционную кривую флуоресценции с высочайшим разрешением.

Индукционные кривые флуоресценции служат средством быстрой оценки фотофизических нюансов функционирования ключевого пигмент-связывающего белкового комплекса (фотосистема II), который отвечает за инициацию процессов фотосинтеза.

Разнообразные изменения параметров индукционной кривой (обычно называется “OJIP переход”) могут быть использованы для оценки стресса, вызываемого у растения условиями окружающей среды. Уникальной особенностью флуорометра LI-6800 по сравнению со всеми остальными аналогичными системами является то, что он способен во время индукции измерять два типа флуоресценции: модулированную и непрерывную. Фотофизические реакции, лежащие в основе явления «OJIP перехода», происходят в диапазоне временных шкал от микросекунд до миллисекунд. Таким образом, для измерения данных процессов оборудование должно обладать соответствующей скоростью реакции. Флуорометр LI-6800 способен регистрировать модулированные и непрерывные сигналы флуоресценции, протекающие во временных масштабах от 4 микросекунд до сотен миллисекунд.

Технические характеристики флуорометра 6800-01