非調(diào)制泵浦探針技術(shù)，可監(jiān)測(cè)OEC狀態(tài)與衰減，周期-4-震蕩，類胡蘿卜素三重態(tài)能量弛豫

近日，德國(guó)WALZ公司在其網(wǎng)站正式上線其潛心研發(fā)的新款多功能調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨xMULTI-COLOR-PAM-Ⅱ。新款MULTI-COLOR-PAM-Ⅱ是一款緊湊型儀器，同時(shí)包含兩種截然不同的技術(shù)：單翻轉(zhuǎn)閃光動(dòng)力學(xué)(STK)和PAM技術(shù)。

MULTI-COLOR-PAM-Ⅱ的亮點(diǎn)

? 一臺(tái)儀器兩種功能：非調(diào)制超快閃光動(dòng)力學(xué)分析和多激發(fā)波長(zhǎng)調(diào)制(PAM)應(yīng)用；

? 兩種技術(shù)組合使用：例如使用3 μs飽和閃光，通過(guò)PAM測(cè)量光監(jiān)測(cè)誘導(dǎo)熒光信號(hào)的衰減動(dòng)力學(xué)。測(cè)量光頻率按對(duì)數(shù)遞減。

MULTI-COLOR-PAM-Ⅱ的新功能

? 高時(shí)間分辨率：新的STK探測(cè)器提供0.3 μs的時(shí)間分辨率；

Multi-Color-PAM-Ⅱ的重要升級(jí)

? 在多激發(fā)波長(zhǎng)(PAM)配置中，用戶可以測(cè)量與激發(fā)波長(zhǎng)相關(guān)的有效PSⅡ天線尺寸信息：Sigma(Ⅱ)、PS Ⅱ受體側(cè)的反應(yīng)(QA-再氧化)和沿電子傳遞鏈的電子流(O-I₁-I₂-P/OJIP瞬變)，還可以進(jìn)行飽和脈沖淬滅分析、誘導(dǎo)曲線和暗弛豫曲線， 以及光響應(yīng)曲線，所有這些都適用于5種不同的激發(fā)和測(cè)量光波長(zhǎng)(440、480、540、590、625 nm)以及可以任意組合應(yīng)用的白光。這樣做的好處是，例如，使用硅藻作為研究對(duì)象的人可以在綠色中激發(fā)這些生物，在藍(lán)藻的情況下，可以選擇625 nm來(lái)激發(fā)藻膽體或440 nm來(lái)激發(fā)核心天線的葉綠素；

? 創(chuàng)建Trigger和Script文件可以進(jìn)行自定義實(shí)驗(yàn)程序測(cè)量，充分發(fā)揮用戶自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)造力。

Multi-Color-PAM-Ⅱ的應(yīng)用實(shí)例

來(lái)自三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的示例實(shí)驗(yàn)

MULTI-COLOR-PAM-II的應(yīng)用程序分為3個(gè)部分：

1. 光合活性相關(guān)的應(yīng)用，如誘導(dǎo)曲線，誘導(dǎo)+暗弛豫曲線和光曲線自動(dòng)程序，或手動(dòng)測(cè)量。

2. 基于腳本的應(yīng)用，如O-I₁-I₂-P/OJIP瞬變、單周轉(zhuǎn)閃光后QA-的再氧化動(dòng)力學(xué)、Sigma(II)測(cè)定。

3. 基于ST閃光的實(shí)驗(yàn)，如周期4振蕩、類胡蘿卜素三重態(tài)誘導(dǎo)和衰減動(dòng)力學(xué)，P680⁺。

光曲線/淬滅分析

測(cè)量快速動(dòng)力學(xué)(PAM)

通過(guò)兩個(gè)不同波長(zhǎng)測(cè)量的O-I₁-I₂-P瞬變

PAM快相應(yīng)用的一個(gè)例子是同時(shí)測(cè)量?jī)蓚€(gè)不同波長(zhǎng)的O-I₁-I₂-P瞬變：在波長(zhǎng)<710 nm處測(cè)得的熒光主要是PSⅡ熒光，而>700 n處的熒光則是PSⅡ和PSI熒光的混合熒光。該結(jié)果是由Klughammer等人(2024年)對(duì)小球藻細(xì)胞稀釋?xiě)腋∫?440nm ML和MT)的測(cè)量首次發(fā)現(xiàn)的。

兩種波長(zhǎng)的O-I₁上升(曲線歸一化為I₁)相同。I₂和P之間存在差異：與F<710nm相比，在 F>700nm時(shí)，I₂-P上升更明顯。

下圖是使用雙波長(zhǎng)葉片配置，通過(guò)440 nm測(cè)量光和光化光測(cè)量大麥葉片的結(jié)果。

功能性捕光截面Sigma(Ⅱ) 測(cè)量

參數(shù)Sigma(II)反映了PSⅡ捕光天線的有效截面。Sigma(Ⅱ)的測(cè)定（及其波長(zhǎng)依賴性）是另一種PAM快速動(dòng)力學(xué)測(cè)量的應(yīng)用。有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可以用來(lái)判斷用于 Sigma(Ⅱ)測(cè)定的O-I₁擬合是否良好：1. 擬合應(yīng)能很好地描述熒光的上升；2. 得到的擬合參數(shù)應(yīng)與生理相關(guān)；3. 獲得的Sigma(Ⅱ)值應(yīng)與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)。在這里，觀察到Sigma(Ⅱ)值隨著所用培養(yǎng)物的階段而增加。

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，連通性參數(shù)J被固定為1.2，這是Anne和Pierre Joliot在1964年獲得的值。該數(shù)據(jù)集顯示了近乎完美的擬合、合理的參數(shù)值，本質(zhì)上是高光強(qiáng)度下光強(qiáng)度的獨(dú)立性，產(chǎn)生了定義明確的O-I₁動(dòng)力學(xué)。

單周轉(zhuǎn)閃動(dòng)力學(xué)STK應(yīng)用

? 類胡蘿卜素三重態(tài)衰減

下圖顯示了一組測(cè)量值，根據(jù)這些測(cè)量值可以確定類胡蘿卜素三重態(tài)衰變動(dòng)力學(xué)。該數(shù)據(jù)集說(shuō)明了閃光時(shí)間的精度，以及閃光燈提供兩次相隔1μs的相同強(qiáng)度閃光的能力。

? 閃光長(zhǎng)度和熒光誘導(dǎo)

另一個(gè)案例是雙閃實(shí)驗(yàn)，其中第一次閃光的長(zhǎng)度是變化的，第二次閃光是在第一次閃光40微秒后進(jìn)行的。

閃光序列和閃光模式可以告訴我們一些有關(guān)S態(tài)的信息，即供體側(cè)錳簇的氧化還原態(tài)。它們還能告訴我們不同強(qiáng)度的遠(yuǎn)紅外光的影響。

? 周期-4 振蕩

軟件可自動(dòng)得出 Fo、Fm 或 Fv水平的周期-4 振蕩(圖摘自Klughammer等人，2024年)。

STK和PAM組合測(cè)量

下一個(gè)案例展示了如何通過(guò)STK和PAM測(cè)量光的組合，將精確、高強(qiáng)度和短時(shí)間的STK和PAM測(cè)量光結(jié)合起來(lái)，以監(jiān)測(cè)黑暗中的熒光衰減。

參考文獻(xiàn)

1. Klughammer, C., Schlosser, F. & Schreiber, U. Flash-kinetics as a complementary analytical tool in PAM fluorimetry. Photosynth Res 161, 151–176 (2024). [MULTI-COLOR-PAM-II]

2. Bell, J. J., et al. (2024). "Marine heatwave-driven mass mortality and microbial community reorganisation in an ecologically important temperate sponge." Global change biology 30(8): e17417. [MULTI-COLOR-PAM]

3. Fukunaga, T., et al. (2024). "Phylogenetic Profiling Analysis of the Phycobilisome Revealed a Novel State-Transition Regulator Gene in Synechocystis sp. PCC 6803." Plant and Cell Physiology. [MULTI-COLOR-PAM]

4. Gr?sholt, C., et al. (2024). "Zeaxanthin Epoxidase 3 Knockout Mutants of the Model Diatom Phaeodactylum tricornutum Enable Commercial Production of the Bioactive Carotenoid Diatoxanthin." [MULTI-COLOR-PAM]

5. Kato, H., et al. (2024). "Thermal responses of Tetradesmus obliquus for industrial outdoor cultivation." Bioresource Technology Reports: 101909. [MULTI-COLOR-PAM]

6. Magyar, M., et al. (2024). "Effects of lipids on the rate-limiting steps in the dark-to-light transition of Photosystem II core complex of Thermostichus vulcanus." Frontiers in Plant Science 15: 1381040. [MULTI-COLOR-PAM]

7. Nigishi, M., et al. (2024). "Low-CO2-inducible bestrophins outside the pyrenoid sustain high photosynthetic efficacy in diatoms." Plant Physiology. [MULTI-COLOR-PAM]

8. Sand?y, M. A. (2024). Phaeodactylum tricornutum tolerance to cadmium and copper, NTNU. [MULTI-COLOR-PAM]

9. Sun, J.-Z., et al. (2024). "Ocean deoxygenation dampens resistance of diatoms to ocean acidification in darkness." Frontiers in Marine Science 11. [MULTI-COLOR-PAM]

10. Volpe, C., et al. (2024). "Skeletonema marinoi ecotypes show specific habitat-related responses to fluctuating light supporting high potential for growth under photobioreactor light regime." New Phytologist n/a(n/a). [MULTI-COLOR-PAM]

11. Zakharchenko, N. S., et al. (2024). "Effect of Photoluminophore Light-Correcting Coatings and Bacterization by Associative Microorganisms on the Growth and Productivity of Brassica juncea L. Plants." Microbiology Research 15(4): 1957-1972. [MULTI-COLOR-PAM]

12. Zav?el, T., et al. (2024). "A Comprehensive Study of Light Quality Acclimation in Synechocystis Sp. PCC 6803." Plant and Cell Physiology. [MULTI-COLOR-PAM]

13. Zhi, X., et al. (2024). "Comparative metabolomics analysis of tolerant and sensitive genotypes of rapeseed (Brassica napus L.) seedlings under drought stress." Agricultural Water Management 296: 108797. [MULTI-COLOR-PAM]

14. Zou, C., et al. (2024). "Correlation of methane production with physiological traits in Trichodesmium IMS 101 grown with methylphosphonate at different temperatures." Frontiers in microbiology 15. [MULTI-COLOR-PAM]

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