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叶绿素荧光仪的相关资料

发布时间:2018-05-30 点击量:440

荧光产生机理
    荧光是一种光致发光的冷发光现象。当光照射到某些原子时,光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道,即从基态跃迁到*激发单线态或第二激发单线态等。*激发单线态或第二激发单线态等是不稳定的,所以会恢复基态,当电子由*激发单线态恢复到基态时,能量会以光的形式释放,所以产生荧光。另外,荧光是物质吸收光照或者其他电磁辐射后发出的光。大多数情况下,发光波长比吸收波长较长,能量更低。但是,当吸收强度较大时,可能发生双光子吸收现象,导致辐射波长短于吸收波长的情况发生。当辐射波长与吸收波长相等时,既是共振荧光。
荧光参数   
    在叶绿素荧光分析中常用的荧光参数是初始荧光Fo、暗适应后zui大荧光产量Fm、可变荧光Fv、zui大光化学效率Fv/Fm、光照下zui大荧光产量Fm"、给定光强下稳态荧光Fs、光照下光系统II的有效量子产量Yield、光化学猝灭系数qP、非光化学猝灭系数qP和NPQ。在这里Fo是已经暗适应的光和机构光系统II反应中心均处于开放时的荧光强度,它与所激发的强度和叶绿素浓度有关,而与光合作用的光反应无关。Fm为充分暗适应后的zui大荧光,是已经暗适应的光合机构光系统II反应中心全部关闭时的荧光强度,Fv是荧光的可变部分,受耗散能量的途径因素的影响。Fv/Fm是表明光化学反应状况的一个重要参数,反应光系统II反应中心的zui大光能转换效应。
叶绿素荧光现象的发现
    将暗适应的绿色植物突然暴露在可见光下后,植物绿色组织发出一种暗红色,强度不断变化的荧光。荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线。zui直观的表现是,叶绿素溶液在透射光下呈绿色,在反射光下呈红色的现象。其本质是,叶绿素吸收光后,激发了捕光色素蛋白复合体,LHC将其能量传递到光系统2或光系统1,期间所吸收的光能有所损失,大约3%-9%的所吸收的光能被重新发射出来,其波长较长,即叶绿素荧光。
叶绿素荧光产生的原理
   叶片是进行光合作用的主要器官,叶绿体是进行光合作用的主要细胞器。叶绿体是由叶绿体膜包裹起来的组织,膜内主要含有基质、基粒、类囊体。叶绿体的光合色素主要集中在基粒之中,光能转换为化学能的主要过程是在基粒中进行的。
    在高等植物体内含有光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素两种,一般情况下以3:1的比例存在于类囊体的膜中。叶绿素分为叶绿素a和叶绿素b,类胡萝卜素分为胡萝卜素和叶黄素。
    叶绿素不溶于水,而溶于有机溶剂。从化学性质讲,叶绿素是叶绿酸的产物,叶绿酸的两个羟基分别被甲醇和叶绿醇酯化而得到的,对光、热、酸敏感,能发生皂化反应,性质不稳定。
    荧光产生的物理机制是斯托克斯位移,当一定波长的光子碰撞到叶绿素分子时,光子可能被分子吸收,使分子的能量升高,处于较高能态的分子是不稳定的,一般要通过释放吸收的能量而回到稳定的基态即zui低能级,其中一部分将以辐射的形式回到基态。分子必须在吸收一定频率范围的激发光后,通过振动驰豫回到*激发电子态的zui低能级,由此向下的辐射跃迁才可能产生荧光,因此荧光的波长一般要比激发光的波长要长。
光合作用
    光合作用是指含叶绿素的植物细胞和细菌吸收光能,将无机物转化为有机物并释放氧气的过程。他是高等植物从外界环境获取能量的重要途径,是高等植物进行生命活动的基础。由绿色植物发射的叶绿素荧光以一种复杂的方式表达光合作用活性和行为。当光子照射绿色植物的叶片时,光能在叶片的分配有反射、透射和吸收等三种主要的去激途径。叶绿素分子吸收的光能除了大部分进行光化学反应外,少部分会以热耗散和荧光的方式释放出来。
   在植物光合作用过程中,叶绿素色素分子对光能的吸收及能量的转变途径中包括着极复杂的生物物理及生物化学过程。在叶绿体内激发能从叶绿素b向叶绿素a的传递效率几乎达到100%,所以检测不到叶绿素b的荧光,因此,在对叶绿素荧光进行分析时,通常是指叶绿素a发出的荧光。
    光合作用过程中有两种不同的光化学反应,他们发生在相关联的不同色素基团中,这些基团被称为PSI和PSII。在常温下,PSI色素系统基本不发荧光,接近95%的被检测到的,叶绿素荧光信号来源于PSII相关的叶绿素分子,因此,我们研究的叶绿素荧光光谱主要由PSII相关叶绿素分子产生的。
叶绿素荧光的测量
     测量光闪,光源光源,能量极低,只能轻微的扰动光合结构的氧化还原能量极低,只能轻微的扰动光合结构的氧化还原状态,而刚好不产生电子的分离与传递。
     典型光闪持续时间,典型光强,波长,饱和光闪,光源,携带很高的能量,能够一次翻转所有活化携带很高的能量,能够一次翻转所有活化反应中心的光化学状态反应中心的光化学状态。
叶绿素荧光分析方法的分类
    叶绿素荧光分析法主要分为两类,一类是研究荧光强度随时间变化,即叶绿素荧光诱导动力学;一类是研究荧光强度在波长空间范围内的变化,即叶绿素荧光光谱分析法。
叶绿素荧光动力学研究的特点
    叶绿素荧光动力学特性包含着光合作用过程的丰富信息,光能的吸收和转换,能量的传递与分配,反应中心的状态,过剩光能及其耗散,光合作用光抑制与光破坏。
    可以对光合器官进行“无损伤探查”
    操作步骤简单快捷。
叶绿素荧光仪的应用
   
可以做野外叶片研究,温室培养,作物病害评估,环境评价,园艺学,农学,林学,水生物学,毒理学,突变株筛选,遗传育种等。

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