葉面積指數(shù)(Leaf Area Index,LAI)是一個重要的生態(tài)系統(tǒng)結構參數(shù),定義為某一樹木或林分的葉片在地面上投影的總面積。葉面積指數(shù)不僅直接反映植物的生長狀況,而且影響著植物的許多生物、物理過程,如光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、碳氮循環(huán)和降水截獲等。由于葉面積的指數(shù)是一個很好反映植物對于環(huán)境變化響應的指標,又與植被的光合作用、蒸騰作用、水分利用及凈初級生產(chǎn)力、碳氮循環(huán)直接相關,特別是在研究植被生產(chǎn)力與遙感數(shù)據(jù)的關系模型方面,葉面積指數(shù)顯示了巨大的應用前景,因此,葉面積指數(shù)的快速和準確測定顯得十分重要。LAI是研究從葉片水平推移到森林冠層的重要參數(shù),是一個無量綱、隨著葉子數(shù)量的變化而變化的參數(shù)。LAI值變化范圍:針葉林的為0.6,16.9;落葉林為6,8;年收獲的作物為2,4;絕大部分生物群系為3,19。
LAI測量方法包括直接測量法和間接測量法。直接測量法通過先測定所有葉片的葉面積,再計算LAI,葉面積測量方法有求積儀測定法、稱重法、方格計算法、排水法、經(jīng)驗公式計算法、異速生長法等。其中常用的有利用葉片形狀的標準形狀法、根據(jù)葉面積與葉重之間關系的稱重法以及利用葉面積與胸徑的回歸關系推算葉面積的易速生長法。因要剪下全部待測葉片,直接測量多數(shù)屬于毀壞性測量,或至少會干擾冠層,葉片角度的分布,從而影響數(shù)據(jù)的質量,直接測量法費時、費力。
間接測量法,利用冠層結構與冠層內輻射與環(huán)境的相互作用這一可定量耦合關系,通過測定輻射的相關數(shù)據(jù)推斷冠層的結構特征,具體有頂視法和底視法。間接測量法可以避免直接測量法所造成的大規(guī)模破壞植被的缺點,不受時間的限制,獲取數(shù)據(jù)量大,儀器容易操作,方便快捷,還可以測定一年中森林冠層LAI的季節(jié)變化。間接測量法常用的儀器有LAI-2000植物冠層分析儀(美國LI-COR公司)、AccuPAR(美國Decagon公司)、SunScan(英國Delta-T Devices)、TRAC(陳鏡明)、CI-110 植物冠層圖像分析儀(美國CID公司生產(chǎn))等。
紫外分析儀是熒光技術的應用,熒光技術是什么呢 首先了解一下什么是熒光,熒光又作"螢光",是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。
當某種常溫物質經(jīng)某種波長的入射光(通常是紫外線或X射線)照射,吸收光能后進入激發(fā)態(tài),并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的的波長長的出射光(通常波長在可見光波段);而且一旦停止入射光,發(fā)光現(xiàn)象也隨之立即消失。
具有這種性質的出射光就被稱之為熒光。 知道了什么是熒光,顧名思義就能想到什么是熒光技術。熒光技術是某些物質受一定波長的光激發(fā)后,在極短時間內(10-8秒)會發(fā)射出波長大于激發(fā)波長的光,這種光稱為熒光。
這一發(fā)光現(xiàn)象在各方面的應用及有關的方法稱為熒光技術(fluorescent technique)。
物質經(jīng)過紫外線照射后發(fā)出熒光的現(xiàn)象可分為兩種情況,第一種是自發(fā)熒光,如葉綠素、血紅素等經(jīng)紫外線照射后,能發(fā)出紅色的熒光,稱為自發(fā)熒光;第二種是誘發(fā)熒光,即物體經(jīng)熒光染料染色后再通過紫外線照射發(fā)出熒光,稱為誘發(fā)熒光。
熒光技術在生物化學及分子生物學研究中應用主要包括以下幾個方面:
1、物質的定性:不同的熒光物質有不同的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜,因此可用熒光進行物質的鑒別。與吸收光譜法相比,熒光法具有更高的選擇性。
2、定量測定:利用在較低濃度下熒光強度與樣品濃度成正比這一關系可以定量分析樣品中熒光組分的含量,常用于測定氨基酸、蛋白質、核酸的含量。
熒光定量測定的一個優(yōu)點是靈敏度高,例如維生素B2的測定限量可達1毫微克/毫升,這一優(yōu)點使測定時所需要樣品量大大減少。
這種定量測定方法還可應用于酶催化的反應,只要反應前后有熒光強度的變化,就可用來測定酶的含量及酶反應的速率等。
3、研究生物大分子的物理化學特性及其分子的結構和構象:熒光的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、量子產(chǎn)率和熒光壽命等參數(shù)不僅和分子內熒光發(fā)色基團的本身結構有關,而且還強烈地依賴于發(fā)色團周圍的環(huán)境,即對周圍環(huán)境十分敏感。
利用此特點可通過測定上述有關熒光參數(shù)的變化來研究熒光發(fā)色團所在部位的微環(huán)境的特征及其變化。
在此研究中,除了利用生物大分子本身具有的熒光發(fā)色團(如色氨酸、酪氨酸、鳥苷酸等,此類熒光稱為內源熒光)以外,可將一些特殊的熒光染料分子共價地結合或吸附在生物大分子的某一部位,通過測定該染料分子的熒光特性變化來研究生物大分子,這種染料分子被稱為"熒光探針",它們發(fā)出的熒光一般稱為外源熒光。
熒光探針的應用,大大地開拓了熒光技術在分子生物學中的應用范圍。
4、利用熒光壽命、量子產(chǎn)率等參數(shù)可以研究生物大分子中的能量轉移現(xiàn)象:通過該現(xiàn)象的研究,可以獲得生物大分子內部的許多信息。
以往人們常用熒光偏振做指標來研究生物大分子動力學。人們趨于用熒光偏振隨時間的衰減來研究這些問題。在這種方法中,激發(fā)光不是一連續(xù)的面偏振光,而是一偏振的光脈沖,因此測得的F∥和F是在兩個不同方向上偏振的熒光隨時間的衰減,它既和熒光壽命τ有關,又與分子在溶液中的運動有關,因此常表示為F∥(t)和F⊥(t)。由它們可得一相當重要的物理量--各向異性參數(shù)A(t)。
由A(t)可推測生物大分子的形狀、分子轉動弛豫時間(即從一個定向的狀態(tài)到一個無定向狀態(tài)所要的時間),進而可以推知生物大分子的大小、分子在溶液中的轉動角度和時間之間的函數(shù)關系。
由這些結果可以研究分子之間的相互作用、分子間結合的緊密程度、蛋白質、核酸分子的解聚程度等等。
另外,熒光技術在免疫學中亦有廣泛的應用。重要的就是熒光抗體法。將某些熒光染料與血清抗體相結合,這種標記的抗體仍可專一地與相應抗原發(fā)生結合,形成的復合體具有熒光特性,從而可以確定抗原或抗體的存在及其含量。
利用熒光技術設計的紫外分析儀主要是物質的定性方面的應用,包括:
⑴在科學實驗工作中檢測,許多主要物質如蛋白質、核苷酸等。
⑵在藥物生產(chǎn)和研究中,可用來檢查激素生物堿,維生素等各種能;產(chǎn)生熒光藥品質量,特別適宜作薄層分析和紙層分析斑點和檢測。
⑶在染料涂料橡膠、石油等化學行業(yè)中,測定各種熒光材料,熒光指示劑及添加劑,鑒別不同種類的原油和橡膠制品。
⑷紡織化學纖維中可測定不同種類的原材料。如羊毛,真絲人造纖維,棉花,合成纖維,并可檢查成品質量。
⑸在糧油,蔬菜,食品部門,可用于檢查毒素(如黃曲霉素等),食品添加劑,變質的蔬菜、水果、可可豆、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖蛋等的質量。
⑹在地質、考古等部門,可起到發(fā)現(xiàn)各種礦物質,判別文物化石的真?zhèn)巍?/p>
⑺在部門可檢查指紋、測定密寫字跡等。
適用范圍
在科學實驗工作中它是檢測許多主要物質如蛋白質、核苷酸等。
在藥物生產(chǎn)和研究中,可用來檢查激素生物堿,維生素等各種 能產(chǎn)生螢光藥品的質量,它特別適宜作薄層分析,紙層分析斑點和 檢測。
在染料涂料橡膠、石油等化學行業(yè)中,測定各種螢光材料,螢光指示劑及添加劑, 鑒別不同種類的原油和橡膠制品。
在紡織化學纖維中可以用于測定不同種類的原材料如羊毛、真絲人造纖維、棉花合成纖維,并可檢查成品質量。
在糧油、蔬菜、食品部門可用于檢查毒素、(如黃曲霉素等)食品添加劑,變質的蔬菜、水果、可可豆肪、巧克力、脂肪、蜂蜜、糖、蛋 00等的質量。
在地質、考古等部門可起到發(fā)現(xiàn)各種礦物質、判別文物化石的真?zhèn)巍?/p>
在門可檢查指痕測定、密寫字跡等。
紫外分析儀采用不同波長的紫外光對DNA、RNA電泳凝膠樣品進行觀察拍照、檢測蛋白質、核甘酸,適用于核酸電泳分析、檢測,PCR產(chǎn)物檢測,DNA指紋圖譜分析,紙層分析或薄層分析等。
那么使用三用紫外分析儀需要了解哪些安全事項?
在操作、維護紫外分析儀的所有階段,都必須遵守以下的基本安全措施。在儀器使用時按照說明書來操作,違規(guī)使用會造成儀器的正常工作,至使儀器損壞。
1、為了避免觸電事故,儀器的輸入電源線必須接地,本儀器使用的是三芯接地插頭,這種插頭有接地腳,如果插頭無法插入座內,則應請電工安裝正確的插座,不要使儀器失去接地保護作用。
2、注意使用電源線:
本儀器通常使用隨機附帶的電源線。如果電源線破損,必須更換不許修理。更換時必須用相同類型和規(guī)格的電源線代替。本儀器使用時電源線上不許放置任何物品高頻紅外碳硫分析儀。不要將電源線置于人員走動的地方。
3、注意使用電源:
三用紫外分析儀在連接交流電源之前,要確保電壓與儀器所要求的電壓一致(允許±10%的偏差),并確保電源插座的額定負載不小于儀器要求。
4、注意儀器的安放:
本儀器應放在陰涼、通風、干燥、防塵較好的位置,為了更好的散熱效果,儀器通風處,于其它物品應保持有效距離(N﹥30cm)。
紫外分析儀在科學實驗工作中可以用來檢測許多主要物質如蛋白質、核苷酸等,具有靈敏度高、使用方便、特別采用302NM波長對樣品的破壞作用更小的特點,在科學實驗工作中可以用來檢測許多主要物質如蛋白質、核苷酸等,也成為實驗室分析過程中的重要而且是必要的儀器設備。