易科泰(tai)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)技術在生態毒(du)理(li)學(xue)中(zhong)的(de)應(ying)用（二）

在生態毒(du)理(li)學(xue)研(yan)究領(ling)域(yu)，準(zhun)確(que)評(ping)估(gu)汙染物(wu)對(dui)生物(wu)的毒(du)性作(zuo)用及(ji)生態系(xi)統的影(ying)響(xiang)至關重要(yao)。葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)技術作(zuo)為壹(yi)種高(gao)效、靈敏(min)的研(yan)究手(shou)段，正發(fa)揮著日益重要的作(zuo)用。它能(neng)夠快速、無(wu)損(sun)地(di)監測(ce)植物(wu)光(guang)合(he)生理狀(zhuang)態，為探(tan)究汙(wu)染(ran)物(wu)的毒(du)性機制提供(gong)關(guan)鍵(jian)信(xin)息。通(tong)過分(fen)析葉綠(lv)素熒光(guang)參數的(de)變化，可(ke)精準(zhun)了(le)解(jie)汙(wu)染(ran)物(wu)對(dui)植物(wu)光(guang)合(he)作(zuo)用的(de)影(ying)響(xiang)，如確(que)定(ding)不(bu)同(tong)重金(jin)屬的毒(du)性順序、評估(gu)土(tu)壤生態毒(du)性、揭(jie)示(shi)塑(su)料(liao)衍生化學(xue)物(wu)質對(dui)生物(wu)光(guang)合(he)系(xi)統的動態影(ying)響(xiang)；此(ci)外(wai)，在汙染後的(de)環境(jing)修(xiu)復研(yan)究方面，可(ke)用於評(ping)估(gu)工(gong)程(cheng)藻的(de)生物(wu)修(xiu)復能(neng)力，對(dui)汙染(ran)物(wu)的去除效果(guo)等(deng)。北京易科泰(tai)生態技(ji)術(shu)有(you)限公司(si)基(ji)於自(zi)身強大(da)的葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)技術研(yan)發能(neng)力，致(zhi)力於為客(ke)戶提供(gong)藻類培(pei)養(yang)、植物(wu)生長(chang)生理監測(ce)、環境(jing)及(ji)生態毒(du)理(li)學(xue)領域的(de)科(ke)研(yan)設備(bei)和(he)技(ji)術(shu)服務。

汙(wu)染(ran)動態的(de)生物(wu)監測(ce)研(yan)究：

1） 小球藻快速檢(jian)測(ce)水體重金屬毒性

中(zhong)國(guo)科學(xue)院(yuan)合(he)肥物(wu)質科(ke)學研(yan)究院(yuan)的科(ke)研(yan)人員(yuan)發(fa)表的文(wen)章(zhang)《A Sensitive Response Index Selection for Rapid Assessment of Heavy Metals Toxicity to the Photosynthesis of Chlorella pyrenoidosa Based on Rapid Chlorophyll Fluorescence Induction Kinetics》中(zhong)，利用易科泰(tai)AquaPen葉綠(lv)素熒光(guang)測量儀，通(tong)過研(yan)究 4 種(zhong)典型重金(jin)屬對(dui)小球藻葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)參數的(de)影(ying)響(xiang)，篩選出敏(min)感(gan)響(xiang)應(ying)指(zhi)標並比(bi)較重(zhong)金(jin)屬毒性，為快(kuai)速檢(jian)測(ce)重金(jin)屬毒性提供(gong)依(yi)據。

圖1、圖2分(fen)別展示(shi)了(le)Cr (VI)、Cd、Hg、Cu 等(deng)水體重金屬汙染(ran)對(dui)小球藻的(de)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)動力(li)學(xue)（OJIP）曲(qu)線(xian)產(chan)生的顯著(zhu)影(ying)響(xiang)，以及(ji)各葉綠(lv)素熒光(guang)參數對(dui)不(bu)同(tong)汙染(ran)物(wu)的響(xiang)應靈敏(min)度(du)分(fen)析。其中(zhong)重(zhong)金(jin)屬暴露使(shi)小球藻 OJIP 曲線(xian)熒光(guang)產(chan)量(liang)降(jiang)低，J-step 和(he) I-step 變平緩(huan)，Fv/Fo減(jian)小，且(qie)不(bu)同(tong)重金(jin)屬濃度(du)下變化趨勢壹(yi)致(zhi)。PIABS對(dui)低濃度(du)重金屬響應(ying)靈敏(min)度(du)高(gao)，受相同(tong)濃度(du)重金屬影(ying)響(xiang)程(cheng)度(du)大(da)，其計(ji)算(suan)的(de)EC10和(he)EC50值(zhi)顯著(zhu)低於其他(ta)參(can)數，是更(geng)合(he)適的響(xiang)應指標。4 小時內(nei)短(duan)期脅(xie)迫下，四種重金屬對(dui)小球藻光(guang)合(he)作(zuo)用的(de)毒(du)性順序為Hg > Cu > Cd > Cr(VI)，該(gai)研(yan)究為快(kuai)速檢(jian)測(ce)水體重金屬毒性提供(gong)了(le)敏(min)感(gan)響(xiang)應(ying)指(zhi)標和(he)重(zhong)要(yao)依(yi)據。

2） 眼(yan)蟲屬生物(wu)作(zuo)為土(tu)壤生態毒(du)性生物(wu)指標的潛力研(yan)究

韓國(guo)的科(ke)研(yan)團隊在文章《Nam S H, Lee J, An Y J. The potential of Euglena species as a bioindicator for soil ecotoxicity assessment[J]. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology, 2023, 267: 109586.》中(zhong)利用葉(ye)綠(lv)素成(cheng)像技(ji)術研(yan)究了(le)三(san)種(zhong)眼蟲屬生物(wu)：纖(xian)細裸(luo)藻（Euglena gracilis）、綠(lv)色(se)裸(luo)藻（Euglena viridis ）和(he)膝曲(qu)裸(luo)藻（Euglena geniculata）作(zuo)為新型土壤測(ce)試(shi)物(wu)種評(ping)估土壤毒(du)性的潛力。

文(wen)章(zhang)通(tong)過測量(liang)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)參數，繪(hui)制(zhi)眼(yan)蟲生長(chang)曲線(xian)，確(que)定(ding)了(le) E. viridis 和(he) E. geniculata 的(de)最(zui)佳暴露時(shi)長(chang)為 5 天(tian)。同(tong)時，以此(ci)衡(heng)量鎳汙染對(dui)眼蟲生長(chang)的抑(yi)制(zhi)作(zuo)用，計(ji)算(suan)出(chu)不(bu)同(tong)眼蟲生長(chang)的 5d - EC₅₀值。其(qi)中(zhong)E. gracilis對(dui)鎳汙(wu)染最敏(min)感(gan)（淡(dan)水和(he)土(tu)壤中(zhong) EC₅₀分(fen)別為 4.8 mg/L 和(he) 95.6 mg/kg），而(er)E. viridis和(he)E. geniculata可(ke)作(zuo)為補充物(wu)種以增(zeng)加(jia)測(ce)試(shi)多樣性。通(tong)過紙盤(pan)土壤法驗證(zheng)了(le)眼(yan)蟲在土壤毒(du)性評估中(zhong)的(de)適(shi)用性，其光(guang)合(he)作(zuo)用參(can)數（如(ru) qP 和(he) Rfd）與生長(chang)抑制(zhi)顯著(zhu)相關，為土(tu)壤生態風(feng)險評價提供(gong)了(le)新方法。

3） 塑(su)料(liao)汙染對(dui)有害(hai)藻華物(wu)種的(de)影(ying)響(xiang)

塑料(liao)汙染是水生生態系(xi)統的壹(yi)個重(zhong)要問(wen)題(ti)，尤(you)其(qi)是 BPA 和(he) DEHP 作(zuo)為增(zeng)塑劑(ji)被(bei)廣(guang)泛(fan)使用，它們的釋放(fang)對(dui)海洋生物(wu)造成(cheng)危害(hai)。突尼斯和(he)法國(guo)的科(ke)研(yan)機構在論文《Impact of two plastic-derived chemicals, the Bisphenol A and the di-2ethylhexyl phthalate, exposure on the marine toxic dinoflagellate Alexandrium pacificum》中(zhong)利用易科泰(tai)AquaPen手(shou)持式葉綠(lv)素熒光(guang)儀評(ping)估了(le)塑(su)料(liao)衍生化學(xue)物(wu)質對(dui)有害(hai)藻華的(de)潛在影(ying)響(xiang)，並呼籲(xu)加(jia)強(qiang)對(dui)海洋生態系(xi)統中(zhong)微(wei)塑(su)料(liao)及(ji)添(tian)加(jia)劑(ji)的(de)監測(ce)與風(feng)險評估。

論(lun)文(wen)中(zhong)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)技術主(zhu)要用於揭(jie)示(shi)雙(shuang)酚(fen)A（BPA）和(he)鄰苯二甲酸(suan)二（2-乙(yi)基(ji)己基）酯（DEHP）對(dui)Alexandrium pacificum光(guang)合(he)系(xi)統II（PSII）功(gong)能(neng)的動態影(ying)響(xiang)。通(tong)過監測(ce)最大(da)光(guang)化學量(liang)子(zi)產(chan)量(liang)（FV/FM）和(he)光(guang)響應曲(qu)線(xian)（rETR-E），發現(xian)汙染(ran)物(wu)暴露初(chu)期(qi)會顯著(zhu)抑(yi)制(zhi)PSII的光(guang)化學效率（FV/FM下(xia)降至對(dui)照組(zu)的60%以下），表明PSII反應中(zhong)心(xin)受損(sun)或電(dian)子(zi)傳遞受阻。然而(er)，隨著時間推移(yi)，FV/FM逐(zhu)漸(jian)恢復至接(jie)近或略(lve)高(gao)於對(dui)照水平，暗示細胞可能(neng)通(tong)過調(tiao)整(zheng)光(guang)合(he)機構（如(ru)增(zeng)加(jia)捕(bu)光(guang)色(se)素或修(xiu)復PSII損傷）或(huo)汙(wu)染物(wu)降解(jie)適應脅迫。光(guang)響應曲(qu)線(xian)進壹(yi)步顯示，高(gao)濃度(du)DEHP和(he)混合(he)處理導(dao)致(zhi)光(guang)飽(bao)和(he)點(dian)降(jiang)低和(he)光(guang)抑制增(zeng)強，而(er)BPA單(dan)獨(du)處理對(dui)光(guang)適應能(neng)力影(ying)響(xiang)較小。熒光(guang)數據表明汙(wu)染(ran)物(wu)通(tong)過幹擾(rao)PSII功(gong)能(neng)抑制光(guang)合(he)活性，但(dan)細胞通(tong)過生理調(tiao)節實現(xian)部分(fen)恢復。綜合(he)而(er)言(yan)A. pacificum對(dui) BPA 和(he) DEHP 的(de)敏(min)感(gan)性高(gao)於其他(ta)浮(fu)遊(you)植物(wu)物(wu)種（如(ru)矽藻和(he)綠(lv)藻），即(ji)使(shi)在低濃度(du)下也表現出(chu)生長(chang)抑制(zhi)，因此(ci)可(ke)以用A. pacificum作(zuo)為塑(su)料(liao)汙染的(de)前(qian)期預(yu)警(jing)和(he)檢(jian)測(ce)手(shou)段之壹(yi)。

汙(wu)染(ran)環境(jing)的(de)生物(wu)修(xiu)復研(yan)究：

4） 工(gong)程(cheng)藍(lan)藻對(dui)重金(jin)屬的耐(nai)受性和(he)生物(wu)修(xiu)復能(neng)力評(ping)估(gu)

天津(jin)大(da)學的(de)科(ke)研(yan)人員(yuan)在文章《Engineered Cyanobacteria-Based Living Materials for Bioremediation of Heavy Metals Both In Vitro and In Vivo》中(zhong)利用葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)測量儀AquaPen評(ping)估(gu)人工(gong)處(chu)理(li)的工(gong)程(cheng)藍(lan)藻對(dui)重金(jin)屬的耐(nai)受性和(he)生物(wu)修(xiu)復能(neng)力。在不(bu)同(tong)濃度(du)Cd 2+（0、10、15、25 μM ）處(chu)理下，PM/6803 在幹重、Fv/Fm、葉綠(lv)素 a 和(he)類胡(hu)蘿蔔(bu)素含量、吸收(shou)光(guang)譜(pu)等(deng)方面表現出(chu)比(bi) Ctr/6803 更(geng)好的穩定性。通(tong)過比(bi)較不(bu)同(tong)濃度(du)Cd 2+ 處(chu)理下(xia)野生型 Ctr/6803 和(he)工(gong)程(cheng)菌株(zhu) PM/6803 的Fv/Fm 比(bi)值(zhi)（光(guang)系(xi)統 II 最(zui)大(da)量子(zi)產(chan)量(liang)），發(fa)現(xian) PM/6803 在較高(gao)濃度(du)Cd 2+ 下(xia)，Fv/Fm 仍(reng)能(neng)維持壹(yi)定水平，而(er) Ctr/6803 的(de)Fv/Fm 則急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)至接近零，表明 PM/6803 對(dui)Cd 2+ 的耐(nai)受性更強，其(qi)光(guang)合(he)系(xi)統受Cd 2+ 影(ying)響(xiang)較小。同(tong)時利用葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)設備(bei)觀察(cha) PM/6803 在被海藻酸(suan)鈉水凝膠包(bao)封(feng)形(xing)成(cheng) PM/6803@SA 活體材料(liao)後的(de)生長(chang)和(he)活力情況：隨著培(pei)養(yang)時(shi)間(jian)延(yan)長(chang)，PM/6803@SA 中(zhong)藍(lan)藻的(de)葉(ye)綠(lv)素自(zi)發(fa)熒光(guang)增(zeng)強，這表明包(bao)封(feng)後的(de)藍藻能(neng)夠存活且(qie)生長(chang)狀(zhuang)況良好(hao)，為評(ping)估該(gai)活體材料(liao)在實際(ji)應用中(zhong)的(de)可(ke)行(xing)性提供(gong)了(le)依(yi)據。

5） 藻-菌共生體對(dui)富營(ying)養化和(he)重(zhong)金(jin)屬汙染(ran)的(de)去(qu)除(chu)效果(guo)研(yan)究

杭(hang)州師範(fan)大(da)學在文章《Supplementation of strigolactone analog for enhancing the removal of nutrient and heavy metal by microalgae-fungi symbionts》中(zhong)，研(yan)究通(tong)過向小球藻 - 綠(lv)粘帚黴(mei)共生系(xi)統中(zhong)外(wai)源添(tian)加(jia)不(bu)同(tong)濃度(du) GR24，探(tan)究其(qi)對(dui)共生體生長(chang)、光(guang)合(he)作(zuo)用及(ji)去除(chu)汙水中(zhong)營(ying)養(yang)物(wu)質和(he)重(zhong)金(jin)屬效果(guo)的(de)影(ying)響(xiang)，為微(wei)藻 - 真菌共生體在汙水處理中(zhong)的(de)應(ying)用提供(gong)依(yi)據。如上(shang)圖所(suo)示(shi)，通(tong)過使(shi)用Aquapen（AP-C 100）測(ce)量微(wei)藻—真菌共生體的(de)光(guang)合(he)性能(neng)參數，對(dui)比(bi)不(bu)同(tong) GR24 濃度(du)處理下(xia)的(de)光(guang)合(he)性能(neng)參數，發(fa)現(xian)隨著 GR24 濃度(du)增(zeng)加(jia)，這些參數呈現(xian)先升高(gao)後降(jiang)低的趨勢。這說明(ming) GR24 能(neng)促進微(wei)藻對(dui)光(guang)的吸收(shou)，提高(gao)電(dian)子(zi)傳遞效率和(he)最(zui)大(da)電(dian)子(zi)傳遞產(chan)量(liang)，進而(er)提升光(guang)合(he)作(zuo)用效率。外(wai)源添(tian)加(jia) GR24 可以顯著(zhu)提高(gao)小球藻 - 綠(lv)粘帚黴(mei)共生體的(de)光(guang)合(he)作(zuo)用和(he)生物(wu)量，增(zeng)強對(dui)汙水中(zhong)營(ying)養(yang)物(wu)質和(he)重(zhong)金(jin)屬的去(qu)除效果(guo)。

易科泰(tai)技(ji)術與產(chan)品(pin)

易科泰(tai)光(guang)養生物(wu)反應器(qi)技(ji)術：

藻類培(pei)養(yang)與在線(xian)監測(ce)，包(bao)括 OD、葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)、溶(rong)解氧、pH、營(ying)養鹽(yan)等(deng)，及(ji)藻類呼吸與

光(guang)合(he)作(zuo)用、碳(tan)通(tong)量等(deng)在線(xian)監測(ce)；

葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)在線(xian)監測(ce)技術(shu)，高(gao)靈敏(min)度(du)監測(ce)藻類培(pei)養(yang)生理狀(zhuang)態、光(guang)合(he)效率；

實驗室多(duo)通(tong)道(dao)管(guan)式培(pei)養(yang)、立柱(zhu)式培(pei)養(yang)、平(ping)板(ban)式培(pei)養(yang)等(deng)不(bu)同(tong)培(pei)養(yang)模(mo)式、不(bu)同(tong)容積大(da)小；

智(zhi)能(neng)調(tiao)制(zhi)多通(tong)道(dao) LED 光(guang)源培(pei)養(yang)，不(bu)同(tong)顏(yan)色(se)不(bu)同(tong)波段、0-100%調(tiao)制(zhi)、晝夜節律(lv)自(zi)動調(tiao)制(zhi)、

不(bu)同(tong)光(guang)配方，可客(ke)戶定(ding)制多通(tong)道(dao)智(zhi)能(neng) LED 藻類培(pei)養(yang)臺(tai)架；

環(huan)境(jing)調(tiao)控(kong)，溫(wen)度(du)、pH、CO2 等(deng)調(tiao)控(kong)，恒(heng)濁(zhuo)培(pei)養(yang)、恒(heng)化(hua)培(pei)養(yang)；

易科泰(tai)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)（成(cheng)像）技(ji)術：

葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)被稱(cheng)為植物(wu)光(guang)合(he)作(zuo)用的(de)靈敏(min)探針(zhen)，易科泰(tai)葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)成(cheng)像技(ji)術產(chan)品(pin)為智(zhi)慧農業、植物(wu)工(gong)廠(chang)、光(guang)合(he)作(zuo)用研(yan)究、表型組學(xue)研(yan)究、遺(yi)傳育種等(deng)農業研(yan)究測(ce)量(liang)檢(jian)測提供(gong)了(le)高(gao)靈敏(min)度(du)、高(gao)通(tong)量、非接觸、非損傷、可(ke)視(shi)化(hua)、數字(zi)化解決(jue)方案(an)：

易科泰(tai)多(duo)光(guang)譜(pu)熒光(guang)成(cheng)像技(ji)術：

多(duo)光(guang)譜(pu)熒光(guang)成(cheng)像為葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)成(cheng)像的(de)升級(ji)產(chan)品(pin)，既可對(dui)葉綠(lv)素熒光(guang)成(cheng)像分(fen)析，還可(ke)同(tong)時對(dui)脅迫誘(you)導次(ci)級(ji)代(dai)謝產(chan)物(wu)熒光(guang)（藍綠(lv)熒光(guang)）成(cheng)像，並與葉(ye)綠(lv)素熒光(guang)（紅色(se)和(he)遠紅(hong)熒光(guang)）成(cheng)像綜合(he)分(fen)析，從(cong)而(er)高(gao)靈敏(min)度(du)、全面利用植物(wu)熒光(guang)現象檢(jian)測(ce)植物(wu)生理狀(zhuang)態、受(shou)脅(xie)迫狀(zhuang)況或健(jian)康(kang)狀(zhuang)況，早期如苗(miao)期出(chu)現癥(zheng)狀(zhuang)前(qian)即可通(tong)過成(cheng)像“看到"植物(wu)病蟲害，如作(zuo)物(wu)或中(zhong)藥材根系(xi)是否(fou)受蟲害或病害(hai)侵(qin)襲等(deng)，從(cong)而(er)及(ji)時采(cai)取(qu)補苗(miao)等(deng)措(cuo)施(shi)，還(hai)可(ke)以檢測農藥效果(guo)、使(shi)用閾(yu)值(zhi)，從(cong)而(er)少(shao)用農藥，達到環(huan)保和(he)綠(lv)色(se)健(jian)康(kang)食(shi)品生產(chan)的(de)雙(shuang)重(zhong)目的。

易科泰(tai)Thermo-RGB成(cheng)像技(ji)術：

Thermo-RGB成(cheng)像采(cai)用易科泰(tai)自(zi)主(zhu)研(yan)發的(de)紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像與RGB成(cheng)像融(rong)合(he)分(fen)析技術(shu)，有效融(rong)合(he)了(le)紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像的(de)熱輻射信(xin)息/溫度(du)信息和(he)RGB成(cheng)像的(de)顏(yan)色(se)信息和(he)高(gao)分(fen)辨率優勢(shi)，克(ke)服了(le)紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像分(fen)辨率低、不(bu)清晰、難以進行(xing)目標提取(qu)/圖像分(fen)割(ge)等(deng)缺(que)點(dian)，可(ke)以方便(bian)地(di)進行(xing)圖像分(fen)割(ge)處(chu)理(li)、提取(qu)清晰的圖像信(xin)息，並進壹(yi)步精(jing)準(zhun)運行(xing)ROI選區(qu)分(fen)析，能(neng)夠同(tong)時檢(jian)測形態、顏(yan)色(se)及(ji)溫度(du)分(fen)布等(deng)，可(ke)用於植物(wu)表型分(fen)析、生物(wu)（病蟲害）或非生物(wu)（如幹旱、鹽堿等(deng)）脅(xie)迫或敏(min)感(gan)性檢測；還(hai)可(ke)用於動物(wu)體型非接觸遙(yao)測、體(ti)表溫度(du)成(cheng)圖分(fen)析等(deng)表型檢測(ce)。

易科泰(tai)多(duo)功(gong)能(neng)高(gao)光(guang)譜(pu)技術(shu)：

北(bei)京(jing)易科泰(tai)多(duo)功(gong)能(neng)高(gao)光(guang)譜(pu)技術(shu)同(tong)時具(ju)備(bei)（反射光(guang)）高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像分(fen)析、葉綠(lv)素熒光(guang)高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像分(fen)析、UV激(ji)發(fa)生物(wu)熒光(guang)（UV-MCF）高(gao)光(guang)譜(pu)成(cheng)像分(fen)析功(gong)能(neng)，還可選配不(bu)同(tong)激發(fa)光(guang)生物(wu)活體熒光(guang)（如GFP、YFP等(deng)熒光(guang)蛋白(bai)成(cheng)像等(deng)）成(cheng)像功(gong)能(neng)；特色(se)的高(gao)光(guang)譜(pu)分(fen)辨率熒光(guang)成(cheng)像分(fen)析功(gong)能(neng)，可靈敏(min)區(qu)分(fen)不(bu)同(tong)波段生物(wu)熒光(guang)現象。目(mu)前(qian)已經應用於包(bao)括植物(wu)表型成(cheng)像分(fen)析、遺(yi)傳育種、種子(zi)資源檢測鑒(jian)定(ding)、高(gao)通(tong)量種(zhong)苗(miao)健(jian)康(kang)檢測(ce)、采(cai)後生物(wu)學實驗研(yan)究、中(zhong)草(cao)藥研(yan)究檢(jian)測(ce)等(deng)方向，還可用於活體檢測(ce)分(fen)析植物(wu)黃(huang)酮(tong)指(zhi)數、花(hua)青素指數及(ji)葉綠(lv)素指數等(deng)。

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