多功能全自動植物呼吸測量系統(tǒng)

新陳代謝（metabolism）是生命的最基本特征，其中植物進行著光合作用和呼吸作用兩個相對獨立又相互影響的過程：前者吸收CO₂并利用太陽能合成有機化合物同時放出氧氣，后者則消耗氧氣排出CO₂。光合作用發(fā)生于植物的綠色組織特別是葉片，且主要在白天進行，而植物的呼吸作用發(fā)生于植物的根、莖、葉、種子、果實等所有組織，而且每時每刻都在進行中。植物呼吸測量系統(tǒng)由CO₂分析儀、氧氣分析儀、水汽分析儀、氣體抽樣單元、數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)等組成，可以測量植物的根、莖、葉、果實、種子及全株植物的呼吸或凈呼吸與凈光合，用于植物生理生態(tài)研究、根系呼吸研究、種子儲存與生活力檢測、蔬菜果實儲存研究等。

功能特點：

ü  高精確度、高穩(wěn)定性、高分辨率、系統(tǒng)兼容性和擴展性強

ü  可選配實驗室模塊式測量系統(tǒng)，或選配野外便攜式測量系統(tǒng)

ü  可自由組合封閉式測量、開放式測量（全自動高通量、實時測量，連接于各類不同大小體積呼吸室）、或利用抽樣流動注射技術(shù)測量分析，其中流動注射技術(shù)相比氣相色譜僅僅10多秒可完成樣品分析

ü  配置靈活多樣，可根據(jù)經(jīng)費預(yù)算情況及研究目的選配不同的配置組合，簡單配置可以由CO₂分析儀、呼吸室及數(shù)據(jù)采集顯示器組成，復(fù)雜配置包括CO₂分析儀、氧氣分析儀、水汽分析儀、精密氣體抽樣單元、氣路轉(zhuǎn)換器（多通道系統(tǒng)）、數(shù)據(jù)采集器及分析軟件等

 ü  系統(tǒng)可用于動物呼吸測量、土壤呼吸測量及光合作用測量（需根據(jù)具體研究目的選配相應(yīng)配件）

ü  系統(tǒng)可選配FluorCam葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測技術(shù)、Specim高光譜成像技術(shù)以及Thermal-RGB植物熱成像技術(shù)等用于植物各種樣品健康狀況監(jiān)測

技術(shù)參數(shù)：

1.       氧氣分析測量（FC–10）：

氧氣測量范圍：0–100％；分辨率：0.0001%；精確度：優(yōu)于0.1％；響應(yīng)時間：小于7秒；24小時漂移：低于0.01％；20分鐘噪音：低于0.002％pk–pk；溫度、壓力補償，4通道模擬輸出，16bit分辨率；數(shù)碼過濾（噪音）0–50秒可調(diào)，增幅0.2秒，內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器分辨率24 bits；可同時測量溫度（測量范圍0–60℃，分辨率0.001℃）和氣壓（測量范圍30–110kPa，分辨率0.0001kPa）；具兩行文字數(shù)字LCD顯示屏，具背光，可同時顯示氧氣含量和氣壓；大小33×25×10cm，重量約4.5kg

2.       高精度差分氧氣分析儀（備選），適于微小植物樣品或昆蟲的呼吸代謝測量，測量范圍0–100%，精度0.1%，分辨率0.0001%

3.       二氧化碳分析測量（CA–10）：雙波長非色散紅外技術(shù)，測量范圍0–5％或0–15％兩級選擇（雙程），內(nèi)置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實時測量，響應(yīng)時間小于1秒，分辨率優(yōu)于0.0001%或1ppm（可達0.1ppm），精確度1%，建議氣流5–2000ml/分鐘，噪音小于2ppm，24小時漂移低于0.002%，通過軟件溫度補償，采樣頻率10Hz；具兩行文字數(shù)字LCD顯示屏，具背光，可同時顯示CO₂含量和氣壓；4通道模擬輸出，16bit分辨率，具數(shù)碼過濾（噪音）；大小33×25×10cm，重量約4.5kg

4.       超高精度二氧化碳分析測量（備選）：差分非色散紅外氣體分析儀，用于測量微小生物（如果蠅等）或蜱螨類微小動物的呼吸代謝，測量范圍0–3000ppm，分辨率達0.01ppm，精確度1%

5.       RH–300水氣測量儀（備選）：測量范圍0.2％–100％（相對濕度）、分辨率0.001%（相對濕度），露點溫度-40–40℃、分辨率0.002℃（露點溫度），水汽密度0–10µg/ml、分辨率0.0001µg/ml，水汽壓力0–20kPa、分辨率0.01Pa；模擬輸出16 bits，建議氣流速度5–2000ml/min，具兩行文字數(shù)字LCD顯示屏，具背光，可同時顯示水汽含量和溫度

6.       SS4氣體二次抽樣單元：包括一個泵、針閥（控制進出泵體的氣流）和氣流計（0–2000ml/m）；隔膜泵，滾軸馬達，最大流速2–4L/min；熱橋式氣流計，分辨率1ml/min，精確度2%；模擬輸出12 bits；重量約2kg。另外可根據(jù)測試樣品規(guī)模定制質(zhì)量氣流發(fā)生與控制器

7.       氣路轉(zhuǎn)換器：8通道（包括一個Baseline通道），采樣頻率10Hz，具備數(shù)字模式、手動模式、程序式等模式，可以擴展至16、24、32通道等

8.       UI–3數(shù)據(jù)采集器，12通道，8個模擬輸入，16bit分辨率；4個溫度輸入，分辨率0.001攝氏度；8個數(shù)字輸出用于系統(tǒng)控制，1個16bit計數(shù)器，2通道電壓輸出，脈沖寬度調(diào)制

9.       呼吸室：有硼硅玻璃材質(zhì)微型呼吸室（直徑9.0mm，體積0.5–1.0ml）、小型呼吸室（不同直徑供選配）及中大型呼吸室（用于整株植物或果實等）等供選配

10.    專業(yè)技術(shù)配置與培訓(xùn)，包括封閉式、開放式、抽氣式、推氣式、抽樣流動注射法等不同技術(shù)裝配與操作技術(shù)培訓(xùn)

產(chǎn)地：美國

客戶案例 1

下圖：美國康奈爾大學(xué)園藝學(xué)系利用植物呼吸測量系統(tǒng)研究儲藏溫度與濕度變化對花毛茛干燥塊狀根呼吸和存活的影響，結(jié)果表明，在5℃時，濕度變化對樣品呼吸速率影響不大，而在25℃時，濕度顯著影響其呼吸作用（HortScience，2011）

客戶案例 2

英國的克蘭菲爾德大學(xué)Cranfield University使用該多功能全自動植物呼吸測量系統(tǒng)連續(xù)發(fā)表了10篇以上高質(zhì)量專業(yè)SCI論文，研究實驗樣品涉及茶樹茶葉、藍莓、草莓、洋蔥、土豆、鱷梨、蟠桃馬鈴薯塊莖等等，部分應(yīng)用可參考“新鮮農(nóng)產(chǎn)品呼吸速率原位實時測量技術(shù)及其在采后研究中的應(yīng)用"快訊。

Fig 1  320升呼吸室與多功能全自動植物呼吸測量系統(tǒng)連接

產(chǎn)地：美國

部分參考文獻

Anastasiadi M , Collings E R , Shivembe A , et al. Seasonal and temporal changes during storage affect quality attributes of green asparagus[J]. Postharvest Biology and Technology, 2020, 159:111017-.

Anastasiadi M , N Falagán, Rossi S , et al. A comprehensive study of factors affecting postharvest disorder development in celery[J]. Postharvest Biology and Technology, 172.

Collings ER, Alamar MC, Bogaerts Marquez M, et al., (2021) Improving the tea withering process using ethylene or UV-C. Journal of Agricultural and Food Chemistry, Volume 69, Issue 45, 17 November 2021, pp. 13596-13607

Dimkovikj, A., Van Hoewyk, D. Selenite activates the alternative oxidase pathway and alters primary metabolism in Brassica napus roots: evidence of a mitochondrial stress response. BMC Plant Biol 14, 259 (2014). doi.org/10.1186/s12870-014-0259-6

García-Pastor ME, Falagán N, Giné-Bordonaba J, Wójcik DA, Terry LA & Alamar MC (2021) C*r and tissue-specific changes of abscisic acid, its catabolites and individual sugars during postharvest handling of flat peaches (Prunus persica cv. platycarpa), Postharvest Biology and Technology, 181 (November) Article No. 111688.

Natalia Falagán, Tiana Miclo and Leon A. Terry. Graduated Controlled Atmosphere: A Novel Approach to Increase “Duke" Blueberry Storage Life. Frontiers in Plant Science. 2020,11:221.

Ohanenye, I.C.  Alamar, M.C.  Thompson, A.J  Terry, L.A.  Fructans redistribution prior to sprouting in stored onion bulbs is a potential marker for dormancy break. Postharvest Biology and Technology 2019, 149 , 221-234.

Rady A , Ekramirad N , Adedeji A A , et al. Hyperspectral Imaging for Detection of Codling Moth Infestation in GoldRush Apples[J]. Postharvest Biology and Technology, 2017, 129:37-44.