氧氣、pH和(he)溫度測量(liang)的革命性技術，特別適(shi)合(he)光合(he)放(fang)氧、水(shui)體和(he)土壤微生(sheng)態研究(jiu)的測量(liang)
主要功(gong)能
光(guang)纖式(shi)氧氣(qi)、pH和(he)溫度(du)(du)測量(liang)儀(yi)采用(yong)REDFLASH染料發光(guang)技術，具(ju)有高(gao)精度(du)(du)、高(gao)穩定(ding)性、低(di)功耗(hao)、受干擾(rao)程度(du)(du)低(di)、響應快速等特(te)點，已經有廣泛的(de)(de)應用(yong)和(he)科研成果；且(qie)可(ke)連接類型多(duo)(duo)樣的(de)(de)光(guang)學(xue)傳(chuan)感(gan)器，滿足不同實(shi)驗需求。PyroScience擁有多(duo)(duo)項新技術，且(qie)不斷精益求精，使光(guang)纖式(shi)多(duo)(duo)分析物測量(liang)儀(yi)FireSting-PRO成為高(gao)精度(du)(du)氧氣(qi)測量(liang)領域的(de)(de)標桿，優(you)化設計(ji)的(de)(de)生產流(liu)程也使得FireSting-PRO在保持產品高(gao)性能的(de)(de)同時維持具(ju)有競爭力(li)的(de)(de)價格(ge)。
應用(yong)領域(yu)
l 水體溶解氧、藻類及藻類生物膜和(he)植(zhi)物的光合作用與呼吸(xi)作用測量
l 水(shui)(shui)生(sheng)動物(wu)（魚類、水(shui)(shui)生(sheng)昆蟲等(deng)無脊椎動物(wu)、浮(fu)游動物(wu)）等(deng)呼吸(xi)代(dai)謝測量
l 陸生(sheng)動(dong)物(wu)、實驗動(dong)物(wu)、動(dong)物(wu)組(zu)織、血(xue)液等呼(hu)吸代謝(xie)測量
l 土壤、濕地、海洋沉(chen)積、河湖沉(chen)積剖面氧測量
l 生物反應器、發酵(jiao)過程、酶動力學、細胞培養等氧(yang)測量(liang)
l 糧(liang)食食品(pin)儲運、葡萄(tao)酒等氧測量
l 污水處理、沼氣、垃圾填埋場、有(you)機(ji)物降(jiang)解等氧測(ce)量(liang)
產品特點
采(cai)用REDFLASH新技(ji)術精確(que)、靈(ling)敏的檢測氧氣、pH和(he)溫度
內置濕度和(he)大氣壓傳感器快(kuai)速準確不間斷的進行(xing)數據補償(chang)
在氣相(xiang)、液(ye)相(xiang)、半固相(xiang)等各種環(huan)境中(zhong)測量多分析物(wu)，特別適合光合放氧、酸堿(jian)度測量
提供1，2或4通(tong)道版本，一臺(tai)設備實(shi)現氧氣、pH和溫度(du)同步測(ce)量
既可(ke)(ke)連(lian)接(jie)微型(xing)傳感器，小型(xing)傳感器，堅固型(xing)探(tan)(tan)針(zhen)(zhen)、可(ke)(ke)換帽探(tan)(tan)針(zhen)(zhen)、納米探(tan)(tan)針(zhen)(zhen)、耐溶劑探(tan)(tan)針(zhen)(zhen)，也可(ke)(ke)連(lian)接(jie)非接(jie)觸式點狀光學傳感器（測(ce)量杯、呼吸瓶、流通室芯片）
傳(chuan)感器末端直徑從(cong)50 μm至(zhi)3 mm
一臺FireSting-PRO可以同時連接幾個不(bu)同測(ce)量范圍(wei)（標準和痕量）、不(bu)同種(zhong)類分析物傳感器一起使(shi)用
通過USB連接PC供電和控制；或獨(du)立供電，采用Broadcast模式運行和模擬通道(dao)輸出數據
可提供OEM定制
新版(ban)PyroScience Workbench可(ke)同(tong)時(shi)連接10臺測量儀，還可(ke)進行漂移補償和氧氣(qi)速率計(ji)算
革(ge)命性的 REDFLASH 技術(shu)
由(you)PyroScience發(fa)明的(de)(de)(de)REDFLASH技術基于只對(dui)分析物(wu)敏感(gan)的(de)(de)(de)REDFLASH染料(liao)(liao)發(fa)光材料(liao)(liao)。REDFLASH染料(liao)(liao)受紅(hong)光(λ=620 nm)激發(fa)后，會根據氧氣含量(liang)的(de)(de)(de)多少(shao)發(fa)出不(bu)同強(qiang)度的(de)(de)(de)近紅(hong)外光（760nm NIR）。通過NIR強(qiang)度的(de)(de)(de)測量(liang)可以反映氧氣含量(liang)。REDFLASH技術擁(yong)有高精度、高穩(wen)定性、低功耗、受干(gan)擾(rao)程(cheng)度低、響應快速等特(te)點。紅(hong)色激發(fa)光可有效(xiao)的(de)(de)(de)減(jian)小自發(fa)熒(ying)光的(de)(de)(de)干(gan)擾(rao)并降低對(dui)生物(wu)體的(de)(de)(de)脅(xie)迫(po)。
REDFLASH染料被紅光激發(fa)后會發(fa)出NIR，隨分析物濃度變化而發(fa)出的NIR逐(zhu)漸變化
左圖：A）低(di)氧(yang)濃(nong)度下高NIR發(fa)射；B）高氧(yang)濃(nong)度下低(di)NIR發(fa)射
下圖：A）高pH下低NIR發射(she)；B）低pH濃度下高NIR發射(she)
主要技術參數
系統組成：
FireSting-PRO是一款高精度(du)、緊湊(cou)型(xing)、基(ji)于(yu)PC的光纖式多分析物測(ce)量儀，可(ke)(ke)提供(gong)單通(tong)道、雙通(tong)道及四通(tong)道版本(ben)。可(ke)(ke)廣泛用(yong)(yong)于(yu)實(shi)驗室和(he)野外短期調查或長(chang)期監(jian)(jian)測(ce)使(shi)用(yong)(yong)，以及工業領(ling)域的氧氣、pH監(jian)(jian)測(ce)。主(zhu)機通(tong)過USB接口連接電(dian)腦供(gong)電(dian)和(he)控(kong)制(zhi)；每(mei)種型(xing)號的主(zhu)機均包含一個溫度(du)傳感器接口，用(yong)(yong)以連接PT100型(xing)（例如TDIP15）溫度(du)探(tan)頭。
1.FireSting-PRO主機
圖中為四通道 FireSting O2 主機，其中 S1-S4 為 4 個傳感器接口，通過光纖與傳感器連接；T 為 TDIP15 溫度傳感器接口，USB 連接電腦。
2. 不同(tong)類型的傳感器
*含微型和小型傳感器
3. 手動微(wei)操(cao)縱(zong)臺（Micromanipulator）
當需要精確(que)測(ce)(ce)量半固(gu)體（如底泥、biofilm等(deng)）中(zhong)的氧氣濃度，特別是需要精確(que)的分層測(ce)(ce)量時(shi)，可以(yi)(yi)使用(yong)手動型微操(cao)(cao)縱(zong)器MM33操(cao)(cao)縱(zong)光纖(xian)氧氣傳(chuan)感器。MM33可以(yi)(yi)X，Y，Z軸手動定位(wei)，三(san)(san)個軸的三(san)(san)個控制旋鈕的位(wei)置非常緊湊和方便。當固(gu)定上針狀探(tan)針以(yi)(yi)后，通(tong)過手動控制微操(cao)(cao)縱(zong)器將探(tan)針準確(que)的移動到樣品(pin)內部的指定部位(wei)，操(cao)(cao)作精確(que)平穩，以(yi)(yi)獲取精確(que)測(ce)(ce)量結果。技術參數：重650g，尺寸65 x 200 x 160 mm，可固(gu)定6.5 - 12mm直(zhi)徑的傳(chuan)感器，x / y / z軸調節范圍(wei)20 mm / 25 mm / 37 mm，x / y / z軸分辨率(lv)約100 μm / 100 μm / 10 μm。
為了獲(huo)取穩定測量(liang)，需要重型支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)HS1或輕型支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)LS1以穩定支(zhi)(zhi)撐MM33微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)縱(zong)臺(tai)(tai)。微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)縱(zong)臺(tai)(tai)重型支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)10kg，輕型支(zhi)(zhi)架(jia)(jia)(jia)4.5kg；尺(chi)寸400 x 360 x 560 mm，穩定支(zhi)(zhi)撐微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)縱(zong)臺(tai)(tai)；擺動自由(you)三角基；最多可裝載4臺(tai)(tai)微(wei)(wei)(wei)操(cao)(cao)縱(zong)臺(tai)(tai)；2根直徑(jing)12mm，高500 mm的安(an)裝桿，耐酸和海(hai)水。
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應用舉(ju)例(li)
1.葉片組織的(de)氧含量測定
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圖片來源：Courtesy of J. Kirchberg and M. Fischer, Martin-Luther-University, Halle-Wittenberg, and J. Bravidor, Department of Lake Research, Helmholtz Centre for Environmental Research UFZ, Magdeburg (both in Germany)
2 針(zhen)葉裂(lie)隙(xi)的氧(yang)含量(liang)測定
臺(tai)灣云霧(wu)林(lin)中的(de)臺(tai)灣扁(bian)柏(bo)Chamaecyparis obtuse var. formosana，通(tong)過顯(xian)微(wei)結(jie)構(gou)調(diao)查發現其(qi)90%的(de)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)聚(ju)集在針葉(xie)裂(lie)(lie)隙(xi)內，并(bing)根據(ju)氧(yang)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)測量(liang)和(he)熒光劑(ji)示蹤發現往裂(lie)(lie)隙(xi)加(jia)的(de)水(shui)滴并(bing)不會進入(ru)裂(lie)(lie)隙(xi)中。說明(ming)臺(tai)灣扁(bian)柏(bo)具有疏水(shui)性，氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)隱窩、氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)聚(ju)集等“旱生(sheng)型”特征，裂(lie)(lie)隙(xi)存在一層空(kong)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)層（葉(xie)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)膜），可(ke)防止沉降、霧(wu)和(he)水(shui)汽凝結(jie)覆蓋氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)孔(kong)，使得其(qi)在高濕環境中保持(chi)二氧(yang)化碳吸收和(he)進行(xing)光合作用。
氧傳(chuan)感(gan)器(qi)(50μm直徑針尖)放置在裂隙處
a.干燥的(de)葉；b, c. 加一(yi)滴5μl水(shui)滴；d. 加三滴5μl水(shui)滴
參考文獻：
Pariyar S , Chang S C , Zinsmeister D , et al. Xeromorphic traits help to maintain photosynthesis in the perhumid climate of a Taiwanese cloud forest[J]. Oecologia, 2017, 184(3):1-13.
3 珊瑚總(zong)初級生產力的研(yan)究
澳大利亞大堡礁的大型珊瑚Montastrea curta在流通室中照射不同強度的光照，隨水深度不同測定其O2含量并計算初級生產力GPP，并測定了其量子產率(QEs)；發現在640 μmol m-2 s-1的中等光照強度下，雖說能量利用效率很低（僅4%），但達到很高的光合效率（0.1 O2 photon-1）。說明珊瑚是一種高效的光收集器，能夠將光分布在珊瑚/組織微結構冠層上，從而使其光合微藻的量子產量很高。
強度下的光合速率（O2含量計算）測定的
實驗設置（a）和氧氣傳(chuan)感器布置（b）
四種不同的光照強度下(160、320、640和1280 μmol m-2 s-1)，總初級生產力(nmol O2 cm-3 s-1) (黑色條形圖)和相應的O2濃度(μM)(線條及圓點)的水深度垂直分布圖
參考(kao)文獻(xian)
Brodersen K , Lichtenberg M , Ralph P , et al. Radiative energy budget reveals high photosynthetic efficiency in symbiont-bearing corals[J]. Journal of the Royal Society Interface, 2014, 11(93):20130997.
4 沿海海底草甸(dian)的氧(yang)含量測(ce)定
原位監測保加利亞Byala海灣（A）和韓國Hoopo海灣（B）沿海水域海草草甸的氧氣，通過渦度協方差技術計算氧氣通量。BY和HP兩個海岸海草草甸每天的平均凈氧氣通量分別為：-474到326mmol O2m-2d-1和-74到482 mmol O2m-2d-1；且凈O2產量與光合有效輻射(PAR)呈現顯著相關關系(P-I曲線)；流速在3.30 到6.70 cm s-1時，群落代謝在白天和晚上分別顯著增加了20和5倍，說明流速可能是群落光合作用的主要影響因素。最終， BY的凈生態系統代謝為- 17mmol O2m-2d-1，為異養；而HP為36mmol O2m-2d-1，為自養狀態。
保(bao)加利(li)亞(ya)Byala海灣(wan)（A）和韓國Hoopo海灣(wan)（B）沿海水(shui)域(yu)海草的氧氣(qi)測量
BY海灣（上）和HP海灣（下）沿海水域海草的15分鐘氧通量和光合有效輻射(PAR)；正通量代表海草釋放O2
參考文獻
Lee J S , Kang D J , Hineva E , et al. Estimation of net ecosystem metabolism of seagrass meadows in the coastal waters of the East Sea and Black Sea using the noninvasive eddy covariance technique[J]. Ocean Science Journal, 2017, 52(1):1-14.
5 深海沉積物的原位氧含量測定
原位檢測了北極深海（2500m）沉積物中的氧通量，在沉積物邊界層低氧梯度和通量、低湍流和低顆粒含量的限制條件下，計算得到的渦度協方差湍流氧通量(-0.9+-0.2 (SD) mmol O2m-2d-1)、溶解氧通量 (-1.02+-0.3 (SD) mmol O2m-2d-1)和沉積物培養室法測得的總吸氧量(-1.1+-0.1(SD) mmol O2m-2d-1)具有一致性，說明該位點以微生物介導的耗氧量為主，底棲生物平均碳礦化速率為4.3gC m2 yr-1，超過了沉積物采集器測定到的顆粒有機物年沉積量。
圖片(pian)來源：Dr. Frank Wenzhoefer, group for Deep Sea Ecology and Technology, Alfred-Wegener-Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven, and Max-Planck-Institute for Marine Microbiology, Bremen (both inGermany)
參考(kao)文獻(xian)
Donis D , Mcginnis D F , Holtappels M , et al. Assessing benthic oxygen fluxes in oligotrophic deep sea sediments (HAUSGARTEN observatory)[J]. Deep-Sea Research Part I, 2016, 111:1-10.
6 歐洲鱸魚的組織供養測定
瑞(rui)典(dian)Forsmark的(de)(de)瀉(xie)湖，因核電站冷卻用抽走了冷水(shui)，周邊溫暖的(de)(de)污水(shui)直(zhi)接(jie)注入引起了緩慢(man)的(de)(de)水(shui)溫升高，很多種類的(de)(de)魚已經消(xiao)失(shi)，而(er)歐洲鱸魚成為優勢(shi)種。利(li)用光學氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)傳(chuan)感器(qi)測(ce)定(ding)了高溫下鱸魚(Perca fluviatilis Linneaus)的(de)(de)有(you)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)代謝率和靜脈血(xue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)分壓(ya)，并測(ce)定(ding)臨界高溫CTmax。發現增(zeng)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)操作引起了23°C下有(you)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)范圍的(de)(de)雙倍增(zeng)大，而(er)臨界高溫CTmax(34.6±0.1)與(yu)對照（34.0±0.5°C）沒有(you)顯著增(zeng)加；而(er)缺氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)操作在有(you)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)范圍和CTmax方面與(yu)對照都沒有(you)顯著差異。說明氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)限制并不是決(jue)定(ding)魚類CTmax的(de)(de)普遍(bian)機制。
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在(zai)靜(jing)(jing)脈竇(dou)中(zhong)植入一種定(ding)制的(de)光學傳(chuan)感器，用于連續測(ce)量靜(jing)(jing)脈血液中(zhong)的(de)氧氣分(fen)壓
圖片(pian)來源：Timothy Clark – Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia.（左）Erik Sandblom – University of Gothenburg, G?teborg, Sweden.（右）
歐洲鱸魚在富氧(yang)hyperoxic和缺(que)氧(yang)anaemic下的代謝反應
A.耗氧速率(M?O2)不受處理影響; B. 23°C標準代謝率(SMR),最大代謝率(MMR)和有氧范圍(AS)
參考(kao)文獻
Brijs J , Jutfelt F , Clark T D , et al. Experimental manipulations of tissue oxygen supply do not affect warming tolerance of European perch[J]. Journal of Experimental Biology, 2015, 218(15):2448-2454.
7 蚯蚓生活的人工土柱中氧氣測定
將葡(pu)萄糖制備的壓實土塊(kuai)加入人工土柱后，檢測土柱中氧含(han)量(liang)變化，發現氧氣(qi)含(han)量(liang)隨(sui)時間變化下降。這是由于(yu)葡(pu)萄糖的加入引起土壤動(dong)物(wu)(wu)（蚯蚓）的生(sheng)物(wu)(wu)呼(hu)吸作用增強，消耗氧氣(qi)并(bing)產生(sheng)二氧化碳。
利用氧氣(qi)傳感器(qi)監測土(tu)柱(zhu)中(zhong)氧氣(qi)變化
土(tu)柱(zhu)中加入葡萄糖土(tu)塊后，土(tu)壤氧氣含量（%）隨時間(jian)下降
圖片來源(yuan)：Hochschule Osnabrück (Germany), Faculty of Agricultural Sciences and Landscape Architecture
產地：德國PyroScience
