Описание:

• Ультра-компактный хлорофилл-флуориметр
• Возможность быстрых исследований с управлением одной кнопкой и сохранением более 200 наборов данных
• Автоматический расчет параметров включая Fv/Fm и OJIP анализ
• Прочный корпус с герметичной оптикой высокой интенсивности
• Отсчет с частотой 100 кГц и разрешением в 16 бит
• Передача данных по Bluetooth
• Многофункциональное ПО под ОС Windows для передачи и анализа данных 

Хлорофилл-флуориметр Pocket PEA подходит для обучения, научных исследований и широкого спектра коммерческих применений. Прочный компактный дизайн обеспечивает легкость использования и надежность в эксплуатации.

Перед проведением измерений образцы адаптируются к темноте с помощью специального поставляемого зажимного устройства. Управление одной клавишей полностью автоматизирует весь процесс измерений от сбора данных до расчета и отображения параметров флуоресценции хлорофилла – коэффициента Fv/Fm и коэффициента полезного действия (КПД). Возможность быстрых измерений (1 секунда) и сохранения до 200 результатов измерений делают хлорофилл-флуориметр Pocket PEA бесценным инструментом при масштабных программах исследования растений.

Сигнал флуоресценции хлорофилла принимается датчиком и во время записи оцифровывается блоком управления с помощью быстрого 16 битного аналого-цифрового преобразователя, обеспечивая отличную точность и повторяемость результатов измерений. Сигнал флуоресценции оцифровывается с различной скоростью в зависимости от различных фаз скорости индукции. Изначально, первые 300 мкс, данные собираются с интервалом 10 мкс, что обеспечивает высокое временное разрешение для Fo и начального роста. Далее частота оцифровки снижается так как кинетика сигнала флуоресценции хлорофилла замедляется. Этот процесс обеспечивает высокое временное разрешение во время всего цикла измерений, одновременно снижая объем данных и тем самым повышая возможности их хранения в памяти устройства.

Bluetooth позволяет осуществлять удобную передачу записанных данных с хлорофилл-флуориметра Pocket PEA на соответствующие PDA/IPAQ или ПК для детального обзора и анализа с применением программного обеспечения под Windows® Mobile или Windows PC.

Оптический интерфейс Pocket PEA установлен спереди устройства управления. Он включает в себя точечный сфокусированный светодиодный источник высокой интенсивности, который позиционирован вертикально над образцом и обеспечивает интенсивность до 3500 мкмоль м-2с-1 с пиковой длинной волны 627 нм на поверхности образца. Свет, излучаемый светодиодом, фильтруется с помощью NIR фильтра для блокировки инфракрасной составляющей, которая может быть различима детектором (оптический пробой). Оптическая схема обратной связи отслеживает и корректирует изменения в выходной интенсивности света, вызванной внутренней генерацией тепла светодиодом и его нагревом. Схема также компенсирует изменения, связанные со значением окружающей температуры.

Детектором является высокочувствительный PIN диод совместно со схемой усилителя. Дизайн оптики и схемы фильтрации обеспечивают отклик на более длительный сигнал длин волн флуоресценции и блокируют более короткое светодиодное освещение, применяемое для облучения образца. Цельная оптическая сборка установлена за прозрачным стеклом, которое создает барьер для проблем, присущих полевым инструментам – влаги и грязи.

Новейшие литий-полимерные батареи обеспечивают день работы в полевых условиях и удобную быструю зарядку (< 4 часов) с применением как обычного зарядного устройства, так и опционального автомобильного зарядного устройства на 12 В.

Зажим для листьев Leafclips и адаптация образцов к темноте

Первым шагом в процессе измерений с помощью хлорофилл флуориметра является прикрытие анализируемой области, с помощью небольшого легкого зажима. Зажим имеет небольшой затвор, который должен быть закрыт над листом при установке таким образом, что освещение будет исключено, и станет возможной адаптация образца к темноте. Корпус зажима сделан из белого пластика для минимизации эффекта накопления тепла на листе во время его установки в зажиме. Кольцо зажима, которое взаимодействует с оптической сборкой флуориметра выполнено из черного пластика. Это позволяет исключить влияния на измерения внешнего излучения, когда оно имеет высокую интенсивность.

С целью снижения риска повреждения структуры лист либо иглица устанавливается в зажиме на губчатую подкладку. Затвор должен быть закрыт для исключения внешнего излучения во время адаптации образца к темноте.
Во время адаптации, все реакционные центры полностью окисляются и доступны для фотохимии, любая флуоресценция подавляется. Этот процесс занимает различное время в зависимости от вида растений, световой истории образца до помещения в темноту и от того, находилось ли растение в каком-либо стрессе. Обычно 15 -–20 минут достаточно для эффективной адаптации. В общем для снижения времени ожидания до измерений несколько растений могут быть помещены в различные зажимы для адаптации. Некоторые пользователи могут даже производить измерения ночью, что позволит получать адаптированные к темноте образцы с нулевым временем ожидания.

 

Программное обеспечение
PEA Plus & PEA Plus Mobile Software

PEA Plus является инструментом для сравнительного и глубоко анализа записанных хлорофилл флуориметром данных. Программное обеспечение включает несколько различных режимов методов представления данных для эффективной демонстрации тонких различий в следах флуоресценции образцов которые могут указывать на стресс-факторы, влияющие на эффективность фотосинтеза растений.

Для сохранения данных в полевых условиях, обзора параметров и графиков с применением ПО PEA Plus Mobile могут быть использованы IPAQ/PDA на базе Windows Mobile 5.0 or 6.0®. Записи передаются по протоколу Bluetooth.

 

 

Общие параметры

Общие измеряемые параметры

Fo

Параметр Fo отражает эмиссию возбужденных молекул хлорофилла в сети структуры фотосистемы II. Истинный уровень Fo наблюдается только тогда, когда первый стабильный акцептор электронов фотосистемы II называемый Qa полностью окисляется. Это требует полной адаптации к темноте. Fo имеет место на нулевой отметке времени. Это мгновенный промежуток времени (наносекунды) нарастания до начального уровня флуоресценции хлорофилла во время облучения с применением хлорофилл флуориметра. В связи с ограничениями в электронных технологиях и скорости детекции флуоресценции невозможно измерить истинное значение Fo. Однако, возможно вычислить уровень Fo с высокой степенью точности применяя математические алгоритмы. 
 

Fm

Fm – максимальное значение флуоресценции хлорофилла, получаемое при продолжительном облучении светом высокой интенсивности. Этот параметр может быть определен как максимальная флуоресценция только, если интенсивность света, создаваемого хлорофилл флуориметром насыщает растение и акцептор электронов полностью блокируется. Если интенсивность света, используемая при регистрации недостаточна, растение не будет насыщено при любых условиях. Пиковый уровень флуоресценции (Fp) достигаемый при этих условиях не будет максимальным и не может быть использован как Fm. В следствие этого отношение Fv/Fm не будет корректным и отношение Fv/Fp будет ниже. Этот случай описывает использование старых хлорофилл флуориметров с низкой максимальной интенсивностью возбуждающего света из-за ограничений в технологиях.
Быстрый прогресс в области светодиодных технологий позволяет современным аналитическим приборам включать в себя светодиоды высокой яркости, обеспечивающие интенсивности света для полного насыщения в малых,  более управляемых приборах, таких как  флуориметры Handy PEA, Pocket PEA и M-PEA.

Fv

Параметр Fv указывает на переменную составляющую записи и относится к максимальной способности для фотохимической реакции. Он вычисляется как разница параметров Fm и Fo.

Fv/Fm

Fv/Fm – параметр, который широко применяется для индикации максимальной квантовой эффективности фотосистемы II. Этот параметр является чувствительным показателем фотосинтетической эффективности растений, для здоровых образцов максимальный коэффициент Fv/Fm обычно достигает значения 0,85. Значения ниже этого могут быть получены, если растения были подвержены каким-либо биологическим или небиологическим стрессовым факторам, которые снижают способность к фотохимическому гашению энергии в PSII. Fv/Fm представлен как отношение переменной флуоресценции к максимальному значению флуоресценции.

Tfm

Tfm – параметр, который указывает на время достижения максимального значения флуоресценции (Fm). Этот параметр может быть использован для индикации стресса образца, который вызывает достижения Fm намного раньше, чем ожидается.

Area

Область выше кривой флуоресценции между Fo и Fm пропорциональна размеру пула акцептора электронов Qa на восстановительной стороне фотосистемы II. Если перенос электронов от реакционных центров в пул хинонов заблокирован, как при действии фотосинтетически активного гербицида DCMU эта область будет резко снижена.
Area очень полезный параметр, так как он отражает любые изменения в форме кинетики индукции между Fo и Fm, что, не очевидно исходя из других параметров таких как Fo, Fm, Fv/Fm, которые лишь выражают изменения амплитуды крайних значений Fo и Fm. Примером ее использования будет определение временной зависимости проникновения гербицида в лист через определение изменений в кинетике индукции во времени.

 

OJIP Parameters

Временные параметры

Программное обеспечение The PEA Plus и M-PEA извлекает значения флуоресценции хлорофилла из записанных хлорофилл флуориметрами Handy PEA, Pocket PEA и M-PEA данных и предопределяет 5 временных отметок:

T1 = 50 мкс
T2 = 100 мкс
T3 = (K step) 300 мкс
T4 = (J step) 2 мс
T5 = (I step) 30 мс

Значения флуоресценции хлорофилла на этих временных отметках используются для дальнейшего вывода ряда биофизических параметров, относящихся к нулевой отметке времени (начало индукции флуоресценции), что количественно отражает поведение фотосистемы II для (А) удельных потоков энергии (в реакционном центре) для:

• Поглощения
• Захвата
• Рассеивания

Электронного транспорта и (В) отношения потоков или выходов:

• Максимальный выход первичной фотохимии
• Эффективность с помощью которого захваченный экситон может перемещать электрон в цепи переноса электронов дальше чем QA-
• Квантовый выход электронного транспорта
• Также вычисляется концентрация активных реакционных центров PSII в возбужденном поперечном сечении.

 

Параметры индекса производительности (OJIP Анализ)

Индекс производительности (PI) по сути является показателем жизнеспособности образца. Это общее выражение, указывающее на вид внутренних сил образца, чтобы противостоять влияниям извне. Именно PI является значением силы, при использовании логарифмической шкалы. 

PI или индекс производительности вычисляется по уравнению Нернста. Это уравнение, которое описывает силу окислительно-восстановительных реакций и в общем движении свободной энергии Гиббса в биохимических системах.