简便、快速、可靠、对样品无干扰 代表了调制荧光技术的未来发展方向! Schreiber教授因发明PAM系列调制叶绿素荧光仪而获得首届国际光合作用协会(ISPR)创新奖
传统的光纤型调制荧光仪(如PAM-2100、MINI-PAM等)只能测量叶片上一个点的光合活性。利用一个点的数据代表一个叶片,利用一个叶片代表一个植株,进而代表一个群体(如森林、大田作物等),这种方法的误差是比较大的。
从 1980年代末期开始,科研人员就期望能通过成像型荧光仪来测量全叶片光合活性,并进行了不懈的尝试,但受技术上的限制,所设计的仪器无法商品化或商品化 了但得不到大家认可。其中一个很重要的原因就是能够发出饱和脉冲水平强光的二极管(LED)尚未面世。要利用调制荧光技术测量全叶片水平的光合作用,首先要保证叶片上任何一点所接受到的光强必须是完全相同的。调制荧光技术要求光源必须能发出很强的饱和脉冲光。卤素灯能发出很强的光,但其光场非常不均匀,根本不能用于成像!装在一个平面上的LED阵列发出的光很均匀,但在2000年前,能发出超强光合有效辐射(PAR)的LED根本没有面世!
2000年,能发出超强PAR的蓝光LED面世。2001年,全球最权威的调制荧光仪制造商德国WALZ公司设计制造了真正的全球第一台多功能调制荧光成像系统IMAGING-PAM。IMAGING- PAM采用超强发光LED作为光源,保证叶片表明受光均匀且光强足够强;IMAGING-PAM采用CCD作为检测器,能检测叶片上每个像素的光合作 用;IMAGING-PAM秉承了WALZ公司PAM系列荧光仪的一贯优点,功能强大,测量参数多,操作极其简单,一面世就受到全球植物学家的青睐,迅速 占领全球市场。
2005年,WALZ又推出了M系列IMAGING-PAM,一个主机可以连接不同的探头(MICROSCOPY-,MICRO-,MINI-和MAXI-探头),分别在130×150 um、3.5×4.5 mm、24×32 mm或10×13 cm的面积上测量荧光成像。现在,只需一个主机连接不同的探头,即可满足从单细胞到全叶片,从分子生物学到生态学研究的全面需要。
M系列IMAGING-PAM不同版本的比较
MAXI-版
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MINI-版
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MICRO-版
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MICROSCOPY-版
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成像面积10×13 cm
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成像面积24×32 mm
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成像面积3.5×4.5 mm
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成像面积130×150 um
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放大1.5倍
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放大6倍
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放大45倍
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放大130-1300倍
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功 能 * 一个主机连接不同的探头可满足从单细胞到全叶片、从分子生物学到生态学的不同需求 * 全叶片光合作用分析(荧光成像),可测荧光诱导曲线并进行淬灭分析 * 可测快速光响应曲线(120 s内完成,比光合放氧和气体交换等技术快得多) * 叶片光合作用的横向异质性检测 * 完全相同的条件下同时测量多个样品(植物、地衣、苔藓、微藻等) * 遗传育种、突变株筛选的强大工具 * 不同的测量面积,不同的分辨率 * 可利用多孔板(如96孔板)做多个微藻样品的同时成像 * 胁迫损伤的早期检测 * 不连接显微镜即可测量绿色荧光蛋白(GFP)荧光 * 可测量叶片吸光系数
测量参数
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* 以上所有参数均可成像 * 吸光系数Abs和新参数qL、Y(NPQ)和Y(NO)的成像是IMAGING-PAM独有的 * 生态毒理学研究中,选一个参考点,可以直接求出其它处理(如农药)的受抑制程度Inh.
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各种荧光参数的成像是将0.0(黑色)至1.0(紫色)的数值转换成颜色来显示的。
应用范围
* 环境科学 * 水生生物学 * 海洋与湖沼学 * 生态毒理学 * 园艺学 * 农业科学 * 林学 |
* 环境科学 * 水生生物学 * 海洋与湖沼学 * 生态毒理学 * 园艺学 * 农业科学 * 林学 |
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部分文献 1. Abrego D, Ulstrup KE, Willis BL, van Oppen MJH: Species–specific interactions between algal endosymbionts and coral hosts define their bleaching response to heat and light stress Proc. R. Soc. Lond. B 2008;275:2273-2282. 2. Abreu ME, Munné-Bosch S: Hyponastic leaf growth decreases the photoprotective demand, prevents damage to photosystem II and delays leaf senescence in Salvia broussonetii plants. Physiologia Plantarum 2008;134:369-379. 3. Abreu ME, Munné-Bosch S: Salicylic acid may be involved in the regulation of drought-induced leaf senescence in perennials: A case study in field-grown Salvia officinalis L. plants Environmental and Experimental Botany 2008:in press. 4. Ainsworth TD, Hoegh-Guldberg O, Heron SF, Skirving WJ, Leggat W: Early cellular changes are indicators of pre-bleaching thermal stress in the coral host Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 2008;364:63-71. 5. Ali NA, Juneau P, Didur O, Perreault F, Popovic R: Effect of dichromate on photosystem II activity in xanthophylldeficient mutants of Chlamydomonas reinhardtii. Photosynthesis Research 2008;95:45-53. 6. Calatayud Á, Gorbe E, Roca D, Martínez PF: Effect of two nutrient solution temperatures on nitrate uptake, nitrate reductase activity, NH4+ concentration and chlorophyll a fluorescence in rose plants Environmental and Experimental Botany 2008:in press. 7. Ehlert B, Hincha DK: Chlorophyll fluorescence imaging accurately quantifies freezing damage and cold acclimation responses in Arabidopsis leaves. Plant Methods 2008;4:1-7. 8. Escher BI, Bramaz N, Mueller JF, Quayle P, Rutishauser S, Vermeirssen ELM: Toxic equivalent concentrations (TEQs) for baseline toxicity and specific modes of action as a tool to improve interpretation of ecotoxicity testing of environmental samples. Journal of Environmental Monitoring 2008;10:612-621. 9. Escher BI, Bramaz N, Quayle P, Rutishauser S, Vermeirssen ELM: Monitoring of the ecotoxicological hazard potential by polar organic micropollutants in sewage treatment plants and surface waters using a mode-of-action based test battery. Journal of Environmental Monitoring 2008;10:622-631. 10. Garbary DJ, Miller AG, Scrosati R, Kim K-Y, Schofield WB: Distribution and salinity tolerance of intertidal mosses from Nova Scotian salt marshes The Bryologist 2008;111:282-191.
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