热释光(Thermoluminescence，缩写TL)是晶体受到辐射照射后，产生了自由电子。这些电子被晶格缺陷俘获而积攒起来，在加热过程中以光形式释放出来。叶绿素热释光则是由于活化能垒在生理温度下限制了诸如电子再结合等暗反应，因此光化学反应中分离的电子对稳定存在于电子载体中。在热刺激下， S2QA-，S2QB- 和 S3QB-电子对的再结合，使PSII中激发的单线态叶绿素分子发出热释光。然后，逐渐升高温度会增加再结合的比率，从而激发不同类型的电子对形成TL谱带。叶绿素热释光能够揭示光合放氧复合物（OEC）稳定性及PSII总体完整性、QB受体损伤及叶绿体内腔 pH值变化等光系统 II的深层运转机理。
TL植物热释光测量系统是目前商用化的叶绿素热释光测量仪器，针对研究PSII能量水平结构进行了专门设计。PSII反应中心光诱导电荷分离导致储存了吸收光能的激发电子对的累积。加热诱导这些激发电子对的重组，从而引发光释放，并在一定温度范围内形成特异性热释光曲线。根据不同释光曲线的形状、峰位和峰值，可以研究分析关于特定激发电子对的能量稳定性及PSII反应中心功能等。TL植物光合热释光测量系统的测量范围为-90°C到+190°C，使用范围更宽，可以对低温、高温段热释光进行研究。
应用领域
1、 光合机理研究——捕光色素复合体，PSII反应中心，放氧复合物研究；PSII能级分析；原初反应阶段的内在过程探测
2、 植物胁迫生理的早期检测与诊断
3、 植物病虫害相关研究
4、 除草剂影响
5、 对植物光合研究的完善补充
典型样品
植物碎片
各种微藻
叶绿体悬浮液
类囊体悬浮液
工作原理
热释光(Thermoluminescence，缩写TL)是晶体受到辐射照射后，会产生自由电子，这些电子被晶格缺陷俘获而积攒起来，在加热过程中以光形式释放出来。其基本的实验过程是将叶片快速冷冻到某一温度，之后给叶片一个足够强，但时间尽量短（一般<5μs）的单反转光（single turn-over ®ash），用于诱导每个PSII反应中心发生仅一次的电荷分离；然后逐渐升温，同时测量叶片放出的热释光，绘制TL谱带。
热释光研究中的一个主要工具是单次反转光闪，要求足够强（光源强度高达 150 000 μmol(photons).m－2.s－1）和足够短（典型 < 5 微秒）来诱导每一个PSII反应中心发生一次，且仅一次的电荷分离。光闪的饱和效果可以通过QB段的强度来检查，它应该在光闪后达到，在2次光闪后不再增加。当前许多实验中使用的氙灯光闪具有明显缺陷——一个长的持续发光，或者“闪光拖尾”，这会在某些PSII反应中心中产生两次的电荷分离（连击）。虽然激光闪光能够有效降低连击，但不能消除。
TL植物光合热释光测量系统使用能量足够强的LED光源，所释放5-10μs的方波脉冲能够饱和所有的PSII反应中心，其温度控制单元可以在降温后，再使样品的温度以0.1℃/sec到 2℃/sec的速率线性增加。不同的闪光序列及样品处理能够使样品处于不同的能量状态，不同的温度下释放的光能源自光合机构的不同结构。分析释光曲线的形状、峰位和峰值，可以研究分析关于特定激发电子对的能量稳定性及PSII反应中心功能等。
热释光（TL）谱带的来源
不同型号的控温方式与范围
| 具体型号 | 控温方式 | 控温范围 |
| TL200/PMT标准版 | 水冷单元——控温模块 | -25 ℃ 到+70℃ |
| TL300/HT高温版 | 水冷单元——高温控制模块 | -25 ℃ 到+190 ℃ |
| TL400/LT液氮版 | 水冷单元——液氮制冷单元——控温模块 | -90 ℃ 到+70 ℃ |
系统组成
TL系列植物光合热释光测量系统由4部分组成：Fluorometer FL 3500 控制单元，TR 2000温度调节器，附加加热、制冷和风扇单元及测量室 。
Fluorometer FL 3500 控制单元：根据用户定义方案或热发光向导提供的实验程序来执行实验过程，有两个输入频道，一个用于测量热发光信号（TL信号），另一个用于测量温度。测量曲线以两种格式显示：时间/温度和时间/TL信号，或温度/TL信号。
TR 2000温度调节器：可以在-90°C 到 +190°C范围内以0.1°C的精确度控制样品的温度。 系统前面板可以显示实际的温度，温度调节可以通过手动或程序控制（软件）来实现。有两种工作模式：恒温模式和温度梯度模式，在恒温模式下仪器将维持样品在恒定的温度，而在温度梯度模式下，可以使样品的温度以0.1°C/sec到 2°C/sec的速率线性变化。
附加加热、制冷和风扇单元：
TFPE1控制单元：控制所有附加加热、制冷和风扇单元，根据程序自动控制其开关和工作状态。
AC-90水冷单元（三个型号均有配备）可将系统温度降低到4°C，包含一个电子控制的抽水泵和内部可以储水的制冷器，用于降低测量室的环境温度。
液氨制冷单元（仅TL400/LT液氮版配备）：将CryoFab液氮罐通过管路连接到测量室，通过电子控制的低温输出阀可以将系统温度控制在 -25°C 到 -90°C。
辅助加热模块（仅TL300/HT高温版配备，安装在测量室内）可以将温度加热到+190°C。
样品室风扇（三个型号均有配备，安装在测量室内）根据程序自动开关。
测量室（Measuring Chamber）：包括四个关键组成部分：光源、光电倍增管检测器、A/D 转换器、具有温度控制器的样品盘：
1. 光源由8个超亮的发光二极管(λmax=630 nm)组成，发射的光闪强度高达200,000 μmol(photons). m－2.s－1以上，光闪持续时间长为150 μs（典型5-10us），光强和光闪持续时间通过软件控制。
2. 光电倍增管检测器可以探测从300到900nm范围的光量子，能够测量热释光和光激发延迟荧光。
3. A/D转换器用于光电倍增器的电流放大、软件控制增益和数字化，放大器的时间反应固定在50ms，以确定小取样周期到100ms。
4. 样品盘：直径1/2英寸镀金铜盘，通过内置Peltier单元对样品进行加热和制冷。
技术参数
· 温度范围：
TL 200/PMT标准版：-25 ℃ 到+70℃
TL 300/HT高温版：-25 ℃ 到+190 ℃
TL 400/LT液氮版：-90 ℃ 到+70 ℃
· 控温模式：恒温；线性变化（0.1oC/sec - 2oC/sec，TL 400为0.1oC/sec - 1oC/sec）
· 过热保护：提供
环境光保护：提供
· 控制模式：手动（恒温）；程序设定温度曲线
· 样品盘：直径1/2英寸镀金铜盘
· 测量样品：藻类、蓝细菌、叶绿体悬浮液，叶片碎片等
· 光源：8个超亮LED
单反转光：波长lmax=625nm，光强200 000 μmol(photons). m－2.s－1（TL 400为130000 μmol(photons). m－2.s－1），闪光时间150μs
光化光：波长lmax=625nm，光强300 μmol(photons). m－2.s－1
· 探测系统：传感器为可以通过软件灵敏控制的光电倍增器，光谱响应为300nm-900nm，小取样周期100ms，时间响应50ms，接通延迟100ms
· 控制：用户可通过专用语言自定义程序控制仪器测量过程
· 通讯：串口转USB
· 软件：FluorWin 3.6
· 电源：90V-240V
操作软件与实验结果
典型应用
上图为源自拟南芥未冷冻叶片的热释光（M.Roman，1998）。实心符号：对照（a）；空心符号：轻度脱水（b）。单闪（细线）产生75%的S2和25%的S1（只有S2和S3产生热释光，S1无），双闪（粗线）25%的S2和75%的S3，3闪（点线）25%的S3。a、对照植物。单闪后，热释光B段与S2QB-相一致（B2，见表1）且可以被单因子拟合得很好。2次闪光后，则需要3个因子，S2QB-（B1），S3QB-（B2）和一个剩余因子（未显示）。b、适度脱水的植物。B段下调，S3比S2在更大程度上表明了类囊体腔内一个暗稳态的酸性pH。45摄氏度段（余辉）源自S2/3QB中心中热诱导的从基质还原剂向QB的电子传递，使它们发光：它的增加表明了一个强的同化势能NADP+ATP（Ducruet 2003）。
产地：欧洲
参考文献：
l Isochorismate synthase 1 is required for thylakoid organization, optimal plastoquinone redox status, and state transitions in Arabidopsis thaliana, P Gawroński, et al, 2013. Journal of Experimental Botany
l Thermoluminescence. PV Sane, et al, 2012. Photosynthesis
l Analysis of S2QA-charge recombination with the Arrhenius, Eyring and Marcus theories.S Rantam®ki, et al, 2011. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology
l Manganese limitation induces changes in the activity and in the organization of photosynthetic complexes in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803. E Salomon, et al, 2011. Plant physiology
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l Chlorophyll fluorescence emission as a reporter on cold tolerance in Arabidopsis thaliana accessions. A Mishra, et al. Plant Signaling & Behavior, 2011
l Characterization of photosystem II in transgenic tobacco plants with decreased iron superoxide dismutase. Y Zhang, et al, 2011. Biochimica et Biophysica Acta
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l Binding Stoichiometry and Affinity of the Manganese-Stabilizing Protein Affects Redox Reactions on the Oxidizing Side of Photosystem II. JL Roose, et al, 2011. Biochemistry
