Fluorômetro de clorofila com modulação de amplitude pulsada (PAM) para ensino e pesquisa
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Funcionalidade versátil
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Dados de fluorescência rápida e lenta para cada evento de flash saturante
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Exibição abrangente de parâmetros
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Desenvolvido para alto desempenho
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Captura de dados simplificada
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Software intuitivo, mas poderoso
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Visualização e análise de dados
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Medindo a luz e as cores de LEDs actínicos/saturantes
O FMS-300 é um fluorômetro de clorofila de última geração, modulado por amplitude pulsada (PAM), que combina a usabilidade de um sistema de ensino com o poder e a funcionalidade para fornecer dados de alto nível para pesquisa. As principais características do FMS-300 são as seguintes:
Funcionalidade versátil:
Adequada tanto para aplicações de ensino quanto de pesquisa. O FMS-300 pode demonstrar conceitos complexos, conduzir experimentos, coletar dados, analisar resultados e facilitar aprendizado colaborativo ou projetos de pesquisa.
Dados de fluorescência rápida e lenta:
Apresenta dados de fluorescência rápida e lenta com ênfase igual. Cinética de fluorescência rápida é capturada durante cada pulso de saturação para estados amostrais adaptados tanto à escuridão quanto à luz, apresentando oportunidades para pesquisas inovadoras.
Exibição abrangente de parâmetros:
Conjuntos de parâmetros relevantes para a rotina selecionada são calculados para cada pulso de saturação. Para amostras adaptadas ao escuro, parâmetros OJIP além de parâmetros como Fv/Fm são calculados. Parâmetros adaptados à luz, incluindo ETR, ΦPSII, modelos de lago e poça para têmpera não fotoquímica, e tanto um Fo’ quanto um Fo’ calculados medidos sob luz vermelha distante, são calculados quando apropriado.
Desenvolvido para alto desempenho:
Uma largura de pulso medida de 400 ns a partir de um LED dedicado permite implementar intensidades maiores, gerando um sinal forte e de baixo ruído. A medição da intensidade do pulso pode ser definida entre *0,001 – 0,1 μmol m-2 s-1. Intensidades de pulso actínico e saturante de até 3.000 e **20.000 μmol m-2 s-1, respectivamente, podem ser entregues na superfície da amostra.
Captura de dados simplificada:
O software FluoroControl oferece 6 rotinas experimentais pré-definidas, que podem ser configuradas adicionalmente, se necessário. Isso permite aprendizado rápido e aquisição de dados eficiente e sem complicações.
Software intuitivo com conjunto de controles simplificado:
desenvolvido do zero com a simplicidade em mente. Uma interface amigável com curva de aprendizado mínima permite a navegação fácil pelas diferentes funções e opções.
Visualização e análise de dados:
Medir o desempenho dos LEDs significa que 100% dos dados brutos são apresentados sem necessidade de umedor ou média. Ferramentas robustas de visualização, análise e exportação de dados permitem que os usuários interpretem e apresentem os resultados de forma eficaz. Valioso tanto para o ensino de conceitos complexos quanto para a realização de análises aprofundadas em aplicações de pesquisa.
Medição de luz e cores de LEDs actínicos/saturantes:
4 variantes com diferentes combinações de cores de LED. Fornecido com LEDs de medição/actínica e saturação de LEDs azul/azul (455 nm), vermelho/vermelho/vermelho (624 nm), azul/branco ou vermelho/branco. Todas as variantes contêm um LED vermelho distante (730 nm) para determinação de Fo’ durante a rotina de análise de têmpera.
O FMS-300 é um fluorômetro de clorofila de última geração, modulado por amplitude pulsada (PAM), que combina a usabilidade de um sistema de ensino com o poder e a funcionalidade para fornecer dados de alto nível para pesquisa. Uma ampla variedade de componentes acessórios permite que experimentos sejam realizados em muitos tipos diferentes de amostras.
Novos na técnica conseguem rapidamente adquirir e analisar dados, tornando o FMS-300 um sistema ideal para o ensino da fluorescência da clorofila. No entanto, também é um instrumento de pesquisa altamente capaz, oferecendo flexibilidade, funcionalidade e aquisição de dados de qualidade excepcional. Recursos e capacidades extensas permitem que o sistema seja usado para demonstrar conceitos complexos, conduzir experimentos, coletar dados, analisar resultados e facilitar aprendizado colaborativo ou projetos de pesquisa.
Principalmente um sistema baseado em laboratório, o FMS-300 pode se estender a aplicações em estufa e campo quando acoplado a uma fonte de energia portátil apropriada.
A invejável qualidade do sinal é alcançada por meio de pulsos de medição ultracurtos com frequência padrão de 10 Hz (até 100 kHz durante captura rápida de fluorescência). Com apenas 400 ns por pulso, o FMS-300 pode emitir pulsos de medição de alta intensidade com intensidades médias definidas pelo usuário até 0,1 μmol m-2 s-1. Essa combinação de largura de pulso de alta intensidade e ultra-curta produz um sinal de fluorescência forte, sem necessidade de amortecimento de sinal ou média de dados. O usuário recebe dados brutos 100% do instrumento.
FluoroControl Software
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O FMS-300 é fornecido com um pacote de software sofisticado, porém amigável. O FluoroControl controla todos os aspectos da operação do instrumento e foi desenvolvido com simplicidade de uso em seu núcleo. Uma interface intuitiva baseada em tabulação garante uma curva de aprendizado rasa, permitindo que os usuários comecem as medições rapidamente.
A configuração do hardware do FMS-300 é feita a partir de uma única tela de configurações. 6 rotinas de medição configuráveis, que cobrem todos os protocolos convencionais de fluorescência, são usadas para adquirir dados.
Um conjunto abrangente de parâmetros medidos e calculados é apresentado com dados de fluorescência rápida (OJIP) capturados para cada evento de pulso de saturação, tanto em estados adaptados à luz quanto à escuridão. Os dados medidos podem ser facilmente exportados para formato CSV para análise adicional em softwares externos.
O FMS-300 é operado por meio do uso de 6 rotinas experimentais típicas pré-definidas, configuráveis se necessário. Isso permite aprendizado rápido e aquisição de dados eficiente e sem complicações.
O protocolo de cada rotina consiste em saturar eventos de pulso com períodos de medição no escuro ou sob condições de luz actínica ou ambiente. Isso permite medições de rendimento de fluorescência sob uma ampla gama de condições ambientais. O FMS-300 captura cinética de fluorescência rápida de altíssima resolução durante cada evento de pulso de saturação tanto para estados amostrais adaptados à luz quanto à escuridão.
O recurso “Clone” no software FMS-300 oferece um método rápido e eficiente de replicar um experimento. Um único clique no botão “Clonar” copia todas as configurações para uma nova instância do experimento, permitindo que você faça facilmente uma nova repetição da medição sem configurações adicionais. Se você enviar um arquivo de dados salvos para um colega do FMS-300, ele pode abrir o arquivo no PC e “clonar” o experimento para execução no próprio laboratório! Se necessário, configurações dentro de experimentos clonados podem ser ajustadas. Isso permite um ajuste fino eficaz das configurações do protocolo, o que é particularmente útil ao otimizar seus experimentos.
Rotinas disponíveis
Rotina 1: QY
Máximo Esta rotina fornece uma medição do parâmetro Fv/Fm; o rendimento quântico máximo da fotoquímica PSII e um conjunto completo de parâmetros de análise OJIP (JIP-Test, Strasser et al., 2004), realizados em uma amostra adaptada ao escuro.
Parâmetros registrados: Fv/Fm, Fo, Fm, Fv, TFm, Area, F20μs, FL, FK, FJ, FI, Fv/Fo, Fo/Fm, VJ, VI, RC/ABS, dVg/dto, N, Sm, Sm/TFm, Mo, φPo, φEo, φRo, ψEo, δRo, PIabs, PItotal, DFabs, DFtotal, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, REo/RC, DIo/RC, ABS/CSo, TRo/CSo, ETo/CSo, REo/CSo, DIo/CSo, ABS/CSm, TRo/CSm, ETo/CSm, REo/CSm, DIo/CSm, kN, kP.
Rotina 2: QY
Efetivo Fornece uma medição do parâmetro ΦPSII (ou Y[II]) a partir de uma amostra adaptada à luz em atividade fotossintética em regime estacionário. ΦPSII é uma estimativa do rendimento quântico efetivo da fotoquímica PSII.
Parâmetros registrados: ΦPSII, Fv’/Fm’, F, Fm’, Fq’, TFm’, Fo’ (medido), Fo’ (calculado), Fv’, F20μs’, FL’, FK’, FJ’, FI’, VJ’, VI’.
Rotina 3: Têmpera
Realiza uma análise completa de têmpera de acordo com o protocolo definido em Baker (2008), com estimativa de têmpera não fotoquímica. Parâmetros para os modelos de Poça e Lago (Kramer 2004, Hendrickson 2004) são apresentados junto com outros dados relacionados a estados amostrais adaptados à luz e à escuridão.
Parâmetros registrados: Todos os parâmetros relevantes para medições adaptadas à luz e à escuridão mais:
Modelo de Poça: Modelo NPQ, qN, qP
Lago (Kramer): ΦPSII, Y(NPQ), Y(NO), qL Modelo
do Lago (Hendrickson): ΦPSII, Y(NPQ), NPQ, Y(NÃO).
Rotina 4: Curva
de Resposta à Luz Analisa o parâmetro da taxa de transporte de elétrons (ETR) para uma série de curtos períodos de iluminação actínica com intensidade crescente. O software plota ETR versus PPFD e calcula parâmetros incluindo ETR máximo (ETRmax) e irradiância mínima de saturação (Ek). As durações dos passos actínicos podem ser alongadas para permitir a obtenção da fotossíntese em estado estacionário para cada nível de luz.
Parâmetros registrados: Todos os parâmetros relevantes para medições adaptadas à luz mais:
ETR, JNPQ, PAR, α, β, ETRmax, Ek.
Rotina 5: QY Multi-Máximo
Permite realizar medições sucessivas de medições adaptadas ao escuro Fv/Fm / JIP-Test. Permite a comparação de várias amostras diferentes, replicação ou triagem, por exemplo, de múltiplos fenótipos.
Parâmetros registrados: Como parâmetros da rotina 1.
Rotina 6: QY
Multi-Eficaz Permite que medições sucessivas de ΦPSII adaptadas à luz sejam feitas para comparação, replicação ou aplicações de triagem.
Parâmetros registrados: Como rotina 2 parâmetros.
Uma cópia gratuita do software FluoroControl e um conjunto de arquivos de dados de exemplo estão disponíveis mediante solicitação, sem necessidade de compra. Por favor, clique na aba Consulta sobre Produto e preencha o formulário curto para solicitar um link para baixar o software.
Cinética de fluorescência rápida para todos os eventos de pulso saturante
O software FluoroControl apresenta dados de fluorescência rápidos e lentos com ênfase igual. Cinética de fluorescência rápida é medida e plotada para cada evento de pulso de saturação tanto para estados amostrais adaptados à escuridão quanto à luz. Essa habilidade, normalmente não encontrada em fluorômetros comerciais, apresenta oportunidades para pesquisas inovadoras. Por exemplo, estudar as mudanças na cinética de fluorescência rápida durante uma rotina de têmpera pode mostrar atividade redox PSII à medida que os componentes PSI e NPQ começam a atuar. Esses processos ocorrem quando uma amostra adaptada à escuridão se torna totalmente adaptada à luz sob iluminação actínica constante. Mais tarde no protocolo de têmpera, os mesmos estados redox podem ser estudados ao contrário, à medida que a amostra totalmente adaptada à luz se torna re-adaptada à escuridão à medida que os componentes NPQ começam a relaxar no escuro.
A frequência de amostragem durante cinética lenta é de 10 Hz (1 amostra a cada 100 ms), que aumenta para 100 kHz (1 amostra a cada 10 μs) durante a captura de fluorescência rápida. Essa taxa de amostragem rápida é essencial para capturar com precisão as fases iniciais do Efeito Kautsky (OJIP), que fornece informações sobre o estado redox dos aceitadores primários de elétrons do PSII.
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Clipes de folha adaptados ao escuro
Esses devem ser usados quando a adaptação à escuridão da amostra (ou medição na ausência de luz) for necessária antes ou durante o experimento. Os clipes de folhas podem ser fixados às amostras independentemente antes das medições para facilitar o tempo adequado de adaptação à escuridão da amostra a ser medida, sem prejudicar o rendimento.
Clips de folhas adaptados ao escuro podem ser usados para uma grande variedade de amostras diferentes.
Clipes de folha de adaptação escura são construídos em nylon impresso em 3D. Para adaptar a amostra à escuridão, uma placa de obturador de aço inoxidável na parte superior do clipe é deslizada para frente, cobrindo a amostra e impedindo efetivamente que a luz ambiente alcance a folha. Durante as medições, a extremidade de amostragem do cabo de fibra óptica é inserida no receptor de fibra na seção superior do clipe e presa firmemente usando o parafuso de polegar. Antes de realizar as medições, o obturador é retraído para a posição aberta, expondo a amostra adaptada ao escuro à fonte de luz de fibra óptica.
A amostra repousa sobre uma almofada de espuma enquanto está no clipe para minimizar danos à estrutura da amostra.
Durante a adaptação à escuridão, todos os centros de reação estão totalmente oxidados e disponíveis para fotoquímica, e qualquer rendimento de fluorescência da clorofila é extinto. Esse processo leva um tempo variável e depende da espécie da planta, do histórico de luz anterior à transição escura e se a planta está sob estresse ou não. Normalmente, podem ser necessários de 15 a 20 minutos para se adaptar efetivamente à escuridão. Para reduzir o tempo de espera antes da medição, várias folhas podem ser adaptadas às escuridões simultaneamente usando vários clips.
Clipe de folhas PTL-100
O FMS-300 é fornecido de série com um clipe de folhas aberto, o PTL-100, para medições de fluorescência da clorofila sob condições de luz ambiente/artificial. Pode ser usado em rotinas quando a medição de amostras em estado adaptado à luz é necessária.
O PTL-100 consiste em um corpo de nylon impresso em 3D com um sensor PAR montado na frente. Um sensor de temperatura da folha está montado na parte inferior do clipe de folha. A fibra óptica é inserida por meio de um colar de retenção e fixada no lugar com um parafuso de polegar, com a extremidade aberta da fibra óptica posicionada a 60° do plano da amostra e em proximidade para maximizar tanto a intensidade da iluminação da amostra quanto a detecção do sinal de fluorescência. O PTL-100 vem equipado com um adaptador na parte traseira do clipe de folhas que permite a conexão ao braço de suporte de fibra óptica. A amostra é mantida firmemente na posição por um “puck” magnético que é colocado sob a folha.
Braço de suporte e grampo de cabo de fibra óptica
O FMS-300 é fornecido de série com braço de suporte articulado e grampo. Esses itens auxiliam no posicionamento conveniente, eficaz e seguro da fibra óptica durante as medições. Podem ser usados em conjunto com o suporte de retorta da marca FMS-300 (disponível como acessório opcional) ou com suportes padrão de laboratório.
Em uma extremidade do braço há uma rosca macho de 9,5mm que se conecta à rosca fêmea de 9,5mm na parte traseira da braçadeira. Na outra extremidade, o braço é equipado com um adaptador que permite que o cabo de fibra óptica FMS-300 seja mantido firmemente no lugar durante as medições.
As mandíbulas da gramposa são abertas e fechadas usando a alça na lateral da gramposa. As mandíbulas se seguram com segurança em itens cilíndricos de 13 a 35 mm de diâmetro e suportam cargas de até 4 kg. Com o braço de suporte e a grampa firmemente fixados a um suporte de retorta, o braço pode ser ajustado em uma ampla gama de movimentos para posicionar convenientemente a extremidade da amostra do cabo de fibra óptica conforme necessário.
Uma escolha entre 4 opções de cor de LED
A intensidade máxima do LED de medição nas variantes B e BW é de até 0,1 μmol m-2 s-1. Nas variantes R e RW, a intensidade máxima do LED de medição é de até 0,058 μmol m-2 s-1. Embora todas as variantes ofereçam qualidades excepcionais de sinal-ruído, para medições na maioria das algas eucarióticas ou plantas superiores, as variantes FMS-300-B e BW proporcionam a resposta fluorescente mais forte. É importante entender as características de absorção e os requisitos fotoquímicos da amostra pretendida ao escolher a variante FMS-300 mais adequada.
| Variante |
LED de medição |
LED Actínico e
Saturante |
LED vermelho distante |
Detector de Fluorescência |
| FMS-300-B |
Azul – 455 milhas náuticas (FWHM 27 nm) |
730 nm
(FWHM 20 nm) |
> 645 nm |
| FMS-300-R |
Vermelho – 624 nm (FWHM 18 nm) |
> 680 milhas náuticas |
| FMS-300-BW |
Azul – 455 milhas
náuticas (FWHM 27 nm) |
Ultra-branco |
| FMS-300-RW |
Vermelho – 624 nm
(FWHM 18 nm) |
A luz azul é absorvida ao máximo na superfície superior e não penetra profundamente na folha (Ramos & Lagorio, 2004). A luz vermelha penetra mais profundamente na folha, induzindo fluorescência em toda a seção transversal, embora uma proporção significativa da fluorescência seja reabsorvida (Gitelson et al. 1999), resultando em uma diminuição geral da intensidade da fluorescência. A fluorescência induzida pelo azul é emitida apenas pela superfície da folha com muito pouca reabsorção, resultando em maior intensidade de fluorescência e um forte e baixo ruído do fluorômetro (Ramos & Lagorio, 2004).
O uso da luz azul de excitação não seria adequado para alguns experimentos. As cianobactérias possuem antenas especializadas conhecidas como ficobilíssimos (PBSs), que não se acredita absorver luz azul. Portanto, as cianobactérias têm uma eficiência fotossintética reduzida sob luz azul (Luimstra et al. 2018) e o uso de uma luz vermelha de excitação seria aplicável.
As características de emissão de cada LED em relação às características de absorção da clorofila a são mostradas na Figura 1. A Figura 2 mostra as características de detecção de fluorescência relativas ao espectro de emissão de fluorescência da clorofila para cada variante do FMS-300.
O FMS-300-B é equipado com um filtro detector de fluorescência diferente das outras variantes, permitindo capturar emissões de fluorescência acima de 645 nm (Figura 2). Isso fornece um sinal de fluorescência de ruído extremamente baixo, pois transmite uma proporção significativa do pico de emissão de 685 nm. Todas as outras variantes detectam fluorescência acima de 680 nm (Figura 2).
Figura 1.
Características de emissão dos LEDs FMS-300 em relação ao espectro de clorofila e absorção.
Figura 2.
Características do detector das variantes FMS-300 em relação ao espectro de emissão da clorofila.
Referências
Ramos, M.E., Lagorio, M.G.
Espectros de fluorescência verdadeiros das folhas.
Fotoquímica Fotobiol Sci 3, 1063–1066 (2004).
Gitelson, Anatoly A., Claus Buschmann e Hartmut K. Lichtenthaler.
A razão de fluorescência da clorofila F735/F700 é uma medida precisa do teor de clorofila nas plantas.
Sensoriamento remoto do ambiente 69.3 (1999): 296-302.
Luimstra, Veerle M., et al.A luz
azul reduz a eficiência fotossintética das cianobactérias por meio de um desequilíbrio entre os fotosistemas I e II.
Pesquisa em Fotossíntese 138 (2018): 177-189.
ARTIGOS CIENTÍFICOS CORRELACIONADOS AOS EQUIPAMENTOS ACESSE:
Publicações – Hansatech Instruments Ltd
