Chlorolab 3+ – система измерения уровня респирации и фотосинтеза образцов в жидкой фазе

Освещение образца при измерениях

Измерения с применением системы Chlorolab 3+ могут проводиться как в полном отсутствии освещения (электродная камера является непрозрачной), так и при освещении с помощью источника света.

В комплект системы входит светодиодный источник LH36/2R, состоящий из 36-ти ламп с «красным» спектром излучения (максимум излучения при 660 нм). По сравнению с источником LED1 (входящим в состав системы Chlorolab 2+,очень похожей на Chlorolab 3+) – данный источник является светодиодным массивом и способен облучать бОльший объём образца (до 20 мл). Измерения кислородной респирации без освещения возможны для объёма образца от 1 до 20 мл.

Источник LH36/2R имеет цилиндрическую форму и вставляется непосредственно в оптический порт электродной камеры DW3. Всего в электродной камере присутствует 2 оптических порта. При желании можно подключать к портам любые подходящие по размеру источники излучения или оптоволоконные кабели. Например, для увеличения интенсивности облучения образца можно доукомплектовывать систему дополнительным источником света LH36/2R (или любым другим подходящим). Также через оптический порт можно подключить детектор.

Источник света LH36/2R оснащён встроенным вентиллятором-кулером, который автоматически включается при разогреве корпуса LH36/2R и предотвращает перегрев.

ПО OxyTrace+

Интерфейсное ПО OxyTrace+ устанавливается на компьютер и позволяет пользователю осуществлять двустороннее взаимодействие с контрольным модулем системы Chlorolab 2+. Одно приложение OxyTrace+ может независимо контролировать 2 системы Chlorolab 2+ и/или Chlorolab 3+ (2 контрольных модуля).

Возможности / функции ПО OxyTrace+:

• настройка протоколов облучения образца (до 20-ти шагов облучения с разной длительностью шага и разной интенсивностью света),
• регулировка скорости перемешивания образца,
• калибровка источника света с помощью датчика ФАР/температуры,
• сбор и отображение в реальном времени сигналов со всех подключенных датчиков,
• просмотр и анализ результатов измерений, сохранённых в памяти компьютера.

Типы образцов

• макроводоросли (основной тип образцов),
• любые вмещающиеся в реакционный сосудфрагменты биообразцов, потребляющие и/или выделяющие кислород.

Особенности и преимущества системы

Общие

• измерения в жидкой фазе;
• объём образца:
  • 1 мл – 20 мл без облучения,
  • 15 мл – 20 мл при облучении;
• одновременно измеряемые параметры:
  • концентрация кислорода,
  • pH,
  • ФАР,
  • температура,
  • сигнал с одного любого дополнительного датчика (например, с ионселективного электрода – концентрация Ca²⁺, K⁺, TPP⁺ и других ионов);
• дисковый поляризационный электрод Кларка (составляет дно реакционного сосуда);
• измерение концентрации кислорода в диапазоне 0 – 100% с разрешением 24 бит;
• освещение образца во время измерений:
  • без освещения (темновая адаптация),
  • облучение от источника света;
• возможность подключения к системе одного любого выбранного пользователем датчика (детектора) по дополнительному разъёму Aux;

Управление системой, сбор и анализ результатов измерений

• управление настройками системы производится с ПК при помощи профессионального ПО OxyTrace+;
• просмотр и анализ показаний со всех датчиков производится в ПО OxyTrace+ на ПК;
• режимы просмотра данных:
  1. в реальном времени во время измерений,
  2. сохранённые данные;
• возможность одновременного управления 2-мя системами с контрольным модулем Oxylab+ (например, Chlorolab 2+ и/или Chlorolab 3+) с помощью одного ПО OxyTrace+;
• отображение сигналов со всех датчиков:
  1. в реальном времени на дисплее контрольного модуля,
  2. в ПО OxyTrace+ на ПК;
• отдельный модуль дисплея для отображения показаний ФАР/температуры;
• аналоговые выходы для передачи сигналов с датчиков уровня кислорода, ФАР и температуры на внешнее устройство записи (рекордер).

Освещение

• источник света: светодиодная матрица (36 ламп), равномерно облучающая образец;
• цвет излучаемого света: «красный» (660 нм);
• интенсивность облучения – до 900 мкмоль фотонов / (м² х с);
• возможность увеличения интенсивности облучения за счет подключения дополнительного источника света;
• создание протоколов облучения (до 20-ти стадий с разной длительностью и интенсивностью освещения);
• возможность подключения любогоисточника света (подходящего к оптическому порту), а также передачи света по оптоволоконному кабелю;
• комбинированный датчик ФАР/температуры «Quantitherm» для калибровки источника света.

Электродная камера

• продвинутая электродная камера с оптическими портами и встроенным кислородным датчиком;
• камера имеет квадратное сечение;
• всего 2 оптических порта с диаметром 26 мм;
• дополнительный оптический порт для опционного подключения:
  • дополнительного источника света,
  • оптоволоконного кабеля,
  • детектора.
• боросиликатный реакционный сосуд;
• встроенная магнитная мешалка для перемешивания образца со скоростью вращения, контролируемой с помощью ПО OxyTrace+;
• термостатирование образца с помощью водяной рубашки;
• газонепроницаемый плунжер в верхней части реакционного состава (защищает образец от воздействия окружающего воздуха);
• отверстие с клапаном посередине плунжера для добавления в реакционный сосуд раствора образца с помощью шприца;
• возможность подключения детектора света к оптическому порту в камере.

Строение системы

Раствор с образцом помещается в реакционный сосуд, выполненный из боросиликатного стекла и имеющий квадратное сечение. В дно сосуда встроен кислородный электрод Кларка S1. Сверху образец закрыт газонепроницаемым плунжером, который варьируется по высоте в зависимости от объёма образца. В середине плунжера находится отверстие с клапаном, через которое можно добавлять/отбирать раствор во время измерений. Отверстие по диаметру подходит к иглам шприцев (например, Hamilton).

В случае исследования крупных фрагментов образцов (например, водорослей) – плунжер выполняет также функцию держателя для образца (для того, чтобы образец был равномерно освещен светом). Вокруг сосуда с образцом располагается водяная рубашка из непрозрачного пластика чёрного цвета.

Данные компоненты составляют электродную камеру DW3. Электродная камера оснащена 2-мя оптическими портами с диаметром 26 мм. К данным портам возможно подсоединить от 1 до 2-х единиц любого из следующих элементов: источник света, оптоволоконный кабель, детектор.

Источник света LH36/2R, представляющий собой светодиодный массив из 36-ти ламп, облучает электродную камеру «красным» светом в горизонтальном направлении. Источник света серии LH36/2R имеет цилиндрическую форму и помещается в оптический порт камеры DW3 как «ключ в замок». В состав системы Chlorolab 3+ входит комплект «Quantitherm» (QRT1) для калибровки источника света. Данный комплект состоит из комбинированного датчика ФАР/температуры (QTP1) и отдельного модуля с дисплеем, на котором отображаются значения ФАР и температуры в электродной камере. Датчик QTP1 помещается в пространство между водяной рубашкой и сосудом с образцом.

Модуль дисплея для датчика QTP1 оснащен аналоговым выходом для передачи показаний ФАР и температуры внутри камеры на внешнее устройство записи. Электродная камера DW3 крепится непосредственно сверху контрольного модуля Oxylab+, в который встроена магнитная мешалка.

Набор из 5-ти перемешивающих элементов (магнитиков) входит в комплект поставки. Контрольный модуль оснащен: а) дисплеем, на котором отображаются текущие показания со всех датчиков и настройки; б) 4-мя входными разъёмами для различных датчиков; в) аналоговым выходом для передачи сигнала с датчика кислорода на записывающее устройство.

Компоненты системы

Характеристика	Значение
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные процессы, для изучения которых производятся измерения	фотосинтез / респирация в условиях: без освещения, при контролируемом «красном» облучении
Тип образцов	образцы в жидкой фазе
Объём образца	без облучения светом: 1 – 20 мл, с облучением от источника света: 15 –20 мл.
Входные разъёмы для подключения датчиков	SMB (для датчика кислорода S1), BNC (для датчика pH или ISE — ионселективного сигнала), 6 pin Mini Din (для датчика ФАР/температуры QTP1), Aux, 8 pin Mini Din (для подключения любого дополнительного датчика – например, ионселективного электрода).
Выходные аналоговые разъёмы	0 – 5 В на контрольном модуле (для передачи сигнала с датчика кислорода S1 на внешнее устройство записи), 0 – 5 В на модуле дисплея комплекта QRT1 (для передачи сигналов с датчика ФАР/температуры QTP1 на внешнее устройство записи)
Коммуникационный модуль(для связи с ПК)	USB2.0
КИСЛОРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОД (S1)
Диапазон измерений уровня кислорода	0 – 100%
Время отклика	< 5 с (10-90%)
Разрешение результатов измерений уровня кислорода (при 20°С)	0,0003% (24 бит)
Формы отображения результатов измерений	абсолютные значения или %
Тип кислородного электрода	дисковый полярографический кислородный электрод Кларка
Потребление кислорода электродом во время измерений	< 0,015 μмоль/час в типичных измерениях
Поляризующее напряжение	700 мВ
ЭЛЕКТРОДНАЯ КАМЕРА (DW3)
Оптические порты для источников света	2 порта: оптический портс диаметром 26 мм, кварцевое окошко с диаметром 36 мм
Температурный контроль образца (+ охлаждение светодиодов)	циркуляция воды через водяную рубашку
Цвет внешнего корпуса электродной камеры	черный (непрозрачный)
Материал исполнения внешнего корпуса электродной камеры	ацеталь
Материал исполнения сосуда для образца	боросиликатное стекло
Форма сосуда для образца	камера с квадратным сечением
Характеристики плунжера (ограничивает сверху сосуд с образцом)	варьируемый по высоте, с центральным отверстием и клапаном для нанесения образца
Размеры (диаметр х высота)	65 х 105 мм
Вес	400 г
КОНТРОЛЬНЫЙ МОДУЛЬ (OXYL1)
Способ управления	с ПК с помощью ПО OxyTrace
Диапазон измерений уровня кислорода	0 – 100%
Разрешение результатов измерений уровня кислорода	0,0003% (24 бит)
Диапазон измерений pH	0 – 14
Разрешение результатов измерений pH	0,0006 pH (16 бит)
Диапазон входного сигнала с разъёма Aux	0 – 4,096 В
Разрешение входного сигнала с разъёма Aux	62,5 мкВ/бит (16 бит)
Поляризующее напряжение, подаваемое на датчик кислорода	700 мВ
Параметры дисплея	LCD, 2 строки; 61 символ, голубой цвет
Тип клавиатуры	сенсорная, запаянная пленкой
Напряжение аналогового выхода для передачи сигнала с датчика кислорода на внешнее устройство записи	0 – 4,5 В
Способ коммуникации контрольного модуля с ПК	Интерфейс USB2.0
Входные разъёмы для подключения датчиков	SMB (для датчика кислорода S1), BNC (для датчика pH или ISE — ионселективного сигнала), 6 pin Mini Din (для датчика ФАР/температуры QTP1), Aux, 8 pin Mini Din (для подключения любого дополнительного датчика – например, ионселективного электрода).
Выходной аналоговый разъём	0 – 5 В (для передачи сигнала с датчика кислорода на внешнее устройство записи)
Программирование источников света	создание протоколов пользователя (таблиц PFD), в которых задаются количество этапов (шагов) облучения образца и интенсивность света на каждом этапе
Количество шагов облучения в протоколе пользователя	до 20-ти
Параметры встроенного модуля электропитания	входное напряжение: 95-260 VAC выходное напряжение: 12 VDC, 2,5 А
Габариты (ВхШхГ); вес	90 х 135 х 85 мм; 320 г
ИСТОЧНИК СВЕТА (LH36/2R)
Тип источника света	«красный» светодиодный массив (36 ламп)
Пиковая длина волны излучения	660 нм
Способ охлаждения ламп	встроенный кулер
Максимальная интенсивность излучения	900 мкмоль / (м2 х с); возможно увеличение интенсивности облучения за счет подключения к системе дополнительного источника света
Способ управления источником света	с помощью контрольного модуля Oxylab+ и ПО OxyTrace (управление с ПК)
Протоколы пользователя	таблицы PFD, в которых задаются количество этапов (шагов) облучения образца и интенсивность света на каждом этапе
Количество шагов облучения в протоколе пользователя	до 20-ти
Охлаждение светодиодов	встроенный автоматический вентяллятор-кулер
Габариты; вес	74 х 52 мм; 270 г
КОМПЛЕКТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАР / ТЕМПЕРАТУРЫ (QRT1)
Состав комплекта QRT1	комбинированный датчик ФАР/температуры (QTP1) + отдельный модуль с дисплеем
Тип сенсора ФАР	кремниевый фотодиод с оптическим фильтром и белым акриловым диффузором
Спектральный диапазон сенсора ФАР	400 – 700 нм
Диапазон измерений сенсора ФАР	0 – 50 000 мкмоль / (м2 х с)
Разрешение показаний ФАР в диапазоне0 – 5000 мкмоль / (м2 х с)	1 мкмоль / (м2 х с)
Разрешение показаний ФАР в диапазоне 5001 – 50 000 мкмоль / (м2 х с)	10 мкмоль / (м2 х с)
Тип сенсора температуры	бусинковый термистор
Способ отображения сигналов с датчика ФАР/температуры	отображение на дисплее отображение на ПК (при подключении датчика к контрольному модулю)
Диапазон измерений термистора	0 – 50 °С
Разрешение измерений температуры	0,02 °С
Тип дисплея	16 х 2 LCD
Требования к электропитанию	4 батарейки 1,5 В, тип АА (LR6)
Ориентировочное время жизни батареек (в типичных измерениях)	100 часов
Аналоговый выходной разъём	0 – 5 В (для передачи сигналов ФАР/температуры на внешнее устройство записи)
Размеры(диаметр х длина) датчика ФАР/температуры QTP1; вес	9,5х107 мм (50 г)
Размеры (ВхШхГ) дисплея; вес	146х92х32 мм (300 г)

Аксессуары:

Датчики
QRT1 — Набор для измерения уровня освещенности ФАР и температуры Quantitherm

Запасные элементы
A2 – аппликатор для электродной мембраны

Источники освещения
LH36/2R – источник света: «красная» светодиодная матрица (36 ламп)

Камеры рабочие
DW3 — электродная камера

Модули
OXYL1 — контрольный модуль Oxylab+

Наборы
S2/P – набор магнитных мешалок (5 шт./упак.)

S16 – набор для очистки электродного диска

Прокладки
S10 – набор запасных кольцевых прокладок для камеры DW3

Электроды
S1 – дисковый полярографический электрод Кларка (с кабелем SMB-SMB)