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TL植物光合熱釋光測量系統
TL植物光合熱釋光測量系統是研究光合作用的強有力的工具，是研究PSII電子傳輸的有效探針，廣泛應用于除草劑對PSII的受體效應、QA與QB穩定性、光合放氧復合物（OEC）穩定性及PSII總體完整性等，還用于光合突變個體的篩選等。
TL植物光合熱釋光測量系統是針對研究PSII能量水平結構而設計的。PSII反應中心光誘導電荷分離導致儲存了吸收光能的激發電子對的累積。加熱誘導這些激發電子對的重組，從而引發光釋放，并在一定溫度范圍內形成特異性熱釋光曲線。根據不同釋光曲線的形狀、峰位和峰值，可以研究分析關于特定激發電子對的能量穩定性及PSII反應中心功能等。TL植物光合熱釋光測量系統的測量范圍為-90°C到+190°C，使用范圍更寬，可以對低溫、高溫段熱釋光進行研究。
應用領域
1、 光合機理研究——捕光色素復合體，PSII反應中心，放氧復合物研究；PSII能級分析；原初反應階段的內在過程探測
2、 植物脅迫生理的早期檢測與診斷
3、 植物病蟲害相關研究
4、 除草劑影響
5、 對植物光合研究的完善補充
典型樣品
植物碎片
各種微藻
葉綠體懸浮液
類囊體懸浮液
工作原理
熱釋光(Thermoluminescence，縮寫TL)是晶體受到輻射照射后，會產生自由電子，這些電子被晶格缺陷俘獲而積攢起來，在加熱過程中以光形式釋放出來。其基本的實驗過程是將葉片快速冷凍到某一溫度，之后給葉片一個足夠強，但時間盡量短（一般<5μs）的單翻轉光（single turn-over ?ash），用于誘導每個PSII反映中心發生僅一次的電荷分離；然后逐漸升溫，同時測量葉片放出的熱釋光，繪制TL譜帶。
熱釋光研究中的一個主要工具是單次翻轉光閃，要求足夠強（光源強度高達 150 000 μmol(photons).m－2.s－1）和足夠短（典型< 5 微秒）來誘導每一個PSII反應中心發生一次，且僅一次的電荷分離。光閃的飽和效果可以通過QB段的強度來檢查，它應該在**光閃后達到**，在2次光閃后不再增加。當前許多實驗中使用的氙燈光閃具有明顯缺陷——一個長的持續發光，或者“閃光拖尾”，這會在某些PSII反應中心中產生兩次的電荷分離（連擊）。雖然激光閃光能夠有效降低連擊，但不能消除。
TL植物光合熱釋光測量系統使用能量足夠強的LED光源，所釋放5-10μs的方波脈沖能夠飽和所有的PSII反應中心，其溫度控制單元可以在降溫后，再使樣品的溫度以0.1℃/sec到 2℃/sec的速率線性增加。不同的閃光序列及樣品處理能夠使樣品處于不同的能量狀態，不同的溫度下釋放的光能源自光合機構的不同結構。分析釋光曲線的形狀、峰位和峰值，可以研究分析關于特定激發電子對的能量穩定性及PSII反應中心功能等。
熱釋光與光合機構間關系
TL植物光合熱釋光測量系統三種型號的控溫方式與范圍
具體型號 | 控溫方式 | 控溫范圍 |
TL200/PMT標準版 | 水冷單元——控溫模塊 | -25 ℃到+70℃ |
TL300/HT高溫版 | 水冷單元——高溫控制模塊 | -25 ℃到+190 ℃ |
TL400/LT液氮版 | 水冷單元——液氮制冷單元——控溫模塊 | -90 ℃到+70 ℃ |
系統組成
TL系列植物光合熱釋光測量系統由3部分組成：多功能控制單元、溫度調節器控制單元及測量室。
多功能控制單元（Multipurpose Control Unit）根據用戶定義方案或熱發光向導提供的實驗程序來執行實驗過程，有兩個輸入頻道，一個用于測量熱發光信號（TL信號），另一個用于測量溫度。測量曲線以兩種格式顯示：時間/溫度和時間/TL信號，或溫度/TL信號。
溫度調節器控制單元（Thermoregulator Control Unit）可以在-90°C到 +190°C范圍內以0.1°C的精確度控制樣品的溫度。系統前面板可以顯示實際的溫度，溫度調節可以通過手動或程序控制（軟件）來實現。有兩種工作模式：恒溫模式和溫度梯度模式，在恒溫模式下儀器將維持樣品在恒定的溫度，而在溫度梯度模式下，可以使樣品的溫度以0.1°C/sec到 2°C/sec的速率線性變化。
AC-88水冷單元可將系統溫度降低到4°C，包含一個電子控制的抽水泵和內部可以儲水的制冷器，用于降低測量室的環境溫度。
CryoFab液氮罐（僅TL400/LT液氮版配備）通過管路連接到測量室，通過電子控制的低溫輸出閥可以將系統溫度控制在 -20°C到 -90°C。
由TFPE單元控制的輔助加熱模塊可以將系統溫度加熱到+190°C。
測量室（Measuring Chamber）包括四個關鍵組成部分：光源、光電倍增器、A/D 轉換器、具有溫度控制器的樣品盤：
1. 光源由8個超亮的發光二極管(λmax=630 nm)組成，發射的光閃強度高達150，000 μmol(photons).m－2.s－1以上，光閃持續時間*長為150 μs（典型5-10us），光強和光閃持續時間通過軟件控制。
2. 光電倍增器可以探測從300到900nm范圍的光量子，從而測量熱發光信號和緩發熒光。光電倍增器包括自己的電源。
3. A/D轉換器用于光電倍增器的電流放大、軟件控制增益和數字化，放大器的時間反應固定在50ms，以確定*小取樣周期到100ms。
技術參數
· 溫度范圍：
TL200/PMT標準版：-25 ℃到+70℃
TL 300/HT高溫版：-25 ℃到+190 ℃
TL 400/LT液氮版：-90 ℃到+70 ℃
· 控溫模式：恒溫；線性變化（0.1oC/sec - 2oC/sec）
· 過熱保護：提供
環境光保護：提供
· 控制模式：手動（恒溫）；程序設定溫度曲線
· 樣品盤：直徑?英寸鍍金銅盤
· 測量樣品：藻類、藍細菌、葉綠體懸浮液，葉片碎片等
· 光源：波長lmax=625nm，光源強度高達 150 000 μmol(photons). m－2.s－1以上
· 探測系統：傳感器為可以通過軟件靈敏控制的光電倍增器，光譜響應為300nm-900nm，*小取樣周期100ms，時間響應50ms，接通延遲100ms
· 控制：用戶可通過專用語言自定義程序控制儀器測量過程
· 通訊：USB
· 軟件：FluorWin 3.6
· 電源：90V-240V
操作軟件與實驗結果
典型應用
上圖為源自擬南芥未冷凍葉片的熱釋光（M.Roman ，1998）。實心符號：對照（a）；空心符號：輕度脫水（b）。單閃（細線）產生75%的S2和25%的S1（只有S2和S3產生熱釋光，S1無），雙閃（粗線）25%的S2和75%的S3，3閃（點線）25%的S3。a、對照植物。單閃后，熱釋光B段與S2QB-相一致（B2，見表1）且可以被單因子擬合得很好。2次閃光后，則需要3個因子，S2QB-（B1），S3QB-（B2）和一個剩余因子（未顯示）。b、適度脫水的植物。B段下調，S3比S2在更大程度上表明了類囊體腔內一個暗穩態的酸性pH。45攝氏度段（余輝）源自S2/3QB中心中熱誘導的從基質還原劑向QB的電子傳遞，使它們發光：它的增加表明了一個強的同化勢能NADP+ATP（Ducruet 2003）。
產地：歐洲
參考文獻：
l Isochorismate synthase 1 is required for thylakoid organization， optimal plastoquinone redox status， and state transitions in Arabidopsis thaliana， P Gawroński， 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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