پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 25 |
| تعداد شماره‌ها | 932 |
| تعداد مقالات | 7,652 |
| تعداد مشاهده مقاله | 12,493,040 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,884,722 |
ویژگیهای اپتیکی جلبکها در جهت طراحی و ساخت دستگاه سنجش میزان کلروفیل مخازن آبی به روش نشر فلورسانس اپتیکی | ||
| فیزیک کاربردی ایران | ||
| دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 35، دی 1402، صفحه 70-92 اصل مقاله (2.48 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22051/ijap.2023.43744.1324 | ||
| نویسندگان | ||
| احسان کوشکی* 1؛ عیسی کهن باغخیراتی2 | ||
| 1استادیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران | ||
| 2استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، خراسان رضوی، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، در ابتدا با ویژگیهای نوری جذبی و نشری جلبکها و انواع کلروفیلها آشنا شده و سپس به بررسی چیدمان اپتیکی اندازهگیری نور فوتولومینسانس بدست آمده از جلبکها میپردازیم که پایه ساخت دستگاههای اندازهگیری غلظت کلروفیلها میباشد. با بررسی نمونههای جلبکی در استخرهای آب شیرین مناطقی از ایران و تشخیص نوع غالب جلبکهای موجود در آن، طیفسنجی و اندازهگیری غلظت به کمک روش هموسیتومتر یا لام نئوبار انجام شد. مهمترین ابزار برای اندازهگیری غلظت جلبکها، کلروفیل a است که در همه انواع جلبکها با درصد متفاوت وجود داشته و دارای ویژگی فلورسانس است که از راه اندازهگیری نور قرمز بدست آمده از فوتولومینسانس، میزان کلروفیل a را میتوان برآورد نمود. طرح اصلی دستگاهی برای اندازهگیری میزان کلروفیل a بر اساس سنجش شدت نور فوتولومینسانس برای این مهم در نظر گرفته شد. سپس از دیدگاه نرم افزاری و سخت افزاری بهینه شده و مورد استفاده قرار گرفت. در این طرح، روند و توابع شدتهای نور بر حسب غلظت، جهت کالیبراسیون دستگاه انجام شد و معایب و مزایای طرح مورد بررسی قرار گرفت. اندازهگیری مستقیم نور، نوفههای کم، پایداری بالا و تهیه روال منطقی بین دادهها میتواند به افزایش قابلیتها و بهبود کیفیت کمک کند. از این رو، این دستگاه به ابزاری دقیق برای اندازهگیری غلظت کلروفیل تبدیل شد که قابلیت تجاریسازی نیز دارد. افزون بر این، پایداری، تکرارپذیری و دقت بالای دستگاه نشان از مزیت روشهای طیفسنجی نشری (فوتولومینسانس) نسبت به روشهای جذبی طیفسنجی میباشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| ویژگیهای نوری جلبک؛ کلروفیل a؛ فتولومینسانس؛ طیف نشری؛ لام نئوبار | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Research Paper: Optical Properties of Algae in Order to Design and Build a Device for Measuring the Amount of Chlorophyll in Water Reservoirs Using the Optical Fluorescence Emission Method | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Ehsan Koushki1؛ Eisa Kohan-Baghkheirati2 | ||
| 1Hakim Sabzevari unAssistant Professor, Department of Physics, Faculty of Science, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Razavi Khorasan, Iraniversity | ||
| 2Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Science, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Razavi Khorasan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this article, we will first get acquainted with the absorption and emission optical properties of algae and types of chlorophylls, and then we will examine the optical setup for measuring the photoluminescence light produced by algae, which is the basis for the construction of chlorophyll concentration measuring devices. By examining algae samples in fresh water ponds in Iran and identifying the predominant type of algae in them, spectrometry and concentration measurement were carried out with the help of hemocytometer or neobar lam method. The most important tool for measuring the concentration of algae is chlorophyll-a, which is present in all types of algae with different percentages and has the property of fluorescence, and by measuring the red light resulting from photoluminescence, the amount of chlorophyll-a can be obtained. The main design of a device to measure the amount of chlorophyll-a based on the measurement of photoluminescence light is considered for this purpose and it is used in terms of software and hardware. For this, the process and intensity of light in terms of density was done for calibration, and the disadvantages and advantages of the design were examined. Direct measurement of light, noises, high stability and preparing a logical routine between the data can help to increase and improve the quality and this device becomes a precise tool for measuring chlorophyll and has commercialization capabilities. The stability, reproducibility and high accuracy of the device is one of the advantages of emission (photoluminescence) test methods compared to absorbance methods. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Optical Properties of Algae, Chlorophyll-a, Photoluminescence, Emission Spectrum, Neobar Lam | ||
| مراجع | ||
|
[1] Kolahchi N., “Sustainable development, water resources, the limits and barriers”, National Conference on Human, Environment and Sustainable Development, March 2010. Hamadan. Iran (in Persian). [2] Five-year plan for agriculture and natural resources. 1367 country program and budget organization (in Persian). [3] Kotsar A., “Bulletin of the Water Commission, Watershed management: Bypath towards the wisely Department of Water Resources”, Jihad Sazandegi Publications, 10, 8, 1373 (in Persian). [4] Strain H. H., “Paper chromatography of chloroplast pigments: Sorption at a liquid-liquid interface”, J. Phys. Chem. 57 (7), 638-640, 1953. https://doi.org/10.1021/j150508a007. [5] Rasmussen, R.S. and Morrissey, M.T., “Marine biotechnology for production of food ingredients, In: Steve, L.T. (Ed.)”, Advances in Food and Nutrition Research. 52, 237-292, 2007. https://doi: 10.1016/S1043-4526(06)52005-4 [6] Patel, B. H. Natural dyes, In: Clark, M. (Ed.), “Handbook and Textile and Industrial Dyeing”, Woodhead Publishing, Science Direct. 395-424, 2011. [7] Pareek, S., Sagar, N. A., Sharma, S., Kumar, V., Agarwal, T., Gonzalez-Aguilar, G. A. and Yahia, E. M., “Chlorophylls: Chemistry and Biological Functions, In: Yahia, E. M. (Ed.)”, Fruit and Vegetable Phytochemicals: Chemistry and Human Health, Weily, 269-284, 2018. [8] Balali, S., Hoseini, S. A., Ghorbani, R. and Balali, S., “Correlation of Chlorophyll-A with Secchi Disk Depth and Water Turbidity in the International Alma Gol Wetland, Iran.”, World Journal of Fish and Marine Science, 4, 504-508, 2012. DOI: 10.5829/idosi.mejsr.2013.13.10.1124 [9] Cevic, F. “The influence of some physico-chemical criteria on chlorophyll-a in summer season.”, Ph.D. Thesis. Cukurova University, ADANA. Graw-Hill, 2005. [10] Satpati, G.G. and Pal, R., “Photosynthesis in algae, in: Arumugam”, M., Kathiresan, S. and Nagaraj, S. (Eds.), Applied Algal Biotechnology. Nova Science, 49-68, 2020. [11] Pedros R., Moya I., Goulas Y. and Jacquemoud S., “Chlorophyll fluorescence emission spectrum inside a leaf, Photochem. Photobiol”, Sci., 7, 498–502, 2008. https://doi.org/10.1039/B719506K [12] Lichtenthaler H. K., Buschmann C., “Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy”, Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 1, F4.3.1-F4.3.8. 2001. https://doi.org/10.1002/0471142913.faf0403s01 [13] Koushki E., “Effect of conjugation with organic molecules on the surface plasmon resonance of gold nanoparticles and application in optical biosensing”, RSC Advances. 11, 23390-23399. 2021. https://doi.org/10.1039/D1RA01842F [14] Fernandez-Jaramillo A. A., Duarte-Galvan C., Contreras-Medina L. M. Torres-Pacheco I., Romero-Troncoso R.d. J., Guevara-Gonzalez R. G. and Millan-Almaraz J.R., “Instrumentation in Developing Chlorophyll Fluorescence Biosensing: A Review”, Sensors, 12, 11853-11869, 2012. https://doi.org/10.3390/s120911853 [15] Na Ayudhya T. I., Posey F. T., Tyus J.a C., and Dingra N. N., “Using a Microscale Approach to Rapidly Separate and Characterize Three Photosynthetic Pigment Species from Fern”, J. Chem. Educ. 92, 920-923, 2015. https://doi.org/10.1021/ed500344c [16] Lamb J.J., Rokke G., and Hohamann-Marriott M.F., “Chlorophyll fluorescence emission spectroscopy of oxygenic organisms at 77 K”, PHOTOSYNTHETICA 56 (1), 105-124. 2018. https://doi.org/10.1007/s11099-018-0791-y [17] Li Y. and Chen M., “Novel chlorophylls and new directions in photosynthesis research”, Functional Plant Biology 42. 493–501. 2015. https://doi.org/10.1071/FP14350. [18] Zarei Darki B., “Algal Flora of Reservoirs of Iran.”, International Journal on Algae, 16(2). 132-143. 2014. https://doi.org/10.1615/InterJAlgae.v16.i2.40 [19] http://www.citclops.eu/fluorescence-/measuring-water-fluorescence. [20] Yadav S.P., Ibaraki Y., Dutta Gupta S., “Estimation of the chlorophyll content of micropropagated potato plants using RGB based image analysis”, Plant Cell Tiss Organ Cult. 100, 183–188. 2020. https://doi.org/10.1007/s11240-009-9635-6 [21] Ganjian Khanari A. Ghasemnejad M., Shakouri M., Ganjian Khanari F. Chashnidel Y., Khosravi M., Rohi A., Farabi V., “ Coagulation and Paste Preparation from Scenedesmus Microalgae”, Journal of Breeding and Aquaculture Sciences, 2, 55-66,2014 (in Persian). [22] https://en.wikipedia.org/wiki/Chloroplast. [23] Rahman, M. M., Jewel M.A.S., Khan S. and Haque M.M. “Study of Euglenophytes Bloom and It’s Impact on Fish Growth in Bangladesh”, Algae 22 (3). 185-192. 2007. https://doi.org/10.4490/algae.2007.22.3.185 [24] Mohsenizadeh F., “Fishing sustainability and the necessity of risk prediction of HABs”, 4th National Shrimp Conference, Bushehr, Iran, February 2019 (in Persian). [25] Tahami F.S. “Study on Lake water quality of Sanandaj Dam by algal biological indicators”, Ecology and Water Resource Journal, 1. 23-32. 2018. [26] Pfendler S., Alaoui-Sossé B., Alaoui-Sossé L., Aleya L., “Effects of UV-C radiation on Chlorella vulgaris, a biofilm-forming alga”, Journal of Applied Phycology, 30. 1607-1616. 2018. https://doi.org/10.1007/s10811-017-1380-3 [27] Ratomski P. and Hawrot-Paw M. “Production of Chlorella vulgaris Biomass in TubularPhotobioreactors during Different Culture Conditions”, Appl. Sci. 11. 3106. 2021. https://doi.org/10.3390/app11073106 [28] Rinawati M., Sari L. A. and Pursetyo K. T. “Chlorophyll and carotenoids analysis spectrophotometer using method on microalgae”, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 441. 012056. 2020. [29] https://www.ysi.com/accessory/id-6025/6025-chlorophyll-sensor. [30] https://ppsystems.com/in-situ-spectrofluorometers. [31] https://www.aquams.com/parametre/55-chlorophyll-a/?lang=en. [32] Koushki E., Koushki A., “Simple Method for Optical Detection and Characterization of Surface Agents on Conjugated Gold Nanoparticles”, Plasmonics, 18. 1151–1157. 2023. https://doi.org/10.1007/s11468-023-01843-8 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 553 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 461 |
||