Описание:

• Компактный (170 x 85 x 40mm), легкий (565 г)
• Большая емкость для хранения данных исследований (до 1000 файлов)
• Высокое временное разрешение детектирования для распознавания быстрой кинетики индукции флуоресценции хлорофилла
• Светодиодный массив с фокусированным светом высокой интенсивности для насыщения и точного определения значения Fm
• Загрузка пользовательских программ для автоматического выполнения
• Сменные кабели блока детектора с длиной до 20 метров
• Многофункциональное ПО под ОС Windows для передачи и анализа данных 

Хлорофилл-флуориметр Handy PEA состоит из легкого компактного блока управления, базирующегося на сложных электронных схемах, обеспечивающую высокое временное разрешение при выполнении измерения быстрой кинетики индукции флуоресценции хлорофилла.

Сигнал флуоресценции хлорофилла принимается головкой датчика и во время записи оцифровывается блоком управления Handy PEA со встроенным аналого-цифровым преобразователем. Сигнал флуоресценции хлорофилла оцифровывается с разной частотой дискретизации в зависимости от фазы кинетики индукции. Изначально, на протяжении первых 300 мкс, интервал сбора данных составляет 10 мкс.

Прибор прост в настройке и эксплуатации. Хлорофилл-флуориметр Handy PEA может хранить до 5 пользовательских протоколов для применения в различных областях. Протоколы составляются с применением поставляемого пакета программного обеспечения PEA Plus под Windows®. Это позволяет проводить одиночные или множественные анализы измерений с дополнительными периодами предварительного освещения, которые могут быть определены и загружены в память Handy PEA через последовательный интерфейс RS232. Использование протоколов гарантирует максимальную воспроизводимость результатов во время полевых измерений при крупномасштабных исследованиях в среде, отличной от лабораторной. Данные вводятся при помощи водонепроницаемой, чувствительной клавиатуры, жидкокристаллический отображает меню настроек и данные. В памяти хлорофилл флуориметра Handy PEA могут быть сохранены до 1 000 записей в диапазоне от 0.1 до 300 с. Сохраненные данные могут быть просмотрены на экране в числовом формате с рассчитанными параметрами либо переданы в программное обеспечение PEA Plus, где могут быть построены графики или импортированы во внешние программные пакеты для дальнейшего статистического анализа.

Блок датчика состоит из массива из трёх ультра ярких оптически фильтруемых красных светодиодов, с пиковой длиной волны 650 нм, которая легко поглощается хлоропластами листа, максимальная интенсивность до 3 500 мкмоль м-2 с-1 на поверхности образца. Светодиоды фокусируются на поверхности листьев с помощью системы линз для обеспечения равномерного освещения по всей площади листа, установленного в зажиме (диаметр 4 мм). Светодиоды имеют преимущество в надежности, излучают мало тепла и очень быстро выходят на полную интенсивность света после включения (обычно микросекунды). Эти преимущества устраняют ошибки определения Fo и ограничения по скорости и надежности, связанные с затвором, который является необходимым устройством в системах, использующих лампы накаливания, а не светодиоды.

Оптическая схема обратной связи отслеживает и корректирует изменения в выходной интенсивности света, вызванной внутренней генерацией тепла светодиодом и его нагревом. Схема также компенсирует изменения интенсивности, вызванные изменением окружающей температуры. Источник света калибруется перед тем, как поставляется потребителю. Однако он может быть откалиброван и самим пользователем через указанные временные интервалы с применением SQS Serial Quantum Sensor.

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.

Детектор подключается к блоку управления Handy PEA через стандартный кабель длиной 1 м, однако, по запросу может быть поставлен до 10 м.

 

Leafclips
Зажим для листьев 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 возможна 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 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 глубокого анализа данных, записанных хлорофилл-флуориметром. Программное обеспечение включает несколько различных методов представления данных для эффективной демонстрации тонких различий в следах флуоресценции образцов которые могут указывать на стресс-факторы, влияющие на эффективность фотосинтеза растений.

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

 

 

Общие измеряемые параметры хлорофилл-флуориметров

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, применяя математические алгоритмы, можно вычислить уровень Fo с высокой степенью точности. 
 

 

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