熱釋光(Thermoluminescence，縮寫TL)是晶體受到輻射照射后，產(chǎn)生了自由電子。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?zé)後尮鈩t是由于活化能壘在生理溫度下限制了諸如電子再結(jié)合等暗反應(yīng)，因此光化學(xué)反應(yīng)中分離的電子對穩(wěn)定存在于電子載體中。在熱刺激下， S2QA-，S2QB- 和 S3QB-電子對的再結(jié)合，使PSII中激發(fā)的單線態(tài)葉綠素分子發(fā)出熱釋光。然后，逐漸升高溫度會增加再結(jié)合的比率，從而激發(fā)不同類型的電子對形成TL譜帶。葉綠素?zé)後尮饽軌蚪沂竟夂戏叛鯊?fù)合物（OEC）穩(wěn)定性及PSII總體完整性、QB受體損傷及葉綠體內(nèi)腔 pH值變化等光系統(tǒng) II的深層運轉(zhuǎn)機理。
TL植物熱釋光測量系統(tǒng)是目前商用化的葉綠素?zé)後尮鉁y量儀器，針對研究PSII能量水平結(jié)構(gòu)進行了專門設(shè)計。PSII反應(yīng)中心光誘導(dǎo)電荷分離導(dǎo)致儲存了吸收光能的激發(fā)電子對的累積。加熱誘導(dǎo)這些激發(fā)電子對的重組，從而引發(fā)光釋放，并在一定溫度范圍內(nèi)形成特異性熱釋光曲線。根據(jù)不同釋光曲線的形狀、峰位和峰值，可以研究分析關(guān)于特定激發(fā)電子對的能量穩(wěn)定性及PSII反應(yīng)中心功能等。TL植物光合熱釋光測量系統(tǒng)的測量范圍為-90°C到+190°C，使用范圍更寬，可以對低溫、高溫段熱釋光進行研究。
應(yīng)用領(lǐng)域
1、 光合機理研究——捕光色素復(fù)合體，PSII反應(yīng)中心，放氧復(fù)合物研究；PSII能級分析；原初反應(yīng)階段的內(nèi)在過程探測
2、 植物脅迫生理的早期檢測與診斷
3、 植物病蟲害相關(guān)研究
4、 除草劑影響
5、 對植物光合研究的完善補充
典型樣品
植物碎片
各種微藻
葉綠體懸浮液
類囊體懸浮液
工作原理
熱釋光(Thermoluminescence，縮寫TL)是晶體受到輻射照射后，會產(chǎn)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。其基本的實驗過程是將葉片快速冷凍到某一溫度，之后給葉片一個足夠強，但時間盡量短（一般<5μs）的單反轉(zhuǎn)光（single turn-over ®ash），用于誘導(dǎo)每個PSII反應(yīng)中心發(fā)生僅一次的電荷分離；然后逐漸升溫，同時測量葉片放出的熱釋光，繪制TL譜帶。
熱釋光研究中的一個主要工具是單次反轉(zhuǎn)光閃，要求足夠強（光源強度高達 150 000 μmol(photons).m－2.s－1）和足夠短（典型 < 5 微秒）來誘導(dǎo)每一個PSII反應(yīng)中心發(fā)生一次，且僅一次的電荷分離。光閃的飽和效果可以通過QB段的強度來檢查，它應(yīng)該在光閃后達到，在2次光閃后不再增加。當(dāng)前許多實驗中使用的氙燈光閃具有明顯缺陷——一個長的持續(xù)發(fā)光，或者“閃光拖尾”，這會在某些PSII反應(yīng)中心中產(chǎn)生兩次的電荷分離（連擊）。雖然激光閃光能夠有效降低連擊，但不能消除。
TL植物光合熱釋光測量系統(tǒng)使用能量足夠強的LED光源，所釋放5-10μs的方波脈沖能夠飽和所有的PSII反應(yīng)中心，其溫度控制單元可以在降溫后，再使樣品的溫度以0.1℃/sec到 2℃/sec的速率線性增加。不同的閃光序列及樣品處理能夠使樣品處于不同的能量狀態(tài)，不同的溫度下釋放的光能源自光合機構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)。分析釋光曲線的形狀、峰位和峰值，可以研究分析關(guān)于特定激發(fā)電子對的能量穩(wěn)定性及PSII反應(yīng)中心功能等。
熱釋光（TL）譜帶的來源
不同型號的控溫方式與范圍
| 具體型號 | 控溫方式 | 控溫范圍 |
| TL200/PMT標(biāo)準(zhǔn)版 | 水冷單元——控溫模塊 | -25 ℃ 到+70℃ |
| TL300/HT高溫版 | 水冷單元——高溫控制模塊 | -25 ℃ 到+190 ℃ |
| TL400/LT液氮版 | 水冷單元——液氮制冷單元——控溫模塊 | -90 ℃ 到+70 ℃ |
系統(tǒng)組成
TL系列植物光合熱釋光測量系統(tǒng)由4部分組成：Fluorometer FL 3500 控制單元，TR 2000溫度調(diào)節(jié)器，附加加熱、制冷和風(fēng)扇單元及測量室 。
Fluorometer FL 3500 控制單元：根據(jù)用戶定義方案或熱發(fā)光向?qū)峁┑膶嶒灣绦騺韴?zhí)行實驗過程，有兩個輸入頻道，一個用于測量熱發(fā)光信號（TL信號），另一個用于測量溫度。測量曲線以兩種格式顯示：時間/溫度和時間/TL信號，或溫度/TL信號。
TR 2000溫度調(diào)節(jié)器：可以在-90°C 到 +190°C范圍內(nèi)以0.1°C的精確度控制樣品的溫度。 系統(tǒng)前面板可以顯示實際的溫度，溫度調(diào)節(jié)可以通過手動或程序控制（軟件）來實現(xiàn)。有兩種工作模式：恒溫模式和溫度梯度模式，在恒溫模式下儀器將維持樣品在恒定的溫度，而在溫度梯度模式下，可以使樣品的溫度以0.1°C/sec到 2°C/sec的速率線性變化。
附加加熱、制冷和風(fēng)扇單元：
TFPE1控制單元：控制所有附加加熱、制冷和風(fēng)扇單元，根據(jù)程序自動控制其開關(guān)和工作狀態(tài)。
AC-90水冷單元（三個型號均有配備）可將系統(tǒng)溫度降低到4°C，包含一個電子控制的抽水泵和內(nèi)部可以儲水的制冷器，用于降低測量室的環(huán)境溫度。
液氨制冷單元（僅TL400/LT液氮版配備）：將CryoFab液氮罐通過管路連接到測量室，通過電子控制的低溫輸出閥可以將系統(tǒng)溫度控制在 -25°C 到 -90°C。
輔助加熱模塊（僅TL300/HT高溫版配備，安裝在測量室內(nèi)）可以將溫度加熱到+190°C。
樣品室風(fēng)扇（三個型號均有配備，安裝在測量室內(nèi)）根據(jù)程序自動開關(guān)。
測量室（Measuring Chamber）：包括四個關(guān)鍵組成部分：光源、光電倍增管檢測器、A/D 轉(zhuǎn)換器、具有溫度控制器的樣品盤：
1. 光源由8個超亮的發(fā)光二極管(λmax=630 nm)組成，發(fā)射的光閃強度高達200,000 μmol(photons). m－2.s－1以上，光閃持續(xù)時間長為150 μs（典型5-10us），光強和光閃持續(xù)時間通過軟件控制。
2. 光電倍增管檢測器可以探測從300到900nm范圍的光量子，能夠測量熱釋光和光激發(fā)延遲熒光。
3. A/D轉(zhuǎn)換器用于光電倍增器的電流放大、軟件控制增益和數(shù)字化，放大器的時間反應(yīng)固定在50ms，以確定小取樣周期到100ms。
4. 樣品盤：直徑1/2英寸鍍金銅盤，通過內(nèi)置Peltier單元對樣品進行加熱和制冷。
技術(shù)參數(shù)
· 溫度范圍：
TL 200/PMT標(biāo)準(zhǔn)版：-25 ℃ 到+70℃
TL 300/HT高溫版：-25 ℃ 到+190 ℃
TL 400/LT液氮版：-90 ℃ 到+70 ℃
· 控溫模式：恒溫；線性變化（0.1oC/sec - 2oC/sec，TL 400為0.1oC/sec - 1oC/sec）
· 過熱保護：提供
環(huán)境光保護：提供
· 控制模式：手動（恒溫）；程序設(shè)定溫度曲線
· 樣品盤：直徑1/2英寸鍍金銅盤
· 測量樣品：藻類、藍細菌、葉綠體懸浮液，葉片碎片等
· 光源：8個超亮LED
單反轉(zhuǎn)光：波長lmax=625nm，光強200 000 μmol(photons). m－2.s－1（TL 400為130000 μmol(photons). m－2.s－1），閃光時間150μs
光化光：波長lmax=625nm，光強300 μmol(photons). m－2.s－1
· 探測系統(tǒng)：傳感器為可以通過軟件靈敏控制的光電倍增器，光譜響應(yīng)為300nm-900nm，小取樣周期100ms，時間響應(yīng)50ms，接通延遲100ms
· 控制：用戶可通過專用語言自定義程序控制儀器測量過程
· 通訊：串口轉(zhuǎn)USB
· 軟件：FluorWin 3.6
· 電源：90V-240V
操作軟件與實驗結(jié)果
典型應(yīng)用
上圖為源自擬南芥未冷凍葉片的熱釋光（M.Roman，1998）。實心符號：對照（a）；空心符號：輕度脫水（b）。單閃（細線）產(chǎn)生75%的S2和25%的S1（只有S2和S3產(chǎn)生熱釋光，S1無），雙閃（粗線）25%的S2和75%的S3，3閃（點線）25%的S3。a、對照植物。單閃后，熱釋光B段與S2QB-相一致（B2，見表1）且可以被單因子擬合得很好。2次閃光后，則需要3個因子，S2QB-（B1），S3QB-（B2）和一個剩余因子（未顯示）。b、適度脫水的植物。B段下調(diào)，S3比S2在更大程度上表明了類囊體腔內(nèi)一個暗穩(wěn)態(tài)的酸性pH。45攝氏度段（余輝）源自S2/3QB中心中熱誘導(dǎo)的從基質(zhì)還原劑向QB的電子傳遞，使它們發(fā)光：它的增加表明了一個強的同化勢能NADP+ATP（Ducruet 2003）。
產(chǎn)地：歐洲
參考文獻：
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