氧氣(qi)、pH和溫度測量的(de)革(ge)命性技術，特別適合(he)光合(he)放(fang)氧、水體和土壤微生態(tai)研究的(de)測量
主要功能
光纖式氧氣、pH和溫度測量(liang)儀采用REDFLASH染(ran)料發光技(ji)術，具有(you)高精度、高穩定(ding)性、低功耗、受干(gan)擾程度低、響應快速等(deng)特(te)點，已(yi)經有(you)廣泛的(de)應用和科研成果(guo)；且(qie)可連接類型多樣的(de)光學傳感器(qi)，滿足不同實驗需求。PyroScience擁有(you)多項(xiang)新(xin)技(ji)術，且(qie)不斷精益求精，使光纖式多分析物測量(liang)儀FireSting-PRO成為高精度氧氣測量(liang)領域的(de)標桿，優化設計的(de)生產流程也使得FireSting-PRO在保持(chi)產品(pin)高性能的(de)同時維持(chi)具有(you)競(jing)爭力的(de)價格。
應(ying)用(yong)領域
l 水體溶解氧、藻類及藻類生物膜和植物的(de)光合作用與呼吸作用測量
l 水(shui)生動(dong)(dong)物(wu)（魚(yu)類、水(shui)生昆蟲(chong)等無脊椎(zhui)動(dong)(dong)物(wu)、浮(fu)游動(dong)(dong)物(wu)）等呼吸代(dai)謝測量
l 陸生動物(wu)、實驗動物(wu)、動物(wu)組織、血液等呼吸代謝測量
l 土(tu)壤、濕地、海洋沉積、河(he)湖沉積剖面(mian)氧測量(liang)
l 生物反(fan)應器、發酵過程、酶動(dong)力學、細胞培養等氧測(ce)量
l 糧食食品儲運、葡萄酒等氧測量
l 污(wu)水處理、沼氣、垃圾填埋場、有機物降解等(deng)氧(yang)測量
產(chan)品特點
采用REDFLASH新技術精確(que)、靈敏的(de)檢測氧(yang)氣、pH和溫度
內(nei)置濕(shi)度和大氣壓傳感器(qi)快速準確(que)不(bu)間(jian)斷的(de)進行(xing)數(shu)據(ju)補償(chang)
在氣(qi)相(xiang)、液相(xiang)、半固(gu)相(xiang)等各種(zhong)環境(jing)中測量(liang)多分析物，特別適合(he)光合(he)放(fang)氧、酸堿度測量(liang)
提供1，2或4通道版本，一臺(tai)設備實現氧氣、pH和溫度同步(bu)測量
既可連接微(wei)(wei)型(xing)(xing)傳(chuan)感器，小(xiao)型(xing)(xing)傳(chuan)感器，堅(jian)固型(xing)(xing)探針(zhen)、可換帽探針(zhen)、納米探針(zhen)、耐溶劑探針(zhen)，也可連接非接觸式(shi)點狀光(guang)學傳(chuan)感器（測量杯、呼吸瓶、流(liu)通室芯片）
傳感(gan)器末端直徑從50 μm至(zhi)3 mm
一臺FireSting-PRO可以同時連接(jie)幾個不同測量范圍（標(biao)準(zhun)和痕量）、不同種類分析物傳感器一起使用
通過USB連接PC供(gong)電和控制；或(huo)獨立供(gong)電，采用Broadcast模式運行和模擬(ni)通道輸出數據(ju)
可提供OEM定(ding)制
新版(ban)PyroScience Workbench可同(tong)時連(lian)接(jie)10臺(tai)測量儀(yi)，還(huan)可進行漂移補償和氧(yang)氣速率計算
革(ge)命(ming)性的 REDFLASH 技術
由PyroScience發(fa)(fa)明的(de)REDFLASH技術基于只對分析(xi)物敏(min)感的(de)REDFLASH染料發(fa)(fa)光材(cai)料。REDFLASH染料受紅光(λ=620 nm)激發(fa)(fa)后(hou)，會根據氧氣含量(liang)的(de)多少發(fa)(fa)出不同(tong)強度(du)(du)的(de)近(jin)紅外光（760nm NIR）。通過NIR強度(du)(du)的(de)測(ce)量(liang)可以反映氧氣含量(liang)。REDFLASH技術擁有高精度(du)(du)、高穩定性、低功耗、受干擾程度(du)(du)低、響應快速等(deng)特點。紅色激發(fa)(fa)光可有效的(de)減小自發(fa)(fa)熒(ying)光的(de)干擾并降低對生(sheng)物體的(de)脅迫(po)。
REDFLASH染(ran)料被紅光激發后會(hui)發出NIR，隨分析物濃(nong)度變化而發出的NIR逐漸(jian)變化
左圖：A）低(di)氧(yang)濃度下高(gao)NIR發射；B）高(gao)氧(yang)濃度下低(di)NIR發射
下圖：A）高pH下低NIR發(fa)射；B）低pH濃度下高NIR發(fa)射
主要技術參數
系統(tong)組(zu)成：
FireSting-PRO是(shi)一(yi)款高精度、緊湊型、基于(yu)PC的(de)光(guang)纖式多分析物測量儀，可(ke)提(ti)供(gong)單通道(dao)、雙(shuang)通道(dao)及四通道(dao)版本。可(ke)廣(guang)泛用(yong)于實驗室和野外短期調(diao)查或長期監(jian)測(ce)使用(yong)，以及工業(ye)領域的氧氣、pH監測(ce)。主機通(tong)過USB接口連(lian)接電(dian)腦供電(dian)和控制；每(mei)種型號的主(zhu)機均(jun)包含一個溫度傳感器接口，用以連(lian)接PT100型（例如TDIP15）溫(wen)度探頭。
1.FireSting-PRO主(zhu)機(ji)
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(gan)器
*含微(wei)型和小(xiao)型傳感器
3. 手動微操(cao)縱臺（Micromanipulator）
當需要精(jing)確(que)(que)測量半固體（如底(di)泥(ni)、biofilm等(deng)）中(zhong)的(de)(de)(de)氧氣濃度，特別(bie)是需要精(jing)確(que)(que)的(de)(de)(de)分(fen)層測量時，可以使用手動型微(wei)操(cao)縱(zong)(zong)器MM33操(cao)縱(zong)(zong)光(guang)纖氧氣傳感器。MM33可以X，Y，Z軸(zhou)手動定(ding)位，三(san)個(ge)軸(zhou)的(de)(de)(de)三(san)個(ge)控(kong)(kong)制旋鈕的(de)(de)(de)位置非常緊湊和(he)方便。當固定(ding)上針狀探針以后，通過手動控(kong)(kong)制微(wei)操(cao)縱(zong)(zong)器將探針準確(que)(que)的(de)(de)(de)移動到樣品(pin)內(nei)部的(de)(de)(de)指定(ding)部位，操(cao)作精(jing)確(que)(que)平(ping)穩，以獲取精(jing)確(que)(que)測量結果。技術(shu)參數：重(zhong)650g，尺(chi)寸65 x 200 x 160 mm，可固定(ding)6.5 - 12mm直徑的(de)(de)(de)傳感器，x / y / z軸(zhou)調節范圍20 mm / 25 mm / 37 mm，x / y / z軸(zhou)分(fen)辨(bian)率約(yue)100 μm / 100 μm / 10 μm。
為了(le)獲取穩定(ding)測量(liang)，需要重(zhong)型支(zhi)(zhi)架HS1或輕型支(zhi)(zhi)架LS1以穩定(ding)支(zhi)(zhi)撐(cheng)MM33微操(cao)縱臺。微操(cao)縱臺重(zhong)型支(zhi)(zhi)架10kg，輕型支(zhi)(zhi)架4.5kg；尺寸400 x 360 x 560 mm，穩定(ding)支(zhi)(zhi)撐(cheng)微操(cao)縱臺；擺動自由(you)三角基；最多可(ke)裝(zhuang)載4臺微操(cao)縱臺；2根直徑12mm，高500 mm的(de)安裝(zhuang)桿，耐酸和海(hai)水(shui)。
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應用舉例
1.葉(xie)片組織(zhi)的氧含量(liang)測定(ding)
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圖片來源(yuan)：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定
臺(tai)灣(wan)云(yun)霧林中的臺(tai)灣(wan)扁(bian)柏(bo)Chamaecyparis obtuse var. formosana，通(tong)過顯微結構調(diao)查發現其90%的氣孔(kong)聚集(ji)(ji)在針葉裂(lie)隙(xi)(xi)(xi)內(nei)，并(bing)根據氧氣測量和(he)熒光劑示蹤發現往裂(lie)隙(xi)(xi)(xi)加的水(shui)滴并(bing)不(bu)會進入(ru)裂(lie)隙(xi)(xi)(xi)中。說明臺(tai)灣(wan)扁(bian)柏(bo)具有疏水(shui)性(xing)，氣孔(kong)隱窩、氣孔(kong)聚集(ji)(ji)等(deng)“旱生(sheng)型(xing)”特征，裂(lie)隙(xi)(xi)(xi)存(cun)在一(yi)層空氣層（葉氣膜(mo)），可防止(zhi)沉降、霧和(he)水(shui)汽(qi)凝結覆蓋氣孔(kong)，使得其在高濕(shi)環境中保持二氧化碳吸收和(he)進行光合作(zuo)用。
氧(yang)傳感器(50μm直徑針尖)放(fang)置在裂隙處
a.干燥的葉(xie)；b, c. 加一(yi)滴(di)(di)5μl水(shui)滴(di)(di)；d. 加三滴(di)(di)5μl水(shui)滴(di)(di)
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 珊瑚總初級生產力的研究
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(zhi)(zhi)（a）和氧氣(qi)傳感器布(bu)置(zhi)(zhi)（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(cao)甸(dian)的氧(yang)含(han)量測定(ding)
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。
保加利亞Byala海灣（A）和韓(han)國Hoopo海灣（B）沿海水(shui)域海草的氧氣測量
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 深海(hai)沉(chen)積物的原(yuan)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 歐洲鱸魚的組織供養測定
瑞典Forsmark的瀉湖，因核電(dian)站(zhan)冷(leng)卻用(yong)抽走了冷(leng)水，周邊溫暖(nuan)的污水直接注入引(yin)起了緩慢的水溫升高(gao)，很多(duo)種類(lei)的魚已經消失(shi)，而歐(ou)洲(zhou)鱸魚成為優(you)勢種。利用(yong)光學氧(yang)傳感(gan)器(qi)測定(ding)了高(gao)溫下(xia)鱸魚(Perca fluviatilis Linneaus)的有氧(yang)代(dai)謝率和靜脈血氧(yang)分壓，并測定(ding)臨(lin)界(jie)高(gao)溫CTmax。發(fa)現(xian)增氧(yang)操作(zuo)引(yin)起了23°C下(xia)有氧(yang)范圍的雙倍(bei)增大，而臨(lin)界(jie)高(gao)溫CTmax(34.6±0.1)與(yu)對照（34.0±0.5°C）沒有顯著增加(jia)；而缺氧(yang)操作(zuo)在(zai)有氧(yang)范圍和CTmax方(fang)面與(yu)對照都(dou)沒有顯著差(cha)異。說(shuo)明氧(yang)限制并不是(shi)決定(ding)魚類(lei)CTmax的普遍機制。
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在靜脈竇(dou)中(zhong)植入一種定制的光學傳感器，用于(yu)連續測量靜脈血液(ye)中(zhong)的氧(yang)氣分(fen)壓
圖片(pian)來源：Timothy Clark – Australian Institute of Marine Science, Townsville, Australia.（左(zuo)）Erik Sandblom – University of Gothenburg, G?teborg, Sweden.（右）
歐洲鱸(lu)魚在富氧hyperoxic和缺氧anaemic下(xia)的代謝反(fan)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 蚯蚓生活的人工土柱中氧氣測定
將葡萄糖(tang)制備的(de)壓實土塊加入人工土柱后，檢測土柱中(zhong)氧含量變化，發現氧氣含量隨時間變化下降。這是(shi)由于葡萄糖(tang)的(de)加入引起(qi)土壤動(dong)物(wu)（蚯蚓）的(de)生(sheng)物(wu)呼吸(xi)作用(yong)增強，消耗氧氣并產(chan)生(sheng)二氧化碳。
利用氧(yang)氣(qi)傳(chuan)感器監(jian)測土柱中氧(yang)氣(qi)變化
土柱(zhu)中加入葡(pu)萄糖(tang)土塊后，土壤(rang)氧氣含量(liang)（%）隨時間(jian)下(xia)降
圖片來源：Hochschule Osnabrück (Germany), Faculty of Agricultural Sciences and Landscape Architecture
產地(di)：德(de)國PyroScience
