光ファイバ式酸素pH及び温度測定器FireSting-PRO

光ファイバ式酸素pH及び温度測定器FireSting-PRO

酸素、pH及び温度測定の革命的技術は、特に光合成放出酸素、水体及び土壌微小生態研究の測定に適している

光ファイバ式酸素pHと温度測定器FireSting-PROの主な機能

また、多様なタイプの光学センサを接続し、異なる実験ニーズを満たすことができる。PyroScienceは複数の新技術を持ち、さらに精進し続け、光ファイバ式多分析物測定器FireSting-PROを高精度酸素測定分野の方向技術の向上また、設計された生産プロセスを最適化することで、FireSting-PROは製品の高性能を維持しながら競争力のある価格を維持することができます。

応用分野

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット） 水体溶解酸素、藻類及び藻類生物膜及び植物の光合成及び呼吸作用測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）水生動物（魚類、水生昆虫等の無脊椎動物、浮遊動物）等の呼吸代謝測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）陸生動物、実験動物、動物組織、血液などの呼吸代謝測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）土壌、湿地、海洋堆積、河湖堆積断面酸素測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）バイオリアクター、発酵プロセス、酵素動力学、細胞培養などの酸素測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）食糧食品貯蔵輸送、ワインなどの酸素測定

アルファベットl（英語アルファベットの12番目のアルファベット）下水処理、メタンガス、ゴミ埋立場、有機物分解などの酸素測定

製品の特徴

REDFLASHの新技術を用いて酸素、pH、温度を正確、敏感に検出する

内蔵湿度センサーと大気圧センサーによる迅速かつ正確なデータ補償

気相、液相、半固体等の各種環境における多分析物の測定は、特に光合成酸素放出、酸塩基度測定に適している

酸素、pH、温度の同期測定を実現する1、2または4チャネルバージョンを提供する

マイクロセンサ、小型センサ、堅牢型プローブ、キャップ交換可能プローブ、ナノプローブ、耐溶剤プローブを接続することもできるし、非接触式点状光学センサ（測定カップ、呼吸瓶、流通室チップ）を接続することもできる

センサ端径50µmから3 mm

1台のFireSting-PROは、いくつかの異なる測定範囲（標準と微量）、異なる種類の分析物センサーを同時に接続して使用することができます。（英語）。（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語）（英語

USB接続PCを介した電力供給と制御、Broadcastモードで動作し、アナログチャネルでデータを出力する独立した電力供給

OEMカスタマイズ可能

新しいPyroScience Workbenchは10台の測定器を同時に接続でき、ドリフト補償と酸素レート計算も可能

革命的なREDFLASHテクノロジー

PyroScienceによって発明されたREDFLASH技術は、分析物にのみ敏感なREDFLASH染料発光材料に基づいている。REDFLASH染料は赤色光（λ＝620 nm）で励起されると、酸素含有量の多さに応じて強度の異なる近赤外光（760 nm NIR）を発する。NIR強度の測定により酸素含有量を反映することができる。REDFLASH技術は高精度、高安定性、低消費電力、干渉の程度が低く、応答が速いなどの特徴を持っている。赤色励起光は、自発蛍光の干渉を効果的に低減し、生体へのストレスを低減することができる。

REDFLASH染料は赤色光で励起されるとNIRを発するが、分析物濃度の変化に伴って発するNIRは徐々に変化する

左図：A）低酸素濃度で高NIR発光、B）高酸素濃度での低NIR発光

下図：A）高pHで低NIR発光、B）低pH濃度での高NIR発光

主な技術パラメータ

FireSting PRO高精度、コンパクト、ベースパソコンのファイバ式多分析物測定器を選択すると、シングルチャネル、デュアルチャネル、および4チャネルバージョンを提供できます。実験室や野外での短期調査や長期モニタリングに広く使用でき、工業分野の酸素、pHモニタリング。ホストパスユニバーサルシリアルバスインタフェース接続コンピュータの電力供給と制御、各モデルのホストには、接続するための温度センサインタフェースが含まれています。PT100型（かた）（例えばTDIP15）温度プローブ。

1.FireSting-PROホスト

図では4チャンネルFireSting O2 S 1−S 4は4つのセンサインタフェースであり、光ファイバを介してセンサと接続されているホスト、TはTDIP 15温度センサインタフェースで、USBはパソコンに接続されている。

2.異なるタイプのセンサ

3. 手動微操作縦台（Micromanipulator）

半固体（例えば底泥、biofilmなど）中の酸素濃度を正確に測定する必要があり、特に正確な階層測定が必要な場合、手動型マイクロマニピュレータMM 33を用いて光ファイバ酸素センサを操作することができる。MM 33はX、Y、Z軸を手動で位置決めでき、3軸の3つのコントロールつまみの位置は非常にコンパクトで便利です。針状プローブを固定した後、マイクロマニピュレータを手動で制御することにより、プローブをサンプル内部の指定された部位に正確に移動させ、正確な測定結果を得るために操作を円滑にする。技術パラメータ：重さ650 g、サイズ65 x 200 x 160 mm、直径6.5-12 mmのセンサを固定でき、x/y/z軸調整範囲20 mm/25 mm/37 mm、x/y/z軸解像度約100µm/100µm/10µm。

安定測定を得るためには、MM 33のマイクロオペレータステージを安定的に支持するために、大型スタンドHS 1または軽量スタンドLS 1が必要である。マイクロ操舵台の重型支柱10 kg、軽型支柱4.5 kg、サイズ400 x 360 x 560 mm、マイクロ操舵台を安定的に支持する、揺動自在三角形基、最大4台の微操縦台を積載することができる、直径12 mm、高さ500 mmの取付棒2本、耐酸と海水。

適用例

1.ブレード組織の酸素含有量測定

图片来源：Jに感謝します。Fischer、マーティン・ルーサー大学、Halle Wittenberg、J。ブラヴィド、湖研究部、ヘルムホルツ環境研究センター、マグデルベルク（いずれもドイツ）

2針葉亀裂の酸素含有量測定

中国・台湾の雲霧林にある中国・台湾ヒノキのChamaecyparis obtuse var.formosanaは、微細構造調査により針葉亀裂内に気孔の90%が凝集していることを発見し、酸素測定と蛍光剤トレーサにより、亀裂に加えられた水滴が亀裂に入らないことを発見した。中国の台湾ヒノキは疎水性、気孔の隠れ家、気孔の集積などの「旱魃生型」の特徴を持ち、亀裂には空気層（葉気膜）が存在し、沈降、霧と水蒸気の凝縮を防止して気孔を覆い、高湿環境の中で二酸化炭素の吸収を維持し、光協力用を行うことができる。

酸素センサ（50μm直径針先）を隙間に置く

a.乾燥した葉、b、c.5μlの水滴を1滴加える、d.5μlの水滴を3滴加える

参考文献：

Pariyar S、Chang SC、Zinsmister D、など。台湾の雲霧林の過湿気候では、乾燥特性が光合成の維持に役立つ[J]。『生態学』、2017184（3）：1-13。

3サンゴの総一次生産性の研究

オーストラリアのグレートバリアリーフの大型サンゴMontastrea curtaは流通室で異なる強度の光を照射し、水の深さによってそのOを測定する2含有量と一次生産力GPPを計算し、その量子生産率（QEs）を測定した、640μmolmにおいて-2s-1の中程度の照度では、エネルギー利用効率は低い（わずか4%）とはいえ、高い光合成効率（0.1 O2光子-1）。サンゴは効率的な光収集器であり、サンゴ/組織微細構造冠層に光を分布させることができ、それによってその光合成微細藻の量子収量が高いことを説明した。

強度における光合成速度（O2含有量計算）測定された

実験設定（a）と酸素センサ配置（b）

4つの異なる照明強度（160、320、640、1280μmolm-2s-1）、総一次生産力（nmol O2センチメートル-3s-1）（黒い棒グラフ）と対応するO2濃度（μM）（線及びドット）の水深垂直分布図

参考文献

Brodersen K、Lichtenberg M、Ralph P、など。放射エネルギー収支は共生サンゴの高い光合成効率を明らかにした[J]。英国王立学会インタフェース誌、2014、11（93）：20130997。

4沿海海底の草甸の酸素含有量測定

ブルガリアByala湾（A）と韓国Hoopo湾（B）沿岸水域の海草草のずっしりとした酸素をその場で監視し、渦度共分散技術により酸素フラックスを計算した。BYとHPの2つの海岸海草の草甸の1日平均純酸素フラックスはそれぞれ：−474から326 mmol O2米-2d-1および-74～482 mmol O2米-2d-1;かつ純O2収量と光合成有効放射線（PAR）は顕著な相関関係を示した（P−I曲線）、-1時、群落代謝は昼と夜にそれぞれ20と5倍増加し、流速が群落光合成の主要な影響要素である可能性があることを示した。最終的に、BYの純生態系は−17 mmol Oに代謝される2米-2d-1、異養とする、HPは36 mmol O2米-2d-1、自己養生状態である。

ブルガリアByala湾（A）と韓国Hoopo湾（B）沿岸水域における海草の酸素測定

BY湾（上）とHP湾（下）沿海水域の海草の15分間の酸素フラックスと光合成有効放射（PAR）、正流束は海草放出Oを表す2

参考文献

李、康、Hineva E、など。無侵襲渦関連技術を用いて東海と黒海沿岸海域の海草草原の浄生態系代謝を推定する[J]。海洋科学学報、2017、52（1）：1-14。

5深海堆積物のその場酸素含有量測定

北極深海（2500 m）堆積物中の酸素フラックスをその場で検出し、堆積物境界層の低酸素勾配とフラックス、低乱流と低粒子含有量の制限条件下で、計算した渦度共分散乱流酸素フラックス（-0.9+-0.2（SD）mmolO2米-2d-1）、溶存酸素フラックス（-1.02+-0.3（SD）mmol O2米-2d-1）及び堆積物培養室法により測定した総酸素吸蔵量（-1.1+-0.1（SD）mmol O2米-2d-1）一致性があり、この部位は微生物媒介の酸素消費量を主とし、底生生物の平均炭素鉱化速度は4.3 gCmであることを説明した2年-1、堆積物収集器で測定された粒子状有機物の年間堆積量を上回った。

画像ソース：Frank Wenzhoefer博士、深海生態と技術グループ、アルフレッド・ウェグナー極地と海洋研究所、ブレーメン港、マックス・プランク海洋微生物研究所（いずれもドイツ）

参考文献

Donis D、Mcginnis DF、Holtapels M、など。貧栄養深海堆積物における底生酸素フラックスの評価（HAUSGARTEN天文台）[J]。深海研究第一部、2016111：1-10。

6欧州スズキの組織供養測定

スウェーデンのForsmarkの潟湖は、原子力発電所の冷却用に冷水を引いたため、周辺の暖かい汚水が直接注入されて緩やかな水温上昇を引き起こし、多くの種類の魚が消えたが、欧州スズキが優勢種となった。光学酸素センサを用いて高温でのスズキ（Perca fluviatilis Linneaus）の有酸素代謝率と静脈酸素分圧を測定し、臨界高温CTmaxを測定した。酸素増加操作は23°Cにおける酸素含有範囲の2倍の増大を引き起こし、臨界高温CTmax（34.6±0.1）と対照（34.0±0.5°C）は顕著な増加がなかった、一方、酸素欠乏操作は有酸素範囲とCTmaxともに対照と有意差がなかった。酸素制限は魚類CTmaxを決定する一般的なメカニズムではないことを説明した。

静脈洞に静脈血液中の酸素分圧を連続的に測定するためのカスタム光学センサを埋め込む

画像ソース：Timothy Clark–オーストラリアタウンズビルオーストラリア海洋科学研究所。（左）Erik Sandblom-ゴールドバーグ大学、ゴールドバーグ、スウェーデン。（右）

酸素富化hyperoxicと酸素欠乏aniemicにおける欧州スズキの代謝反応

A.酸素消費速度（MλO2）処理の影響を受けない、B.23°C標準代謝率（SMR）、最大代謝率（MMR）及び有酸素範囲（AS）

参考文献

Brijs J、Jutfelt F、Clark TDなど。組織酸素供給の実験操作は欧州スズキの耐温性に影響しない[J]。実験生物学雑誌、2015218（15）：2448-2454。

7ミミズが生息する人工土柱における酸素測定

グルコースで調製した圧密土塊を人工土柱に添加した後、土柱中の酸素含有量の変化を測定し、酸素含有量は時間とともに低下することを発見した。これはグルコースの添加により土壌動物（ミミズ）の生物呼吸作用が増強され、酸素が消費され二酸化炭素が発生するためである。

酸素センサを用いて土柱中の酸素変化を監視する

土柱にグルコース土塊を添加した後、土壌酸素含有量（%）は時間とともに低下した

画像ソース：オスナブリュック高等専門学校（ドイツ）、農業科学・景観設計学院

産地：ドイツPyroScience