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激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）作为冰冻圈栖息地生物标志物原位测量的新型无创工具

DOI：10.3791/60447 期刊：Journal of Visualized Experiments 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 全球变暖影响着各类生态系统中的微生物群落，尤其是冰冻圈生境。然而目前对极端环境中微生物介导的碳通量知之甚少。现有极少数研究采用的样本采集方法存在两大问题：A）高分辨率数据需要大量样本，在偏远地区难以获?。籅）不可避免的样本处理（如切割、锯切和冰芯融化）会导致对原位环境的误判。本研究展示了一种无需样本制备与破坏的原型设备，该设备基于激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）技术，可在陆地与冰冻圈生态系统中进行高光谱-空间分辨率的原位测量。通过检测光合色素的L.I.F.E.特征信号可识别冰面光合自养群落。研究演示了针对卟啉衍生物叶绿素a（chla）（405 nm激光激发）和B-藻红蛋白（B-PE）（532 nm激光激发）的L.I.F.E.仪器校准。为验证该方法，采用传统色素提取结合吸收光谱法的chla定量技术对L.I.F.E.数据进行了验证。该原型设备在极端极地环境中的实地适用性已得到证实，并在摩洛哥沙漠火星模拟实验及奥地利岩冰川中开展了陆地生境的进一步测试。L.I.F.E.仪器能以可接受的作业后勤条件实现大面积高分辨率扫描，有助于更好地理解全球变化背景下冰面群落的生态潜力。
作者： Klemens Weisleitner，Lars Hunger，Christoph Kohstall，Albert Frisch，Michael C. Storrie-Lombardi，Birgit Sattler
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发和验证一种新型无创工具，利用激光诱导荧光发射（L.I.F.E.）技术对陆地和冰冻生态系统中的叶绿素a（chla）及B-藻红蛋白（B-PE）分子进行原位定量分析。

研究成果

L.I.F.E.仪器为检测和量化陆地及冰冻圈生态系统中的光合自养生物提供了一种无创、高分辨率的工具。尽管存在局限性，但该仪器在理解全球变化背景下冰冻圈生境中微生物介导的碳通量方面具有重大潜力。

研究不足

当前版本的软件在数据处理过程中无法区分噪声和信号，可能导致色素含量被高估。测量过程中矿物质的存在以及光照条件的变化需要进一步研究。该方法在高环境光条件下以及对厚度不均匀的样品适用性有限。

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