LI-6800推出全量程預(yù)先匹配，讓光合氣體交換更高效

 

現(xiàn)代光合作用測(cè)量系統(tǒng)普遍采用差分式方法測(cè)量葉片凈光合速率A和蒸騰速率E，參比和樣品測(cè)量室的CO₂和H₂O濃度差值是否準(zhǔn)確，是決定數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)單點(diǎn)匹配（Point Matching），是在某一氣體濃度條件下，讓兩個(gè)腔室測(cè)量同樣的氣體，讀值以參比測(cè)量室讀值為準(zhǔn)，消除了特定氣體濃度下的系統(tǒng)誤差。

然而，單點(diǎn)匹配（Point Matching）存在兩個(gè)問題，第一，會(huì)暫時(shí)中斷測(cè)量過程，耗時(shí)較長，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)的短時(shí)波動(dòng)；第二，由于匹配修正值是一個(gè)氣體濃度依賴函數(shù)，當(dāng)氣體濃度發(fā)生改變后，需要再次做單點(diǎn)匹配（Point Matching）。

針對(duì)上述情況，LI-6800高級(jí)光合-熒光測(cè)量系統(tǒng)，近期推出全量程預(yù)先匹配功能(Range Matching)，這項(xiàng)功能讓研究者在測(cè)量前可預(yù)先在氣體（CO₂&H₂O）全量程范圍內(nèi)提前執(zhí)行匹配操作，確定修正函數(shù)，使得在后續(xù)測(cè)量過程中無需頻繁執(zhí)行單點(diǎn)匹配（Point Matching）。

這樣，正常測(cè)量過程不會(huì)被打斷，提高了測(cè)量效率；而且，全量程預(yù)先匹配功能（Range Matching）消除了匹配修正的濃度依賴效應(yīng)，提升了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

下面是具體操步驟和注意事項(xiàng)。

Part1：LI-6800—如何正確做CO₂的全量程預(yù)先匹配（Range Matching）

儀器完成自檢后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種Warning：檢測(cè)△CO₂時(shí)，應(yīng)該小于2ppm，但是檢測(cè)值約為4.5ppm。儀器給出的建議是檢查CO₂的跨度，或是重新獲取一條CO₂ Range Match 曲線。

自檢Warnings提示

出現(xiàn)這種情況的可能原因如下。第一，儀器長時(shí)間不使用，之前做的CO₂ Range Matching 曲線并不適用于當(dāng)前的測(cè)量環(huán)境；第二，調(diào)整過儀器的零點(diǎn)/跨度。

應(yīng)對(duì)這種情況，解決的辦法之一是重新做一次Range Matching。下面是操作注意事項(xiàng)和具體步驟。

首先，要確保儀器上安裝有小鋼瓶，蘇打藥品新鮮有效；其次，儀器最好預(yù)熱了2h以上；另外，系統(tǒng)本身不能存在漏氣現(xiàn)象。我們可以在Flow界面去查看，下圖顯示了Leak的數(shù)值，0代表不漏氣。

確保葉室不漏氣

接下來，我們來看看如何獲取這條曲線。首先，點(diǎn)開Measurement界面，點(diǎn)擊右下角Match IRGAs，之后，我們能看到，左邊是Point Matching，也就是之前的 “點(diǎn)匹配”功能。右邊是新增的Range Matching：分別是CO₂的Range Matching曲線（上）和H₂O的Range Matching曲線（下）。

Match IRGAs界面顯示

我們選擇View CO₂。點(diǎn)開之后，我們可以看到，有兩個(gè)選項(xiàng)，一個(gè)是Manage，一個(gè)是Acquire。Manage是刪除最近的點(diǎn)匹配，Acquire是獲取一條新的Range Matching，點(diǎn)擊Acquire。

點(diǎn)開之后，我們能看到，有5min和3min模式，在流速比（IRGA Sample與IRGA Reference腔室流入速度的比值）不確定是否適合的情況下，建議您使用3min的模式，找到合適的流速比。最后再使用5min的模式，獲取精確的CO₂ Range Match曲線。

嘗試設(shè)置流速比Fs:Fr，推薦值為1.1-1.2之間

流速比一般設(shè)置為1.10到1.20，我們可以在這個(gè)區(qū)間內(nèi)，輸入某一個(gè)值，如1.13，跑一條3min Mode的CO₂ Range Match曲線看看。點(diǎn)Continue，就開始了。

能夠看到，CO₂濃度從0ppm升至2000ppm，再由2000ppm降回0ppm，兩條線（由淺綠色點(diǎn)組成）的重合度比較高的情況下，流速比是適合的；反之，就需要調(diào)整流速比。

兩條線（由圖中淺綠色點(diǎn)組成的）的重合度有待提高

我們可以看到，“上升”的曲線（即CO₂濃度從低到高時(shí)測(cè)得的△CO₂的值）明顯高于“返回”的曲線（即CO₂濃度從高到低時(shí)測(cè)得的△CO₂的值）。這種情況需要調(diào)高流速比，以使兩曲線盡可能重疊。類似的，若“上升”曲線低于“返回“曲線，則應(yīng)降低流速比。

我們不需要等全部做完，點(diǎn)Cancel，試一下1.18�？梢钥吹剑�流速比是1.18的時(shí)候，兩條曲線重合度提高，我們可以繼續(xù)試試其他的流速。當(dāng)流速比設(shè)置為1.23時(shí)，兩條曲線重合度最高。之后，我們選取5min的模式，使CO₂ Range Matching曲線更加的精確，做完后點(diǎn)擊Retain，保存退出。

兩條線（由圖中淺綠色點(diǎn)組成的）的重合度高

點(diǎn)一下Auto，匹配一下當(dāng)前的CO₂R和CO₂S。可以看到，當(dāng)前的CO₂匹配點(diǎn)，剛好落到這條線上面。點(diǎn)擊Close Matching。

接下來我們測(cè)試一下自檢能否通過。點(diǎn)擊Start Up里的Warmup/System Tests，選擇CO₂ Limit& Match，做一下單項(xiàng)自檢，點(diǎn)擊Start，看看△CO₂是否達(dá)到了<2ppm的要求。我們看到，自檢完成4項(xiàng)，失敗0項(xiàng)。當(dāng)前的CO₂ Range Matching曲線是合理的。

自檢測(cè)試通過

Part 2：LI-6800-如何正確做H₂O的全量程預(yù)先匹配（Range Match）                        

儀器自檢完成后，出現(xiàn)如下 Warning：△H₂O應(yīng)該小于0.2mmol/mol，但是檢測(cè)到的值約為0.45mmol/mol，給出的建議是檢查水的Span跨度，或者重新做一條H₂O的Range Matching曲線。

自檢Warning提示

出現(xiàn)這種情況，是由于使用當(dāng)前的Range Match數(shù)據(jù)修正方法計(jì)算得到的H₂OR與H₂OS的差值超過了預(yù)期，如0.2mmol/mol。這與測(cè)量環(huán)境發(fā)生變化或人為調(diào)整過分析儀的零點(diǎn)/跨度有關(guān)。

解決辦法之一是：重新做一次Range Matching。下面是注意事項(xiàng)和具體操作步驟。

最好等儀器開機(jī)2h以后，確保測(cè)量系統(tǒng)不漏氣，空葉室且閉合。

點(diǎn)開Measurement，點(diǎn)開Match IRGAs，點(diǎn)擊View H₂O, 就可以看到當(dāng)前曲線方程（深藍(lán)色）和最近一次Range Matching曲線（淺藍(lán)色點(diǎn)）之間的差距較大。因此我們需要重新獲取一個(gè)曲線方程。

Match IRGAs所在位置

Match IRGAs界面顯示

點(diǎn)擊Acquire，設(shè)定一個(gè)流速比，對(duì)于H₂O來說，比較合適的流速比（Fs：Fr）是1.30~1.40。先從1.30開始，能看到，這里有兩個(gè)模式，5min和3min。

嘗試設(shè)置流速比Fs:Fr，推薦值為1.1-1.2之間

在合適的流速比沒有確定之前，推薦先用3min模式。等流速比確定之后，再用5min模式做精準(zhǔn)的曲線。

點(diǎn)擊Continue，儀器會(huì)自動(dòng)執(zhí)行程序，先從H₂O的零點(diǎn)升到最高點(diǎn)，再從最高點(diǎn)降回到零。若流速比合適，數(shù)據(jù)會(huì)表現(xiàn)為，H₂O在濃度升高過程中生成的點(diǎn)，與濃度降低過程中生成的點(diǎn)重合度好。

若“上升”的曲線（即H₂O濃度從低到高時(shí)測(cè)得的△H₂O的值）明顯高于“返回”的曲線（即H₂O濃度從高到低時(shí)測(cè)得的△H₂O的值）。這種情況需要調(diào)高流速比，以使兩曲線盡可能重疊。類似的，若“上升”曲線低于“返回“曲線，則應(yīng)降低流速比。

我們能夠看到，H₂O濃度升高過程中生成的點(diǎn)高于下降過程中生成的點(diǎn)，可適當(dāng)調(diào)高流速比。

兩條線（由圖中淺藍(lán)色點(diǎn)組成的）的重合度有待提高

將流速比修改為1.38，選擇3min模式，我們能夠看到，兩條曲線的重合度好，應(yīng)用這條曲線方程，點(diǎn)擊Retain。點(diǎn)退出Exit H₂O，點(diǎn)擊Close Matching。

兩條線（由圖中淺藍(lán)色點(diǎn)組成的）的重合度高

同樣的，我們確認(rèn)一下自檢能否通過。在Warmup/ System Tests界面，點(diǎn)擊H₂O Limit &Match。點(diǎn)擊Start，完成自檢后我們看到5項(xiàng)測(cè)試全部通過。這樣，這條曲線方程就可以用于后續(xù)的數(shù)據(jù)修正了。

自檢測(cè)試通過

全量程預(yù)先匹配功能（Range Matching）執(zhí)行完畢后，記得要勾選上“Range”以及“Use latest point match”（如下圖所示）。

應(yīng)用Range Matching功能