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 |
-25ℂ/span>?/span>+70ℂ/span> |
TL300/HT高温片/span> |
水冷单元—–/span>高温控制模块 |
-25ℂ/span>?/span>+190ℂ/span> |
TL400/LT液氮片/span> |
水冷单元——液氮制冷单兂/span>—–/span>控温模块 |
-90ℂ/span>?/span>+70ℂ/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：-25ℂ/span>?/span>+70ℂ/span>
TL 300/HT高温版：-25ℂ/span>?/span>+190ℂ/span>
TL 400/LT液氮版：-90ℂ/span>?/span>+70ℂ/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：
lIsochorismate synthase 1 is required for thylakoid organization optimal plastoquinone redox status and state transitions inArabidopsis thaliana P Gawroski et al 2013. Journal of Experimental Botany
lThermoluminescence. PV Sane et al 2012. Photosynthesis
lAnalysis of S2QA-charge recombination with the Arrhenius Eyring and Marcus theories.S Rantam?ki et al 2011. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology
lManganese 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
lInhibition of photosynthetic oxygen evolution and electron transfer from the quinone acceptor QA? to QB by iron deficiency.N Msilini et al 2011. Photosynthesis research
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lTwo functional sites of phosphatidylglycerol for regulation of reaction of plastoquinone QB in photosystem II.S Itoh et al 2011. Biochimica et Biophysica Acta
lBinding Stoichiometry and Affinity of the Manganese-Stabilizing Protein Affects Redox Reactions on the Oxidizing Side of Photosystem II. JL Roose et al 2011. Biochemistry
