Флуоресцентные методы исследования

Флуоресцентный метод от большинства стандартных гидробиологических методов исследования отличается более высокой точностью и меньшей трудоемкостью, что позволяет уменьшить время обработки пробы. Это предоставляет возможность проводить экспресс-анализ состояния водных экосистем, создавая большие массивы данных для проведения систематических исследований в течении многих лет. Объектами исследования, кроме экстракта пигментов, служат живые клетки водорослей (in vivo), что позволяет судить о физиологическом состоянии фитопланктона, важнейшего звена в природных экосистемах.

Определение концентрации хлорофилла «а» у основных таксонов фитопланктона

Для чего же необходимо узнать содержание хлорофилла «а» в пробе воды? Из этой величины можно рассчитать биомассу фитопланктона, и по ее динамике судить о развитии сообщества водорослей. Как же вычислить концентрацию хлорофилла «а», измерив сигнал флуоресценции?

Теоретически в определённом диапазоне концентраций пигментов величина интенсивности флуоресценции пропорциональна их концентрации

Фл = К· Са

Коэффициент пропорциональности К, соответствующий флуоресценции единицы вещества, принято называть удельным выходом. Удельный выход флуоресценции зависит от состояния электрон-транспортной цепи фотосинтеза и может быть заметно снижен за счет отвлечения части поглощенной энергии на фотохимические реакции. При действии симазина (1. 10-5 М) выход флуоресценции достигает максимального значения, а возможность ошибки из-за различий физиологического состояния водорослей снижается.

Особенности спектров возбуждения флуоресценции у микроводорослей трех отделов

Диапазон длин волн возбуждающего света выбирается исходя из специфических отличий спектров действия флуоресценции у представителей отдельных таксономических групп водорослей.

Для возбуждения флуоресценции было выбрано излучение трех областей спектра:

СИНЕЕ, lmаx = 400±40 нм, поглощаемое преимущественно хлорофилл-белковым комплексом зеленых и эвгленовых водорослей (хлорофиллы а, b),

СИНЕ-ЗЕЛЁНОЕ, l mаx=515±30 нм, для фукоксантина и хлорофилл-белкового комплекса диатомовых водорослей (хлорофиллы а, с),

ЗЕЛЁНОЕ, l mаx = 540 ± 10 нм - для фикобилинового комплекса сине-зеленых водорослей.

Высокая стабильность величин удельных выходов объясняется, вероятно, тем, что генетическая детерминация таксономических различий в структуре таксономического аппарата выше, чем фенотипические изменения внутри отдельной группы. Кроме того, высокая стабильность коэффициентов может быть связана с реализацией принципа поведения водорослей, как самонастраивающейся системы. Значительные изменения удельных выходов (не зависящих от физиологического состояния водорослей) могут определяться, в основном, нарушениями фотосинтетического аппарата. Однако, если какие-то факторы вызывают данные изменения, то они в конце концов приведут к эллиминации "дефектных" видов и их заменяют виды с нормальной организацией аппарата, со своим довольно устойчивым выходом. Адаптация системы заключается не в том, что накапливаются виды с деформированной организацией фотосинтетического аппарата, а в том, что за счет сукцесии доминирующими становятся другие таксоны.