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  藻类高通量光相助用丈量系统具备叶绿素荧光成像和光合放氧丈量的功效，通过测定微藻的叶绿素荧光参数和气体交换参数，评价其光化学转化效率和光合速率，全面评估微藻光相助用物质和能量的转化。系统具备快速、高通量的特点，可同时对96个样品进行丈量。系统广泛用于藻类光合生理研究、藻类突变体筛选、藻类遗传改良、藻类养殖、污水处理、生物燃料和生物肥料的制造等研究和应用领域。

藻类叶绿素荧光成像仪及其成像图

四肩突四鞭藻（绿藻）的光合速率（A）和呼吸速率（B）随温度的变革(Bernhardt et al., 2017)

功效特点

• 高通量：近百个样品同时丈量
• 全面评价光相助用：藻类叶绿素荧光参数和光合速率均可测定
• 非侵入性和非破坏性丈量
• 系统简单易用
• 氧气丈量高精度、高可靠性、低功耗、低交叉敏感性、快速响应时间

技术参数

1. 丈量参数：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm', Fv/ Fm, Fv', Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qL, QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多个叶绿素荧光参数以及光合速率、呼吸速率
2. 可同时对近百个藻类样品进行丈量
3. 叶绿素荧光成像单位具备完备的自动丈量程序（protocol），可自由对自动丈量程序进行编辑，包括Fv/Fm、Kautsky诱导效应、荧光淬灭剖析、光响应曲线LC。
4. 叶绿素荧光数据剖析模式：具备在低信噪比的情况下使用的“信号平均再盘算”模式，以过滤掉噪音带来的误差，适用于低浓度的藻类样品。
5. 叶绿素荧光成像剖析软件功效：具Live（实况测试）、Protocols（实验程序选择定制）、Pre–processing（成像预处理）、Result（成像剖析结果）等功效菜单
6. 叶绿素荧光成像预处理：程序软件可自动识别多个植物样品或多个区域，也可手动选择区域（Region of interest，ROI）。手动选区的形状可以是方形、圆形、任意多边形或扇形。软件可自动丈量剖析每个样品和选定区域的荧光动力学曲线及相应参数，样品或区域数量不受限制（>1000）
7. 氧气检测技术：光纤氧传感器技术。
8. 丈量呼吸室：透明聚苯乙烯材质，支持预消毒处理，可重复使用。
9. 氧气丈量主机：单个重670 g，162 x 102 x 32 mm
10. 氧气主机内置温度传感器：0-50°C，区分率012°C，精度±0.5°C
11. 氧气主机内置压强传感器：300-1100mbar，区分率11mbar，精度±6mbar
12. 氧气最大采样频率：单通道激活时可达10-20次每秒
13. 氧气丈量精度：±0.1% O2@1% O2或±0.05 mg/L@0.44 mg/L
14. 氧气丈量区分率：01% O2@1% O2或0.005 mg/L@0.44 mg/L
15. 丈量通道数：96

应用案例

1. Perin等人接纳藻类高通量光相助用丈量系统开端筛选微拟球藻（Nannochloropsis gaditana）的高光效突变体。研究小组使用化学引变剂乙基甲烷磺酸盐(EMS)诱导突变和插入突变两种方法生成突变体库，使用叶绿素荧光成像技术检测其光合活性的可能变革，使用的叶绿素荧光参数包括最小荧光F0、最大光化学效率Fv/Fm、有效光化学效率ΦPSII、光系统调理能力NPQ（Perin et al., 2015）。

微拟球藻荧光强度筛选

左-F0（红圈为野生型，白圈为筛选出的、荧光过低或过高的突变体）；右：叶绿素荧光的定量（红点代表野生型，篮圈代表筛选出的突变体，绿色三角体现平均值±标准差）（Perin et al., 2015）

2. 不列颠哥伦比亚大学生物多样性研究中心使用了藻类高通量光相助用丈量系统评估了全球变暖对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)光合速率和呼吸速率的影响，发明两者均对测试温度体现出一定的可塑性。差别选择温度（12℃、18℃）的栅藻光合速率无差别；而高温选择（18℃）的栅藻相对低温选择（12℃）的栅藻，具有更高的呼吸速率（Tseng et al., 2019）。

差别温度选择（12℃、18℃）的斜生栅藻光合速率（左）和呼吸速率（右）随测试温度的变革（Tseng et al., 2019）

参考文献

1. Claudi, R., Alei, E., Battistuzzi, M., Cocola, L., Erculiani, M.S., Pozzer, A.C., Salasnich, B., Simionato, D., Squicciarini, V., Poletto, L., La Rocca, N., 2021. Super-Earths, M Dwarfs, and Photosynthetic Organisms: Habitability in the Lab. Life 11(1): 10
2. Dann, M., Ortiz, E.M., Thomas, M., Guljamow, A., Lehmann, M., Schaefer, H., Leister, D., 2021. Enhancing photosynthesis at high light levels by adaptive laboratory evolution. Nat. Plants 7, 681–695.
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8. Tseng, M., Bernhardt, J.R., Chila, A.E., 2019. Species interactions mediate thermal evolution. Evolutionary Applications 12, 1463–1474.
9. Bernhardt, J.R., Sunday, J.M., O’Connor, M.I., 2017. An empirical test of the temperature dependence of carrying capacity. bioRxiv, 210690.