Kapitel 6 Entwurf des Reglers auf endliche Einstellzeit - Christian ...

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Kapitel 4
Motivation für die (Weiter-)Entwicklung der
Fluoreszenz-Clamp-Maschine
Geräte zur Messung von Fluoreszenz, mit dem die Vorgänge der Photosynthese untersucht
werden, sind schon seit langem im Einsatz. Das im letzten Kapitel behandelte, von Schreiber
et al. (1986) entwickelte Puls-Amplituden-Modulierte Fluorometer (PAM) ist das
Standardgerät und in quasi jeder Arbeitsgruppe vorhanden, die sich mit Photosynthese
beschäftigt. Dabei ist die Fluoreszenz die Meßgröße und die Lichtintensität des Meßlichtes
konstant. Es wird beim PAM also die Höhe des Exzitonensees (ein Potential) gemessen.
Die FC-Maschine hält dagegen die Fluoreszenz durch einen Regelkreis konstant und liefert
als neue Meßgröße die Meßlichtintensität. Dabei wird die Höhe des Exzitonensees konstant
gehalten und die Flüsse aus ihm werden direkt gemessen. Da die FC-Maschine Vorteile
besitzt, wenn unter Bedingungen, bei denen hohe Flüsse auftreten, gemessen werden soll
(Schinner et al. 2000), wird in der Arbeitsgruppe Biophysik in Kiel an der ständigen
Weiterentwicklung der Maschine gearbeitet.
4.1 Direkte Flußmessungen
In Kapitel 3 wurde die Gleichung für den Zusammenhang zwischen Fluoreszenz F und dem
Zustand des photosynthetischen Apparates und den Ratenkonstanten k f , k p und k t für
Fluoreszenz, photochemische Nutzung und thermische Deaktivierung dargestellt:
kf
F = kf
E =
aI
(4.1)
k + k + k
t
p
f
Im Rahmen der aus elektrischen Netzwerken bekannten Begriffsbildung ist F eine
Potentialgröße.
Gleichung 4.1 kann aus dem Zusammenhang zwischen den Flüssen von eingestrahlten und
abfließenden Exzitonen (Dau, 1994; Schinner et al. 2000) hergeleitet werden.
a I = Φ t + Φ f + Φ p = k t E + k f E + k p E (4.2)
dabei ist
Φ t der Exzitonenfluß in die thermische Deaktivierung,
Φ f der Exzitonenfluß in die Fluoreszenz,
Φ p der Exzitonenfluß in den photosynthetischen Apparat.