光纖式氧(yang)氣測量儀 FireSting-O2
氧(yang)氣測量的(de)革命性技術，特別(bie)適合光合放氧(yang)、水體和土壤微生態研究的(de)測量
主要功能：
光纖式氧氣測(ce)量儀采用REDFLASH染料發光技(ji)術(shu)，具有(you)高精(jing)度、高穩定性、低功耗、受干擾程度低、響應快速(su)等(deng)特點(dian)，已(yi)經有(you)廣泛(fan)的應用和科(ke)研成果；且(qie)可(ke)連接類型(xing)多(duo)樣的氧氣(qi)傳感器(qi)，滿足(zu)不同(tong)實驗需求(qiu)。PyroScience擁有多項新技術(shu)，且不斷精(jing)益求(qiu)精(jing)，使光(guang)纖式氧氣測量儀FireSting-O2成為高精度氧氣測量領域(yu)的標桿，優(you)化設計的生(sheng)產流程也使得FireSting-O2在(zai)保(bao)持(chi)產品高性能的同(tong)時(shi)維持(chi)具有競(jing)爭力(li)的價格。
應用領域：
l 水體(ti)溶解氧、藻(zao)類(lei)及(ji)藻(zao)類(lei)生物膜和植物的光(guang)合作用與(yu)呼(hu)吸作用測量(liang)
l 水生(sheng)動物（魚類、水生(sheng)昆蟲等無(wu)脊椎動物、浮游動物）等呼吸代謝測量
l 陸生(sheng)動物(wu)、實驗(yan)動物(wu)、動物(wu)組(zu)織、血液等呼吸(xi)代謝測量
l 土壤、濕地、海洋沉積、河湖(hu)沉積剖面氧測(ce)量
l 生物(wu)反應(ying)器、發酵過程、酶動力(li)學、細胞培養等氧測量
l 糧食食品儲運、葡萄酒(jiu)等氧測量
l 污水處(chu)理、沼氣、垃圾(ji)填埋場、有機物降(jiang)解等氧測量
產品(pin)特點(dian)：
l 采用REDFLASH新技術精確、靈敏的(de)檢測氧氣(qi)
l 內置濕度和大(da)氣壓傳感器快速準確不間(jian)斷的(de)進行數據補償
l 在氣相、液相、半固(gu)相等各種環境中測量氧含量，特別適(shi)合(he)光合(he)放氧測量
l 提供1，2或(huo)4通(tong)道(dao)版本
l 既可(ke)(ke)連接微型傳(chuan)感(gan)器，小型傳(chuan)感(gan)器，堅固型探(tan)針(zhen)、可(ke)(ke)換帽探(tan)針(zhen)、納米探(tan)針(zhen)、耐溶劑探(tan)針(zhen)，也可(ke)(ke)連接非接觸式點狀傳(chuan)感(gan)器（測量杯、呼吸(xi)瓶(ping)、流通室芯(xin)片）
l 傳感器末端直徑從50 μm至3 mm
l 一(yi)臺(tai)FireSting-O2可以同(tong)時連接幾個(ge)不同(tong)測量(liang)(liang)范圍（標準和痕(hen)量(liang)(liang)）、不同(tong)種類分(fen)析物傳感(gan)器一(yi)起使用
l 通過USB連接PC供電(dian)和控制；或獨立供電(dian)，采用Broadcast模式運行(xing)和模擬(ni)通道(dao)輸出數據
l 可提供(gong)OEM定制
l 新版PyroScience Workbench可同時連(lian)接10臺氧氣測量(liang)儀，還可(ke)進(jin)行漂移補(bu)償和氧氣速率(lv)計(ji)算
革命性的REDFLASH技術
由(you)PyroScience發明(ming)的REDFLASH技術基于只對氧(yang)氣敏感的REDFLASH染料發光材料。REDFLASH染料受(shou)紅(hong)光(λ=620 nm)激發(fa)后，會(hui)根據氧(yang)氣(qi)含量的多少(shao)發(fa)出不同(tong)強度的近紅外光(guang)（760nm NIR）。通過NIR強(qiang)度的測量(liang)可以(yi)反映氧氣含量(liang)。REDFLASH技術擁有高精度、高穩定(ding)性、低功耗、受(shou)干擾程度低、響(xiang)應快速等特點。紅色(se)激發(fa)光(guang)可(ke)有效(xiao)的減小自發(fa)熒(ying)光(guang)的干擾并(bing)降(jiang)低對生物體(ti)的脅迫。
REDFLASH染料被紅光激發后會發出NIR，隨(sui)氧氣濃度上(shang)升發(fa)出的NIR逐漸降低（淬滅效應）。A）低氧濃度下高NIR發(fa)射；B）高氧濃度(du)下低(di)NIR發射
主要(yao)技術(shu)參數：
重(zhong)量： | 290 g |
尺寸（寬x長(chang)x高）： | 78 x 120 x 24 mm |
接口類型： | USB |
測量原理： | REDFLASH染(ran)料發光技術 |
O2傳感器類型(xing)： | 微型(xing)傳(chuan)(chuan)感器(qi)，小型(xing)傳(chuan)(chuan)感器(qi)，堅固型(xing)探針(zhen)(zhen)、可換(huan)帽(mao)探針(zhen)(zhen)、納米探針(zhen)(zhen)、耐溶劑探針(zhen)(zhen)，點(dian)狀傳(chuan)(chuan)感器(qi)（測量杯、呼吸(xi)瓶(ping)、流通室芯(xin)片(pian)） |
外部(bu)溫度傳感器： | 型號：TDIP15，類型：4線PT100，測(ce)量(liang)范圍-30°C-150°C ，分辨率0.02°C，精度±0.5°C |
內(nei)置大氣壓傳感(gan)器 | 測量范圍(wei)300-1100mbar，分辨率(lv) 0.06mbar， 精度±3mbar |
內(nei)置濕度(du)傳感器 | 測量范圍0-100%RH，分辨(bian)率(lv)0.04% RH，精度±0.2%RH |
輸入通(tong)道： | l 1、2或4個光學（氧氣或溫度） l 1個PT100溫度(du) |
測量范圍： | l 氣(qi)相：0-50% O2、 液(ye)相：0-22 mg/L (DO) (標準傳感器) l 氣相：0-10% O2、液相(xiang)：0-4.5 mg/L(DO) (痕量傳感(gan)器(qi)) |
檢測(ce)限(xian)： | l 氣相：0.02%、液(ye)相(xiang)：0.01 mg/L (DO) (標準傳感器) l 氣相(xiang)：±0.005%、液相：0.002 mg/L (DO) (痕量(liang)傳(chuan)感器) |
精度： | l 氣相：±0.2%(20% O2)、液相：±0.01mg/L(標準傳感器) l 氣相：±0.02%(1% O2)、液相：0.001 mg/L at 0.1 mg/L (痕量(liang)傳感器) |
響應時間（t90）： | 低至(zhi)0.3 s (氣體(ti)(ti)/溶(rong)解氧) |
最大采樣頻率 | 10-20個(ge)樣品/秒 |
支持系統： | Windows 7/8/10/11 |
供電： | USB (5VDC、50mA，最大不超過70mA) |
擴展接口 | 串行接口(UART)， ASCII通信協議 |
模擬輸出(chu) | 4個獨(du)立(li)模擬(ni)輸(shu)出，0-2.5VDC, 14位分辨率 |
操作/儲存條件： | l 0 ~ 50℃ / -10-60oC l 非冷凝 |
可選(xuan)模(mo)塊： | l OEM |
系(xi)統組成:
FireSting-O2是一款高精度、緊湊型(xing)、基于PC的(de)光纖式氧(yang)氣測(ce)量儀，可提供單(dan)通(tong)(tong)道(dao)、雙通(tong)(tong)道(dao)及(ji)四(si)通(tong)(tong)道(dao)版本。可廣泛用于(yu)實驗室和野外短期(qi)調查或長(chang)期(qi)監(jian)測(ce)使用，以及(ji)工業領域的(de)氧(yang)氣監(jian)測(ce)。主機通(tong)(tong)過USB接(jie)口連接(jie)電(dian)(dian)腦(nao)供(gong)電(dian)(dian)和控制；每種型號的主機均包含一個溫度傳(chuan)感(gan)器接(jie)口，用(yong)以(yi)連接(jie)PT100型（例如TDIP15）溫度探頭(tou)。
1. FireSting-O2主機(ji)
| 圖中(zhong)為四通道(dao)FireSting-O2主機(ji)， 4個光(guang)學(xue)通(tong)道(dao)，可連(lian)接(jie)光(guang)學(xue)氧氣和溫度探(tan)頭；1個PT100溫度探(tan)頭(tou)接口。 |
2. 不同類型的傳感(gan)器
傳感器 | 型號(hao) | 分析物 | 應用 |
堅固型探針、可換帽(mao)探針
| OXROB… | 氧氣 | 攪拌的溶(rong)液、氣體(ti) |
TPROB … | 溫度 | ||
可伸(shen)縮針狀傳感(gan)器
| *OXR… | 氧(yang)氣 | 溶(rong)液、氣體及(ji)半固(gu)體樣品 |
TPR… | 溫度 | ||
固定(ding)針狀傳感器(qi)*
| *OXF… | 氧氣 | 氣體及(ji)溶液及(ji)半(ban)固體樣品（特別是海水） |
TPF… | 溫度 | ||
OXF…-PT | 氧(yang)氣 | 氣體(刺穿(chuan)隔膜(mo)/包裝) | |
裸露式(shi)光纖傳感器*
| *OXB… | 氧氣(qi) | 溶液、氣體(ti)及定制 |
TPB… | 溫度 | ||
耐溶(rong)劑(ji)探針
| OXSOLV... | 氧氣 | 許可的極性、非極性溶劑 |
納米探針(zhen)
| OXNANO | 氧氣 | 水溶液及(ji)微流體的(de)應用 |
點狀(zhuang)(zhuang)傳(chuan)感(gan)器(qi)、自(zi)粘點狀(zhuang)(zhuang)傳(chuan)感(gan)器(qi)
| OXSP5 | 氧氣 | 溶液(ye)、氣體(ti) |
TPSP5 | 溫度 | ||
呼吸(xi)檢測瓶、合并(bing)檢測瓶
| OXVIAL… | 氧(yang)氣(qi) | 溶液、氣體 |
TOVIAL… | 溫度、氧氣 | ||
流(liu)通室芯片(pian)
| OXFTC… | 氧氣 | 溶液、氣(qi)體(ti) |
OXFTCR | 氧氣 | ||
TPFTC2 | 溫(wen)度 | ||
TOFTC2 | 溫度、氧氣 |
3. 手動微操(cao)縱臺（Micromanipulator）
當需要(yao)精確測量半固體（如底泥(ni)、biofilm等）中的氧氣濃度(du)，特別是需要精確的分(fen)層測量時(shi)，可(ke)以使用手動型微操縱器MM33操縱光(guang)纖氧(yang)氣傳感器。MM33可(ke)以X，Y，Z軸手動定位，三個軸的三個控制旋鈕的位置非常緊湊和方便。當固定上針狀探針以后，通過手動控制微操縱器將探針準確的移動到樣品內部的指定部位，操作精確平穩，以獲取精確測量結果。技術參數：重650g，尺寸65 x 200 x 160 mm，可固(gu)定6.5 - 12mm直徑的(de)傳感器，x / y / z軸調節范(fan)圍20 mm / 25 mm / 37 mm，x / y / z軸分(fen)辨率(lv)約100 μm / 100 μm / 10 μm。 |
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為了獲取穩定測量，需要重型支架HS1或(huo)輕型支架LS1以(yi)穩(wen)定支(zhi)撐MM33微(wei)操縱臺(tai)。微(wei)操縱臺(tai)重型(xing)支架10kg，輕型支架4.5kg；尺寸400 x 360 x 560 mm，穩(wen)定支撐微(wei)操(cao)縱(zong)臺；擺動自(zi)由三角基；最多可(ke)裝載4臺微操縱臺；2根直徑12mm，高500 mm的安裝(zhuang)桿，耐(nai)酸和海水(shui)。 |  |
應用舉(ju)例(li):
1.葉片組織的氧含量(liang)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.針葉裂隙的氧含量測(ce)定
臺(tai)灣云霧林中的(de)臺(tai)灣扁柏Chamaecyparis obtuse var. formosana，通過顯微結構(gou)調(diao)查發(fa)現(xian)其90%的(de)氣孔聚集(ji)在針葉(xie)裂(lie)隙(xi)內，并根(gen)據氧氣測量和熒光(guang)劑示蹤發現(xian)往裂(lie)隙(xi)加的(de)水滴并不會進入(ru)裂(lie)隙(xi)中(zhong)。說明(ming)臺灣扁柏具有疏水性，氣孔隱窩、氣孔聚集(ji)等“旱生型”特征，裂隙存在一層(ceng)空氣(qi)層(ceng)（葉氣(qi)膜），可防止沉(chen)降、霧和(he)水汽凝結覆蓋氣(qi)孔，使得(de)其(qi)在高濕(shi)環(huan)境(jing)中保(bao)持二(er)氧化碳吸收和(he)進行光(guang)合作用。
氧傳感器(50μm直(zhi)徑針尖)放(fang)置在裂隙處(chu)。a.干燥的葉；b, c. 加一(yi)滴5μl水滴；d. 加三滴5μl水滴
參考文(wen)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.珊瑚總初級(ji)生產力的研究(jiu)
澳大(da)利亞大(da)堡礁的(de)大(da)型珊(shan)瑚Montastrea curta在流通(tong)室中照(zhao)(zhao)射不(bu)同強度的光照(zhao)(zhao)，隨(sui)水(shui)深度不(bu)同測定其(qi)O2含量并計算初級(ji)生產力(li)GPP，并測(ce)定了其量子(zi)產率(QEs)；發現在640 μmol m-2 s-1的中等光照強度下，雖說(shuo)能量(liang)利用效(xiao)率很低（僅4%），但達(da)到很高(gao)的光合效率（0.1 O2 photon-1）。說明(ming)珊(shan)(shan)瑚是一(yi)種高效的(de)光收集器，能夠將光分布(bu)在(zai)珊(shan)(shan)瑚/組織微(wei)結構冠(guan)層(ceng)上(shang)，從而使(shi)其光合(he)微(wei)藻的量子產量很高。
珊瑚在不(bu)同光照強度下的(de)光合速率（O2含量計算）測定的實驗設置（a）和氧氣傳感(gan)器布置(zhi)（b）
四種不同的光照(zhao)強度下(xia)(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(he)相應的O2濃(nong)度(μM)(線條(tiao)及圓(yuan)點)的水深(shen)度垂直分布圖
參考文獻(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(di)草甸(dian)的(de)氧含量測定
原(yuan)位(wei)監測保(bao)加利(li)亞(ya)Byala海灣（A）和韓國(guo)Hoopo海灣（B）沿海(hai)水域海(hai)草(cao)草(cao)甸的氧(yang)(yang)氣，通過渦度協方差技(ji)術計算氧(yang)(yang)氣通量。BY和HP兩個海(hai)(hai)岸海(hai)(hai)草草甸每天(tian)的平均凈氧氣通量分(fen)別為：-474到326mmol O2m-2d-1和(he)-74到482 mmol O2m-2d-1；且凈O2產量與(yu)光合有效輻射(PAR)呈現顯著相關關系(P-I曲線)；流速(su)在3.30 到(dao)6.70 cm s-1時，群落(luo)代謝在白天和(he)晚上分別顯(xian)著(zhu)增加了20和5倍(bei)，說明流速(su)可能是群(qun)落光合作用的主要影響因素。最終， BY的凈生態(tai)系統代(dai)謝為- 17mmol O2m-2d-1，為異(yi)養；而(er)HP為(wei)36mmol O2m-2d-1，為自(zi)養狀態。
保(bao)加利亞Byala海灣(wan)（A）和韓(han)國Hoopo海(hai)灣（B）沿海水域海草的(de)氧氣測量
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(shen)海沉積物的原位氧(yang)含量測定
原位(wei)檢測了北極深海（2500m）沉積物(wu)(wu)中的氧通(tong)量(liang)，在沉積物(wu)(wu)邊界層低氧梯度和通(tong)量(liang)、低湍流和低顆(ke)粒含量(liang)的限制條件(jian)下，計算(suan)得到(dao)的渦度協方差(cha)湍流氧通(tong)量(liang)(-0.9+-0.2 (SD) mmol O2m-2d-1)、溶(rong)解(jie)氧通量 (-1.02+-0.3 (SD) mmol O2m-2d-1)和沉積物培(pei)養室法測(ce)得的(de)總吸氧(yang)量(liang)(-1.1+-0.1(SD) mmol O2m-2d-1)具有一(yi)致性，說明該位點以微(wei)生(sheng)物(wu)介導的耗氧量為主，底棲生(sheng)物(wu)平均碳礦化速率為4.3gC m2 yr-1，超過了沉積物采集器(qi)測定到的顆粒有機物年(nian)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)
參考文獻：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(zhi)供氧測定(ding)
瑞典Forsmark的(de)瀉湖(hu)，因核電站冷卻(que)用抽(chou)走了冷水(shui)，周邊溫暖的(de)污水(shui)直接注(zhu)入(ru)引起(qi)了緩慢的(de)水(shui)溫升高(gao)，很多(duo)種(zhong)類的(de)魚已經消失(shi)，而歐洲鱸魚成為優(you)勢種(zhong)。利用光學氧傳感器測(ce)定了高(gao)溫下(xia)鱸魚(Perca fluviatilis Linneaus)的(de)有氧代謝(xie)率(lv)和靜脈血(xue)氧分壓，并測定(ding)臨界高溫CTmax。發現增氧操作引起(qi)了23°C下有氧范圍的雙倍增大，而臨(lin)界高溫CTmax(34.6±0.1)與對照（34.0±0.5°C）沒有顯著(zhu)增加；而(er)缺氧操作在有氧范(fan)圍和CTmax方面與對照都沒(mei)有顯著差異。說明氧限(xian)制并不(bu)是決定(ding)魚類(lei)CTmax的普遍機制。
在靜脈竇中植(zhi)入一種定制(zhi)的光(guang)學傳感器，用于(yu)連續(xu)測量靜脈血液中的氧(yang)氣分壓。
圖(tu)片來(lai)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(zai)富氧hyperoxic和缺氧(yang)anaemic下的(de)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(zui)大(da)
代謝率(MMR)和有氧(yang)范(fan)圍(AS)
參考文獻：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(gong)土柱(zhu)中(zhong)氧氣測(ce)定
將葡萄糖制(zhi)備的(de)壓實土塊(kuai)加(jia)(jia)入人(ren)工(gong)土柱(zhu)后，檢(jian)測(ce)土柱(zhu)中氧含(han)量變(bian)化(hua)，發現氧氣含(han)量隨(sui)時間變(bian)化(hua)下降。這是(shi)由于葡萄糖的(de)加(jia)(jia)入引(yin)起土壤動物（蚯蚓）的(de)生物呼吸作用增強，消耗氧氣并(bing)產生二氧化(hua)碳。
利用氧(yang)氣傳(chuan)感器(qi)監(jian)測土(tu)柱(zhu)中氧(yang)氣變化(hua)
土(tu)(tu)柱(zhu)中(zhong)加入(ru)葡(pu)萄糖(tang)土(tu)(tu)塊后，土(tu)(tu)壤氧氣含量（%）隨時間下降
圖片來源： Hochschule Osnabrück (Germany), Faculty of Agricultural Sciences and Landscape Architecture
產地：德國Pyro Science
