6800-18 Акватическая камера
6800-18 Акватическая камера используется для измерения установившейся (steady‑state) ассимиляции углерода и флуоресценции хлорофилла у водных образцов – суспензий водорослей, кораллов, макроалг и морских трав. Камера применяется в составе портативной системы LI‑6800 – предпочтительной системы для измерения фотосинтеза у наземных растений, и теперь расширяет возможности прибора для исследований водных объектов.
Цитата:
“Я был абсолютно поражён этими данными.”
— Dr. Phillip Davey
Применение и примеры
Публикация:
Недавняя статья в журнале Algal Research описывает прямые измерения углеродного усвоения и флуоресценции хлорофилла с использованием 6800‑18 Акватической камеры.Примеры применения, упомянутые экспертами:
- Измерение поглощения CO₂ мхом (пример в 40:14 видеоматериале).
- Измерение световой реакции кораллов (пример в 44:30).
- Измерение фотосинтетической активности морской водоросли Fucus sp. на побережье (пример в 48:45).
Dr. Tracy Lawson, Beta‑тестер камеры:
“Эта камера имеет множество возможностей, помимо работы с водорослями. Мы с волнением планируем изучать кораллы, мхи, лишайники и другие организмы, которые находятся в растворе или требуют постоянного увлажнения.”
Принцип работы
Открытая система с непрерывным потоком
- Концепция:
В отличие от типичных методов, основанных на измерении изменения концентрации кислорода с течением времени, LI‑6800 представляет собой открытую систему с непрерывным потоком, в которой концентрации CO₂ и O₂ остаются постоянными в течение измерения.
Дифференциальное измерение CO₂
Методика:
- Камера определяет скорость ассимиляции углерода на основе массового баланса воздушного потока до и после прохождения через жидкостной образец.
- Концентрации CO₂ и водяного пара измеряются парой высокоточных инфракрасных газоанализаторов (IRGA).
- Разница между входящим и исходящим воздухом отражает биологическую активность образца.
Массовый баланс:
Это позволяет рассчитать поток CO₂ между жидким образцом и воздушным пространством камеры, который, при нормализации к плотности клеток, массе или содержанию хлорофилла, выражается в µmol CO₂ (cell⁻¹·s⁻¹, mg⁻¹·s⁻¹ или µmol CO₂ µg⁻¹·s⁻¹).
Минимизация влияния водяного пара
- Метод:
- Разница в концентрациях водяного пара между входящим и исходящим потоками минимизируется с помощью патентованного решения.
- В расчёт ассимиляции включаются измеренные концентрации водяного пара для корректировки объемного разбавления.
Аэрация и стабильные условия
Аэрация:
- Схема аэрации обеспечивает быструю эквилибровку газовой фазы и CO₂ в растворе.
- Для ускорения гидратации CO₂ и его превращения в бикарбонат в среде добавляется карбоническая ангиокиназа (CA).
Стабильные условия:
- Концентрация CO₂ в воздушном пространстве поддерживается стабильно благодаря системе миксера/скруббера, что предотвращает накопление CO₂ или O₂ в образце.
- Освещение в камере регулируется по общему световому потоку, а также по доле синего, красного и дальнего красного света.
- Температура образца контролируется с помощью внешнего циркуляционного водяного бака (установки возможны от >0 °C до 50 °C).
Измерение флуоресценции хлорофилла
Совместное измерение:
6800‑18 позволяет одновременно измерять обмен CO₂ и флуоресценцию методом импульсной амплитудной модуляции (PAM).- CO₂ обмен дает информацию о фотосинтетическом взаимодействии водорослей с растворённым неорганическим углеродом.
- Флуоресценция хлорофилла – индикатор световых реакций фотосинтеза.
Преимущество комбинированного измерения:
Совместный анализ позволяет получить более полное представление о фотохимии водных организмов, чем если бы использовать только один из методов.
Примеры экспериментальных данных
Фотосинтетическая реакция на изменение интенсивности света
- Измерения на водорослях (Chlorella):
- При измерениях проводились два режима: при 21% кислорода (воздух) и при 0,5% кислорода (воздух из баллона с 0,5%-ным содержанием кислорода).
- CO₂ вход в камеру поддерживался на уровне 400 µmol mol⁻¹.
- Температура в камере стабилизировалась на 25 °C с использованием внешнего водяного бака.
- Измерения проводились в солёной среде (17 ppt).
График (Figure 3):
Показывает зависимость чистой ассимиляции углерода от интенсивности света. Твердые символы – режим 0,5% кислорода; открытые – режим 21% кислорода.
Флуоресцентные измерения и фотопроизводительность
- Фигуры 4 и 5:
- Фигура 4 демонстрирует зависимость квантовой эффективности фотосистемы II (ΦPSII) и доли закрытых реакционных центров (1‑qL) от интенсивности света.
- Фигура 5 иллюстрирует уровень нефотохимического квенчинга (NPQ), показывая, как активная регуляция NPQ изменяется при снижении концентрации кислорода.
Измерение фотосинтетической реакции на изменение концентрации CO₂
- Измерения на Monoraphidium:
- При неизменном содержании кислорода и освещении 700 µmol м⁻²·с⁻¹ проводилось изменение установок CO₂.
- Камерная температура поддерживалась на 25 °C.
- Буферный раствор (pH 7.0, TRIS) использовался для измерений в пресной воде.
Фигура 6:
Показывает нелинейную зависимость чистой ассимиляции углерода от концентрации CO₂ в образце.
Фигура 7:
Отображает зависимость квантовой эффективности фотосистемы II (ΦPSII) и доли закрытых реакционных центров (1‑qL) от равновесной концентрации CO₂ (pCO₂) в камере, а также степень нефотохимического квенчинга (NPQ).
Измерения с адаптером для крупногабаритных образцов
- Измерения Sargassum:
С использованием комплекта адаптера (9968‑338) камера может измерять фотосинтетический ответ образцов, которые должны оставаться в увлажнённом воздухе (например, кораллы).- Фигура 8 демонстрирует зависимость фотосинтетической ассимиляции, ΦPSII и NPQ от интенсивности света (Q) для Sargassum.
Заказ и комплектация
Варианты заказа акватической камеры
LI‑6800AQ Portable Photosynthesis System with Aquatic Chamber:
Полный комплект для преимущественно водных исследований, включающий:- Систему LI‑6800 (консоль, сенсорная голова, кабельный комплект)
- Флуориметр 6800‑01A
- 6800‑18 Акватическую камеру
- Дополнительные аксессуары: комплект запасных частей, источник питания, две батареи, силикагель, сода известь и баллоны CO₂.
6800FAQ Aquatic Chamber with Fluorometer:
Пакет для пользователей, которые уже имеют систему LI‑6800, но нуждаются в 6800‑01A флуориметре или хотят специализированный флуориметр для водных исследований.6800‑18 Aquatic Chamber (stand‑alone):
Камера для измерения фотосинтеза и дыхания в водных растворах, требующая наличия системы LI‑6800 и флуориметра 6800‑01A. Включает комплект запасных частей.9968‑338 Aquatic Chamber Adapter:
Адаптер для расширения возможностей акватической камеры, предназначенный для образцов, таких как морские травы, макроалги, кораллы и мхи.
Технические характеристики (6800‑18 Aquatic Chamber)
- Максимальная площадь листа (для сравнения с наземными измерениями): 36 см²
- Внешние размеры:
- Ширина: 11,5 см (от края до края)
- Длина: 16,8 см (от передней до задней части)
- Высота: 5,9 см (от нижней до верхней части камеры)
- Вес: 0,35 кг
Рабочий кювет (Sample Cuvette)
- Материалы (смываемые): 316 нержавеющая сталь, плавное стекло, Viton, PTFE, силикон, ацетал
- Рабочий объём: 0 – 20 мЛ (рекомендуемый объём – 15 мЛ)
Газоанализатор CO₂
- Принцип работы: Недисперсионная инфракрасная (NDIR) методика
- Диапазон измерений: 0 – 3100 µmol mol⁻¹
- Точность:
- При 4-секундном усреднении при 400 µmol mol⁻¹: < 0.1 µmol mol⁻¹
- При концентрациях >200 µmol mol⁻¹: 1% от показания
- При концентрациях <200 µmol mol⁻¹: ±2 µmol mol⁻¹
Контроль CO₂
- Диапазон: 0 – 2000 µmol mol⁻¹
- Поддержка пользовательских газовых смесей через внешние фитинги
Флуориметр (6800‑01A)
- Выход активного света (Red/Blue): 0 – 3000 µmol м⁻²·с⁻¹
- Выход дальнего красного света: 0 – 20 µmol м⁻²·с⁻¹
- Интенсивность насыщения: 0 – 16 000 µmol м⁻²·с⁻¹
- Пиковые длины волн:
- Красный: 625 нм
- Синий: 475 нм
- Дальний красный: 735 нм
Температура
- Рабочая температура: 0 – 50 °C (без солнечной нагрузки, не замерзает)
- Температура хранения: –20 – 60 °C (при чистой и сухой камере)
- Контроль температуры: Использование внешнего водяного бака (соединения #10-32)
Операционная среда жидкости
- Температура: От не замерзающей до 50 °C
- Солёность: 0 – 35%
Дополнительные порты
- pH: Порт для 12 мм диаметрового pH-зонда с герметичной O‑ring прокладкой и интегрированным усилителем (зонд на основе стеклянного электрода, BNC‑разъём)
- Септы: Используются силиконово‑PTFE септы
Примечание: Все технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления.
Дополнительные аксессуары и варианты заказа
Варианты комплектации LI‑6800 Portable Photosynthesis System
- LI‑6800AQ: Система с акватической камерой для водных исследований (включает консоль, сенсорную голову, кабельный комплект, 6800‑01A флуориметр, 6800‑18 акватическую камеру, комплект запасных частей, источник питания, 2 батареи, силикагель, сода известь и баллоны CO₂).
- 6800FAQ: Пакет, включающий 6800‑01A флуориметр и 6800‑18 акватическую камеру для пользователей, уже имеющих LI‑6800.
- 6800‑18: Акватическая камера как отдельное устройство (требуется наличие LI‑6800 системы и флуориметра 6800‑01A).
- 9968‑338: Адаптер для акватической камеры для работы с образцами, такими как морские травы, макроалги, кораллы и мхи.
Аксессуары
- Расходные материалы:
- 8-граммовые баллоны CO₂
- Индикационные и неиндикационные сушки Drierite
- Сода известь
- Фильтры для входного воздуха
- Силикагель Sorbead® Orange CHAMELEON®
- Дополнительные аксессуары:
- Литий‑ионные батареи
- Зарядное устройство для батарей
- Адаптер переменного тока
- Ремень для переноски
- Штатив, панорамная головка, монопод
- Кабельная сборка для подключения сенсорной головы
- Запасная химическая колонка
- Набор для субвыборки газов
- Адаптер для подключения внешнего баллона CO₂
- Zero kit (набор для химического обнуления CO₂ или H₂O ИРИА)
- Наборы апертур для Clear‑top камеры и флуориметра (размеры: 1×3 см, 2×3 см, 3×3 см для Clear‑top; 2 см² и 6 см² для флуориметра)
- Кабель‑адаптер для подключения термопары
- Конусовидный комплект для расширения объема камеры для иголок
Информация для заказа
- Номера деталей:
- Для акватической камеры и аксессуаров, см. онлайн‑каталог производителя (например, номера деталей для пакетов LI‑6800AQ, 6800FAQ, 6800‑18, 9968‑338 и т.д.).
- Параметры заказа:
- Выберите систему, которая соответствует вашим требованиям (полная система, система с акватической камерой, только камера и т.п.), и дополните её нужными аксессуарами.
Заключение
Система LI‑6800 Portable Photosynthesis System с акватической камерой 6800‑18 представляет собой высокоточное, расширяемое и универсальное решение для исследований фотосинтеза как в наземных, так и в водных условиях. Благодаря автоматизированному контролю основных переменных (CO₂, H₂O, температура, свет) и возможности одновременного измерения газообмена и флуоресценции хлорофилла, система позволяет получать данные, пригодные для публикаций, и открывает новые возможности в области фотобиологии.