葉綠素熱釋光

葉綠素熱釋光是熱釋光(Thermoluminescence，縮寫TL)是晶體受到輻射照射後，會產生自由電子，這些電子被晶格缺陷俘獲而積攢起來，在加熱過程中以光形式釋放出來。葉綠素熱釋光最早由Arnold和 Sherwood於1957年發現[5]，之後的研究發現，葉綠素分子的熱釋光能夠揭示放氧複合體、QB受體損傷及葉綠體內腔pH值變化等光系統II的深層運轉機理。

基本介紹

• 中文名：葉綠素熱釋光
• TM值的來源：與0.5℃/s的加熱速度
• 熱釋光的用途：用於各種不同的樣品
• 最早發現年代：1957年

發現歷史

熱釋光(Thermoluminescence，縮寫TL)是晶體受到輻射照射後，會產生自由電子，這些電子被晶格缺陷俘獲而積攢起來，在加熱過程中以光形式釋放出來。葉綠素熱釋光最早由Arnold和 Sherwood於1957年發現[5]，之後的研究發現，葉綠素分子的熱釋光能夠揭示放氧複合體、QB受體損傷及葉綠體內腔pH值變化等光系統II的深層運轉機理。

基本原理

由於活化能壘在生理溫度下限制了諸如電子再結合等暗反應，因此光化學反應中分離的電子對穩定存在在電子載體中。在熱刺激下，S2QA，S2QB和S3QB電子對的再結合，使PSII中激發的單線態葉綠素分子發出熱釋光。然後，逐漸升高溫度會增加再結合的比率，從而激發不同類型的電子對形成TL譜帶。

生理學意義

其基本的實驗過程是將葉片快速冷凍到某一溫度，之後給葉片一個足夠強，但時間儘量短（一般<5µs）的單翻轉光（single turn-over flash），用於誘導每個PSII反映中心發生僅一次的電荷分離；然後逐漸升溫，同時測量葉片放出的熱釋光，繪製TL譜帶。對於升溫的速度，有的研究者認為1℃/s是合適的，也有人認為0.3℃/s-0.5℃/s更有利於解析TL譜帶。

表1. TL譜帶的來源

名稱	TM範圍	來源	是否來自PSII	注釋
Z	-160℃	色素	﹣	低溫色素光化學
Zv	-70到-100℃	（P680Q A?）	﹢	Tm依賴於光照溫度
AT	-10到-20℃	TyrZQ A	﹢	Mn放氧複合體的損傷（TryZ是PSII中心的功能性供體）
A	~-15℃	S3Q A？	﹢
Q	+2到10℃	S2Q A	﹢	第二QB受體的損傷或類似除草劑DCMU造成的抑制
B	30到38℃	S2/3QB	﹢	內腔pH>7
B2	28到32℃	S2Q B	﹢	內腔pH<7
B1	20到30℃	S3Q B	﹢	內腔pH<7
AG	+45℃	S2/S3Q Be	（﹢）	來自於基質、完整葉綠體或細胞的電子
C	+52/55℃	TyrDQ A	﹢	次要譜帶，會因DCMU或者損傷而增加（TryD是PSII中心的非功能性供體）
HTL1	60到85℃	？	﹣	來源不明的不同譜帶
HTL2	120到140℃	過氧化脂質	﹣	熱解作用：-C-O-O- →*C=O+Chl→*Chl

TM值來自與0.5℃/s的加熱速度

DCMU處理前後菸草的熱釋光曲線

TL譜帶的來源和溫度範圍見表1。但是峰值溫度（TM）可能會因為加溫速率的不同和實驗樣品的差異在很大的一個範圍內波動。TL譜帶一般會在B帶達到其峰值，但是環境脅迫或其他損傷會使其峰值出現的溫度產生很大的偏離，其波形也有很大的變化。熱釋光提供了其他方法難以得到的一些有關PSII的特殊信息。和葉綠素螢光一樣，熱釋光也可以用於各種不同的樣品，例如PSII粒子、類囊體膜、完整的葉綠體、原生質體、藻類細胞和葉片。