PHYTO-PAM系统描述

脉冲-振幅-调制(Pulse-Amplitude-Modulation, PAM)技术的测量原理是基于对调制测量光激发的荧光信号的选择性放大。在PHYTO-PAM浮游植物荧光仪中，微秒级的测量光脉冲是由4种不同颜色的发光二极管(LED)阵列发出的:蓝色(470 nm)、绿色(520 nm)、浅红色(650 nm)和深红色(675 nm)。不同颜色的测量光脉冲在高频率下交替应用，就可以获得4种波长的光激发出的半同步的荧光信号。结合不同藻类的参考光谱(Reference spectrum)就可区分不同藻类，并分别测量它们的光合活性和叶绿素含量。

PHYTO-PAM可以对蓝藻、绿藻和硅/甲藻进行分类。由于硅藻和甲藻的色素组成差别不大，目前技术上还很难对它们进行区分。要想对它们区分，除了考虑色素组成外，更重要的是考虑捕光色素-蛋白复合体的结构特别是横向截面积，这必须结合"泵"和"探针"法测量荧光。目前WALZ公司正结合"泵"和"探针"法开发对微藻分类更多、更精确的仪器。PHYTO-PAM还可以测量这些藻类的叶绿素浓度(检测限为0.1 μg L-1 Chl)。PHYTO-PAM更加强大的功能是可以探测自然水样中蓝藻、绿藻和硅/甲藻的光合活性和光适应状态。

PHYTO-PAM采用微型光电倍增管作为检测器，可以检测及其微弱的灵敏变化，同时还具备强光自动关闭的保护功能，因此仪器操作和维护更加容易。

1983年，WALZ公司首席科学家、德国乌兹堡大学的Ulrich Schreiber教授设计制造了全世界第一台调制荧光仪--PAM-101/102/103，并在植物生理、生态、农学、林学、水生生物学 等领域得到广泛应用，出版了大量高水平研究文献。但该仪器由于采用光电二极管为检测器，因此只能检测高等植物、室内培养的微藻等叶绿素含量较高(> 12 mg L-1)的样品。

在PAM-101/102/103出现的同时，Schreiber教授就有了设计一台多波长调制荧光仪的构想。1988年，Schreiber教授和他的博士后Kolbowski博士第一次设计出了16波长(LED)荧光分光光度计。

1995年，Schreiber教授和Kolbowski博士一起设计出了全世界第一台可对浮游植物自动分类的调制叶绿素荧光仪PHYTO-PAM。PHYTO-PAM采用调制技术，利用4种不要波长的LED作为光源，利用光电倍增管作为检测器，可以对水样中的蓝藻、绿藻、硅藻/甲藻自动分类，并分别测量它们的叶绿素含量和光合活性。

PHYTO-PAM由于采用光电倍增管作为检测器，因此检测限达到 0.2 μg L-1 Chl。根据研究对象和研究目的不同，可有3套系统供您选择。

PHYTO-PAM是水域生态学、海洋与湖沼学、水质监测等领域的有效工具。

PHYTO-PAM可对自然水样中发浮游植物自动分类、自动测叶绿素含量和光合活性的调制荧光仪，三探头可选。

1) 全世界第一台可对浮游植物自动分类的调制叶绿素荧光仪

2) 4波长光源:470、520、645和665 nm

3) 对蓝藻、绿藻和硅/甲藻进行分类

4) 可选配室内系统(I)、野外系统(II)和测附着藻类/大型藻类的系统(III)

5) 灵敏度高，检测限为0.1 μg L-1 Chl

6) 专业PhytoWin操作软件，数据收集、分析和存贮功能强大

7) 用户可利用培养的微藻做参考光谱，非"黑匣子"

8) 可在野外测量后根据水体藻类组成利用优势种(一种或多种)的参考光谱校对实验结果

1) 可对蓝藻、绿藻和硅/甲藻自动分类(定性)

2) 可自动测量水样中蓝藻、绿藻和硅/甲藻的叶绿素含量(定量)和总叶绿素含量

3) 可同时测量水样中蓝藻、绿藻和硅/甲藻的光合作用和总光合活性

4) 可测量光合作用的量子产量和相对电子传递速率

5) 可自动记录量子产量和相对电子传递速率的快速光响应曲线

6) 用户可做自己的参考光谱

7) 可连接记录仪或示波器记录原始荧光诱导动力学曲线

多用于水生生物学、水域生态学、海洋学、湖沼学、水质监测和预警、微藻生理学、微藻抗逆性、环境科学、生态毒理学、极地藻类(冰藻)研究等领域，对于了解自然水体中藻类种群的动态变化、水华/赤潮预警、野外水体中光合作用的时空变化、校正初级生产力的计算等有较大帮助。

PHYTO-PAM的主机连接不同的检测器可以组成3套不同的测量系统:

实验室版本，利用光学单元ED-101US/MP和标准10×10 mm样品杯检测荧光

系统I的所有光电元件均需安装在铁架台上，适合实验室用。但由于主机PHYTO-C内置大容量电池，因此它也可以在野外或在船上使用。系统I的一个突出优点是光学单元ED-101US/MP的开放式设计，它允许安装不同的滤光片或不同颜色的光化光LED阵列。与系统II的PHTO-ED相比，10×10 mm样品杯中的光场分布更加均匀。同时，系统I还可以连接温度控制器US-T和微型磁力搅拌器PHYTO-MS。这些特点决定了系统I更加适合浮游植物光合作用的基础研究。

野外便携式版本，利用PHYTO-ED和直径15 mm的样品杯检测荧光

在系统II中，所有光电元件都整合在便携式的激发-检测单元PHYTO-ED中。PHYTO-ED密封防水。系统II最适合在野外或在船上工作，当然室内也完全可以使用。

光纤型版本，利用PHYTO-EDF检测附着藻类或大型藻类的荧光

系统III的光纤型激发-检测单元PHYTO-EDF可以检测所有生长在表面的光合生物的光合作用。比较适合的测试材料包括附着藻类、底栖藻类、藻垫(microbial mats)和大型藻类等。由于采用光纤传导信号而且测量面积小，因此灵敏度比系统I和II要低。但是由于附着藻类等材料的叶绿素含量远远高于水体中的浮游植物，因此系统III的灵敏度完全可满足实验要求。