Ученые получили метод быстрой оценки концентрации хлорофилла в морской воде
Экспресс-метод определения концентрации хлорофилла в морской воде разработали ученые из МФТИ и Института океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 2 февраля сообщают в публикации журнала МФТИ «За науку».
Достоинством метода является простота применения, так как он не требует подготовки проб и может применяться в экспедициях на научно-исследовательских судах.
В статье, описывающей сущность метода и опубликованной в Journal of Photochemistry and Photobiology, ученые сообщают: «Метод основан на спектральных измерениях флуоресценции, полученных при возбуждении на разных длинах волн. Для измерений используется относительно простой двухканальный лазерный спектрометр. В этом случае предварительная подготовка образцов не требуется».
Концентрация хлорофилла А является важнейшим параметром морской воды, характеризующим биомассу фитопланктона, который широко применяется в расчетах первичной продукции океанов и морей (прирост количества органического вещества за счет фотосинтеза).
Для точного определения концентрации хлорофилла А используется трудоемкий и довольно дорогой метод высокоэффективной жидкостной хроматографии, который в основном выполняется в лабораторных условиях.
Также есть и более простые и доступные, но гораздо менее точные методы флуоресцентной экстракции, а также спектрофотометрические, которыми можно проводить измерения во время экспедиции непосредственно на борту корабля. Однако и эти методы измерения также являются довольно трудоемким и требуют значительного времени для выполнения.
Кроме того, эти методы имеют относительно низкую точность, поскольку интенсивность флуоресценции хлорофилла А определяется не только его концентрацией, но и видовым составом фитопланктона, состоянием клеток, возрастом популяции и адаптацией водорослей к внешним условиям — световому режиму и минеральному питанию.
Так как, кроме всего прочего, зависимость между интенсивностью флуоресценции и концентрацией хлорофилла А различается для разных длин волн возбуждения, то ученые предложили усовершенствовать флуоресцентный метод за счет использования двухканального лазерного спектрометра при котором регистрация спектров флуоресценции выполняется для нескольких длин волн возбуждения.
Для проверки метода был использован большой массив данных измерений, полученных в морях Северной Атлантики и Арктики экспедициями Института океанологии РАН. Было установлено, что ошибки измерений находятся в пределах 40–50% при использовании общей формулы и 20–35% после калибровки с учетом особенностей акваторий, где выполнялись экспедиционные исследования.
Руководитель лаборатории оптики океана Института океанологии РАН и доцент кафедры термогидромеханики МФТИ Дмитрий Глуховец сообщил: «Мы планируем усовершенствовать метод путем добавления дополнительных длин волн возбуждения флуоресценции. Это позволит увеличить точность, а также выполнять оценки видового состава фитопланктона».
