中国科学院合肥物质科学研究院,合肥研究院在

来源:http://www.020tL.com 作者:新闻中心 人气:179 发布时间:2019-09-20
摘要:目前,相关仪器正在测试中,研究结果发表在 Optics Express (2018,26:A251-A259;2018,26: A293-A300)、《光学学报》(2018,38:1001005)等。项目已于8月底通过中国21世纪议程管理中心海洋处组

目前,相关仪器正在测试中,研究结果发表在Optics Express(2018,26: A251-A259;2018,26: A293-A300)、《光学学报》(2018,38: 1001005)等。项目已于8月底通过中国21世纪议程管理中心海洋处组织的项目中期检查。

目前,相关仪器正在测试中,研究结果发表在Optics Express(2018,26: A251-A259;Optics Express,2018,26: A293-A300)、《光学学报》(2018,38: 1001005)等。项目已于8月底通过中国21世纪议程管理中心海洋处组织的项目中期检查。

导读:在海洋初级生产力测量方面,研究了浮游植物光合作用荧光参数、光合作用速率、有效光合反应中心浓度等要素的荧光动力学测量与反演方法,研发了光合电子传递过程可变光脉冲调控、快相和弛豫荧光动力学信号检测等关键技术,初步建立了海洋初级生产力荧光动力学测量模型,在国内首次设计了基于荧光动力学方法的水下原位测量仪器。

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近期,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所研究员赵南京承担的国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“海洋生物化学常规要素在线监测仪器研制及产业化”项目在“海洋生物要素测量关键技术方法”研究方面取得新进展。 在海水叶绿素在线测量方面,科研人员研究出基于三维荧光光谱方法的海洋浮游植物识别测定与叶绿素分类测量方法,开发了海水叶绿素微弱荧光信号检测等核心技术,在国际上首次设计了基于离散三维荧光光谱方法的水下原位测量仪器,相比于现有测量手段,其精度更高。在海洋初级生产力测量方面,科研人员研究出浮游植物光合作用荧光参数、光合作用速率、有效光合反应中心浓度等要素的荧光动力学测量与反演方法,研发出光合电子传递过程可变光脉冲调控、快相和弛豫荧光动力学信号检测等关键技术,初步建立了海洋初级生产力荧光动力学测量模型,在国内首次设计了基于荧光动力学方法的水下原位测量仪器。此外,科研人员还开发了基于荧光寿命的海水溶解氧时域检测方法及两点积分式荧光寿命快速检测技术。

在海水叶绿素在线测量方面,科研人员研究出基于三维荧光光谱方法的海洋浮游植物识别测定与叶绿素分类测量方法,开发了海水叶绿素微弱荧光信号检测等核心技术,在国际上首次设计了基于离散三维荧光光谱方法的水下原位测量仪器,相比于现有测量手段,其精度更高。在海洋初级生产力测量方面,科研人员研究出浮游植物光合作用荧光参数、光合作用速率、有效光合反应中心浓度等要素的荧光动力学测量与反演方法,研发出光合电子传递过程可变光脉冲调控、快相和弛豫荧光动力学信号检测等关键技术,初步建立了海洋初级生产力荧光动力学测量模型,在国内首次设计了基于荧光动力学方法的水下原位测量仪器。此外,科研人员还开发了基于荧光寿命的海水溶解氧时域检测方法及两点积分式荧光寿命快速检测技术。

2018年,安光所赵南京研究员承担的国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“海洋生物化学常规要素在线监测仪器研制及产业化”项目在“海洋生物要素测量关键技术方法”研究方面取得重要进展。 在海水叶绿素在线测量方面,研究了基于三维荧光光谱方法的海洋浮游植物识别测定与叶绿素分类测量方法,解决了海水叶绿素微弱荧光信号检测等核心技术,在国际上首次设计了基于离散三维荧光光谱方法的水下原位测量仪器,相比于现有测量手段,精度更高。 在海洋初级生产力测量方面,研究了浮游植物光合作用荧光参数、光合作用速率、有效光合反应中心浓度等要素的荧光动力学测量与反演方法,研发了光合电子传递过程可变光脉冲调控、快相和弛豫荧光动力学信号检测等关键技术,初步建立了海洋初级生产力荧光动力学测量模型,在国内首次设计了基于荧光动力学方法的水下原位测量仪器。此外,研发了基于荧光寿命的海水溶解氧时域检测方法及两点积分式荧光寿命快速检测技术。 目前,相关仪器正在测试中,研究结果发表在Optics Express,2018,26: A251-A259;Optics Express,2018,26: A293-A300;光学学报,2018,38: 1001005等。项目已于8月底通过中国21世纪议程管理中心海洋处组织的项目中期检查。

近日,安光所赵南京研究员课题组在海洋浮游植物初级生产力测量新方法研究方面取得新进展,相关研究结果在《光学学报》以优秀论文发表(光学学报,2018,38: 1126001)。

水下原位测量仪样机

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初级生产力是指浮游植物在单位时间、单位体积内通过光合作用产生固定有机物质的总量,是全球生态系统碳循环的基础,对海洋浮游植物初级生产力的定量评估是研究海洋生态系统的重要环节。传统的14C示踪法和黑白瓶等海洋浮游植物初级生产力测量方法存在测量周期长、操作繁琐等问题。基于光合作用过程中水分子裂解、O2释放、电子传递及CO2固定等连续对应关系,课题组研究人员提出以生物膜能流理论和电子传递过程为基础,采用荧光动力学方法,以光源诱导产生可变叶绿素荧光获得光合参数,结合光合电子传递速率“生物-光学”模型,利用荧光参数计算得到的光合电子传递速率来描述光合作用各个过程。

近期,安光所赵南京研究员承担的国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“海洋生物化学常规要素在线监测仪器研制及产业化”项目在“海洋生物要素测量关键技术方法”研究方面取得重要进展。

文章链接:

水下原位测量仪样机

该项研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、青岛海洋科学与技术国家实验室开放基金等项目资助。

论文

本研究依据荧光动力学,结合光合电子传递速率“生物-光学”测量模型,获得了基于荧光动力学参数的光合电子传递速率,在不同胁迫条件下,快速、定量反演光合作用过程的光合电子传递速率,并与液相氧电极测得的光合放氧速率进行对比。结果表明光合电子传递速率与光合放氧速率具有良好的一致性与线性关系。荧光动力学法无需样品预处理,具有快速、无损的特点,有望成为新一代浮游植物初级生产力原位/现场测量技术。同时,该方法为浮游植物初级生产力的准确测量提供了一种途径,在研究海洋碳循环演变规律、气候变化和温室效应的防治等方面具有重要的科学意义和应用价值。

浮游植物光合作用能流过程示意图

不同条件对比验证结果

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