Spektroskopia Fluorescencyjna W Badaniach Fotosyntezy

Transcript

Spektroskopia fluorescencyjna w badaniach fotosyntezy Wiesław I. Gruszecki Instytut Fizyki Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie Zakopane, 20 października 2016 Zespół! Renata Welc Michał Puzio Plan wystąpienia 1. Fotosynteza 2. Fluorescencja 3. Fotosynteza & Fluorescencja Fotosynteza zasila życie! Fotosyntetyczne wydzielanie tlenu 1771 r. Joseph Priestley 1733 - 1804 po 5 godzinach Fotosyntetyczne wydzielanie tlenu Wydzielanie tlenu Wydajność fotosyntezy X 100 Natężenie światła Stres świetlny Zmiany poziomu oświetlenia w ciągu dnia Lublin, 22 kwietnia 2010 r. Hour of the day Oxalis oregana Zdjęcie dzięki uprzejmości O. Björkmana Poziom komórkowy Lemna trisulca J. Zurzycki, 1972 Poziom subkomórkowy PS II LHCII LHCII LHCII PS I Kompleks antenowy LHCII Struktura według: Z. Liu et al., Nature 428 (2004) 287-292. Centralny problem: Poznanie mechanizmów molekularnych… Stosujemy techniki fluorescencyjne… Eksperyment Stokesa 1854 r. Rekonstrukcja, rok 2016 r. Slajd zawiera lokowanie mnóstwa produktów  Fluorescencja chlorofilu a S2 Laser S1 A S0 F Diagram Jabłońskiego S2 D 10-14 – 10-11 s I S1 10-15 s T1 A D F 10-9 – 10-7 s So D P 10-3 – 102 s Schemat pomiaru fluorescencji Spektrometr fluorescencyjny Najważniejsze elementy spektrofluorymetru „Cary Eclipse” 1-Wiązka światła wzbudzającego 2- Komora pomiarowa 3- Ksenonowa lampa impulsowa 4- Monochromatory z filtrami 5- Fotopowielacz 6- Uchwyt do celki pomiarowej 7- Szybkościomierz skanowania 8- Włącznik/Wyłącznik Efekt Kautsky’ego Relative Vitality Index RVI = FM - FS FS Fotosystem II według: Govindjee Widma absorpcji światła Fluorescencja Chl a Chl a Chl b Lut Liczba zliczeń Czasy życia fluorescencji czas Detektor LASER próbka Dt start stop start stop Czasy życia fluorescencji chlorofilu a w LHCII I (t )   i exp( t /  i ) i     i i i <> = 3.6 ns Lifetime [ns] Pomiary, pomiary, pomiary, pomiary, pomiary, pomiary, pomiary… FLIM 1 MHz 1.25 MHz 1.75 MHz analizy pojedynczego chloroplastu 2.25 MHz 3.5 MHz 0.8 4 MHz Lifetime [ns] 1.5 5 MHz 7 MHz 10 MHz Wnioski: 1. Światło nie tylko zasila fotosyntezę ale również umożliwia jej precyzyjne badania 2. Fluorescencja jest pięknym zjawiskiem fizycznym umożliwiającym prowadzenie precyzyjnych badań przyrodniczych Dziękuję za uwagę!