TL6000植物熱釋光測量系統(tǒng)

熱釋光(Thermoluminescence處理方法，縮寫TL)是晶體受到輻射照射后重要作用，產(chǎn)生了自由電子。這些電子被晶格缺陷俘獲而積攢起來習慣，在加熱過程中以光形式釋放出來充足。葉綠素?zé)後尮鈩t是由于活化能壘在生理溫度下限制了諸如電子再結(jié)合等暗反應(yīng)，因此光化學(xué)反應(yīng)中分離的電子對穩(wěn)定存在于電子載體中的積極性。在熱刺激下綠色化發展， S₂QA-，S₂QB- 和 S₃QB-電子對的再結(jié)合不久前，使PSII中激發(fā)的單線態(tài)葉綠素分子發(fā)出熱釋光用上了。然后，逐漸升高溫度會增加再結(jié)合的比率能力建設，從而激發(fā)不同類型的電子對形成TL譜帶關註。葉綠素?zé)後尮饽軌蚪沂?/span>光合放氧復(fù)合物（OEC）穩(wěn)定性及PSII總體完整性、QB受體損傷及葉綠體內(nèi)腔 pH值變化等光系統(tǒng) II的深層運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)理。

TL植物熱釋光測量系統(tǒng)是目前商用化的葉綠素?zé)後尮鉁y量儀器機遇與挑戰，針對研究PSII能量水平結(jié)構(gòu)進(jìn)行了專門設(shè)計廣泛關註。PSII反應(yīng)中心光誘導(dǎo)電荷分離導(dǎo)致儲存了吸收光能的激發(fā)電子對的累積。加熱誘導(dǎo)這些激發(fā)電子對的重組提單產，從而引發(fā)光釋放深入實施，并在一定溫度范圍內(nèi)形成特異性熱釋光曲線至關重要。根據(jù)不同釋光曲線的形狀發展空間、峰位和峰值，可以研究分析關(guān)于特定激發(fā)電子對的能量穩(wěn)定性及PSII反應(yīng)中心功能等有所應。TL6000為這一系統(tǒng)的型號足了準備，大測量范圍為-100°C到+200°C，使用范圍更寬著力提升，可以對低溫深刻內涵、高溫段熱釋光進(jìn)行研究。

應(yīng)用領(lǐng)域

1融合、 無損傷測量PSII電子傳遞

2深入闡釋、 PSII對生物/非生物脅迫與結(jié)構(gòu)修飾的適應(yīng)和應(yīng)答

3、 脅迫條件下葉綠體內(nèi)能量不平衡的敏感性檢測

4完成的事情、 類囊體膜PSII氧化還原反應(yīng)

5物聯與互聯、 基于峰值溫度轉(zhuǎn)換，對供體側(cè)與受體側(cè)的氧化還原電位變化進(jìn)行解釋

6改造層面、 通過測量熱釋光震蕩模式供給，指示S狀態(tài)轉(zhuǎn)換和放氧復(fù)合體狀態(tài)

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經驗分享，會產(chǎn)生自由電子解決方案，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有力扭轉。其基本的實(shí)驗過程是將葉片快速冷凍到某一溫度上高質量，之后給葉片一個足夠強(qiáng)，但時間盡量短（一般<5µs）的單反轉(zhuǎn)光（single turn-over ?ash）廣度和深度，用于誘導(dǎo)每個PSII反應(yīng)中心發(fā)生僅一次的電荷分離深入交流；然后逐漸升溫，同時測量葉片放出的熱釋光顯示，繪制TL譜帶雙向互動。

TL植物光合熱釋光測量系統(tǒng)使用能量足夠強(qiáng)的LED光源，所釋放5-10µs的方波脈沖能夠飽和所有的PSII反應(yīng)中心勃勃生機，其溫度控制單元可以在降溫后助力各業，再使樣品的溫度以0.1℃/sec到1.5℃/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(tài)，不同的溫度下釋放的光能源自光合機(jī)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)應用。分析釋光曲線的形狀建議、峰位和峰值，可以研究分析關(guān)于特定激發(fā)電子對的能量穩(wěn)定性及PSII反應(yīng)中心功能等相貫通。

熱釋光（TL）譜帶的來源及意義

不同型號的控溫方式與范圍

系統(tǒng)組成

TL系列植物光合熱釋光測量系統(tǒng)由3部分組成：主控制分析單元不斷發展、外部制冷單元、測量室自動化方案。

主控制分析單元：根據(jù)用戶定義方案或軟件內(nèi)置的實(shí)驗程序來執(zhí)行實(shí)驗過程并采集數(shù)據(jù)緊密協作。彩色顯示屏可實(shí)時顯示測量曲線。

外部制冷單元：

水冷單元（TL 6000/ST標(biāo)準(zhǔn)版配備）：包含一個電子控制的抽水泵和內(nèi)部儲水的制冷器線上線下，用于測量室降溫發揮重要作用。

液氮制冷單元（TL 6000/ET溫度擴(kuò)展版配備）：將液氮罐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測量室溫度控制到低-100℃數據顯示。同時也用于測量結(jié)束后給測量室降溫高質量。

測量室：包括四個關(guān)鍵組成部分：光源、光電倍增管傳感器記得牢、溫度控制器註入了新的力量、樣品盤。

技術(shù)參數(shù)

· 溫度范圍：

TL 6000/ST標(biāo)準(zhǔn)版：-25℃到+70℃

TL 6000/ET溫度擴(kuò)展版：-100℃到+200℃

· 控溫模式：線性升溫

· 大線性升溫速度：TL 6000/ST標(biāo)準(zhǔn)版1.5oC/sec更多可能性，TL 6000/ET溫度擴(kuò)展版1.8oC/sec

• 溫度調(diào)控方式：TL 6000/ST標(biāo)準(zhǔn)版：Peltier控溫器+水冷單元去創新；TL 6000/ET溫度擴(kuò)展版：電阻加熱器+液氮制冷單元

• 小采樣周期：100ms

• 過熱保護(hù)：提供

• 環(huán)境光保護(hù)：提供

· 控制模式：手動（恒溫）；程序設(shè)定溫度曲線

· 樣品盤：鍍金銅盤重要性，TL 6000/ST標(biāo)準(zhǔn)版直徑14mm又進了一步，TL 6000/ET溫度擴(kuò)展版直徑22mm

· 測量樣品：藻類、藍(lán)藻多元化服務體系、葉綠體懸浮液規劃，葉片等

· 單反轉(zhuǎn)飽和脈沖：波長lmax=627nm，大光強(qiáng)250000µmol(photons).m^-2.s^-1

· 光化光：波長lmax=627nm深度，大光強(qiáng)2000µmol(photons). m^-2.s^-1

· 探測傳感器：通過軟件靈敏控制的光電倍增管

· 光譜響應(yīng)：300nm-900nm

· 接通延遲：100ms

· 控制：用戶可通過編程語言自定義程序控制儀器測量過程

· 通訊：RS232串口/USB

· 軟件：FluorWin 3.7

· 電源：90V-240V

操作軟件與實(shí)驗結(jié)果

典型應(yīng)用

中科院植物所盧從明研究員是國內(nèi)早將TL熱釋光技術(shù)用于植物光合研究的科學(xué)家之一帶動擴大，其的團(tuán)隊也一直位于這一研究的前沿。上圖即為2016年發(fā)表的文獻(xiàn)開拓創新，通過測量施加DCMU和不同光照條件的葉綠素?zé)後尮馇€持續發展，評估*還原酶2對擬南芥PSII維持功能的作用（Ding，2016）主動性。

產(chǎn)地：歐洲

參考文獻(xiàn)：

l OHP1, OHP2, and HCF244 form a transient functional complex with the photosystem II reaction center, Y Li, et al, 2019. Plant Physiology 179, 195–208

l Antimycin A inhibits cytochrome b559-mediated cyclic electron flow within photosystem II, D Takagi, et al, 2019. Photosynthesis Research 139(1–3), 487–498

l 'Birth defects' of photosystem II make it highly susceptible to photodamage during chloroplast biogenesis, D Shevela, et al, 2019. Physiologia Plantarum 166, 165–180

l High light acclimation of Chromera velia points to photoprotective NPQ, E Belgio, et al, 2018. Photosynthesis Research 135(1–3), 263–274

l Comparison of photosynthetic performances of marine picocyanobacteria with different configurations of the oxygen-evolving complex, F Partensky, et al, 2018. Photosynthesis Research 138(1), 57–71

l Diel regulation of photosynthetic activity in the oceanic unicellular diazotrophic cyanobacterium Crocosphaera watsonii WH8501, T Masuda, et al, 2018. Environmental Microbiology 20(2), 546–560

l Glutathione reductase 2 maintains the function of photosystem II in Arabidopsis under excess light, S Ding, et al, 2016. Biochimica et BiophysicaActa (BBA) – Bioenergetics1857(6), 665–677

l Titanium dioxide nanoparticles (100–1000 mg/l) can affect vitamin E response in Arabidopsis thaliana, R Szymańska, et al, 2016. Environmental Pollution 213, 957–965

l The N-terminal sequence of the extrinsic PsbP protein modulates the redox potential of Cyt b559 in photosystem II, T Nishimura, et al, 2016.Sci Rep. 6, 21490.

l The PsbY protein of Arabidopsis Photosystem II is important for the redox control of Cytochrome b 559, L von Sydow, et al, 2016. Biochimica et BiophysicaActa (BBA) – Bioenergetics1857 (9),1524–1533

l Herbicidal effects of harmaline from Peganumharmala on photosynthesis of Chlorella pyrenoidosa: Probed by chlorophyll fluorescence and thermoluminescence, C Deng, et al, 2014. Pesticide Biochemistry and Physiology115, 23–31

l Characterization of photosystem I in rice (Oryza sativa L.) seedlings upon exposure to random positioning machine, B Chen, et al, 2013. Photosynthesis Research116(1), 93–105

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 Enhanced sensitivity and characterization of photosystem II in transgenic tobacco plants with decreased chloroplast glutathione reductase under chilling stress, Ding, et al, 2012. Biochimica et BiophysicaActa (BBA) – Bioenergetics1817(11), 1979–1991

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 BiophysicaActa

l Two functional sites of phosphatidylglycerol for regulation of reaction of plastoquinone QB in photosystem II. S Itoh, et al, 2011. Biochimica et BiophysicaActa

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