藻类叶绿素荧光技术

第一节 叶绿素荧光参数及其意义韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333）叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最广泛的技术之一。

由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统II 的叶绿素a ，而光系统II 处于整个光合作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统II ，进而引起叶绿素a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。

与其它测量方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的应用。

1 叶绿素荧光的来源藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来的能量。

叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。

根据吸收的能量多少，叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。

若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析吸收红光，则跃迁到最低激发态。

处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（fs ，1 fs=10－15s ）内通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图1）。

而最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns ，1 ns=10－9 s ）。

波长吸收荧光红B蓝荧光热耗散最低激发态较高激发态基态吸收蓝光吸收红光能量A图1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003）处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003;Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素a ，用于进行光化学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。

这三个途径相互竞争、此消彼长，往往是具有最大速率的途径处于支配地位。

第一节 叶绿素荧光参数及其意义韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333）叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最广泛的技术之一。

由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统II 的叶绿素a ，而光系统II 处于整个光合作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统II ，进而引起叶绿素a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。

与其它测量方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的应用。

1 叶绿素荧光的来源藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来的能量。

叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。

根据吸收的能量多少，叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。

若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析吸收红光，则跃迁到最低激发态。

处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（fs ，1 fs=10－15s ）内通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图1）。

而最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns ，1 ns=10－9 s ）。

波长吸收荧光红B蓝荧光热耗散最低激发态较高激发态基态吸收蓝光吸收红光能量A图1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003）处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003;Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素a ，用于进行光化学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。

这三个途径相互竞争、此消彼长，往往是具有最大速率的途径处于支配地位。

叶绿素荧光在光合作用研究中的应用光合作用是生命活动中最为基础的过程之一，是植物通过气体交换和能量变换，将太阳能转化为生物能的过程。

在这一过程中，叶绿素是一种起到至关重要作用的物质，其荧光也成为了研究光合作用的一个重要工具。

本文将介绍叶绿素荧光在光合作用研究中的应用及其相关机制。

一、叶绿素荧光的基本概念叶绿素是一种广泛存在于绿色植物、藻类和一些细菌中的色素，其主要功能是对光能的吸收与转移。

在光合作用中，叶绿素可以通过光化学反应将太阳能转化为固定化合物的能量。

然而，当叶绿素分子所吸收的光子能量超过其转化能力时，叶绿素分子就会处于“激发态”，并通过荧光辐射的形式重新释放出多余的能量。

这种释放出的能量就是叶绿素荧光。

二、叶绿素荧光的特点及其测定方法叶绿素荧光的波长范围一般在640-750nm之间，其中680-690nm范围内的荧光波长用于反映植物光合作用的实际效率。

当叶绿素处于“激发态”时，其荧光发射光谱会发生改变，这种改变与其所处环境的不同而异。

因此，通过测量叶绿素荧光能够得到很多光合作用的信息，例如叶绿素的含量、光合作用的活性以及光合速率等。

目前，常用的测定叶绿素荧光的方法主要包括激发-发射光谱法、快速叶绿素荧光波动法和冷光源法等。

其中，快速叶绿素荧光波动法被广泛应用在光合作用研究中。

这种方法利用一个高速、高灵敏度的质谱仪，对荧光强度进行实时监测，并可以精确地测定荧光波动的特征。

通过这种方法，可以高效地获取光合作用反应链中的信息，进而揭示光合作用的机理。

三、1.检测光合作用的活性叶绿素荧光可以用于测定光合作用的活性，因为其荧光发射强度与光合作用的活性有很大的关系。

典型的情况下，光合作用的活性取决于其吸收到的太阳光能和其转化为生物物质的能力。

通过测定叶绿素荧光，可以检测光合作用过程中植物体内能量的流动和最终耗散，从而揭示光合作用的实际效率和转化效率。

此外，利用叶绿素荧光还可以评估不同物种对光合作用适应性的差异，有助于农业植物育种和种植品种的筛选。

应用叶绿素荧光法测定微藻生物量的方法
叶绿素是光合作用中必不可少的色素，同时也是微藻生物量的重要指标。

叶绿素荧光法是目前常用的测定微藻生物量的方法之一。

其通过
测量微藻生物体内叶绿素荧光的强度，推算出微藻的生物量。

本文将
分步骤说明如何应用叶绿素荧光法测定微藻生物量。

第一步，准备微藻样品。

首先需要将微藻培养物离心，将上清液倒掉，留下底物。

接着用去离子水洗涤1-2次，最后用去离子水重新悬浮微藻，调整至相同的悬浮液浓度。

第二步，取出少量微藻悬浮液放入试管中，并加入2-3滴叶绿素荧光素。

试管放到深色环境中静置15-30分钟。

第三步，测定叶绿素荧光强度。

将试管放到光度计中进行测定，记录
下荧光强度值，并保证测定时间相同。

第四步，利用标准曲线计算微藻生物量。

根据事先制定好的标准曲线，将荧光强度转换成对应的微藻生物量值，从而得出微藻样品的生物量。

需要注意的是，制备标准曲线时需要选取不同浓度的微藻样品，分别
进行叶绿素荧光测试，然后绘制曲线。

同时，每次测定时应该用同样
的参考物进行比较，以确保测定数据的准确性和可靠性。

另外，叶绿素荧光法还可以用于微藻生长的监测。

通过定期测量微藻
样品的叶绿素荧光强度，可以了解微藻的生长状态，并且可以通过调
整培养条件来提高微藻生长速度和生物量。

总之，叶绿素荧光法是一种简单、快速、准确的测定微藻生物量的方法，对于微藻研究具有重要的应用价值。

第28卷第6期海洋环境科学V o l.28,N o.6 2009年12月MAR INE ENV IRONM ENTAL SC IENCE D ec.2009=综述>叶绿素荧光技术在海草生态学研究中的应用*张景平1,2,黄小平1(1.中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室,广东广州510301; 2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:本文综述了近10a来国外关于叶绿素荧光技术在海草生态学研究中应用的概况和进展,主要从以下两方面进行论述:(1)叶绿素荧光技术在海草各种环境因子胁迫(如光照、温度、盐度、藻类竞争、除草剂、重金属和毒性有机物等)测试下的应用;(2)海草叶片荧光特性的差异性对叶绿素荧光技术应用的影响以及荧光参数应用层面的拓展。

最后对未来的研究提出了建议和展望,为我国在这方面的研究提供相关的依据。

关键词:海草;叶绿素荧光;原位研究;环境胁迫中图分类号:Q945.79文献标识码:A文章编号:1007-6336(2009)06-0772-07Application of chlorophyll fl uorescence techni quesi n sea-grass ecol ogy researchZHANG Ji ng-pi ng1,2,HUANG X i ao-p i ng1(1.LED,Sou t h C h i na Sea In stit u te of Oceanology,Ch i nese Acade m y of Sciences,Guangz h ou510301,Ch i na; 2.G raduate School ofC h i nese A cade m y of S ci en ces,Beijing100049,C h i na)A bstract:The syste mati cal revi ew s and syn t hesis of t h e avail ab l e i n f or m ation on chlorophyll fl uorescence techn i ques used i n sea-gras secol ogy res earch present fro m the t w o foll ow i ng as pects:(1)app lication of ch l orophyll fl uorescence t echn i ques i n t h e env i ron m en tal s tresses on sea-grass,(2)variati on i n phot osynthetic characteristics of sea-grass and the advan ce of applicati on leveland range of ch l o-rophyll fl uorescen ce techn iqu es u sed i n s ea-grass research.Finall y,the i m portant as pects for furt her study are poi n ted out.K ey words:seagrass,ch l orophy ll fl uorescence,i n s i tu research,en vi ronm ental s tress海草床是生物圈中生产力最丰富的水生生态系统之一。

叶绿素荧光技术在环境污染监测中的应用叶绿素是一种重要的植物色素，它不仅是进行光合作用的关键物质，也是水生及陆生生物生态系统中的一个指示性测量参数。

叶绿素荧光则作为一种非常有效的分析方法广泛应用于环境污染监测中，为科学家们提供了一种新的视角来观测生态系统的变化。

叶绿素荧光技术的原理叶绿素荧光是叶绿素在光照条件下发出的一种微弱荧光。

光合反应链中的光能起到激发叶绿素分子的作用，激发后的叶绿素通过一系列光合作用反应链将光能转化为化学能，并且向氧化还原电位较高的物质传递。

在某些状况下，氧化还原过程被阻碍，电能产生积累，而此时就会发生光能自发的发光，这种光即为叶绿素荧光。

在叶绿素荧光技术中，使用荧光仪激光来激发植物叶片产生荧光，并通过检测荧光的强度来分析叶片中叶绿素的含量等关键参数。

这种荧光强度通常用FP值来表示，因此叶绿素荧光可以被用于检测植物的光合作用强度、重金属污染、突变等方面。

叶绿素荧光在环境污染监测中的应用叶绿素荧光技术被广泛地应用于环境污染监测中。

在监测水体污染方面，通过检测水中的原生质或藻类叶绿素荧光，人们能够了解当前水体中的营养物浓度和藻类生物群落的状况。

几乎所有光合生物植物都含有叶绿素，它们之间的叶绿素含量差别可以用来检测植物在污染环境下的适应性变化。

因此，这种技术在监测工业或农业污染排放中具有重要作用。

叶绿素荧光技术在农业方面的应用也逐渐涉及到了环境污染控制。

植物生长环境中的化学物质和其他污染因素可以对叶绿素产生影响，因此科学家可以通过对叶绿素荧光的分析来了解到植物生长环境的重要参数，例如温度、光照和水分等。

通过利用这些数据来对植物种植环境进行改善，可以提高植物的生产效率和减少对环境的负面影响。

未来展望虽然叶绿素荧光技术已经被广泛地应用于环境污染监测和植物生长环境控制方面，但是随着相关技术的不断发展和科学家对其作用的深入研究，叶绿素荧光技术在环境科学领域中的应用前景仍然十分广阔。

未来，此技术可能成为环境污染监测和生态保护的主要方法之一，其在工业生产和农业领域中的应用也将不断扩大。

光合细胞中叶绿素荧光的成像技术及应用生命离不开光合作用，而叶绿素则是光合作用过程中不可或缺的一部分。

在光合作用中，叶绿素吸收光能并将其转换成能量，然而它们也会发生叶绿素荧光现象。

叶绿素荧光是指在光条件下，叶绿素分子发生荧光反应，发出可见光的现象。

因此，叶绿素荧光被广泛应用于生命科学中，特别是生物成像领域。

叶绿素荧光成像技术是一项非破坏性的光学检测技术，它自然地将光合作用和叶绿素荧光显像结合在一起，通过光学成像技术来研究各种生物的代谢状态和结构。

该技术已被广泛用于诸如植物、藻类、细菌、海洋生物等各种生物体系的研究中。

本文将着重介绍叶绿素荧光成像技术在光合细胞中的应用。

一、叶绿素荧光成像技术的原理叶绿素荧光成像技术依赖于叶绿素荧光的发射。

在光合作用期间，光线通过叶绿素分子时，一部分光线被吸收，另一部分则被散射。

被吸收的光线被转化为能量，使叶绿素电子激发到激发态，然后这些电子向其他叶绿素分子传递能量，而其中的一部分能量将不被利用而被转化成热能或叶绿素荧光。

荧光是一种自发的、瞬间的光反应，它释放一个光子并导致分子从激发态恢复到基态。

因此，荧光可以反映叶绿素分子在某些条件下的状态。

二、叶绿素荧光成像技术的应用1. 了解光合细胞的状态叶绿素荧光成像技术可以通过观察绿色荧光物质如何转化成不同光线和颜色，以了解光合细胞中叶绿素的状态。

通过叶绿素荧光成像技术，可以有效地检测到细菌、藻类和植物的光合作用中的一些特定环节的反应和变化。

在这些生物中，生物体荧光图像的形态和位置与光合成效率之间存在一定的关系，在不同的生长和环境条件下，不同类型的光合细胞体会显示出不同的光谱特性和荧光图像特征。

2. 研究光合细胞的构造及其变化叶绿素荧光成像技术可以将叶绿素荧光作为一种非侵入性探针，直接了解到光合细胞的光学特性，以及组织，细胞和光合体中的叶绿素和类叶绿体含量。

在研究植物和藻类时，这项技术对细胞结构、形态和吸收光光谱等方面的探究具有极大的帮助。

水中藻类荧光光谱技术在污染检测及修复中的应用随着环境污染的日益严重，人们对于环境治理和修复的需求也日益增加。

这些需求驱动着科学家们不断地探索新的技术，从而提高效率和准确性。

水中藻类荧光光谱技术是一种新兴的技术，能够有效地检测水体污染，并为修复提供指导。

本文将介绍水中藻类荧光光谱技术的原理、应用领域以及未来可能的发展。

一、水中藻类荧光光谱技术的原理水中藻类荧光光谱技术是一种基于藻类细胞在受激发后发出的荧光特征的分析方法。

具体来说，当藻类受到激发光后，会发出荧光信号，荧光强度和光谱分布会受到一系列因素的影响，如藻类品种、光照条件、环境中的污染物等。

因此，通过对荧光信号的测量和分析，就能够得到水体中存在的污染物信息。

二、水中藻类荧光光谱技术的应用在环境污染检测中，水中藻类荧光光谱技术已经得到广泛的应用。

首先，它可以用于有害藻类的检测和监测。

有害藻类是一种对水生生态和人类健康都会造成极大危害的藻类，对其的检测和监测是治理有害藻类的前提。

其次，在水体污染物的检测中，水中藻类荧光光谱技术也能够发挥重要的作用。

通过监测藻类荧光强度和光谱分布，就能够快速、准确地诊断出水体中是否存在污染物，为环境治理提供科学依据。

最后，水中藻类荧光光谱技术也能够用于水体修复中。

治理污染需要先快速准确地定位污染源，然后才能采取有效的治理措施。

水中藻类荧光光谱技术能够准确地诊断污染物并进行分析，为水体修复提供了重要的参考。

三、水中藻类荧光光谱技术未来的发展随着技术的不断发展和应用需求的不断增加，水中藻类荧光光谱技术在未来可能会在以下几个方面得到进一步的发展。

首先，技术的检测精度和准确性还有提高空间，未来可能会通过改进光谱仪器和信号处理算法来提高检测精度和准确性。

其次，将水中藻类荧光光谱技术应用于水体修复中的工程实践时，还需要进一步考虑技术的可操作性和实用性。

因此，未来可能会考虑研发更加便携、实用的技术和设备。

最后，水中藻类荧光光谱技术也有望进一步创新，推出更加多样和专业的应用技术，以满足不同领域和行业的需求。

叶绿素荧光介绍范文叶绿素荧光是指在光合作用过程中，叶绿素分子吸收光能后，发生激发态跃迁并发出荧光的现象。

叶绿素荧光是一种非常重要的生物物理过程，具有广泛的应用价值。

本文将介绍叶绿素荧光的原理、测量方法以及在科研和实际应用中的应用。

叶绿素是植物和一些藻类的主要光合色素，通过吸收可见光谱范围内的光能完成光合作用。

当叶绿素分子吸收光子能量后，电子被激发到高能态，形成激发态叶绿素分子。

受到环境因素的影响，一部分激发态叶绿素分子会通过非辐射跃迁和辐射跃迁的方式返回基态状态，释放出荧光能量。

透过测量和分析叶绿素荧光信号的强度和特性，可以得到一系列与光合作用相关的参数，揭示植物光合效率、光能利用和生理状态等信息。

叶绿素荧光的测量方法主要有两大类，即暗态和光态测量。

暗态荧光测量是在暗室或在减光条件下进行的，可以获得植物的荧光最大强度（Fm）和基线荧光（Fo）。

光态荧光测量则是在光照条件下进行的，通过测量荧光上升曲线，可以得到植物的最大光能利用率（Fv/Fm）和各个光合参数的变化情况。

叶绿素荧光在科研领域中广泛应用于植物生理生态学、植物营养和环境生态等研究中。

首先，叶绿素荧光可用于评估植物的光合效率和光能利用率，解析光合系统的功能状态。

通过测量和分析叶绿素荧光信号，可以得到Fv/Fm、ΦPSII等参数来评估光合效率和光合系统的效能。

其次，叶绿素荧光还可用于评估植物的生理状态和逆境胁迫。

逆境条件（如高温、干旱、盐碱等）会导致光合机构和光合膜的破坏，进一步影响光合效率和荧光参数的变化。

通过测量叶绿素荧光，可以揭示植物在逆境下的应对机制和生理变化。

此外，叶绿素荧光还可以应用于植物的品种筛选和产量预测，帮助农业生产的改良和优化。

叶绿素荧光在实际应用中也具有广泛的价值。

例如，在植物病害与虫害防治中，叶绿素荧光可以作为一个快速而灵敏的指标来评估植物的抗病性和抗虫性。

通过监测植物的荧光参数，可以及早发现植物的应激状态并采取相应的防治措施。

藻类叶绿素荧光测量技术——Measuring Algae自从上世纪六十年代Carl Lorenzen（1966）首次将海水泵入安装在考察船上的叶绿素荧光仪进行藻类研究以来，叶绿素荧光技术很快成为海洋湖泊藻类研究的重要技术手段。

特别是上世纪九十年代以来，Kolber等（1993,1998）、Trtilek等（1997）、Nedbal等（1999）、Dijkman等（1999）、Koblizek等（1999）等科学家采用P&P技术“pump-and-probe”、双调制技术（Dual-modulation）、FRR技术（fast repetition rate）等对海洋湖泊藻类进行了大量研究，奠定了叶绿素荧光技术在藻类研究监测中的重要地位。

下面就一系列国际先进的用于藻类研究监测的叶绿素荧光仪器技术做一简单介绍，进一步的信息及参考文献等可咨询Ecolab实验室（eco-lab@, info@）。

栅藻（Scenedesmus）FKM叶绿素荧光成像及不同栅藻的叶绿素荧光动态曲线1. FL3500叶绿素荧光仪1995年Trtilek等研制生产了世界上首款FL100双调制叶绿素荧光仪（Trtilek等，1997；Koblizek等，1997；Nedbal等，1999），时间分辨率可达1μs。

FL3500历经FL100、FL200等几次升级换代，是世界上时间分辨率最高、功能最为强大、配置灵活多样的叶绿素荧光技术仪器，由控制单元（主机）和功能多样化的测量单元组成，其主要功能特点为：1)通用455nm和625nm蓝光和橙红光双色光源，满足所有藻类叶绿素荧光激发测量；2)双色调制测量光、双色调制光化学光和双色持续光化学光；3)除通用蓝光和橙红光双激发光测量单元外，还可选配其它波长的测量单元，组成2个以上多激发光叶绿素荧光系统；4)既可进行PAM（脉冲调制）测量，还可进行STF单周转光闪、TTF双周转光闪、MTF多周转光闪及FRR程序测量，测量程序（protocols）包括单光闪荧光诱导、OJIP-test、QA－再氧化动力学、放氧复合体S状态转换等；5)可选配时间分辨率为4μs的标配测量单元或时间分辨率达1μs的快速测量单元，还可选配水下原位叶绿素荧光测量单元及叶夹式测量单元，从而组成功能强大多样化的叶绿素荧光测量系统，既可测量水体微藻叶绿素荧光，还可原位测量水下大型藻类及珊瑚礁藻类叶绿素荧光，及高等植物叶片叶绿素荧光动态；6)双通道主机系统（控制单元），可选配双检测器，同时测量藻类叶绿素及细菌叶绿素荧光动态；或选配溶解氧测量探头，同步测量溶解氧动态；7)可客户定制高灵敏度测量单元，检测极限达1ngChl/L；8)可对温度进行0－70°C调控，精度达0.1°C。

藻类研究监测快讯藻类是水体生态系统中的生产者，在生态系统中起着不可或缺的作用。

随着能源与环境方面研究的深入，藻类已经越来越多的被利用到实验当中。

叶绿素荧光是藻细胞中的叶绿素吸收光能后受激发而释放出的能量，通过检测荧光的强弱，可初步判断藻类的光合作用强度及生理状况。

该项技术使藻类的生理生化研究变得更加简单、方便、精确。

重要参数如下：Ft瞬时荧光，与藻细胞浓度、叶绿素浓度有关。

在暗适应状态下测得的Ft值即为Fo最小荧光值，在给予饱和光照时，即为Fm最大荧光值；QY反映藻类的光合效率，对胁迫非常敏感；暗适应条件下测得的QY值为最大光合效率值即(Fm-Fo)/Fm，反映藻类的潜在光合效率，光照下测得的QY值为有效光量子产量即(Fm’-Ft)/Fm’，反映藻类的实际光合效率。

OJIP曲线快速荧光诱导曲线，可测定藻类在由暗适应转到光照下的瞬间荧光变化，其中FixArea与藻类叶绿素浓度呈正相关，可作为藻类浓度指标；PI为功能指数，对胁迫非常敏感。

有些胁迫不会影响PSⅡ，也不会导致QY降低，但可通过PI体现出来，PI可以反映三个方面：反应中心密度、用于电荷分离过程的光子吸收率、电子传递效率。

NPQ 非光化学荧光淬灭，多余辐射能的散失，反映的藻类的光保护能力。

1、AquaPen探头式藻类荧光仪AquaPen探头式藻类荧光仪用于水体微藻类的荧光测量，其高灵敏度和便携性可以对水体较低浓度的浮游植物进行快速测量。

检测极限可达0.5 µgChl/L,测量计算参数：Fo, Ft, Fm, Fm‘, QY, OJIP, NPQ等。

光化学光和饱和光的强度在0 - 3,000 µmol·m-2·s-1可调，光化光的持续时间可调，界面简单，易于操作，内存可达4Mb，4节AAA电池供电，数据可通过USB数据线传至计算机或掌上电脑。

检测器前带有暗适应罩子，适合野外测量。

2、AquaPen试管式藻类荧光仪由暗室和控制单元组成，暗室里可盛放4ml 藻液，可同时测量叶绿素荧光参数和光密度值（OD680和OD720），检测极限可达0.5 µg Chl/L,光源采用双色光源即红光(620 nm)和蓝光(455 nm)。

叶绿素荧光是光合作用研究的探针叶绿素是植物和一些紫外藻类、蓝藻中常见的色素，它们通过光合作用将阳光能量转化为化学能，并且在这个过程中会发出荧光。

叶绿素荧光是光合作用研究的重要探针，可以提供关于光合作用效率、光合色素的光能利用和非光化学猝灭等信息。

叶绿素荧光可以提供关于光合作用效率的信息。

当光合作用效率低下时，植物会产生更多的叶绿素荧光。

因此，通过测量叶绿素荧光的强度，可以了解植物的光合作用效率。

例如，在一些环境中，植物受到温度和湿度的影响，光合作用效率会下降，此时可以通过测量叶绿素荧光来监测植物的健康状况。

叶绿素荧光还可以提供关于光合色素的光能利用的信息。

在光合作用过程中，光能需要被各种光合色素吸收，并且通过光能利用效率的测量，可以了解各种光合色素的相对贡献。

这对于研究植物在不同光照条件下的光合作用机制非常重要。

除了上述信息，测量叶绿素荧光还可以提供关于非光化学猝灭的信息。

非光化学猝灭是指一些特殊的光保护机制，当植物受到过多光照时，能够通过一些机制将多余的能量转化为热量，并防止光合色素受到损害。

通过测量叶绿素荧光的时间常数和降解速率，可以了解植物中非光化学猝灭的强度和机制。

叶绿素荧光的测量通常通过叶绿素荧光imaging、叶绿素荧光光谱等方法进行。

其中，叶绿素荧光imaging可以提供空间分辨率高、实时监测的优势，而叶绿素荧光光谱则可以提供关于叶绿素荧光发射光谱的信息，进一步研究光合作用机制和光合色素的光能利用。

总而言之，叶绿素荧光作为光合作用研究的重要探针，可以提供关于光合作用效率、光合色素的光能利用和非光化学猝灭等方面的信息。

这些信息对于了解植物的光合作用机制、调控光合作用的光保护机制以及评估植物的健康状况和环境适应性非常重要。

随着技术的不断发展，叶绿素荧光的测量方法和应用也会得到进一步的完善和拓展。

叶绿素荧光技术及其在藻类研究中的应用自从上世纪六十年代Carl Lorenzen（1966）首次将海水泵入安装在考察船上的叶绿素荧光仪进行藻类研究以来，叶绿素荧光技术很快成为海洋湖泊藻类研究的重要技术手段。

特别是上世纪九十年代以来，Kolber等（1993,1998）、Trtilek等（1997）、Nedbal等（1999）、Dijkman等（1999）、Koblizek等（1999）等科学家采用P&P技术“pump-and-probe”、双调制技术（Dual-modulation）FRR技术（fast repetition rate）对海洋湖泊藻类进行了大量研究，奠定了叶绿素荧光技术在藻类研究监测中的重要地位。

下面就一系列国际先进的用于藻类研究监测的叶绿素荧光仪器技术做一简单介绍。

栅藻（Scenedesmus）FKM叶绿素荧光成像及不同栅藻的叶绿素荧光动态曲线1. FL3500叶绿素荧光仪1995年Trtilek等研制生产了世界上首款FL100双调制叶绿素荧光仪（Trtilek等，1997；Koblizek等，1997；Nedbal等，1999），时间分辨率可达1μs。

FL3500历经FL200等几次升级换代，是世界上时间分辨率最高、功能最为强大、配置灵活多样的叶绿素荧光技术仪器，由控制单元（主机）和功能多样化的测量单元组成，其主要功能特点为：1)通用455nm和625nm蓝光和橙红光双色光源，满足所有藻类叶绿素荧光激发测量；2)双色调制测量光、双色调制光化学光和双色持续光化学光；3)除通用蓝光和橙红光双激发光测量单元外，还可选配其它波长的测量单元，组成2个以上多激发光叶绿素荧光系统；4)既可进行PAM（脉冲调制）测量，还可进行STF单周转光闪、TTF双周转光闪、MTF多周转光闪及FRR程序测量，测量程序（protocols）包括单光闪荧光诱导、OJIP-test、QA－再氧化动力学、放氧复合体S状态转换等；5)可选配时间分辨率为4μs的标配测量单元或时间分辨率达1μs的快速测量单元，还可选配水下原位叶绿素荧光测量单元及叶夹式测量单元，从而组成功能强大多样化的叶绿素荧光测量系统，既可测量水体微藻叶绿素荧光，还可原位测量水下大型藻类及珊瑚礁藻类叶绿素荧光，及高等植物叶片叶绿素荧光动态；6)双通道主机系统（控制单元），可选配双检测器，同时测量藻类叶绿素及细菌叶绿素荧光动态；或选配溶解氧测量探头，同步测量溶解氧动态；7)可客户定制高灵敏度测量单元，检测极限达1ng Chl/L；8)可对温度进行0－70°C调控，精度达0.1°C。

水下叶绿素荧光仪含量1. 引言水下叶绿素荧光仪是一种用于测量水中叶绿素含量的仪器。

叶绿素是植物和藻类中的重要色素，它们通过光合作用将光能转化为化学能，是维持生态系统稳定的关键因素之一。

水下叶绿素荧光仪可以通过测量水中叶绿素的荧光信号来间接估计叶绿素的含量，从而了解生态系统中的生产力和环境状态。

本文将对水下叶绿素荧光仪的原理、应用、优缺点以及未来发展进行详细介绍。

2. 原理水下叶绿素荧光仪基于叶绿素分子的荧光特性工作。

在自然环境中，当植物或藻类吸收太阳辐射时，其中一部分能量会以荧光的形式重新辐射出来。

这种荧光信号可以通过水下叶绿素荧光仪捕捉和测量。

水下叶绿素荧光仪通常包括一个发射器和一个接收器。

发射器会通过一个特定波长的激光器激发水中的叶绿素分子，使其产生荧光信号。

接收器则会测量荧光信号的强度和特征，并将其转化为叶绿素含量。

3. 应用水下叶绿素荧光仪在生态学、海洋学和环境监测等领域有着广泛的应用。

3.1 生态学水下叶绿素荧光仪可以帮助生态学家了解植物和藻类在不同环境条件下的生长情况。

通过测量叶绿素含量，可以评估生态系统中的生产力，并研究环境因素对植物和藻类生长的影响。

3.2 海洋学水下叶绿素荧光仪在海洋学中被广泛应用于测量海洋中的叶绿素含量。

这有助于了解海洋生态系统的状态和变化，并评估海洋生物群落的健康状况。

3.3 环境监测水下叶绿素荧光仪也用于环境监测，特别是对水体质量进行评估。

通过测量水中叶绿素含量，可以判断水体中的营养盐和有机物质的浓度，从而提供对水环境质量的快速评估。

4. 优缺点4.1 优点•非侵入性：水下叶绿素荧光仪可以在不破坏样品的情况下进行测量，对生态系统没有影响。

•实时性：水下叶绿素荧光仪可以实时监测叶绿素含量的变化，提供及时的数据反馈。

•灵敏度高：水下叶绿素荧光仪可以检测极低浓度的叶绿素，具有很高的灵敏度。

4.2 缺点•受环境因素影响：环境因素如温度、光照强度等会对叶绿素荧光信号产生影响，需要进行校正。

叶绿素荧光研究背景知识介绍叶绿素是植物和藻类中的一种重要色素，它在光合作用中起到关键的作用。

叶绿素能够吸收光能，并将其转化为化学能，用于驱动光合作用中的化学反应。

然而，在过程中，叶绿素也会吸收一定量的能量，超出其能力范围的能量会导致光合作用反应中产生有害的化学物质，如活性氧化物。

为了避免这种情况的发生，叶绿素需要及时释放多余的能量。

叶绿素荧光就是叶绿素释放多余能量的一种现象。

当植物或藻类叶片被照射后，一部分叶绿素分子能够吸收光能，电子被激发到高能态。

然而，叶绿素并不总是能完全将激发的能量转化为化学能，有时它会以荧光的形式释放出来。

荧光是一种光的形式，具有较高的波长和较低的能量。

荧光光谱可以通过荧光测量仪来检测和记录。

叶绿素荧光的研究可以提供关于光合作用效率的重要信息。

通过分析叶绿素荧光的强度和动力学特性，可以得到有关光合作用速率、光能吸收效率和电子传递速率等的信息。

这些参数对于研究植物和藻类的生理状态、生态适应性以及光合作用机制等方面都非常重要。

叶绿素荧光的研究可以应用于很多领域。

例如，在农业中，通过测量叶绿素荧光可以评估作物的生长状况和健康状况，从而指导农业生产和管理。

在生态学中，叶绿素荧光可以用于研究植物的光能利用效率和抗逆性，以及不同环境因子对植物生长和发育的影响。

此外，叶绿素荧光还可以用于研究生物物理学和植物生理学等学科中的基本原理和机制。

在具体的研究中，叶绿素荧光通常通过测量荧光参数来进行分析。

常见的荧光参数包括荧光强度、荧光叶绿素含量、荧光反射率和荧光延迟等。

通过对这些荧光参数的测量和分析，可以获得有关光合作用效率和光合作用相关的信息。

总之，叶绿素荧光研究是一项重要的生物物理学和植物生理学研究内容。

通过测量和分析叶绿素荧光，可以获得有关光合作用效率和植物生态适应性的关键信息，进而促进农业生产和生态环境的保护与管理。

基于偏振技术的藻类水体散射光中叶绿素荧光分离方法研究庞卉芳;王林;姜玲玲;陈艳拢;王炳强;熊德琪【摘要】浮游藻类细胞内的叶绿素分子吸收光能后,会以释放能量的形式发射叶绿素荧光.水中颗粒物的弹性散射光是部分偏振光,而叶绿素荧光则是非偏振光,因此利用这一特性可以从总散射光谱中分离出荧光,从而达到反演叶绿素浓度的目的.但对于近岸等复杂水体,该方法能否适用并不清楚,基于此,实验通过测量分别分析了不同无机颗粒物浓度和叶绿素浓度对偏振分离方法的影响.结果表明,对含不同浓度无机颗粒物的藻类水体,分离出的荧光峰会随浓度增加有降低趋势,但是当颗粒物浓度达到300 mg·L-1时,反演结果仍然可靠.对含不同浓度叶绿素的藻类水体,叶绿素浓度越高,偏振方法分离荧光的效果越好,对低浓度正常水体,仍能识别.实验证明了利用偏振方法分离叶绿素荧光对复杂水体仍然有效,对进一步遥感探测近岸水体的叶绿素浓度具有重要意义.%Once chlorophyll molecules within the planktonic algae cells absorb light energy,they will release energy in the form of chloro phyll fluorescence emission.The elastic scattering light of particles in water is partially polarized,while chlorophyll fluorescence is unpolarized,so we can use the properties to separate the fluorescence signal from total scattering sp ectra for further retrieval the concentration of chlorophyll.But for coastal wa ters,the approach feasibility is still unclear.Based on this,we conducted the experiment in laboratory to analyze the influence of different concentrations o f inorganic particles (IOP) and chlorophyll on the fluorescence extraction using polarization discrimination technique.The results indicate that,for algae wat er with different concentrations of IOP,the fluorescence peak will decrease whi le the concentrationincrease,but the retrieval result is still reliable when t he concentration up to 300 mg·L-1.For algae water with different concent rations of chlorophyll,the concentration of chlorophyll more higher,the effici ency of extracted fluorescence using polarization method is better,for common w ater,this approach can still work.The study proves that the polarization metho d is also applicable for complex water;it is of great importance for further de tecting the concentration of chlorophyll in coastal waters using remote sensing.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】5页(P486-490)【关键词】偏振技术;叶绿素荧光;无机颗粒物;散射光谱【作者】庞卉芳;王林;姜玲玲;陈艳拢;王炳强;熊德琪【作者单位】大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连 116026;国家海洋环境监测中心海域监管中心,辽宁大连 116023;国家海洋环境监测中心海域监管中心,辽宁大连 116023;大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连 116026;国家海洋环境监测中心海域监管中心,辽宁大连 116023;沧州职业技术学院信息工程系,河北沧州 061001;大连海事大学环境科学与工程学院,辽宁大连 116026【正文语种】中文【中图分类】N34由于简单的蓝绿光比值法并不适用于光学特性非常复杂的近岸水体，近几年，利用红光波段的反射峰、谷等特征信息遥感探测近岸水体叶绿素浓度的研究成果不断涌现，模型精度也有了大幅提升[1-3]。