熱(re)釋光(guang)(Thermoluminescence，縮(suo)寫TL)是(shi)晶體受到輻射照(zhao)射(she)後，產(chan)生了自由電(dian)子(zi)。這(zhe)些電(dian)子(zi)被晶(jing)格缺陷(xian)俘(fu)獲(huo)而積攢(zan)起來(lai)，在加熱(re)過程中(zhong)以光(guang)形(xing)式(shi)釋放出(chu)來(lai)。葉綠(lv)素(su)熱釋光(guang)則(ze)是(shi)由於(yu)活化(hua)能(neng)壘(lei)在(zai)生理溫度(du)下(xia)限制(zhi)了(le)諸(zhu)如(ru)電(dian)子(zi)再(zai)結合(he)等暗反應(ying)，因(yin)此(ci)光(guang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)中(zhong)分離(li)的(de)電(dian)子(zi)對(dui)穩定(ding)存(cun)在(zai)於(yu)電(dian)子(zi)載體中。在(zai)熱(re)刺激下(xia)， S2QA-，S2QB- 和 S3QB-電(dian)子(zi)對(dui)的(de)再(zai)結合(he)，使(shi)PSII中激(ji)發(fa)的(de)單線態葉綠(lv)素(su)分子(zi)發(fa)出熱(re)釋光(guang)。然(ran)後(hou)，逐(zhu)漸(jian)升(sheng)高溫度(du)會增加再(zai)結合(he)的(de)比(bi)率(lv)，從(cong)而激發(fa)不(bu)同(tong)類(lei)型的(de)電(dian)子(zi)對(dui)形(xing)成TL譜(pu)帶。葉綠(lv)素(su)熱釋光(guang)能(neng)夠揭(jie)示(shi)光(guang)合(he)放氧復合(he)物(wu)（OEC）穩(wen)定性及PSII總(zong)體完整(zheng)性、QB受體(ti)損(sun)傷及葉(ye)綠(lv)體內腔 pH值變化(hua)等光(guang)系(xi)統 II的(de)深層運(yun)轉機理(li)。

    TL6000植物(wu)熱(re)釋光(guang)測(ce)量系(xi)統是目(mu)前商(shang)用(yong)化(hua)的(de)葉綠(lv)素(su)熱釋光(guang)測(ce)量儀(yi)器，針對(dui)研(yan)究PSII能(neng)量水平(ping)結構(gou)進(jin)行(xing)了專門設(she)計(ji)。PSII反應(ying)中(zhong)心(xin)光(guang)誘(you)導電(dian)荷分(fen)離(li)導致儲存(cun)了(le)吸(xi)收光(guang)能(neng)的(de)激發(fa)電(dian)子(zi)對(dui)的(de)累積(ji)。加熱(re)誘導這些激(ji)發(fa)電(dian)子(zi)對(dui)的(de)重組，從而引發(fa)光(guang)釋放，並(bing)在(zai)壹(yi)定溫度(du)範(fan)圍內形(xing)成特(te)異(yi)性熱(re)釋光(guang)曲(qu)線。TL6000植物(wu)熱(re)釋光(guang)測(ce)量系(xi)統根據(ju)不(bu)同(tong)釋光(guang)曲(qu)線的(de)形(xing)狀(zhuang)、峰位(wei)和峰值(zhi)，可(ke)以研究分(fen)析(xi)關於特(te)定激(ji)發(fa)電(dian)子(zi)對(dui)的(de)能量穩(wen)定(ding)性及PSII反(fan)應(ying)中(zhong)心(xin)功能(neng)等。TL6000為這壹(yi)系統的(de)新(xin)型號，大(da)測量範(fan)圍為-100°C到+200°C，使(shi)用(yong)範(fan)圍更(geng)寬，可(ke)以對低溫、高溫段熱釋光(guang)進(jin)行(xing)研究。

應(ying)用(yong)領域

無(wu)損傷測(ce)量PSII電(dian)子(zi)傳(chuan)遞
PSII對(dui)生物/非(fei)生物脅迫(po)與結構(gou)修(xiu)飾(shi)的(de)適(shi)應(ying)和應(ying)答(da)
脅迫(po)條件(jian)下(xia)葉(ye)綠(lv)體內能量不(bu)平(ping)衡的(de)敏感(gan)性檢測
類(lei)囊(nang)體膜(mo)PSII氧化(hua)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)
基(ji)於峰值(zhi)溫度(du)轉換(huan)，對供(gong)體側(ce)與受體(ti)側(ce)的(de)氧化(hua)還(hai)原(yuan)電(dian)位(wei)變化(hua)進(jin)行(xing)解釋
通過測量熱(re)釋光(guang)震(zhen)蕩(dang)模式(shi)，指示(shi)S狀(zhuang)態轉換(huan)和放氧復合(he)體(ti)狀(zhuang)態

典型樣品

植物(wu)碎(sui)片(pian)

各種微藻

葉綠(lv)體(ti)懸浮液

類(lei)囊體(ti)懸浮液

工(gong)作原(yuan)理(li)

    熱釋光(guang)(Thermoluminescence，縮(suo)寫TL)是(shi)晶體受到輻射照(zhao)射(she)後，會產生自由電(dian)子(zi)，這(zhe)些電(dian)子(zi)被晶(jing)格缺陷(xian)俘(fu)獲(huo)而積攢(zan)起來(lai)，在加熱(re)過程中(zhong)以光(guang)形(xing)式(shi)釋放出(chu)來(lai)。其基(ji)本的(de)實(shi)驗(yan)過(guo)程是將葉片快速(su)冷凍(dong)到某壹(yi)溫度(du)，之(zhi)後給(gei)葉(ye)片壹(yi)個足夠強(qiang)，但(dan)時(shi)間盡(jin)量短(duan)（壹(yi)般(ban)<5µs）的(de)單反(fan)轉光(guang)（single turn-over flash），用(yong)於誘導每個(ge)PSII反(fan)應(ying)中(zhong)心(xin)發(fa)生僅壹次(ci)的(de)電(dian)荷分(fen)離(li)；然後(hou)逐(zhu)漸(jian)升(sheng)溫，同(tong)時(shi)測量葉(ye)片(pian)放出(chu)的(de)熱釋光(guang)，繪制TL譜(pu)帶。

    TL植物(wu)光(guang)合(he)熱(re)釋光(guang)測(ce)量系(xi)統使(shi)用(yong)能量足(zu)夠強(qiang)的(de)LED光(guang)源，所(suo)釋放5-10µs的(de)方波(bo)脈沖能夠飽(bao)和所(suo)有(you)的(de)PSII反應(ying)中(zhong)心(xin)，其溫度(du)控(kong)制單元可(ke)以在降溫後(hou)，再(zai)使(shi)樣品的(de)溫度(du)以0.1℃/sec到1.5℃/sec的(de)速率(lv)線性增(zeng)加。不(bu)同(tong)的(de)閃(shan)光(guang)序列及樣品處理能夠使(shi)樣品處於不(bu)同(tong)的(de)能量狀(zhuang)態，不(bu)同(tong)的(de)溫度(du)下(xia)釋放的(de)光(guang)能(neng)源自光(guang)合(he)機構(gou)的(de)不(bu)同(tong)結構(gou)。分(fen)析釋光(guang)曲(qu)線的(de)形(xing)狀(zhuang)、峰位(wei)和峰值(zhi)，可(ke)以研究分(fen)析(xi)關於特(te)定激(ji)發(fa)電(dian)子(zi)對(dui)的(de)能量穩(wen)定(ding)性及PSII反(fan)應(ying)中(zhong)心(xin)功能(neng)等。

熱(re)釋光(guang)（TL）譜(pu)帶的(de)來(lai)源及意(yi)義(yi)

不(bu)同(tong)型號的(de)控溫方(fang)式(shi)與(yu)範(fan)圍

系(xi)統組成

    TL系(xi)列植物(wu)光(guang)合(he)熱(re)釋光(guang)測(ce)量系(xi)統由3部分組成：主(zhu)控(kong)制分(fen)析單元、外部制冷單元、測量室(shi)。

    主(zhu)控(kong)制分析單元：根據(ju)用(yong)戶(hu)定(ding)義(yi)方(fang)案(an)或軟(ruan)件內置(zhi)的(de)實(shi)驗(yan)程(cheng)序來(lai)執行(xing)實(shi)驗(yan)過(guo)程並采(cai)集(ji)數(shu)據(ju)。彩(cai)色顯(xian)示(shi)屏(ping)可(ke)實(shi)時(shi)顯(xian)示(shi)測(ce)量曲(qu)線。

外(wai)部制冷單元：

    水冷(leng)單元（TL 6000/ST標準版(ban)配(pei)備）：包含(han)壹個電(dian)子(zi)控(kong)制的(de)抽水泵(beng)和內部儲水的(de)制冷(leng)器，用(yong)於測量室(shi)降(jiang)溫。

    液氮(dan)制(zhi)冷(leng)單元（TL 6000/ET溫度(du)擴(kuo)展(zhan)版(ban)配(pei)備）：將液氮(dan)罐通過(guo)管路(lu)連接(jie)到測量室(shi)，通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)控(kong)制的(de)低溫輸(shu)出(chu)閥可(ke)以將測量室(shi)溫度(du)控(kong)制到低-100℃。同時(shi)也用(yong)於測量結束(shu)後(hou)給測(ce)量室(shi)降(jiang)溫。

    測(ce)量室(shi)：包(bao)括(kuo)四個關鍵組(zu)成部分：光(guang)源、光(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管傳(chuan)感器(qi)、溫度(du)控(kong)制器(qi)、樣品盤。

技(ji)術(shu)參數(shu)

· 溫度(du)範(fan)圍：

TL 6000/ST標準版(ban)：-25℃到+70℃

TL 6000/ET溫度(du)擴(kuo)展(zhan)版(ban)：-100℃到+200℃

· 控溫模式(shi)：線性升(sheng)溫

· 大(da)線性升(sheng)溫速(su)度(du)：TL 6000/ST標準版(ban)1.5ºC/sec，TL 6000/ET溫度(du)擴(kuo)展(zhan)版(ban)1.8ºC/sec

· 溫度(du)調(tiao)控(kong)方式(shi)：TL 6000/ST標準版(ban)：Peltier控(kong)溫器(qi)+水冷(leng)單元；TL 6000/ET溫度(du)擴(kuo)展(zhan)版(ban)：電(dian)阻(zu)加熱(re)器+液氮(dan)制(zhi)冷(leng)單元

· 小(xiao)采(cai)樣周(zhou)期(qi)：100ms

· 過熱(re)保(bao)護(hu)：提(ti)供(gong)

· 環境光(guang)保(bao)護(hu)：提(ti)供(gong)

· 控制(zhi)模式(shi)：手(shou)動(dong)（恒溫）；程(cheng)序設(she)定(ding)溫度(du)曲(qu)線

· 樣品盤：鍍(du)金(jin)銅盤，TL 6000/ST標準版(ban)直(zhi)徑14mm，TL 6000/ET溫度(du)擴(kuo)展(zhan)版(ban)直(zhi)徑22mm

· 測量樣品：藻類、藍(lan)藻、葉綠(lv)體(ti)懸浮液，葉(ye)片等

· 單反(fan)轉飽(bao)和脈(mai)沖：波長lmax=627nm，大(da)光(guang)強(qiang)250000µmol(photons).m-2.s-1

· 光(guang)化(hua)光(guang)：波(bo)長lmax=627nm，大(da)光(guang)強(qiang)2000µmol(photons). m-2.s-1

· 探(tan)測傳(chuan)感器：通(tong)過軟(ruan)件靈(ling)敏控(kong)制(zhi)的(de)光(guang)電(dian)倍(bei)增(zeng)管

· 光(guang)譜(pu)響應(ying)：300nm-900nm

· 接(jie)通延(yan)遲：100ms

· 控(kong)制：用(yong)戶(hu)可(ke)通過(guo)編(bian)程(cheng)語(yu)言(yan)自定義程(cheng)序控(kong)制(zhi)儀(yi)器測量過(guo)程(cheng)

· 通(tong)訊：RS232串(chuan)口(kou)/USB

· 軟(ruan)件：FluorWin 3.7

· 電(dian)源：90V-240V

操(cao)作軟(ruan)件與(yu)實(shi)驗(yan)結果

典型應(ying)用(yong)

    中科院植物(wu)所(suo)盧從明(ming)研(yan)究員(yuan)是(shi)國(guo)內早將TL熱釋光(guang)技(ji)術(shu)用(yong)於植物(wu)光(guang)合(he)研(yan)究的(de)科學家(jia)之(zhi)壹(yi)，其(qi)的(de)團(tuan)隊也壹直(zhi)位(wei)於(yu)這(zhe)壹研(yan)究的(de)前沿(yan)。上(shang)圖即(ji)為2016年發(fa)表的(de)文獻(xian)，通過(guo)測量施(shi)加DCMU和不(bu)同(tong)光(guang)照(zhao)條件(jian)的(de)葉綠(lv)素(su)熱釋光(guang)曲(qu)線，評(ping)估谷(gu)胱甘肽還(hai)原(yuan)酶(mei)2對擬南芥(jie)PSII維(wei)持(chi)功(gong)能的(de)作用(yong)（Ding，2016）。

產地(di)：歐(ou)洲(zhou)

參考文(wen)獻(xian)：

OHP1, OHP2, and HCF244 form a transient functional complex with the photosystem II reaction center, Y Li, et al, 2019. Plant Physiology 179, 195–208

Antimycin A inhibits cytochrome b559-mediated cyclic electron flow within photosystem II, D Takagi, et al, 2019. Photosynthesis Research 139(1–3), 487–498

'Birth defects' of photosystem II make it highly susceptible to photodamage during chloroplast biogenesis, D Shevela, et al, 2019. Physiologia Plantarum 166, 165–180

High light acclimation of Chromera velia points to photoprotective NPQ, E Belgio, et al, 2018. Photosynthesis Research 135(1–3), 263–274

Comparison of photosynthetic performances of marine picocyanobacteria with different configurations of the oxygen-evolving complex, F Partensky, et al, 2018. Photosynthesis Research 138(1), 57–71

Diel regulation of photosynthetic activity in the oceanic unicellular diazotrophic cyanobacterium Crocosphaera watsonii WH8501, T Masuda, et al, 2018. Environmental Microbiology 20(2), 546–560

Glutathione reductase 2 maintains the function of photosystem II in Arabidopsis under excess light, S Ding, et al, 2016. Biochimica et BiophysicaActa (BBA) – Bioenergetics1857(6), 665–677

Titanium dioxide nanoparticles (100–1000 mg/l) can affect vitamin E response in Arabidopsis thaliana, R Szymańska, et al, 2016. Environmental Pollution 213, 957–965

The N-terminal sequence of the extrinsic PsbP protein modulates the redox potential of Cyt b559 in photosystem II, T Nishimura, et al, 2016.Sci Rep. 6, 21490.

The PsbY protein of Arabidopsis Photosystem II is important for the redox control of Cytochrome b 559, L von Sydow, et al, 2016. Biochimica et BiophysicaActa (BBA) – Bioenergetics1857 (9),1524–1533