IFL便携式光合-荧光复合测量系统

1  引言
多数研究者均采用文献中的吸收值来计算J(电子传递速率，通常称之为 ETR)，该值在叶肉导度(g_m )、羧化部位 CO₂浓度(C_C )、以及其他参数的计算中十分重要。若使用上面的方法（文献中的平均值），测量误差可能达到16.7%。而且对于许多植物胁迫来讲，同时测量叶绿素荧光参数和气体交换参数是必须的。
现在研究者通常都会选择光合荧光连用的设备，直接测量计算叶肉导度(g_m )、羧化部位CO₂浓度(C_C )、以及其他参数。更重要的是，联合使用对C3植物的冻害胁迫，高温胁迫以及干旱胁迫检测十分有帮助。基于此，我们推出了iFL光合荧光复合测量系统，提供更简单的测量方案，更可靠的测量结果。
 

2.1 目标
系统的设计基于如下目的：
首个提供白光光源，允许叶绿体迁移测量，可导致多大30%的光化学淬灭；
首个提供叶片吸收测量，提供更可靠的J的测量，叶片吸收在健康叶片中的范围为0.7~0.9，并随光强不同而变化；

首个提供每次自动“匹配测量”，并具备每次IRGA自动调零；
首个提供低于和高于外界环境湿度的控制，湿度和流速可控制在固定值；
首个提供无人值守自动操作功能，按下按键后等待测量完成后返回；
首个提供自动后处理功能，可对Laisk protocol、Kok protocol、the Yin protocol及Flexas chamber leakage protocol进行自动后处理。
首个提供g_m、Cc、Rd、Γ^*、Vc_MAX和J_MAX直接读出功能；
根据Loriaux 2013对Y(II)和J的F_M纠正（多次饱和光闪）；
8-16 小时的电池使用时间；
红外传感器对整个叶片区域进行叶温测量，对叶室温度进行更可靠的测量；

2.2 系统组成及技术指标
2.2.1 系统由如下部分组成：
系统成功将叶绿素荧光仪及光合仪集成在一起，实现一个仪器，两种功能，并且充分考虑了野外实验的便携性及操作性。同时提供多种附件和额外功能，实现可靠、精确的测量。
 

2.2.2 技术指标：
 

ΦPSII或Y(II)：光系统II的光量子产额
J：电子传递速率
PAR：光合有效辐射
α：使用RGB传感器在叶上和叶下测量的PAR光谱的叶片吸收，并对透射光进行校正。
叶室温度：-5℃ ~ +50℃，精度±0.2℃
叶片温度：覆盖70%叶片区域，-5℃ ~ +50℃，精度±0.2℃
g_m：叶肉导度
Cc：羧化部位CO₂浓度
Γ*：无日呼吸的CO₂补偿点
Rd：光下呼吸
Γ*、Rd及其他参数或常数可手动输入
F_V、F_M、F_V/F_M：可变荧光、最大荧光值、PSII的最大光化学效率
F_O、F_V/F_O：最小荧光值，最大荧光值，其比值对某些胁迫敏感
F_M’: 光化光下最大荧光值
Fs或F：稳定光照条件下的荧光值
RLC：快速光曲线
rETR_MAX:最大电子传递速率
α：低PAR下ETR对PAR的斜率
Ik = rETR_MAX/α
Hendrickson Quenching with NPQ
Y(NPQ), Y(NO), Y(II), NPQ, Fv/Fm
Kramer Quenching
q , Y(NPQ), Y(NO), Y(II), Fv/Fm
Puddle model parameters
NPQ, q , q , Y(II), Fv/Fm
光曲线、A/Q光响应曲线、A/Ci曲线、A/Cc曲线
饱和脉冲：具有690nm短波通滤光片的白色LED光源，7500μmol
调制光：具有690nm短波通滤光片的660nmLED
光化光：白色LED，2000μmol
远红光：高于740nm
PAR：0~3000μmol
检测器&滤波器：PIN 光电二极管
 
取样速率：根据测量协议10 ~10,000自动切换
测量持续时间：20s ~ 4000h可调
存储：2GB闪存
数据输出：USB，SD/MMC 2GB存储卡
视频输出：HDMI
用户界面：彩色触摸屏
电池寿命：8~16 h
CO₂: 0~3000μmols, 分辨率1μmol
H₂O：0-75.5 mmols，分辨率1mmol
流速：100~500ml/min
环境控制CO₂浓度：2000μmols
环境控制H₂O浓度:高于或低于外界条件
环境控制温度：高于或低于外界14℃
环境控制PAR：~2000μmols
操作温度：5℃~45℃
尺寸：主机230mm x 120mm x 220mm，
叶室300mm x 100mm x 80mm
重量：4.48kg
 

3   数据处理
iFL光合荧光复合测量系统的数据可直接导出为CSV格式，可直接进行数据分析和作图等操作，也可导入其他数据分析软件。此外，iFL本身具有强大的数据处理功能，其内置软件可使用多种协议对数据进行后期处理。
当测量g_m、Cc、Rd、及Γ*时，叶室内气体的泄漏以及暗呼吸的扩散的测量十分重要，Flexas chamber leakage protocol 使研究者能够测量叶室气体的泄漏，对于已测量物种，测量结果可直接应用于其他测量和协议。
Rd和Γ*的测定用于计算g_m、Cc，虽然有很多测量方法，Laisk protocol是使用最广泛的，上图中是一个自动测量的Laisk protocol，其参数可调。红色曲线和它接近的白色水平线反应了多个A/Ci曲线接近的重合点。一个算法计算最近的重合点并且以白色圆圈显示。它同样具备von Caemmerer校正功能。

Kok protocol协议用于Rd测定。它最初用于C4植物，但也可以用于C3植物。Laisk protocol 被认为对C3植物更具有权威性。该协议使用最小二乘法线性回归分析算法 进行作图并在屏幕显示。

Yin Protocol是最近出现并用于叶绿素荧光及气体交换联合测量中对Rd进行测定。它具有在高光强和高CO₂浓度下使用的优势，在上述环境中，该协议测量误差更小。
产地：美国、英国
 

注：该仪器未取得中华人民共和国医疗器械注册证，不可用于临床诊断或治疗等相关用途