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TL植物光合热释光测量系绞/strong>
TL植物光合热释光测量系绞/strong>是研究光合作用的强有力的工具,是研究PSII电子传输的有效探针,广泛应用于除草剂寸/span>PSII的受体效应?/span>QA不/span>QB稳定性、光合放氧复合物'/span>OEC)稳定性及PSII总体完整性等,还用于光合突变个体的筛选等、/span>
TL植物光合热释光测量系绞/strong>是针对研穵/span>PSII能量水平结构而设计的、/span>PSII反应中心光诱导电荷分离导致储存了吸收光能的激发电子对的累积。加热诱导这些激发电子对的重组,从而引发光释放,并在一定温度范围内形成特异性热释光曲线。根据不同释光曲线的形状、峰位和峰值,可以研究分析关于特定激发电子对的能量稳定性及PSII反应中心功能等、/span>TL植物光合热释光测量系绞/strong>的测量范围为-90C?/span>+190C,使用范围更宽,可以对低温、高温段热释光进行研究、/span>
应用领域
1 光合机理研究—–/span>捕光色素复合体,PSII反应中心,放氧复合物研究:/span>PSII能级分析;原初反应阶段的内在过程探测
2 植物胁迫生理的早期检测与诊断
3 植物病虫害相关研穵/span>
4 除草剂影哌/span>
5 对植物光合研究的完善补充
典型样品
植物碎片
各种微藻
叶绿体悬浮液
类囊体悬浮液
工作原理
热释先/span>(Thermoluminescence,缩冘/span>TL)是晶体受到辐射照射后,会产生自由电子,这些电子被晶格缺陷俘获而积攒起来,在加热过程中以光形式释放出来。其基本的实验过程是将叶片快速冷冻到某一温度,之后给叶片一个足够强,但时间尽量短(一?/span><5s)的单翻转光'/span>single turn-over ?ash),用于诱导每个PSII反映中心发生仅一次的电荷分离;然后逐渐升温,同时测量叶片放出的热释光,绘制TL谱带、/span>
热释光研究中的一个主要工具是单次翻转光闪,要求足够强(光源强度高辽/span> 150 000 mol(photons).m,/span>2.s,/span>1)和足够短(典型< 5 微秒)来诱导每一?/span>PSII反应中心发生一次,且仅一次的电荷分离。光闪的饱和效果可以通过QB段的强度来检查,它应该在**光闪后达?*,在2次光闪后不再增加。当前许多实验中使用的氙灯光闪具有明显缺陶/span>—–/span>一个长的持续发光,或耄/span>‛/span>闪光拖尾“/span>,这会在某些PSII反应中心中产生两次的电荷分离(连击)。虽然激光闪光能够有效降低连击,但不能消除、/span>
TL植物光合热释光测量系绞/strong>使用能量足够强的LED光源,所释放5-10s的方波脉冲能够饱和所有的PSII反应中心,其温度控制单元可以在降温后,再使样品的温度?/span>0.1ℂ/span>/sec?/span> 2ℂ/span>/sec的速率线性增加、/span>不同的闪光序列及样品处理能够使样品处于不同的能量状态,不同的温度下释放的光能源自光合机构的不同结构。分析释光曲线的形状、峰位和峰值,可以研究分析关于特定激发电子对的能量稳定性及PSII反应中心功能等、/span>
热释光与光合机构间关糺/span>
TL植物光合热释光测量系绞/strong>三种型号的控温方式与范围
具体型号 | 控温方式 | 控温范围 |
TL200/PMT标准片/span> | 水冷单元—–/span>控温模块 | -25 ℂ/span>?/span>+70ℂ/span> |
TL300/HT高温片/span> | 水冷单元—–/span>高温控制模块 | -25 ℂ/span>?/span>+190 ℂ/span> |
TL400/LT液氮片/span> | 水冷单元——液氮制冷单兂/span>—–/span>控温模块 | -90 ℂ/span>?/span>+70 ℂ/span> |
系统组成
TL系列植物光合热释光测量系绞/strong>田/span>3部分组成:多功能控制单元、温度调节器控制单元叉/span>测量宣/span>、/span>
多功能控制单元(Multipurpose Control Unit(/span>根据用户定义方案或热发光向导提供的实验程序来执行实验过程,有两个输入频道,一个用于测量热发光信号'/span>TL信号),另一个用于测量温度、/span>测量曲线以两种格式显示:时间/温度和时闳/span>/TL信号,或温度/TL信号、/span>
温度调节器控制单元(Thermoregulator Control Unit(/span>可以?/span>-90C?/span> +190C范围内以0.1C的精确度控制样品的温度、/span>系统前面板可以显示实际的温度,温度调节可以通过手动或程序控制(软件)来实现。有两种工作模式:恒温模式和温度梯度模式,在恒温模式下仪器将维持样品在恒定的温度,而在温度梯度模式下,可以使样品的温度?/span>0.1C/sec?/span> 2C/sec的速率线性变化、/span>
AC-88水冷单元可将系统温度降低?/span>4C+/span>包含一个电子控制的抽水泵和内部可以储水的制冷器,用于降低测量室的环境温度、/span>
CryoFab液氮罐(仄/span>TL400/LT液氮版配夆/span>)通过管路连接到测量室,通过电子控制的低温输出阀可以将系统温度控制在 -20C?/span> -90C、/span>
田/span>TFPE单元控制的辅助加热模块可以将系统温度加热?/span>+190C、/span>
测量室(Measuring Chamber(/span>包括四个关键组成部分:光源、光电倍增器?/span>A/D 转换器、具有温度控制器的样品盘9/span>
1. 光源田/span>8个超亮的发光二极箠/span>(max=630 nm)组成,发射的光闪强度高达150?00 mol(photons).m,/span>2.s,/span>1以上,光闪持续时?长为150 s(典垊/span>5-10us(/span>,光强和光闪持续时间通过软件控制、/span>
2. 光电倍增器可以探测从300?/span>900nm范围的光量子,从而测量热发光信号和缓发荧光。光电倍增器包括自己的电源、/span>
3. A/D转换器用于光电倍增器的电流放大、软件控制增益和数字化,放大器的时间反应固定?/span>50ms,以确定*小取样周期到100ms、/span>
技术参?/span>
温度范围9/span>
TL200/PMT标准版:-25 ℂ/span>?/span>+70ℂ/span>
TL 300/HT高温版:-25 ℂ/span>?/span>+190 ℂ/span>
TL 400/LT液氮版:-90 ℂ/span>?/span>+70 ℂ/span>
控温模式:恒温;线性变化(0.1oC/sec - 2oC/sec(/span>
过热保护:提侚/span>
环境光保护:提供
控制模式:手动(恒温);程序设定温度曲线
样品盘:直径?英寸镀金铜盗/span>
测量样品:藻类、蓝细菌、叶绿体悬浮液,叶片碎片筈/span>
光源:波镾/span>lmax=625nm,光源强度高辽/span> 150 000 mol(photons). m,/span>2.s,/span>1以上
探测系统:传感器为可以通过软件灵敏控制的光电倍增器,光谱响应丹/span>300nm-900nm?小取样周朞/span>100ms,时间响库/span>50ms,接通延连/span>100ms
控制:用户可通过专用语言自定义程序控制仪器测量过稊/span>
通讯9/span>USB
软件9/span>FluorWin 3.6
电源9/span>90V-240V
操作软件与实验结枛/span>
典型应用
上图为源自拟南芥未冷冻叶片的热释光(M.Roman +/span>1998)。实心符号:对照'/span>a);空心符号:轻度脱水(b)。单闪(细线)产甞/span>75%皃/span>S2咋/span>25%皃/span>S1(只月/span>S2咋/span>S3产生热释光,S1无),双闪(粗线(/span>25%皃/span>S2咋/span>75%皃/span>S3+/span>3闪(点线(/span>25%皃/span>S3、/span>a、对照植物。单闪后,热释光B段与S2QB-相一致(B2,见?/span>1)且可以被单因子拟合得很好、/span>2次闪光后,则需?/span>3个因子,S2QB-'/span>B1),S3QB-'/span>B2)和一个剩余因子(未显示)、/span>b、适度脱水的植物、/span>B段下调,S3毓/span>S2在更大程度上表明了类囊体腔内一个暗稳态的酸?/span>pH、/span>45摄氏度段(余辉)源自S2/3QB中心中热诱导的从基质还原剂向QB的电子传递,使它们发光:它的增加表明了一个强的同化势胼/span>NADP+ATP'/span>Ducruet 2003)、/span>
产地:欧洱/span>
参考文献:
l Isochorismate synthase 1 is required for thylakoid organization optimal plastoquinone redox status and state transitions in Arabidopsis thaliana P Gawroski et al 2013. Journal of Experimental Botany
l Thermoluminescence. PV Sane et al 2012. Photosynthesis
l Analysis of S2QA-charge recombination with the Arrhenius Eyring and Marcus theories.S Rantam?ki et al 2011. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology
l Manganese limitation induces changes in the activity and in the organization of photosynthetic complexes in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803. E Salomon et al 2011. Plant physiology
l Inhibition of photosynthetic oxygen evolution and electron transfer from the quinone acceptor QA? to QB by iron deficiency.N Msilini et al 2011. Photosynthesis research
l Chlorophyll fluorescence emission as a reporter on cold tolerance in Arabidopsis thaliana accessions. A Mishra et al. Plant Signaling & Behavior 2011
l Characterization of photosystem II in transgenic tobacco plants with decreased iron superoxide dismutase. Y Zhang et al 2011. Biochimica et Biophysica Acta
l Two functional sites of phosphatidylglycerol for regulation of reaction of plastoquinone QB in photosystem II.S Itoh et al 2011. Biochimica et Biophysica Acta
l Binding Stoichiometry and Affinity of the Manganese-Stabilizing Protein Affects Redox Reactions on the Oxidizing Side of Photosystem II. JL Roose et al 2011. Biochemistry
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