双通道调制叶绿素荧光仪——DUAL-PAM-100

同步测量PSII活性(叶绿素荧光)和PSI活性(P700氧化还原)

扩展P515/535模块可测量质子动力势(pmf)组分：跨膜质子梯度DpH和跨膜电位ΔΨ

扩展NADPH/9-AA模块可以测量NADPH荧光和9-AA荧光

      标准版的双通道调制叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100可同时测量光系统II(PSII)叶绿素荧光(Fluo)和光系统I(PSI)氧化还原导致的近红外差示吸收(P700/P700+)。自2006年DUAL-PAM-100问世以来，它就成为了PSII和PSI活性同步测量的黄金标准。

      双通道调制叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100可以用于植物叶片原位活体测量，只需要将叶片夹在激发和检测单元中间即可，几乎不需要任何前处理。此外，它也可以测量提取的完整叶绿体或类囊体悬浮液，微藻悬浮液。只需将装有样品(1.4mL)的石英杯放置在特制光学单元中间的孔内，盖上盖子即可。如果您在测量过程中需要往悬浮液内加药剂，可以从盖子中间的微小开孔插入注射器针头，添加药剂。对于易沉降的样品可以使用磁力搅拌器搅拌。

      双通道调制叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100除了标准激发和检测单元配置外，还有3个扩展选项：

1、扩展P515/535模块，可测量跨类囊体膜的质子梯度ΔpH和跨膜电位ΔΨ，分析与电子传递耦合的跨类囊体膜质子转移，质子动力势pmf形成，质子导度(gH+)。质子通量(vH+)。

2、扩展NADPH/9-AA模块，可测量NADP+的还原程度和9AA荧光。

3、扩展3010-DUAL联用叶室，可与GFS-3000光合仪组合，在可控条件(光照，温度，湿度，CO2浓度)下同步测量气体交换相关的CO2同化和电子传递相关的氧化还原。

      双通道调制叶绿素荧光仪DUAL-PAM-100发表文献数量多，仅光合作用文献数据库收录的就有1680多篇，近五年，每年都有近200篇文献发表。发文质量高，其中不乏Molecular Plant，Nature Plants，Nature Communications，The Plant Cell，PNAS，New Phytologist，Plant Physiology，The Plant Journal等植物学领域的专业高分杂志文章(详见附录)。

主要功能

• 单独或同步测量活体植物叶片或叶绿体/类囊体/藻类悬浮液的叶绿素荧光和P700差示吸收

• 单独或同步测量两个光系统的诱导动力学曲线（包括快相和慢相）

• 单独或同步测量两个光系统的快速光曲线和光响应曲线

• 淬灭分析、暗驰豫分析

• 典型的P700氧化还原曲线

• 通过叶绿素荧光和/或P700的同步测量可获知两个光系统的电子传递动力学、电子载体库(PQ)的大小、围绕PSI的环式电子传递动力学等

• 通过测量P515/535信号变化测量跨膜质子动力势pmf及其组分跨膜质子梯度DpH和跨膜电位ΔΨ

• “P515 Flux"信号能原位反映活体样品处于稳态的偶联电子和质子的流动速率

• 通过测量NADPH荧光估算NADP+的还原程度

• 通过测量9-AA荧光来估算跨膜质子梯度DpH

• 可编编辑脚本，自定义完成复杂的测量过程。

• 所有动力学曲线均可导出Excel，实现光合反应过程动力学曲线再现

测量数据

• 叶绿素荧光(PSII)数据：Fo、Fm、F、Fm’、Fv/Fm、Y(II)、Fo’、F/Fm、Fm’/Fm、qP、qL、qN、NPQ、Y(NPQ)、Y(NO)、ETR(II)、F(I)、F(I/)/Fo、α、Ik、ETRmax、Post-Illumination、Qa_Decay、Poly_300ms等

• P700(PSI)数据：P700、Pm、Pm’、P700ox、Y(I)、Y(ND)、Y(NA)、ETR(I)、P700+-Reduction、PQ Poolsize等

• P515/535数据：质子动力势pmf、跨膜质子梯度ΔpH、跨膜电位ΔΨ、质子导度(gH+)、质子通量(vH+)、P515_Fast、“P515 Flux"等

• NADPH/9-AA数据：NADP+的还原程度，ΔpH等

应用领域

• 光合作用光系统光能转换效率，过剩激发能耗散，状态转换，光合控制等机制研究。

• 电子传递速率，包括线性电子传递速率和环式电子传递速率，及系统间电子载体库研究。

• 人工光合作用和能源相关领域，如生物光伏研究。

• 其他与植物光合作用结构解析、复合体组装，色素合成与降解，逆境胁迫与抗逆生理相关的植物学，植物生理学，分子生物学，合成生物学，农学，林学、园艺，水生生物学、环境科学等领域。

软件界面

可选附件

1、扩展P515/535模块，可测量跨类囊体膜的质子梯度ΔpH和跨膜电位ΔΨ，分析与电子传递耦合的跨类囊体膜质子转移，质子动力势pmf形成。

2、扩展NADPH/9-AA模块，可测量NADP+的还原程度。

3、扩展3010-DUAL联用叶室，可与GFS-3000光合仪组合，在可控条件(光照，温度，湿度，CO2浓度)下同步测量气体交换相关的CO2同化和电子传递相关的氧化还原。

4、针对控制温度测量的特殊实验要求，您可以为DUAL-PAM-100悬浮样品光学单元配置控温模块：A、循环水浴，需要用户自备恒温水浴装置，只需将其通过软件连接到控温模块即可；B、Pelletier控温模块，兼具加热和制冷两种模式，可直接装在悬浮样品光学单元顶部，探头插入样品即可。

5、对于低浓度的叶绿体/类囊体/藻类悬浮液，荧光信号也会特别低。为了保证信号质量需要选用灵敏度更高的检测器来记录信号。A，光电二极管探测器单元 DUAL-DPD的灵敏度比标准探头提高了约10倍。可以进行样品浓度低至5 μg Chl/L 的测量；B、光电倍增管探测器单元 DUAL-DPM的灵敏度比DUAL-DPD更高，可以非常可靠地测量叶绿素浓度低至 0.5 μg/L 的悬浮液。

DUAL-PAM-100与GFS-3000联用

DUAL-PAM-100	3010-DUAL	GFS-3000

3010-DUAL是专们为DUAL-PAM-100与GFS-3000联用而设计的特制气体交换叶室。叶室由线性定位支架、温度和PAR传感器、风扇、导光杆、电子盒构成。同步测量时，叶片夹在叶室中间，DUAL-PAM-100提供测量需要的所有广源。气体交换由GFS-3000的红外气体分析器(IRGA)检测，P700和叶绿素荧光由DUAL-PAM-100的检测器测量。

• 同步测量P700、叶绿素荧光与气体交换，诱导曲线。

• 典型的气体交换测量，如光合速率、蒸腾速率、VPD、气孔导度、胞间CO2浓度、光响应曲线和CO2响应曲线。

• 典型的叶绿素荧光测量，如诱导曲线、快速光曲线、淬灭分析、暗驰豫，快速诱导动力学等

• 典型的P700氧化还原测量，

• 可扩展P515/535同步测量功能

• 可编程进行复杂的同步或独立测量

应用案例

       案例1：中国农业科学院作物科学研究所周文彬研究员课题组使用CRISPR-Cas9技术随机编辑水稻中Rubisco的五个rbcS基因(OsrbcS1–5)，产生一系列敲除突变体。以此来研究编码RuBisCO小亚基(RbcS)的基因突变后对水稻光合作用的影响。研究发现，水稻光合组织中最主要的 rbcS 基因 OsrbcS2-5 突变后，水稻在田间条件下的生长受抑制、抽穗延迟和产量降低，同时RuBisCO含量和活性降低，光合效率显著降低。多个突变导致的迟缓表型更严重。本研究中，野生型和rbcs突变体水稻光系统I和光系统II叶绿素荧光光响应曲线通过DUAL-PAM-100双通道叶绿素荧光仪完成，测量前暗适应30分钟，设置一系列光梯度，每个光梯度照光30s，然后施加一个200ms的光强为20000μmolm-2s-1的饱和脉冲。测量Y(I)、Y(II)、ETRI、ETRII、Y(ND)、Y(NA)等参数。

Zhou, Y., et al. 2024.

      案例2. 英国谢菲尔德大学Matthew P Johnson课题组利用基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术，在莱茵衣藻中构建了通过PSAF将FNR锚定于PSI的嵌合型突变体。以此来研究FNR定位对光合作用的影响。研究发现，相较于野生型，嵌合突变体因NADPH还原速率降低导致光合生长受限、线性电子传递受阻，且PSI受体侧限制增强。但该突变体同时表现出增强的跨膜质子梯度(ΔpH)和非光化学淬灭(NPQ)，表明CET活性显著提升。因此，将FNR锚定于PSI并未促进光合线性电子传递，反而通过牺牲线性电子传递与CO₂固定效率优先支持环式电子传递。这一发现揭示了FNR定位对光合电子流向分配的关键调控作用。

      本研究中，叶绿素荧光与电子传递，使用IMAGING-PAM叶绿素荧光成像系统测定Fm、光响应曲线及诱导曲线，400μL样品，100 µg/mL叶绿素浓度，添加15% Ficoll(聚蔗糖)；使用DUAL-PAM-100双通道叶绿素荧光仪P515/535模块检测电致变色位移(ECS)。质子动力势根据红色光化光关闭后P515信号的衰减来计算，方法是对黑暗中的前300ms进行单指数衰减，以确定信号衰减的跨度(ECSt)；质子导度(gH+)是根据该衰减速率常数的倒数计算。质子通量(vH+)按ECSt×gH+计算；使用 DUAL-KLAS-NIR四通道动态LED阵列近红外光谱仪以类似方法测量P700氧化。样品叶绿素浓度100 µg/mL，添加10 μM DCMU和1 mM HA后进行测量前的暗适应。在502 μmol·m-2·s-1的红色光化光照射10秒后，测量P700氧化的衰减(波长对840-965nm)。在光照结束时，使用200ms的多周转饱和闪光(MT)来测量P700氧化的最大值(Pm)，并使用脉冲后最初的1.5秒曲线拟合非线性衰减函数来计算P700还原一阶速率常数K；3、NADPH荧光，激发波长340 nm，检测波长460 nm，光暗交替下测定动态变化。

Emrich-Mills, T. Z., et al. 2025.

产地：德国WALZ