双通道PAM-100测量系统 Dual-PAM-100

Dual-PAM-100: 一套空前强大的测量系统
Schreiber教授因发明PAM系列调制叶绿素荧光仪而获得首届国际光合作用协会（ISPR）创新奖

1985年开始商品化的全世界第一台调制荧光仪PAM-100被几代科学家所广泛采用。Dual-PAM-100相当于两台PAM-100的功能。一方面，它继承了PAM-100的所有优点，可以进行复杂的叶绿素荧光分析（PS II活性）；另一方面，它还可以通过测量P700的吸收变化来检测PS I的活性。特别需要强调的是，Dual-PAM-100可以在完全同步的情况下测量叶绿素荧光和P700吸收变化。此外，通过特殊的激发-检测单元还可以测量叶绿体或微藻的许多重要光合参数，如跨膜质子梯度delta pH（通过9-AA荧光或吖啶黄荧光）、类囊体膜的电势（通过类胡萝卜素的差示吸收，“P515”）和NADP的氧还状态（通过NADPH荧光）等。如果需要极高的灵敏度可以通过连接光电倍增管检测器实现。
主要功能 * 单独或同步测量微藻、大藻、水生植物等的叶绿素荧光（光系统II活性）和P700（光系统I活性）
 * 两个光系统的诱导动力学曲线（包括快相和慢相）
 * 两个光系统的快速光曲线和光响应曲线
 * 淬灭分析、暗驰豫分析
 * 典型的P700曲线测量
 * 通过叶绿素荧光和P700的同步测量获知两个光系统的电子传递动力学、电子载体库的大小、围绕PSI 的环式电子传递动力学等
应用领域
全球zei先进的测量光合作用的技术，已被成功应用于高等植物和蓝藻的P700和叶绿素荧光测量中，用于光合作用机理、胁迫生理学、生理生态学等领域。在其它微藻和大型海藻中的应用还处于起步阶段，恰恰也是比较容易出成果的领域。

测量参数PS II参数： Fo, Fm, F, Fm’, Fv/Fm, Y(II)=△F/Fm’, Fo’, qP, qL, qN, NPQ, Y(NPQ), Y(NO)和ETR(II)等
PS I参数： P700, Pm, Pm’, P700red, Y(I), Y(ND), Y(NA)和ETR(I)等

与PAM-100相比，Dual-PAM-100的主要特点：1）Dual-PAM-100完全由电脑控制，通过专业的Windows操作软件DualPAM进行。 2）软件DualPAM除了基本的系统操作外，还提供许多特定的测量程序。 3）所有必需的光源（激发叶绿素荧光的红光和蓝光、测量P700的近红外光、红色和蓝色的光化光、单脉冲与多脉冲饱和闪光、远红光）均整合在基础系统中，不再需要复杂的电缆连接。 4）采用了专为Dual-PAM-100设计的许多新光-电配件，使得激发-检测单元和整合式光源非常便携、非常便于安装和拆卸。 5）所有的光源都可通过软件在2.5 μs的时间分辨率下控制。 6）测量光的频率范围非常大（1 Hz～400 KHz），因此同一个测量光源既可以用于测量Fo，也可以用于诱发快速动力学（如荧光快速上升相或闪光弛豫动力学）。 7）用户可将针对特殊实验/样品的仪器设置存储起来，此后可在完全相同的设置下重复实验。 8）叶绿素荧光和P700的信号变化完全同步，并且是用同一个检测器检测，且不会互相干扰。 9）测量蓝藻时注意：用红光激发PS II的荧光，用蓝光或远红光激发PS I。

Dual-PAM-100的这些特点开启了基础光合作用研究和应用光合作用研究的新途径。过去，同步测量PS I和PS II的量子产量需要很强的专业背景和熟练的操作技巧，只有光合作用领域的少数专家会这项技术。现在，即使是初学者，也可迅速掌握同步测量PS I和PS II活性的技术，不再需要复杂的操作技巧。

主要技术参数
P700双波长测量光：LED，830 nm和870 nm
PSII荧光测量光：LED，460 nm（DUAL-DB）或620 nm（DUAL-DR）
红色光化光：LED阵列，635 nm；zei大连续光强2000 μmol m-2 s-1
蓝色光化光：LED，460 nm；zei大连续光强700 μmol m-2 s-1
单周转饱和闪光（ST）：200000 μmol m-2 s-1，5～50 μs可调
多周转饱和闪光（MT）：20000 μmol m-2 s-1，1～1000 ms可调

Kramer的新荧光参数资料，这是一篇2004年发表在Photosynthesis Research 上的文章，见如下描述:

Kramer提出的新参数：
qL，用于代替qP
Y（II）＝Y＝（Fm’-F）/Fm’
Y（NPQ) 表征PS II处过量光能耗散为热，与光保护有关
Y（NO） 表征PS II处过量光能引起的光损伤
Y(II)+Y(NPQ)+Y(NO)=1

Schreiber教授和其学生Klughammer博士新设计的Dual-PAM-100中，借鉴测量叶绿素荧光的方法，新增了几个参数：
Y（I） PS I的量子产量或PS I的光合效率
Y（ND) 表征PS I处过量光能耗散为热，与光保护有关
Y（NA） 表征PS I处过量光能引起的光损伤
Y(I)+Y(ND)+Y(NA)=1

色素分子处于氧化态和还原态时，或增加/减少亚基后，其吸收峰会有变化。基于此原理，P700吸收变化、P515吸收变化（类胡萝卜素能态）、P505吸收变化（叶黄素循环）等均可通过Dual-PAM-100测量。主机共用，只是更换激发-检测单元即可。此外，Dual-PAM-100还可用于测量NADPH荧光、9AA荧光（跨膜质子梯度）等。

部分利用DUAL-PAM-100研究藻类的P700文献
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