植物中叶绿素a检测方案(紫外分光光度)

ApplicationNoteTipLogn#130 叶绿素a 什么是叶绿素 a? 叶绿素是植物体内的绿色色素，可光作用下产生能量-光合作用。通过测量叶绿素，可间接测量样品中光合作用植物(藻类或浮游植物)的量。叶绿素a色素适用于所有植物种类，而其他叶绿素(如b，c1， c2， d， f) 只适用于一些特定的植物、藻类或蓝藻细菌，可用来指示一些主要藻类团的存在。1 为什么要测量叶绿素 a? 营养物(如磷和氮)的流入内陆或沿海的水体，会造成藻类的疯长。随后的腐烂会降低水体中样品的含量，影响鱼类、贝类、甲壳类等生物的生存环境。右图说明了叶绿素 a 和溶解性无机氮(DIN)?的相关性。营养物载荷的变化同样能改变浮游植物总群的构成和多样性。 藻类浓度高说明了水质恶化，浓度低则水质较好。浮游植物的增加会让水变浑浊，影响海草生长和相关的渔场。在一些极端事件中，富营养化会造成缺氧(无氧“死区"会杀死鱼类、贝类和甲壳类生物)有毒有害藻类的爆发。从水质方面来看，叶绿素a是现有手段中能最佳、最直接的方法，可测量浮游植物数量和质量以及潜在导致水变浑浊和低溶解氧损害。3叶绿素 a的单位是 ug/L或 mg/L，一般认为超过 100ug/L4的量就会对鱼类产生影响。即使最清洁的水也会含有将近 5pg/L'叶绿素a。针对水体的不同用途和目标，存在一些特定的水质标准。 哪些用户需要测量 chlorophyll a? 拥有地表水蓄水库的自来水厂需要测量叶绿素 a 来控制水源。通常包括预测和控制藻类爆发或确定避免藻类进入的取水点，以避免过滤系统堵塞、有机负载增加、引起公共健康损害，而必须额外的处理过程。在美国，测量叶绿素a的机构有：美国陆军工程兵团、US EPA国家环保署、州环保局和实验室；切萨皮克湾计划、USGS 美国地质调查局、NOAA 国家海洋和大气治理署、佛州 Audobon、学术机构等。 如何测量 chlorophyll a? 将已知量的水样过滤，通常是玻璃纤维过滤器。过滤器需要在丙酮溶液中研磨，然后进行加工和分析。通常有三种标准方法来测量叶绿素a：分光光度法、荧光法、高效液相色谱法(HPLC)。分光光度法是实验室最常用的方法，样品处理通常只需要1-5分钟，一般测量下限是 0.08 mg/L(用 1cm 比色池)，仪器成本也很低。HPLC 能够区分叶绿素的种类和辅助色素，但是测量耗时且技术要求更高，般要20-25分来来处理样品。1台 HPLC的可能可以买10台非常好的分光光度计，并且后续的耗材成本也很高。荧光法间接测量叶绿素a，更适合远程监控。 使用的分光光度计需要较窄的光谱带宽，及多个波长来测量。如三色法使用 750nm(浊度校正)、664nm(叶绿素a)、647nm(叶绿素b校正)和630nm(叶绿素c1、c2校正)。左图'为叶绿素a和b的吸收光谱。另一个替代方法是在酸化前后用750、664、665nm来测量，可校正脱镁叶绿素a和浊度的干扰。根据选择的方法来挑选波长和方程。认可的叶绿素a 测试方法有： US EPA 446.0， Standard Methods 10200H， ASTM D3731，L，LDIN38412-16， ISO 10260 等。 测量 chlorophyll a的推荐设备 Thermo Scientific Orion AquaMate 8000 紫外可见水质分析仪测量叶绿素a性能可靠，表现卓越，符合上述各测试方法的要求。该仪器光谱带宽仅1.8nm，覆盖所有需要的波长，可使用从1-10cm的比色池(瓶)，可提供精确、可靠、便捷的测量性能。具体可浏览： www.thermoscientific.com/AquaMate8000. 其它附件、耗材可参考： http：//www.unitylabservices.com， 包含： 1 cm (10 mm)玻璃比色池， PN 331709-000 波长准确性和仪器性能验证标准滤光片， PN 333150， 标准滤光片再校正服务(PN333150)， PN 701-101600 分光光度计性能校正服务(每年一次) 备注： ( 1. Method 10200 H. C h lorophyll， Standard M e thods for the Examination of Water and Wastewater， ww w.stan d ard method s.org . ) Chlorophyll a concentrations， http：//www.ozcoasts.gov.au/indicators/chlorophyll a.jsp 23Ambient Water Quality Criteria...， USEPA April 2003， http：//www.chesapeakebay.net/content/publications/4Chlorophyll a Methodology， http：//www.evergladesplan.org/pm/pm docs/qaot/june 2009 workshop/062309 mtg gaot chlor methods.pdf 5. Nielson， J. and P. Jernakoff， P. 1996. A review of the interaction of sediment and water quality with benthicPort Phillip Bay Environmental Study. Technical Report No. 25， 1-130. 6Chlorophyll a in Lakes， http：//www.ecy.wa.gov/programs/wq/plants/management/joysmanual/chlorophyll.html7Absorption spectra for chlorophyll a and b； https：//wiki.bio.purdue.edu/biol13100/index.php/2011 Problem Set 4 Question 2 Student Answer Water Analysis Instruments (WAI) www.thermoscientific.com/waterlibraryPage of Water Analysis Instruments (WAI)Part of Thermo Fisher Scientific/