德国WALZ隆重推出最新款多激发波长调制叶绿素荧光仪
2010-09-28 来源:本站 点击次数:5931
在2010年8月22-27日举办的第15届国际光合作用大会上，国际光合作用仪器制造业的领导者——德国WALZ公司隆重推出了一款“多激发波长调制叶绿素荧光仪 Multi-Color-PAM”。该仪器是在综合了著名的PAM-100（即PAM-101/102/103）、XE-PAM、PHYTO-PAM、DUAL-PAM-100和PAM-2500的优点基础上发展而来的，是藻类光合作用测量功能最强大的仪器，是叶绿素荧光分析的终极解决方案。
它采用的光学单元ED-101US在XE-PAM（Schreiber et al. 1993）、PAM-100（Schreiber et al. 1994, 1995）、PHYTO-PAM（Kolbowski & Schreiber 1994, Jakob et al. 2005）和DUAL-PAM-100上都得到了非常成功的应用。
MULTI-COLOR-PAM将上述所有仪器和配件的优点集于一身：
* 高灵敏度的测量光
* 可变的测量光频率
* 不同波段的激发光
* 超高的时间分辨率
它的用户界面采用了与PAM-2500相同的PamWin软件，但增加了控制不同波长的测量光、光化光、单周转饱和闪光与多周转饱和闪光的界面，以及复杂的曲线拟合功能。
PAM-2500主要设计用于高等植物研究（也可用于高浓度藻类），而MULTI-COLOR-PAM主要设计用于悬浮液研究，如单细胞藻类（包括蓝藻）和离体叶绿体等。我们提供一个特制的叶圆片支架，用于将叶圆片固定住测量，激发和检测光路呈45度角。
光合大会现场，向Schreiber教授学习MULTI-COLOR-PAM
MULTI-COLOR-PAM的主要特点：
* 7种不同波段的激发光用于提供测量光、光化光、饱和脉冲、单周转饱和闪光 与 多周转饱和闪光
* 采用了独创的板载芯片LED阵列技术
* 最优化设计用于很稀的悬浮液（藻液、叶绿体悬浮液）测量
* 特制附件可用于高等植物叶圆片测量
* 标准的PAM测量功能、复杂的多相荧光上升动力学拟合分析、驰豫动力学分析
* 可用于测量光系统II的光学截面积（optical cross section）
* 程序化测量，操作简单
* 专业的操作软件，用于复杂的拟合分析
与PAM-2500相比，MULTI-COLOR-PAM的主要优点:
* MULTI-COLOR-PAM提供7种不同波段的测量光、光化光、单周转饱和闪光、和多周转饱和闪光，为具有不同类型捕光色素的藻类提供最适的激发波长。
* 7波段光中，除了6个波段（440、500、520、550、590和625 nm）用于激发光合色素外，还有一个UV-A波段（400 nm）用于激发自然水样中的"黄色物质"（溶解态有机质）。UV-A波段也可用于测量藻类的UV-A保护色素。
* 多波段的测量光、光化光、单周转饱和闪光、多周转饱和闪光不仅可用于绿藻（440、500、625 nm）、硅藻/甲藻（440、500 nm）和蓝藻（625、590 nm）的叶绿素荧光测量，也可用于隐藻（550、590 nm）的叶绿素荧光测量。
* PIN-光电二极管检测器带有一个滤光片盒，允许测量不同波长范围的叶绿素荧光。
* MULTI-COLOR-PAM的灵敏度是PAM-2500（与专业悬浮液检测附件KS-2500结合）的100倍！
* 由于灵敏度高，即使样品的叶绿素浓度很低也可以测量。藻液浓度较低的优点，一是所有细胞可以获得比较均匀的光照，二是将暗适应时（细胞呼吸耗氧造成的）无氧环境的产生对荧光测量的影响降到最低。
* 采用饱和光化光，测量的荧光多相上升动力学空前精确！
* 特别值得注意的是，MULTI-COLOR-PAM可以根据测量的O-I1相（即O-J相）拟合得出光系统II的光学截面积（Optical Cross Section）和光系统II光合单位的连接性（Connectivity）。利用多波长激发，就可以得出不同波长激发下的光线截面积和光合单位连接性信息。
* 由于MULTI-COLOR-PAM的灵敏度高，就可以对光化光关闭后QA的驰豫动力学、"inactive PS II"的含量和特性等进行可靠分析。
MULTI-COLOR-PAM是唯一能用7种不同波长的光来激发叶绿素荧光的仪器，不同波长的光适合于激发不同色素类型的藻类和自然水体中的溶解态有机质（黄色物质）。
例如（如下图所示）蓝藻集胞藻（Synechocystis）对620 nm光（藻蓝蛋白吸收）的吸收要远远强于对440 nm光（叶绿素a吸收）的吸收。而对绿藻小球藻（Chlorella）和硅藻褐指藻（Phaeodactylum）而言，440 nm的光能激发获得最强的应该信号。
对隐藻（Cryptomonas）而言，520、550和590 nm（藻红蛋白强烈吸收）的光能激发获得很强的荧光信号。对河流水的过滤液而言，由于含有很多的溶解态有机质，因此非常喜欢吸收400、440和500 nm的激发光。
其它的PAM荧光仪（除了XE-PAM和PHYTO-PAM）一般只有蓝光或红光光源，用户在购买仪器时必须要考虑清楚仪器主要用于测量绿藻和硅藻（喜欢蓝光）还是主要用于测量蓝藻（喜欢红光）。与XE-PAM和PHYTO-PAM相比，MULTI-COLOR-PAM除了有更多波长的激发光外，其更大的优点在于MULTI-COLOR-PAM具有更加强大的测量功能。
应用一：状态转换研究
上图示出了集胞藻PCC6803的可逆状态1-状态2转换。图中选择了Ft、Fm'、Y(II)和qN的变化图进行显示。测量过程中用微型磁力搅拌器US-M对样品进行连续搅拌。用温度控制单元US-T控制样品溶液的温度为30 ℃。
应用二：利用荧光动力学研究"非活性PSII"（"Inactive PS II"）
下层图：连续记录小球藻（Chlorella vulgaris）的荧光变化，整体曲线图。
上层嵌套图：将纵轴放大12倍后的局部曲线图
测量步骤：测量应用PamWin的脚步程序（Script file）（见3.4节）自动进行。测量光采用550 nm的绿光，强度0.05 E m-2 s-1。在程序开始后第200 s，测量Fo和Fm。从第450 s开始，测量光强度分5步（每步持续60 s）逐渐升高，光强从0.05 E m-2 s-1上升到1 E m-2 s-1。在第870 s，测量光强度直接降低到0.05 E m-2 s-1。在第1300 s至1650 s照射远红光。在第90、750、1050、1530和1820 s分别照射饱和脉冲。
上述慢速荧光动力学变化是由极低的测量光强度下可以关闭的PS II反应中心引起的。打开一个单周转饱和脉冲后，观察到荧光先衰减再上升。这个荧光上升的幅度与弱测量光和远红光引起的荧光变化有关。尽管这种荧光变化只占Fo的10左右，利用MULTI-COLOR-PAM也可以进行非常可靠的并且重复性很好的测量。这种测量可用于活体测量"非活性PS II反应中心"。更多背景知识请参考Lavergne & Leci (1993)。
应用三：O-I1相拟合分析
图中示出了以小球藻为材料，用脚本程序Sigma1500_MT.FTM测量的O-I1相。多周转饱和脉冲的强度为4070 E m-2 s-1。执行Calc窗口的O-I1 Fit命令后，就可以确定O相和I1相并进行曲线拟合，得出PS II光合单位的连接性参数（p和J），速率常数（Tau）和两种不同类型PS II（Type 1和Type 2）的光学截面积（Sigma）。图中黑色线就是拟合线，拟合误差非常低，说明采用的模型非常适合。
应用四：快速荧光动力学的驰豫动力学拟合分析
图中示出了小球藻的快速荧光动力学在500 s上升（由QA的还原引起）后的驰豫动力学（由QA的氧化引起），由脚本程序relax500_MT.FTM自动测量。多周转饱和脉冲的强度为4070 E m-2 s-1。执行Calc窗的Exp. Fit命令后，程序自动为驰豫动力学进行拟合，并区分成两个相。
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