光纖(xian)式氧(yang)氣測量儀 FireSting-O2
氧氣測量的革命性(xing)技術，特別適合光合放氧、水體和土壤微生態研究的測量
主(zhu)要功能：
光纖式(shi)氧氣(qi)測量儀采用REDFLASH染(ran)料(liao)發光(guang)技(ji)術，具有高(gao)精(jing)度(du)、高(gao)穩定性、低功耗、受干擾程(cheng)度(du)低、響應(ying)快速等特(te)點，已經有廣泛的應(ying)用和科研成果；且(qie)可連接類型多樣的氧氣(qi)傳感器，滿足不同實驗需求。PyroScience擁(yong)有多項新(xin)技術，且不斷(duan)精(jing)益求精(jing)，使光(guang)纖(xian)式氧氣(qi)測量儀FireSting-O2成為(wei)高精度(du)氧氣測量領域的標桿，優(you)化設計的生產(chan)流程也使得FireSting-O2在(zai)保持產品高性能的(de)同時(shi)維持具有競爭力的(de)價格。
應(ying)用領域：
l 水體溶解(jie)氧、藻類及藻類生物膜和植物的光合作(zuo)用(yong)與呼(hu)吸作(zuo)用(yong)測(ce)量
l 水生動(dong)物(wu)(wu)（魚類、水生昆(kun)蟲等無脊椎(zhui)動(dong)物(wu)(wu)、浮游動(dong)物(wu)(wu)）等呼吸代謝(xie)測(ce)量
l 陸(lu)生動(dong)物(wu)、實驗動(dong)物(wu)、動(dong)物(wu)組織、血(xue)液等呼吸代謝測量
l 土壤、濕地、海(hai)洋沉積(ji)、河湖沉積(ji)剖面(mian)氧測量(liang)
l 生物反應器(qi)、發酵過程、酶動力學(xue)、細胞培養(yang)等氧測量
l 糧食(shi)食(shi)品(pin)儲運、葡萄酒等氧測量(liang)
l 污水處理(li)、沼氣、垃圾填埋(mai)場、有機物降解等氧測量(liang)
產(chan)品(pin)特點：
l 采用(yong)REDFLASH新技術精確(que)、靈敏的(de)檢測氧氣
l 內置濕度和大氣壓傳感器快(kuai)速(su)準確不(bu)間(jian)斷的進行數(shu)據補償
l 在氣相、液相、半(ban)固相等各種環境(jing)中測量(liang)氧含量(liang)，特別(bie)適(shi)合(he)(he)光合(he)(he)放氧測量(liang)
l 提供1，2或4通道版本
l 既(ji)可(ke)連接微(wei)型傳(chuan)感(gan)器(qi)，小型傳(chuan)感(gan)器(qi)，堅固型探(tan)針(zhen)、可(ke)換(huan)帽探(tan)針(zhen)、納米探(tan)針(zhen)、耐(nai)溶劑探(tan)針(zhen)，也可(ke)連接非接觸式點狀傳(chuan)感(gan)器(qi)（測量杯、呼吸瓶(ping)、流通室芯(xin)片）
l 傳感器末端直(zhi)徑從(cong)50 μm至3 mm
l 一臺FireSting-O2可以(yi)同時(shi)連接幾個不同測(ce)量(liang)(liang)范圍（標(biao)準和痕量(liang)(liang)）、不同種類分析物傳感器一起使用(yong)
l 通過USB連接PC供(gong)電(dian)和(he)控(kong)制；或(huo)獨(du)立(li)供(gong)電(dian)，采用Broadcast模式運行(xing)和模擬通道輸出數據
l 可提供(gong)OEM定制
l 新版PyroScience Workbench可同時連(lian)接(jie)10臺氧氣(qi)測量(liang)儀，還可進行漂移補(bu)償和氧氣速(su)率(lv)計算
革命性的REDFLASH技術
由PyroScience發明的REDFLASH技(ji)術基于只對氧氣(qi)敏感的REDFLASH染(ran)料發光材料。REDFLASH染料受(shou)紅光(λ=620 nm)激發后，會(hui)根(gen)據(ju)氧氣含量的(de)多少發出(chu)不同強(qiang)度(du)的(de)近(jin)紅外光（760nm NIR）。通過(guo)NIR強(qiang)度(du)的測量可以反映氧氣含量。REDFLASH技(ji)術擁有(you)高精(jing)度(du)、高穩定性、低功耗、受干擾程度(du)低、響應快速等特(te)點(dian)。紅色激發(fa)光可有(you)效的(de)減小(xiao)自(zi)發(fa)熒光的(de)干擾并(bing)降低對(dui)生(sheng)物體(ti)(ti)的(de)脅(xie)迫。
REDFLASH染(ran)料被紅光激發后會發出NIR，隨氧氣濃度(du)上升發出的NIR逐漸降(jiang)低（淬(cui)滅(mie)效應）。A）低氧濃度下(xia)高NIR發射(she)；B）高氧濃(nong)度下低NIR發射
主要技術參數：
重量(liang)： | 290 g |
尺寸（寬x長x高）： | 78 x 120 x 24 mm |
接口(kou)類型： | USB |
測(ce)量(liang)原理： | REDFLASH染料發光技術 |
O2傳感(gan)器類型： | 微(wei)型(xing)傳感(gan)器(qi)，小(xiao)型(xing)傳感(gan)器(qi)，堅固型(xing)探(tan)針、可換帽探(tan)針、納米探(tan)針、耐溶劑探(tan)針，點狀傳感(gan)器(qi)（測量杯、呼吸瓶、流(liu)通室芯(xin)片） |
外部溫(wen)度傳感器(qi)： | 型號：TDIP15，類型：4線PT100，測量(liang)范圍-30°C-150°C ，分辨率0.02°C，精度±0.5°C |
內置大氣壓傳感器 | 測(ce)量范圍(wei)300-1100mbar，分辨率 0.06mbar， 精度±3mbar |
內置(zhi)濕度傳(chuan)感器 | 測量范圍(wei)0-100%RH，分辨率0.04% RH，精度±0.2%RH |
輸入通道(dao)： | l 1、2或(huo)4個光學（氧氣(qi)或溫度） l 1個PT100溫度 |
測量范圍： | l 氣相(xiang)：0-50% O2、 液(ye)相：0-22 mg/L (DO) (標準(zhun)傳感(gan)器) l 氣相(xiang)：0-10% O2、液相：0-4.5 mg/L(DO) (痕量傳(chuan)感器) |
檢測限： | l 氣相：0.02%、液相：0.01 mg/L (DO) (標準傳感器) l 氣相：±0.005%、液相：0.002 mg/L (DO) (痕量傳感器) |
精(jing)度： | l 氣相：±0.2%(20% O2)、液相(xiang)：±0.01mg/L(標準傳(chuan)感器) l 氣(qi)相：±0.02%(1% O2)、液(ye)相：0.001 mg/L at 0.1 mg/L (痕(hen)量傳感器) |
響應時間（t90）： | 低至0.3 s (氣體/溶解氧) |
最(zui)大采樣(yang)頻率 | 10-20個樣品(pin)/秒 |
支持系(xi)統： | Windows 7/8/10/11 |
供電(dian)： | USB (5VDC、50mA，最大不超(chao)過70mA) |
擴展接(jie)口 | 串行接口(UART)， ASCII通信協議 |
模(mo)擬輸出(chu) | 4個獨立模(mo)擬輸出，0-2.5VDC, 14位分(fen)辨率 |
操作/儲(chu)存條件： | l 0 ~ 50℃ / -10-60oC l 非冷凝 |
可選(xuan)模塊： | l OEM |
系(xi)統組成:
FireSting-O2是一款高精度、緊湊型、基于PC的光纖式(shi)氧(yang)氣測(ce)量(liang)儀，可提供單通(tong)道、雙通(tong)道及四(si)通(tong)道版本。可廣泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)實(shi)驗(yan)室和野外短期調(diao)查或長期監測(ce)使用(yong)(yong)，以及工業(ye)領(ling)域(yu)的氧(yang)氣監測(ce)。主機(ji)通(tong)過USB接口(kou)連(lian)接電腦供(gong)電和控(kong)制(zhi)；每種型(xing)號的主機(ji)均包(bao)含一個溫度傳感器接口(kou)，用(yong)以連(lian)接PT100型(xing)（例如TDIP15）溫(wen)度探頭。
1. FireSting-O2主機
| 圖中為四(si)通道FireSting-O2主機， 4個(ge)光學通道，可(ke)連接(jie)光學氧氣(qi)和溫度探(tan)頭；1個PT100溫度探頭接口。 |
2. 不同類型(xing)的(de)傳感器
傳感(gan)器(qi) | 型號(hao) | 分析物 | 應用 |
堅固型(xing)探(tan)針(zhen)、可換帽探(tan)針(zhen)
| OXROB… | 氧氣 | 攪(jiao)拌(ban)的(de)溶(rong)液、氣(qi)體 |
TPROB … | 溫度 | ||
可(ke)伸縮針狀(zhuang)傳感器
| *OXR… | 氧氣 | 溶(rong)液、氣體及(ji)半固體樣品(pin) |
TPR… | 溫度 | ||
固定針狀(zhuang)傳(chuan)感器*
| *OXF… | 氧(yang)氣(qi) | 氣體及溶液及半(ban)固(gu)體樣品(pin)（特別是海(hai)水） |
TPF… | 溫度 | ||
OXF…-PT | 氧氣 | 氣體(刺穿隔膜/包裝) | |
裸露(lu)式光(guang)纖傳感器*
| *OXB… | 氧(yang)氣 | 溶液、氣體及定制 |
TPB… | 溫(wen)度 | ||
耐(nai)溶(rong)劑探(tan)針
| OXSOLV... | 氧氣(qi) | 許可的極性、非極性溶劑 |
納米探針(zhen)
| OXNANO | 氧氣 | 水溶液及微流體的應用 |
點狀傳(chuan)感器、自粘點狀傳(chuan)感器
| OXSP5 | 氧氣 | 溶液、氣體(ti)(ti) |
TPSP5 | 溫度(du) | ||
呼吸檢測瓶、合(he)并檢測瓶
| OXVIAL… | 氧(yang)氣 | 溶(rong)液、氣體 |
TOVIAL… | 溫(wen)度、氧氣 | ||
流通(tong)室芯片
| OXFTC… | 氧氣 | 溶液(ye)、氣(qi)體(ti) |
OXFTCR | 氧氣 | ||
TPFTC2 | 溫度(du) | ||
TOFTC2 | 溫(wen)度、氧氣 |
3. 手動微(wei)操縱臺（Micromanipulator）
當需要精確(que)測(ce)量(liang)半固體（如(ru)底泥、biofilm等）中的(de)氧氣濃(nong)度，特別是需要精確的(de)分層測量時，可以使用手動型(xing)微操縱器(qi)MM33操縱光纖氧氣傳感(gan)器。MM33可以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(chuan)感(gan)器，x / y / z軸調節范圍20 mm / 25 mm / 37 mm，x / y / z軸分辨率約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或輕型支架LS1以穩(wen)定支(zhi)撐MM33微(wei)操(cao)縱臺(tai)。微(wei)操(cao)縱臺(tai)重型支(zhi)架10kg，輕型支架4.5kg；尺(chi)寸(cun)400 x 360 x 560 mm，穩定支撐(cheng)微(wei)操縱(zong)臺；擺動自由三角基；最(zui)多(duo)可裝載4臺微操縱(zong)臺；2根直徑12mm，高500 mm的安裝桿，耐酸和(he)海(hai)水。 |  |
應用舉例:
1.葉片組織的氧含量測定(ding)
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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
臺灣云(yun)霧(wu)林(lin)中的(de)臺灣扁柏Chamaecyparis obtuse var. formosana，通過顯微結構調查發現其90%的氣(qi)(qi)孔聚(ju)集(ji)在(zai)針葉裂(lie)隙內，并根(gen)據氧氣(qi)(qi)測量和熒光(guang)劑示蹤發現往裂(lie)隙加(jia)的水滴并不會進入(ru)裂(lie)隙中。說明臺灣扁柏(bo)具(ju)有(you)疏(shu)水性，氣(qi)(qi)孔隱窩(wo)、氣(qi)(qi)孔聚(ju)集(ji)等“旱(han)生型”特征，裂隙存(cun)在一層空(kong)氣層（葉氣膜），可防(fang)止沉降(jiang)、霧和水汽凝結覆(fu)蓋(gai)氣孔(kong)，使得其(qi)在高濕環境中(zhong)保持二氧化碳吸(xi)收和進行(xing)光合作用。
氧傳(chuan)感(gan)器(50μm直(zhi)徑(jing)針尖(jian))放置在裂隙處(chu)。a.干燥的葉；b, c. 加一滴5μl水滴；d. 加三(san)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(shan)瑚總初(chu)級生產力(li)的研究
澳大(da)利亞(ya)大(da)堡礁的大(da)型珊瑚Montastrea curta在流通室中(zhong)照射不(bu)同強(qiang)度的(de)光照，隨水深度不(bu)同測定其O2含量并(bing)計算(suan)初級生(sheng)產(chan)力GPP，并測定(ding)了其量子產率(QEs)；發現(xian)在640 μmol m-2 s-1的中(zhong)等光照強度(du)下，雖說能量利用效率很低（僅4%），但(dan)達到很高的(de)光(guang)合(he)效(xiao)率（0.1 O2 photon-1）。說明珊瑚是一種高效的光收集器，能(neng)夠將光分布在珊瑚/組織微結構冠層(ceng)上(shang)，從而(er)使(shi)其光(guang)合微藻的量(liang)(liang)子產量(liang)(liang)很高。
珊瑚在不同光照強(qiang)度下的光合速率（O2含量計(ji)算）測定(ding)的(de)實驗設置（a）和(he)氧氣傳感器布置（b）
四種不(bu)同(tong)的光照強度下(160、320、640和1280 μmol m-2 s-1)，總初(chu)級生產力(li)(nmol O2 cm-3 s-1) (黑(hei)色條形圖)和(he)相(xiang)應的O2濃度(μM)(線(xian)條及圓點)的(de)水深度垂直分(fen)布(bu)圖
參考文獻：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)含量測定
原位監(jian)測保(bao)加(jia)利亞Byala海灣（A）和韓(han)國Hoopo海(hai)灣（B）沿海水域海草草甸(dian)的(de)氧氣(qi)(qi)，通(tong)過渦度協(xie)方差技術(shu)計算氧氣(qi)(qi)通(tong)量。BY和HP兩個海岸海草(cao)草(cao)甸每天的(de)平均凈氧氣(qi)通量分別為(wei)：-474到326mmol O2m-2d-1和-74到482 mmol O2m-2d-1；且凈O2產量與(yu)光合(he)有效輻(fu)射(PAR)呈(cheng)現顯(xian)著相(xiang)關關系(P-I曲線)；流速在3.30 到6.70 cm s-1時，群落(luo)代謝(xie)在(zai)白天和晚上分(fen)別顯著增加了20和5倍(bei)，說明流速可能是群(qun)落光(guang)合作用(yong)的(de)主(zhu)要影響因素。 BY的凈(jing)生態(tai)系統代(dai)謝為- 17mmol O2m-2d-1，為異養；而HP為36mmol O2m-2d-1，為自養(yang)狀態。
保加利亞Byala海灣（A）和韓國Hoopo海灣（B）沿海水域海草的氧(yang)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(xian)：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(han)量測定
原位檢測(ce)了北(bei)極深海(hai)（2500m）沉積物(wu)中的氧通量(liang)(liang)(liang)，在沉積物(wu)邊界層低(di)氧梯度(du)和通量(liang)(liang)(liang)、低(di)湍(tuan)流和低(di)顆粒(li)含量(liang)(liang)(liang)的限制條件下，計算得到的渦(wo)度(du)協方(fang)差(cha)湍(tuan)流氧通量(liang)(liang)(liang)(-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(chen)積物培養室法測得的總(zong)吸氧量(-1.1+-0.1(SD) mmol O2m-2d-1)具有一(yi)致(zhi)性(xing)，說明該位(wei)點以微(wei)生(sheng)物(wu)介導的耗氧量為主(zhu)，底(di)棲生(sheng)物(wu)平均碳(tan)礦(kuang)化速率(lv)為4.3gC m2 yr-1，超過了沉積物(wu)采集器測定(ding)到的顆粒有機物(wu)年沉積量。
圖片來源： 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(wen)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(yu)的組(zu)織供氧測定(ding)
瑞典Forsmark的(de)瀉湖，因核(he)電站冷卻(que)用(yong)抽走了(le)冷水(shui)，周(zhou)邊溫(wen)(wen)暖的(de)污(wu)水(shui)直接注入引起了(le)緩慢的(de)水(shui)溫(wen)(wen)升高，很多(duo)種(zhong)類的(de)魚已經消(xiao)失(shi)，而歐洲鱸魚成(cheng)為優勢種(zhong)。利(li)用(yong)光學氧(yang)傳感器測(ce)定(ding)了(le)高溫(wen)(wen)下鱸魚(Perca fluviatilis Linneaus)的有氧(yang)代謝率和靜(jing)脈(mo)血氧(yang)分壓，并(bing)測定(ding)臨界高(gao)溫(wen)CTmax。發現增氧操(cao)作(zuo)引起了23°C下有氧范圍的雙倍(bei)增大，而臨界高溫CTmax(34.6±0.1)與對照（34.0±0.5°C）沒有顯著增加；而(er)缺氧(yang)操作在(zai)有氧(yang)范圍和CTmax方面(mian)與(yu)對照都沒(mei)有顯著差異。說明氧(yang)限制并不是(shi)決定魚(yu)類CTmax的(de)普遍機(ji)制。
在靜(jing)脈竇中植(zhi)入一(yi)種定制的(de)(de)光學傳感器，用(yong)于連續測量靜(jing)脈血液中的(de)(de)氧氣分壓。
圖片來源： Timothy Clark – Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia.（左(zuo)）Erik Sandblom – University of Gothenburg, G?teborg, Sweden.（右）
歐(ou)洲(zhou)鱸魚在富氧hyperoxic和缺氧anaemic下的代謝反(fan)應。A.耗氧(yang)速率(M?O2)不受處(chu)理影(ying)響; B. 23°C標準代謝(xie)率(SMR),最大
代(dai)謝率(MMR)和(he)有氧范(fan)圍(AS)
參(can)考文獻(xian)：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(ren)工土柱中氧氣測定
將葡萄糖制備的(de)(de)(de)壓實土(tu)塊加入人工土(tu)柱后(hou)，檢測土(tu)柱中氧含(han)(han)量變化，發現氧氣含(han)(han)量隨時間變化下降。這是由于葡萄糖的(de)(de)(de)加入引起土(tu)壤動(dong)物(wu)（蚯蚓）的(de)(de)(de)生物(wu)呼(hu)吸作用增強，消(xiao)耗氧氣并產生二氧化碳。
利用氧氣傳感器(qi)監測土(tu)柱中氧氣變化
土(tu)柱中(zhong)加入(ru)葡(pu)萄(tao)糖土(tu)塊后(hou)，土(tu)壤氧氣含量（%）隨時間(jian)下降
圖(tu)片(pian)來源(yuan)： Hochschule Osnabrück (Germany), Faculty of Agricultural Sciences and Landscape Architecture
產(chan)地(di)：德國(guo)Pyro Science
