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Z6尊龙凯时叶绿素荧光手艺在生态毒理学中的应用（二）

时间：2025-04-01 作者：Z6尊龙凯时点击量：

在生态毒理学研究领域，准确评估污染物对生物的毒性作用及生态系统的影响至关主要。叶绿素荧光手艺作为一种高效、迅速的研究手段，正施展着日益主要的作用。它能够快速、无损地监测植物光合心理状态，为探讨污染物的毒性机制提供要害信息。通太过析叶绿素荧光参数的转变，可精准相识污染物对植物光相助用的影响，如确定差别重金属的毒性顺序、评估土壤生态毒性、展现塑料衍生化学物质对生物光合系统的动态影响；别的，在污染后的情形修复研究方面，可用于评估工程藻的生物修复能力，对污染物的去除效果等。Z6尊龙凯时基于自身强盛的叶绿素荧光手艺研发能力，致力于为客户提供全方位的藻类作育、植物生永心理监测、情形及生态毒理学领域的科研装备和手艺服务。

污染动态的生物监测研究：

1）小球藻快速检测水体重金属毒性

中国科学院合肥物质科学研究院的科研职员揭晓的文章《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，使用Z6尊龙凯时AquaPen叶绿素荧光丈量仪，通过研究 4 种典范重金属对小球藻叶绿素荧光参数的影响，筛选出敏感响应指标并较量重金属毒性，为快速检测重金属毒性提供依据。

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图1. 差别浓度的铬Cr (VI)、镉Cd、汞Hg、铜Cu处置惩罚 3 小时后，小球藻归一化的叶绿素荧光上升动力学（OJIP）曲线及各叶绿素荧光参数转变趋势；

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图2. 差别浓度的铬Cr (VI)、镉Cd、汞Hg、铜Cu处置惩罚 3 小时后，小球藻叶绿素荧光参数的响应迅速度；

图1、图2划分展示了Cr (VI)、Cd、Hg、Cu 等水体重金属污染对小球藻的叶绿素荧光动力学（OJIP）曲线爆发的显著影响，以及各叶绿素荧光参数对差别污染物的响应迅速度剖析。其中重金属袒露使小球藻 OJIP 曲线荧光产量降低，J-step 和 I-step 变平缓，Fv/Fo减小，且差别重金属浓度下转变趋势一致。PIABS对低浓度重金属响应迅速度高，受相同浓度重金属影响水平大，其盘算的EC10和EC50值显著低于其他参数，是更合适的响应指标。4 小时内短期胁迫下，四种重金属对小球藻光相助用的毒性顺序为Hg > Cu > Cd > Cr(VI)，该研究为快速检测水体重金属毒性提供了敏感响应指标和主要依据。

2）眼虫属生物作为土壤生态毒性生物指标的潜力研究

韩国的科研团队在文章《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.》中使用叶绿素成像手艺研究了三种眼虫属生物：纤细裸藻（Euglena gracilis）、绿色裸藻（Euglena viridis ）和膝曲裸藻（Euglena geniculata）作为新型土壤测试物种评估土壤毒性的潜力。

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图3. 左图：3种眼虫的显微图；中图：差别浓度镍处置惩罚下，3种眼虫在淡水中的生长以及光合活性指标转变；右图：差别浓度镍处置惩罚下，3种眼虫在 LUFA 2.2 土壤中的生长以及光合活性指标转变，

文章通过丈量叶绿素荧光参数，绘制眼虫生长曲线，确定了 E. viridis 和 E. geniculata 的最佳袒露时长为 5 天。同时，以此权衡镍污染对眼虫生长的抑制作用，盘算出差别眼虫生长的 5d - EC₅₀值。其中E. gracilis对镍污染最敏感（淡水和土壤中 EC??划分为 4.8 mg/L 和 95.6 mg/kg），而E. viridis和E. geniculata可作为增补物种以增添测试多样性。通过纸盘土壤法验证了眼虫在土壤毒性评估中的适用性，其光相助用参数（如 qP 和 Rfd）与生长抑制显著相关，为土壤生态危害评价提供了新要领。

3）塑料污染对有害藻华物种的影响

塑料污染是水生生态系统的一个主要问题，尤其是 BPA 和 DEHP 作为增塑剂被普遍使用，它们的释放对海洋生物造成危害。突尼斯和法国的科研机构在论文《Impact of two plastic-derived chemicals, the Bisphenol A and the di-2ethylhexyl phthalate, exposure on the marine toxic dinoflagellate Alexandrium pacificum》中使用Z6尊龙凯时AquaPen手持式叶绿素荧光仪评估了塑料衍生化学物质对有害藻华的潜在影响，并呼吁增强对海洋生态系统中微塑料及添加剂的监测与危害评估。

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图4. 微塑料及添加剂对叶绿素荧光参数Fv/Fm、光响应曲线（rETR-E）的影响

论文中叶绿素荧光手艺主要用于展现双酚A（BPA）和邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯（DEHP）对Alexandrium pacificum光合系统II（PSII）功效的动态影响。通过监测最大光化学量子产量（FV/FM）和光响应曲线（rETR-E），发明污染物袒露初期会显著抑制PSII的光化学效率（FV/FM下降至比照组的60%以下），批注PSII反应中心受损或电子转达受阻。然而，随着时间推移，FV/FM逐渐恢复至靠近或略高于比照水平，体现细胞可能通过调解光合机构（如增添捕光色素或修复PSII损伤）或污染物降解顺应胁迫。光响应曲线进一步显示，高浓度DEHP和混淆处置惩罚导致光饱和点降低和光抑制增强，而BPA单独处置惩罚对光顺应能力影响较小。荧光数据批注污染物通过滋扰PSII功效抑制光合活性，但细胞通过心理调理实现部分恢复。综合而言A. pacificum对 BPA 和 DEHP 的敏感性高于其他浮游植物物种（如硅藻和绿藻），纵然在低浓度下也体现出生长抑制，因此可以用A. pacificum作为塑料污染的前期预警和检测手段之一。

污染情形的生物修复研究：

4）工程蓝藻对重金属的耐受性和生物修复能力评估

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图5. 比照组及基因编码工程藻在差别情形条件下的心理参数；

天津大学的科研职员在文章《Engineered Cyanobacteria-Based Living Materials for Bioremediation of Heavy Metals Both In Vitro and In Vivo》中使用叶绿素荧光丈量仪AquaPen评估人工处置惩罚的工程蓝藻对重金属的耐受性和生物修复能力。在差别浓度Cd 2+（0、10、15、25 μM ）处置惩罚下，PM/6803 在干重、Fv/Fm、叶绿素 a 和类胡萝卜素含量、吸收光谱等方面体现出比 Ctr/6803 更好的稳固性。通过较量差别浓度Cd 2+ 处置惩罚下野生型 Ctr/6803 和工程菌株 PM/6803 的Fv/Fm 比值（光系统 II 最大宗子产量），发明 PM/6803 在较高浓度Cd 2+ 下，Fv/Fm 仍能维持一定水平，而 Ctr/6803 的Fv/Fm 则急剧下降至靠近零，批注 PM/6803 对Cd 2+ 的耐受性更强，其光合系统受Cd 2+ 影响较小。同时使用叶绿素荧光装备视察 PM/6803 在被海藻酸钠水凝胶包封形成 PM/6803@SA 活体质料后的生长和活力情形：随着作育时间延伸，PM/6803@SA 中蓝藻的叶绿素自觉荧光增强，这批注包封后的蓝藻能够存活且生长状态优异，为评估该活体质料在现实应用中的可行性提供了依据。

5）藻-菌共生体对富营养化和重金属污染的去除效果研究

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图6. 微藻—真菌共生体处置惩罚污染水体后的叶绿素含量及荧光参数转变；

杭州师范大学在文章《Supplementation of strigolactone analog for enhancing the removal of nutrient and heavy metal by microalgae-fungi symbionts》中，研究通过向小球藻 - 绿粘帚霉共生系统中外源添加差别浓度 GR24，探讨其对共生体生长、光相助用及去除污水中营养物质和重金属效果的影响，为微藻 - 真菌共生体在污水处置惩罚中的应用提供依据。如上图所示，通过使用Aquapen（AP-C 100）丈量微藻—真菌共生体的光合性能参数，比照差别 GR24 浓度处置惩罚下的光合性能参数，发明随着 GR24 浓度增添，这些参数泛起先升高后降低的趋势。这说明 GR24 能增进微藻对光的吸收，提高电子转达效率和最大电子转达产量，进而提升光相助用效率。外源添加 GR24 可以显著提高小球藻 - 绿粘帚霉共生体的光相助用和生物量，增强对污水中营养物质和重金属的去除效果。

Z6尊龙凯时手艺与产品

Z6尊龙凯时光养生物反应器手艺：

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藻类作育与在线监测，包括 OD、叶绿素荧光、消融氧、pH、营养盐等，及藻类呼吸与

光相助用、碳通量等在线监测；

叶绿素荧光在线监测手艺，高迅速度监测藻类作育心理状态、光合效率；

实验室多通道管式作育、立柱式作育、平板式作育等差别作育模式、差别容积大��；

智能调制多通道 LED 光源作育，差别颜色差别波段、0-100%调制、昼夜节律自动调制、

差别光配方，可客户定制多通道智能 LED 藻类作育台架；

情形调控，温度、pH、CO2 等调控，恒浊作育、恒化作育；

Z6尊龙凯时叶绿素荧光（成像）手艺：

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叶绿素荧光被称为植物光相助用的迅速探针，Z6尊龙凯时叶绿素荧光成像手艺产品为智慧农业、植物工厂、光相助用研究、表型组学研究、遗传育种等农业研究丈量检测提供了高迅速度、高通量、非接触、非损伤、可视化、数字化解决计划：

Z6尊龙凯时多光谱荧光成像手艺：

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多光谱荧光成像为叶绿素荧光成像的升级产品，既可对叶绿素荧光成像剖析，还可同时对胁迫诱导次级代谢产品荧光（蓝绿荧光）成像，并与叶绿素荧光（红色和远红荧光）成像综合剖析，从而高迅速度、周全使用植物荧光征象检测植物心理状态、受胁迫状态或康健状态，早期如苗期泛起症状前即可通过成像“看到”植物病虫害，如作物或中药材根系是否受虫害或病害侵袭等，从而实时接纳补苗等步伐，还可以检测农药效果、使用阈值，从而少用农药，抵达环保和绿色康健食物生产的双重目的。

Z6尊龙凯时Thermo-RGB成像手艺：

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Thermo-RGB成像接纳Z6尊龙凯时自主研发的红外热成像与RGB成像融合剖析手艺，有用融合了红外热成像的热辐射信息/温度信息和RGB成像的颜色信息和高区分率优势，战胜了红外热成像区分率低、不清晰、难以举行目的提取/图像支解等弱点，可以利便地举行图像支解处置惩罚、提取清晰的图像信息，并进一步精准运行ROI选区剖析，能够同时检测形态、颜色及温度漫衍等，可用于植物表型剖析、生物（病虫害）或非生物（如干旱、盐碱等）胁迫或敏感性检测；还可用于动物体型非接触遥测、体表温度成图剖析等表型检测。

Z6尊龙凯时多功效高光谱手艺：

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北京Z6尊龙凯时多功效高光谱手艺同时具备（反射光）高光谱成像剖析、叶绿素荧光高光谱成像剖析、UV引爆发物荧光（UV-MCF）高光谱成像剖析功效，还可选配差别引发光生物活体荧光（如GFP、YFP等荧光卵白成像等）成像功效；独具特色的高光谱区分率荧光成像剖析功效，可迅速区分差别波段生物荧光征象。现在已经应用于包括植物表型成像剖析、遗传育种、种子资源检测判断、高通量种苗康健检测、采后生物学实验研究、中草药研究检测等偏向，还可用于活体检测剖析植物黄酮指数、花青素指数及叶绿素指数等。

Gan T, Yin G, Zhao N, et al. 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[J]. Toxics, 2023, 11(5): 468.
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.
M'Rabet C, Pringault O, Zmerli-Triki H, et al. Impact of two plastic-derived chemicals, the Bisphenol A and the di-2-ethylhexyl phthalate, exposure on the marine toxic dinoflagellate Alexandrium pacificum[J]. Marine Pollution Bulletin, 2018, 126: 241-249.
Sun T, Huo H, Zhang Y, et al. Engineered cyanobacteria-based living materials for bioremediation of heavy metals both in vitro and in vivo[J]. ACS nano, 2024, 18(27): 17694-17706.
Zhao C, Wang Z, Yang H, et al. Supplementation of strigolactone analog for enhancing the removal of nutrient and heavy metal by microalgae-fungi symbionts[J]. Journal of Water Process Engineering, 2023, 56: 104456.

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4）工程蓝藻对重金属的耐受性和生物修复能力评估

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