多機能Plant Efficiencyアナライザ M-PEA

  •  植物の光合成効率の研究(屋内にも野外にも対応) 
  •  M-PEA-1は蛍光及びP700+変調吸光度測定に対応 
  •  M-PEA-2はM-PEA-1の機能に加えて、遅延蛍光(DF)及び葉の吸収率測定が可能 

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概要

M-PEA(Multi-Function Plant Efficiency Analyser)は、高速蛍光キネティック及びP700 +吸光度測定、そして遅延蛍光(DF)測定を組み合わせて、植物の光合成効率を研究するための包括的システムです。システムには「コントロールユニット」と光源とディテクターを内蔵する「センサーユニット」が含まれます。Windows®専用ソフトウェア(M-PEA+)で制御でき、M-PEA本体によって複雑な実験をデザイン、アップロード、実行できます。データは、USB2.0接続経由でソフトウェアにダウンロードできます。

  • OJIPデータ:tFm、Area、Fo、Fm、Fv
  • 正規化されたデータ: Fo / Fm、Fv / Fm、Fv / fo、Vj =(Fj-Fo)/(Fm-Fo)、 Vi =(Fi-Fo)/(Fm-Fo)
  • 特定のフラックス: ABS / RC、DIo / RC、TRo / RC、ETo / RC、REo / RC
  • CSoあたりの見かけのフラックス: ABS / RC、DIo / RC、TRo / RC、ETo / RC、REo / RC
  • 部分的なパフォーマンス: Γ(RC)/(1-Γ(RC))、Φ(Po)/(1-Φ(Po))、Ψ(Eo)/(1-Ψ(Eo))、 PI(abs)、Δ(Ro)/(1-Δ(Ro))
  • タイムマーク: Ft1、Ft2、Ft3、Ft4、Ft5
  • 部分的な領域: FoからFt1、Ft1からFt3、Ft1からFt4、Ft1からFt5、Ft3からFt4、 Ft4からFt5、Ft5からFm
  • 勾配と積分: dVg / dto、dV / dto、Sm=面積/Fv、N = Sm / Ss、Sm / tFm
  • 収率=フラックス比: TRo / ABS =Φ(Po)、ETo / TRo =Ψ(Eo)、 ETo / ABS =Φ(Eo)、 REo / ETo =Δ(Ro)、REo / ABS =Φ(Ro)
  • CSmあたりの見かけのフラックス: (ABS / CSm)〜Fm、DIo / CSm、TRo / CSm、ETo / CSm、 REo / CSm
  • 総合的なパフォーマンス、推進力、およびレート: PI(合計)、DF(abs)、DF(合計)、kP / ABS * kF、kN / ABS * kF
  • ユーザーパラメーター: 3ユーザーが入力した値
  • 光合成電子伝達系は、3 つの大きなタンパク質複合体である 光化学系 II(PSII)、シトクロム(cyt b6 / f)、光化学系I(PSI) で構成されています。P700 は、PSI の反応中心内のクロロフィル を説明するためによく使用されるワードです。光化学系が最も 反応する波長であるためです。強光を照射すると、光合成電子伝達系 はとても減少します。 この還元からの電子は、次に酵素フェレドキシン-NADP+ レダクターゼを活性化し、最終的にNADP還元とCO2固定を もたらします。この還元プロセスはカウツキー誘導曲線のOJIP ステップによって表されます。 P700 の酸化により、800〜850nm の波長で吸光度が増加します。M-PEA は、ピーク波長 820nmの 変調 LED と高感度フォトダイオードを使用して P700 の透過率を測定し、蛍光測定中に PSI 複合体の 吸光度を監視します。 820nm LED はアクチニックではないため、M-PEA はPSII 複合体を乱すことなく高い光強度を使用 できます。したがって、M-PEA はクロロフィル蛍光と 820 nm での透過を同時に測定する方法を提供し、 光合成電子伝達系の両端で、カウツキー誘導中の電子伝達プロセスの研究を可能にします。 M-PEA は PSI 複合体を優先的に励起するために使用可能な遠赤光源も内蔵されています。還元は、PSII 活性によるシステム間電子伝達系を介して発生し、電子は加水分解から発生します。 M-PEA は、高品質な P700 +吸光度測定のために光学的フィルタリングをされ、変調 820nmLED を 使用します。P700 +アクティビティは高速応答 PIN フォトダイオードおよび 16 ビット A/D コンバータを 使用して低ノイズで記録され、優れた SN 比を実現します。

    遅延蛍光(DF)は、PSII アンテナ複合体の同じクロロフィル分子に 由来するため、即発蛍光(PF)と多くの共通点があります。 遅延蛍光は、緑の植物、藻類、光合成細菌が光にさらされた後、即発 蛍光発光が減衰した後に短時間放出される光です。遅延蛍光は、 スペクトルの赤/赤外領域で発生します(即発蛍光と同じ)。ただし、 遅延蛍光発光の強度は、即発蛍光の強度よりも少なくとも2 桁低い ため、信号を測定するには非常に高感度な装置が必要です。 即発蛍光と同様に、遅延蛍光発光の特性は、光化学系IIの機能状態と 光合成反応中心全体に非常に関連があります。 理論的に遅延蛍光は即発蛍光よりも光合成プロセスに関するより多くの情報を持っています。 蛍光測定器はほとんどすべての研究所にありますが、遅延蛍光は現時点では光合成生物を 研究するための方法として確固たる地位を築くことはできていません。 幸いなことに近年、電子工学開発と遅延蛍光測定理論の両方で大きな進歩が見られました。 結果、遅延蛍光を実用的な科学研究に利用することが可能になってきています。M-PEAを 開発したのはこのような背景があるからです。 遅延蛍光発光は、50年以上前から科学者の間で知られています。これは、Strehler and Arnold(1951)が、緑藻クロレラにおける光による ATP 蓄積の測定にホタル発光を 使用しようとしたときに発見されました。彼らは、ルシフェラーゼとルシフェリンを添加 しなくても、照射後の暗闇の中で藻類細胞と葉緑体から長時間の輝きがあることを発見 しました。遅延蛍光は、使用されたさまざまな光合成サンプル、つまり葉(Strehler and Arnold 1951)、葉緑体、および光合成細菌(Arnold and Thompson 1956)の 特徴であることがわかりました。Strehler and Arnold は、それが実際には光合成 反応の逆転によって引き起こされたクロロフィルの化学発光であると仮定しました。遅延 蛍光と光合成反応の密接な関係は、多くの研究で確認されており、遅延蛍光は即発蛍光よりも さらに感度が高いことがわかりました(Kramer and Crofts、1996)。

    M-PEA1とM-PEA2の比較と構成


    植物の光合成効率の研究(屋内にも野外にも対応)

    M-PEAを使用した文献はこちら
    Two Quenchers Formed During Photodamage of Phostosystem II and The Role of One Quencher in Preemptive Photoprotection
    (Alonso Zavafer , Ievgeniia Iermak, Mun Hon Cheah & Wah SoonChow)

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