在生態(tài)毒理學(xué)研究領(lǐng)域，準(zhǔn)確評估污染物對生物的毒性作用及生態(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)作為一種高效、靈敏的研究手段，正發(fā)揮著日益重要的作用。它能夠快速、無損地監(jiān)測植物光合生理狀態(tài)，為探究污染物的毒性機(jī)制提供關(guān)鍵信息。通過分析葉綠素?zé)晒鈪?shù)的變化，可精準(zhǔn)了解污染物對植物光合作用的影響，如重金屬對作物和微藻光合系統(tǒng)的損害程度、工程藍(lán)藻和微藻-真菌共生體對富營養(yǎng)水體的凈化效果、以環(huán)境中藻類的葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行早期污染監(jiān)測等。北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司基于自身強(qiáng)大的葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)研發(fā)能力，致力于為客戶提供藻類培養(yǎng)、植物生長生理監(jiān)測、環(huán)境及生態(tài)毒理學(xué)領(lǐng)域的科研設(shè)備和技術(shù)服務(wù)。

水體污染的藻類生態(tài)毒理學(xué)研究：

1）評估污染物對微藻的脅迫

中美科研人員共同完成的文章《Effects of carbon nanotubes on the toxicities of copper, cadmium and zinc toward the freshwater microalgae Scenedesmus obliquus》中，利用易科泰的AquaPen葉綠素?zé)晒鈨x研究了碳納米管（CNTs）及銅（Cu）、鎘（Cd）和鋅（Zn）三種重金屬對斜生柵藻毒性的影響及機(jī)制。其中CNTs 對斜生柵藻急性毒性低，但不同微藻對 CNTs 毒性反應(yīng)差異大。低濃度 CNTs 對某些生物有益，本研究中 5mg/L CNTs 促進(jìn)藻類生長和光合活性，但其作用機(jī)制與高等植物不同。Zn 對斜生柵藻毒性低于 Cu 和 Cd，暴露時(shí)間影響重金屬毒性評估。5mg/L CNTs 可緩解低濃度 Cu、Cd、Zn 對藻類的不利影響，但對高濃度 Cd 緩解作用消失，對 Zn - CNTs 共暴露下葉綠素合成有抑制作用。配合葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)，利用光合參數(shù)評估污染物對微藻的脅迫，其中5mg/L CNTs 增強(qiáng)藻類光合活性，這可能是通過促進(jìn)光子捕獲和電子傳遞實(shí)現(xiàn)。

2） 評估暴露于污染環(huán)境的微藻光合效率

文章《Pollutant removal and toxic response mechanisms of freshwater microalgae Chlorella sorokiniana under exposure of tetrabromobisphenol A and cadmium》以小球藻為對象，探究了四溴雙酚 A（TBBPA）和鎘離子（Cd (II)）對其生長、光合活性、生化特性及分子水平的影響。通過測量 Fv/Fo 和 Fv/Fm 這兩個(gè)常用葉綠素?zé)晒?/span>指標(biāo)來評估微藻的光合效率。研究發(fā)現(xiàn)，隨著 TBBPA 暴露濃度的增加，微藻的光合活性得到促進(jìn)，Fv/Fm 和 Fv/Fo 的值增大。這表明在一定濃度范圍內(nèi)，TBBPA 可能通過增加微藻光合色素的含量，進(jìn)而提升了光合效率。暴露于 Cd (II) 會刺激微藻細(xì)胞，使其防止光系統(tǒng) II（PSII）反應(yīng)中心受到損傷，具體表現(xiàn)為 RC/ABS 增加；同時(shí)增強(qiáng)電子傳輸，即 ETo/TRo 增加。這說明 Cd (II) 能夠影響微藻光合過程中的能量利用和轉(zhuǎn)化效率，促使微藻在污染物脅迫環(huán)境下，調(diào)整自身能量代謝以維持正常的生理功能。

3） 污染修復(fù)物質(zhì)nZVI（納米零價(jià)鐵）的安全性評估

nZVI（納米零價(jià)鐵）用于修復(fù)污染的土壤和地下水，但釋放到環(huán)境中會氧化產(chǎn)生Fe 2+，影響微生物。文章《Transcriptomic analysis and cellular responses to nanoscale zero-valent iron in green microalga Raphidocelis subcapitata》以綠藻R. subcapitata為研究對象，通過易科泰葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)評估其暴露于 nZVI 和nFe3O4（納米磁鐵礦）后的生理影響。其中NPQ 顯著降低，ΦPSII 略有增加，表明光合能力未受損，且吸收的光能更多轉(zhuǎn)化為光化學(xué)能。且通過熒光成像顯示出含有鐵納米顆粒的環(huán)境使微藻葉綠素?zé)晒饬炼冉档?。這表明nZVI 和nFe3O4對藻類生理功能有暫時(shí)抑制，但 24h 后細(xì)胞活力回升，對光合色素影響不顯著。本研究為nZVI的納米安全性評估提供新視角，有助于填補(bǔ)其早期風(fēng)險(xiǎn)評估的知識空白。

土壤污染的作物生態(tài)毒理學(xué)研究

1） 礦物硅肥對重金屬污染土壤中煙草生態(tài)毒理學(xué)的影響

文章《Silicon fertilization enhances the resistance of tobacco plants to combined Cd and Pb contamination: Physiological and microbial mechanisms》和《Hydrogel - potassium humate composite alleviates cadmium toxicity of tobacco by regulating Cd bioavailability》分別利用易科泰的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駜x分析了兩種有機(jī)硅肥和一種礦物硅肥對鎘鉛污染土壤中煙草生長、生理指標(biāo)及土壤細(xì)菌群落的影響以及新型腐植酸鉀復(fù)合水凝膠（S/K/AA）在鎘脅迫下對煙草生長及土壤微生物的影響。

上圖展示了不同培養(yǎng)狀態(tài)下煙草植株的光合參數(shù)（凈光合速率 Pn、氣孔導(dǎo)度 Gs、胞間二氧化碳濃度 Ci、蒸騰速率 Tr）、葉綠素?zé)晒鈪?shù)（光系統(tǒng) II 最大光化學(xué)效率 Fv/Fm、光系統(tǒng) II 實(shí)際光化學(xué)效率 Y (II)、非光化學(xué)淬滅 NPQ、光化學(xué)淬滅 Qp）、葉綠素（葉綠素 a、葉綠素 b）和類胡蘿卜素含量的變化。其中鎘鉛脅迫降低了 Pn、Gs 和 Tr，硅肥處理則提高了這些參數(shù)，且在鎘鉛脅迫土壤中硅肥對 Pn 的正向影響更明顯。在對照條件下，硅肥增加 Y (II)，對 Fv/Fm、NPQ 或 Qp 無顯著影響；在鎘鉛脅迫下，硅肥使 Fv/Fm、Y (II) 和 Qp 有升高趨勢。這表明硅肥能緩解鎘鉛對煙草的毒性，促進(jìn)煙草生長，降低土壤和植物組織中鎘鉛含量。其作用機(jī)制包括與鎘鉛形成沉淀降低有效性、增強(qiáng)抗氧化防御系統(tǒng)、提高光合作用能力，以及通過改變微生物群落組成，增加具有重金屬抗性相關(guān)代謝途徑的微生物，提高土壤細(xì)菌對鎘鉛污染的抗性等。其中葉綠素?zé)晒鈪?shù)從多個(gè)層面反映了煙草植株的光合生理狀態(tài)，對探究硅肥緩解鎘鉛脅迫對煙草影響的機(jī)制，評估植物健康和生長狀況提供了關(guān)鍵信息。

2） 太陽能電池釋放的有害物質(zhì)對農(nóng)作物的潛在毒性研究

鈣鈦礦太陽能電池因低成本和簡單制造工藝受太陽能行業(yè)關(guān)注，不過它含鉛和碘等有害物質(zhì)，可能會污染附近農(nóng)田。韓國科研團(tuán)隊(duì)在文章《Assessing the potential toxicity of hazardous material released from Pb - based perovskite solar cells to crop plants》中利用易科泰FluorCam葉綠素?zé)晒獬上駜x評估了這些有害物質(zhì)對綠豆和高粱這兩種農(nóng)作物的毒性影響。他們模擬了PbI?在土壤中的直接暴露情況，開展植物土壤試驗(yàn)，評估了植物的毒性反應(yīng)，包括生長抑制、生理變化和光合作用等方面。

在該研究中，易科泰葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)被用于定量評估PbI?對植物光合作用的抑制效應(yīng)。通過測量葉綠素?zé)晒馑沧兠娣e（反映光合能力）和關(guān)鍵參數(shù)（如Fv/Fm、NPQ_Lss、Rfd_Lss）的研究發(fā)現(xiàn)：高粱在20 mg/kg PbI?暴露下，熒光瞬變面積減少約50%，表明光合系統(tǒng)嚴(yán)重受損；綠豆在5 mg/kg時(shí)Rfd_Lss下降41%，揭示光化學(xué)猝滅效率降低。這些數(shù)據(jù)與植物生長抑制（如根系枯萎、葉綠素減少）形成互補(bǔ)，證實(shí)PbI?通過干擾光系統(tǒng)II功能和能量轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致光合活性下降，進(jìn)而抑制植物生長。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)不僅提供了早期毒性預(yù)警（如Rfd_Lss在低濃度下的響應(yīng)），還為解析毒性機(jī)制（如光保護(hù)系統(tǒng)激活）提供了分子水平證據(jù)，成為連接生理損傷與分子機(jī)制的重要橋梁。

易科泰植物表型技術(shù)與產(chǎn)品

易科泰光養(yǎng)生物反應(yīng)器技術(shù)：

藻類培養(yǎng)與在線監(jiān)測，包括 OD、葉綠素?zé)晒狻⑷芙庋?、pH、營養(yǎng)鹽等，及藻類呼吸與

光合作用、碳通量等在線監(jiān)測；

葉綠素?zé)晒庠诰€監(jiān)測技術(shù)，高靈敏度監(jiān)測藻類培養(yǎng)生理狀態(tài)、光合效率；

實(shí)驗(yàn)室多通道管式培養(yǎng)、立柱式培養(yǎng)、平板式培養(yǎng)等不同培養(yǎng)模式、不同容積大小；

智能調(diào)制多通道 LED 光源培養(yǎng)，不同顏色不同波段、0-100%調(diào)制、晝夜節(jié)律自動調(diào)制、

不同光配方，可客戶定制多通道智能 LED 藻類培養(yǎng)臺架；

環(huán)境調(diào)控，溫度、pH、CO2 等調(diào)控，恒濁培養(yǎng)、恒化培養(yǎng)；

易科泰葉綠素?zé)晒猓ǔ上瘢┘夹g(shù)：

葉綠素?zé)晒獗环Q為植物光合作用的靈敏探針，易科泰葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)產(chǎn)品為智慧農(nóng)業(yè)、植物工廠、光合作用研究、表型組學(xué)研究、遺傳育種等農(nóng)業(yè)研究測量檢測提供了高靈敏度、高通量、非接觸、非損傷、可視化、數(shù)字化解決方案：

易科泰多光譜熒光成像技術(shù)：

多光譜熒光成像為葉綠素?zé)晒獬上竦纳壆a(chǎn)品，既可對葉綠素?zé)晒獬上穹治?，還可同時(shí)對脅迫誘導(dǎo)次級代謝產(chǎn)物熒光（藍(lán)綠熒光）成像，并與葉綠素?zé)晒猓t色和遠(yuǎn)紅熒光）成像綜合分析，從而高靈敏度、全面利用植物熒光現(xiàn)象檢測植物生理狀態(tài)、受脅迫狀況或健康狀況，早期如苗期出現(xiàn)癥狀前即可通過成像“看到"植物病蟲害，如作物或中藥材根系是否受蟲害或病害侵襲等，從而及時(shí)采取補(bǔ)苗等措施，還可以檢測農(nóng)藥效果、使用閾值，從而少用農(nóng)藥，達(dá)到環(huán)保和綠色健康食品生產(chǎn)的雙重目的。

易科泰Thermo-RGB成像技術(shù)：

Thermo-RGB成像采用易科泰自主研發(fā)的紅外熱成像與RGB成像融合分析技術(shù)，有效融合了紅外熱成像的熱輻射信息/溫度信息和RGB成像的顏色信息和高分辨率優(yōu)勢，克服了紅外熱成像分辨率低、不清晰、難以進(jìn)行目標(biāo)提取/圖像分割等缺點(diǎn)，可以方便地進(jìn)行圖像分割處理、提取清晰的圖像信息，并進(jìn)一步精準(zhǔn)運(yùn)行ROI選區(qū)分析，能夠同時(shí)檢測形態(tài)、顏色及溫度分布等，可用于植物表型分析、生物（病蟲害）或非生物（如干旱、鹽堿等）脅迫或敏感性檢測；還可用于動物體型非接觸遙測、體表溫度成圖分析等表型檢測。

易科泰多功能高光譜技術(shù)：

北京易科泰多功能高光譜技術(shù)同時(shí)具備（反射光）高光譜成像分析、葉綠素?zé)晒飧吖庾V成像分析、UV激發(fā)生物熒光（UV-MCF）高光譜成像分析功能，還可選配不同激發(fā)光生物活體熒光（如GFP、YFP等熒光蛋白成像等）成像功能；特色的高光譜分辨率熒光成像分析功能，可靈敏區(qū)分不同波段生物熒光現(xiàn)象。目前已經(jīng)應(yīng)用于包括植物表型成像分析、遺傳育種、種子資源檢測鑒定、高通量種苗健康檢測、采后生物學(xué)實(shí)驗(yàn)研究、中草藥研究檢測等方向，還可用于活體檢測分析植物黃酮指數(shù)、花青素指數(shù)及葉綠素指數(shù)等。

1. Sun C, Li W, Xu Y, et al. Effects of carbon nanotubes on the toxicities of copper, cadmium and zinc toward the freshwater microalgae Scenedesmus obliquus[J]. Aquatic Toxicology, 2020, 224: 105504.

2. Liu D, Yang W, Lv Y, et al. Pollutant removal and toxic response mechanisms of freshwater microalgae Chlorella sorokiniana under exposure of tetrabromobisphenol A and cadmium[J]. Chemical Engineering Journal, 2023, 461: 142065.

3. Wang B, Xiao L, Xu A, et al. Silicon fertilization enhances the resistance of tobacco plants to combined Cd and Pb contamination: physiological and microbial mechanisms[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2023, 255: 114816.

4. Yeap C S Y, Nguyen N H A, Busche T, et al. Transcriptomic analysis and cellular responses to nanoscale zero-valent iron in green microalga Raphidocelis subcapitata[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2024, 286: 117194.

5. Kwak J I, Lee T Y, An Y J. Assessing the potential toxicity of hazardous material released from Pb-based perovskite solar cells to crop plants[J]. Journal of Cleaner Production, 2023, 423: 138856.

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