Handy PEA

Полевая система для анализа флуоресценции хлорофилла, работающая на принципе непрерывного возбуждения.

 

Отличительные свойства системы:

  • Система отличается высокой компактностью и легким весом (габариты управляющей консоли: 170 × 85 × 40 мм; вес: 565 г.);
  • Высокая производительность;
  • Может хранить в памяти до 1000 полноразмерных экспериментальных файлов;
  • Высокое временное разрешение позволяет различать мельчайшие нюансы быстрых кинетик индукции флуоресценции;
  • Насыщение фотосинтетического аппарата растений производится фокусированным лучом высокой интенсивности, производимым специальной системой красных светодиодов;
  • Продуманная система освещения  и высококачественная система детекции обеспечивают очень точный анализ величины Fm;
  • Система может работать в автоматическом режиме, многократно воспроизводя экспериментальные протоколы, предварительно загруженные пользователем в память устройства;
  • Кабели, соединяющие сенсорный модуль и управляющую консоль, легко заменяются.
  • Для заказа доступны соединительные кабели длиной до 20 м;
  • В комплект поставки системы входит специальное программное обеспечение под Windows. Данное программное обеспечение существенно облегчает процессы настройки системы, обмена протоколами и данными, а также всестороннего анализа экспериментальных данных.

Общее описание:

Handy PEA, полевая система для анализа параметров флуоресценции хлорофилла, состоит из управляющей консоли и сенсорного модуля, подключенного к управляющей консоли посредством кабеля. Управляющая консоль системы очень компактна. Габариты консоли: 170 × 85 × 40 мм. Вес консоли: 565 г. Консоль содержит всю необходимую электронику, позволяющую производить анализ параметров флуоресценции хлорофилла с высоким временным разрешением. Высокое временное разрешение прибора позволяет различать мельчайшие нюансы быстрых кинетик индукции флуоресценции.

Сигнал флюоресценции хлорофилла воспринимается детекторами, входящими в конструкцию сенсорного модуля устройства. Сигнал передается на управляющую консоль прибора в аналоговом формате. Тут сигнал оцифровывается с помощью быстрого цифро/аналогового конвертера, входящего в состав управляющей консоли прибора. Оцифрованный сигнал обрабатывается и регистрируется в памяти устройства. Сигнал флуоресценции хлорофилла оцифровывается с различной скоростью, в  зависимости от фазы индукционной кинетики. Так, на протяжении первых 300 мкс (микросекунд), данные собираются и оцифровываются с интервалом в 10 мкс.

Систему Handy PEA очень просто настраивать и использовать. Прибор может хранить в своей памяти до 5 различных пользовательских протоколов. Протоколы пишутся с помощью специального программного пакета под Windows – PEA Plus. Данный программный пакет входит в стандартный комплект поставки. Программное обеспечение PEA Plus позволяет настроить: количество актов анализа, параметры каждого акта анализа, а также, в случае необходимости, ввести стадию предварительного облучения. Созданный протокол анализа загружается в память системы Handy PEA по серийному каналу связи – RS232. Система Handy PEA позволяет производить  измерения в ручном режиме и автоматическом режиме. Автоматический режим, с применением предварительно созданных экспериментальных протоколов, настоятельно рекомендуется, с целью обеспечения максимальной производительности устройства, а также максимальной точности и воспроизводимости получаемых результатов. Работа по предварительно заданным экспериментальным протоколам, кроме всего прочего, позволяет свести к абсолютному минимуму влияние оператора на процесс измерения. Таким образом, различные операторы, используя один и тот же протокол, могут получать хорошо воспроизводимые результаты. Управляющая консоль прибора снабжена, защищенной от пыли и влаги, тактильной клавиатурой. С помощью клавиатуры вы можете перемещаться по пунктам меню и задавать различные параметры. Кроме того, управляющая консоль прибора содержит встроенный ЖК-дисплей, позволяющий просматривать пункты меню, параметры настройки и получаемые экспериментальные данные.

Встроенная память устройства Handy PEA позволяет хранить до 1000 экспериментальных записей, длительностью от 0,1 до 300 секунд каждая. В полевых условиях, сохраненные данные, со всеми расчетными параметрами, в цифровом формате, можно просматривать на встроенном экране устройства. В лабораторных условиях, данные могут быть выгружены, по каналу связи RS232, на персональный компьютер, где, с помощью программного обеспечения PEA Plus, данные могут быть обработаны и выражены в графическом виде. Кроме того, данные легко могут быть экспортированы в любые другие программные пакеты, для дальнейшей их статичтической обработки.

Сенсорный модуль устройства Handy PEA включает осветительную систему, состоящую из 3-х ультра ярких красных светодиодов и системы светофильтров, которая обеспечивает пиковую длину волны в районе 650 нм. Свет с данной длинной волны активно поглощается хлорофиллом, используется для инициации флуоресценции. Интенсивность, выдаваемого осветительным модулем, возбуждающего светового импульса настраивается в пределах 0-3500 мкмоль м-2 с-1. Свет от источника освещения фокусируется на поверхности листа с помощью системы линз. Данная система линз обеспечивает равномерное распределение плотности светового потока на экспонированную специальным зажимом поверхность листа (диаметр = 4 мм).Преимущество светодиодов перед прочими источниками освещения состоит в следующем: светодиоды очень надежны и долговечны, они практически не производят тепла, выходят на максимальную мощность очень быстро (в пределах нескольких микросекунд после включения). Благодаря использованию светодиодной подсветки, удается свести к абсолютному минимуму погрешности, возникающие при измерении величины F0, а также все затруднения и неточности, сопряженные с работой оптического прерывателя, без которого не обходятся системы, использующие в качестве источника освещения обычные лампы накаливания.

Система обратной связи, в непрерывном режиме, анализирует и корректирует, согласно заложенному пользователем протоколу, мощность светового потока, выдаваемого осветительным модулем. Колебания мощности светового потока происходят по причине нагрева осветительного модуля. Светодиоды практически не производят тепла. По этой причине, специальная система термостатирования осветительного модуля не требуется, не предусмотрена. Однако, при продолжительном функционировании могут возникать небольшие температурные колебания, которые могут приводить к отклонениям в мощности светового потока. Эти, зависящие от температуры, отклонения и компенсирует контур обратной связи. Контур обратной связи, кроме того, компенсирует колебания мощности светового потока, возникающие по причине небольших колебаний температуры окружающей среды. Источник освещения проходит процедуры поверки и калибровки, прежде чем покинет приделы фабрики. При необходимости, пользователь может произвести калибровку осветительного модуля самостоятельно. Для проведения калибровки нужен серийный квантовый датчик.

Детектор, входящий в состав сенсорного модуля, представляет собой высококачественный и высокопроизводительный pin-фотодиод, совмещенный с усилительным контуром. Дизайн оптической системы детектора, и качественная система светофильтров, позволяют практически полностью исключить влияние отраженных световых волн на величину флуоресцентного сигнала. Т.е. детектор в большей степени реагирует световые волны, смещенные в более длинноволновую часть спектра, характерные для флуоресцентного сигнала, и практически полностью отсекает более коротковолновые световые импульсы, характерные для отраженного поверхностью листа возбуждающего освещения.

Листовые клипсы и темновая адаптация образцов.

 Перед проведением измерений, следует провести темновую адаптацию изучаемого листа. Дли этой цели, в комплекте с прибором Handy PEA, поставляются специальные, небольшие и очень легкие, листовые клипсы. Каждая клипса снабжена небольшой шторкой (темная пластинка – прерыватель). Для проведения темновой адаптации, закрепите клипсу на поверхности листа и удостоверьтесь, что шторка закрыта.

В процессе темновой адаптации, все реакционные центры полностью окисляются  и становятся доступными для фотохимических реакций. Кроме того, всякая флуоресценция хлорофилла прерывается. Время, требующееся на полную темновую адаптацию листа, варьирует, в зависимости от многих факторов.

Так, продолжительность темновой адаптации зависит:

  • От видовой принадлежности растения,
  • От того, в каких условиях освещения растение находилось до того как было помещено в темноту;
  • От того, подвергается ли растение, в данный момент, какому-либо стрессу или нет;
  • И т.д.

Обычно, чтобы темновая адаптация была эффективной, требуется порядка 15-20 минут. Чтобы оптимизировать процесс измерений, темновая адаптация может быть проведена на нескольких листьях, одновременно. Для этого вам понадобитсь несколько листовых клипсов темновой адаптации, которые вы сможете расположить на разных листьях. Клипсы темновой адаптации доступны для заказа, вы всегда можете приобрести требующееся вам количество. Некоторые ученые проводят измерения ночью. Такой подход обеспечивает адекватное количество образцов, прошедших темновую адаптацию, и сводит время ожидания к нулю.

Технические характеристики

Габариты управляющей консоли

170 × 85 × 40 мм

Вес управляющей консоли

565 г

Коммуникация с компьютером

Двунаправленная коммуникация по серийному каналу RS232

Рабочие температуры

0 - 40°C

Рабочие параметры относительной влажности

0-100%, без выпадения конденсата

Источник электропитания в полевых условиях

3 аккумуляторные батареи, входящие в комплект поставки.

Описание аккумуляторных батарей

Никель-металл-гидридные батареи (3.6 В, 1,8 А/ч)

Зарядное устройство для батарей

Встроенное зарядное устройство с переключателем (8-13.5 В на входе)

Время «жизни» батарей, в полевых условиях

Обычно - от 8 до 9 часов

(при скорости 120 измерений/час и продолжительности каждого измерения – 1 секунда)

Дисплей

Встроенный ЖК дисплей (8 строк × 20 символов в строке)

Освещение

3-х ультра ярких красных светодиода, с системой линз и светофильтров.

Светофильтры: настроенные на ближний ИК-диапазон и имеющие узкую полосу пропускания.

Линзы: обеспечивают равномерное распределение плотности светового потока на поверхности диаметром 4 мм.

Пиковая длина волны: 650 нм.

Полуширина спектральной линии: 22 нм.

Интенсивность освещения настраивается в пределах

0-3500 мкмоль м-2 с-1

Детектор

Быстродействующий pin-фотодиод, снабженный  длинноволновым пропускающим фильтром – RG9

Электронная начинка устройства

Микропроцессор - 16 бит;

Разрешающая способность – 12 бит;

Встроенный цифро-аналоговый конвертор (скорость сбора данных – через каждые 10 микросекунд);

8 бит ЦАП для контроля осветительного модуля;

Часы реального времени.

Продолжительность записи

0,1-300 секунд

Память

ОЗУ с резервным батарейным питанием 512 КБ.

Памяти достаточно для записи до 1000 1 секундных измерений