利用 Multi-Analyte Sensor Vial 研究光合作用
什麼是光合作用？
光合作用是地球上非常重要的過程，它能將二氧化碳轉換為氧氣，並提供生命所需的能量。這一過程主要由一些特殊的生物進行，這些生物利用光色素（例如葉綠素）來捕捉陽光，並把它轉化為化學能。
簡單來說，光合作用的反應可以用以下公式表示：
光合作用：二氧化碳 + 水 → 有機物 + 氧氣
呼吸作用：有機物 + 氧氣 → 二氧化碳 + 水
為了研究光合作用，我們可以測量氧氣濃度、pH值和溫度的變化。F. Steininger、T. Merl 和 K. Koren 利用Multi-Analyte Sensor Vial 來進行實驗。
實驗步驟
一、選擇藻類
使用扁藻屬 Tetraselmis ，將它們在標準的F/2培養基中培養，並保持在適合的環境中，讓它們在12小時明亮(提供約 300 µmol photons/(m²*s) 的光照)和12小時黑暗的循環下生長。
二、感測器校準
傳感器瓶內集成了光學氧氣、pH 和溫度傳感器，並逐個進行了校準。對於溫度校準，使用了由 PyroScience 提供的外部 Pt100 溫度傳感器，將其放置在接近溫度光電極的位置進行一次性校準。氧氣傳感器則使用兩點校準法（去氧水和飽和空氣水）進行校準。pH 傳感器也採用了兩點校準法，使用同樣由 PyroScience 提供的緩衝液， pH 4.01 和 pH 10。
裝有藻類培養物的感測器瓶
三、測量設置
將藻類溶液裝入呼吸瓶中，並用磁力攪拌器保持溶液均勻。在測量過程中，首先用黑布遮住瓶子以進行呼吸測量，然後移去黑布，使用鹵素燈照射藻類，並測量不同光強度下的變化。藻類在每個光強度下暴露 3 分鐘，然後測量 30 秒。最後一次光測量後，瓶子再次用黑布蓋住以測量藻類的呼吸參數。
測量設定
實驗結果與分析
在實驗中，可以觀察到在光照條件下，氧氣濃度會上升，而在黑暗中則會下降，這是因為藻類在光照下進行光合作用，吸收二氧化碳並釋放氧氣。同時，pH值的變化顯示出二氧化碳的固定情況。在黑暗中，隨著呼吸過程的進行，pH值會有所下降。有趣的是，可以發現當瓶子被遮住時，溫度會升高，這表明內部環境對實驗數據的影響。
不同光強下氧氣、pH 值和溫度隨時間的變化
不同光照強度下的光合作用速率
結論
結合氧氣、pH和溫度感測器的Multi-Analyte Sensor Vial是研究光合作用的有效工具。這種方法能夠準確地測量光合作用過程中的關鍵參數，有助於更好地描述系統及其動態。感測器的校準和使用非常簡便，提供的配件（如適配環）能夠確保快速啟動和順利運行。
資料來源：Pyroscience 官網
