Identificazione della clorofilla a-f e della diversità microbica mediante spettroscopia UV-Vis-NIR

La clorofilla (Chl) è un pigmento legato alla fotosintesi che costituisce la base primaria della vita sulla Terra. La funzione principale della clorofilla all'interno di un cloroplasto è quella di assorbire la luce. Molti ricercatori hanno investito il loro tempo per comprendere e quantificare la clorofilla come mezzo per capire l'ambiente. Gli scienziati sono riusciti a separare la clorofilla in molte categorie, tra cui Chl-a, Chl-b, Chl-c1, Chl-c2, Chl-d, Chl-f, utilizzando la spettroscopia UV-Vis-NIR.

La Chl-a è il pigmento più comune presente in quasi tutti gli organismi fotosintetizzanti. La Chl-b si trova in alcune piante come gli spinaci inglesi. Chl-c1 e Chl-c2 si trovano in alcune alghe. La Chl-d e la Chl-f si trovano nei cianobatteri. Ogni tipo di clorofilla è identificato da uno spostamento della sua caratteristica di assorbimento e da dove si trova comunemente.

Figura 1:Grafico delle misure di assorbimento di Chl in soluzione di acetone.

Gli studi sui pigmenti di clorofilla si rivolgono principalmente all'UV-Vis, poiché è qui che si trova la maggior parte delle loro caratteristiche di assorbimento. Utilizzando le differenze nelle caratteristiche di assorbimento dei tipi di Chl, nonché le caratteristiche dei pigmenti e della struttura cellulare, è possibile eseguire la speciazione su alghe e microbiologia utilizzando spettroradiometri come il PSR-1100f e il  NaturaSpec™ di Spectral Evolution.

Grazie all'elevata risoluzione spettrale e alla sensibilità degli strumenti della Spectral Evolution, è possibile distinguere chiaramente le caratteristiche di assorbimento dei diversi tipi di clorofilla, nonché le caratteristiche dei pigmenti e della struttura cellulare. Spettroradiometri come il PSR-1100f e il NaturaSpec™ forniscono una soluzione per eseguire la speciazione di alghe, vegetazione e microbiologia.

Lo studio della crescita e della diversità microbica è fondamentale per comprendere la salute ambientale, la salute umana e persino i cambiamenti climatici. Questi processi possono essere misurati a livello terrestre, acquatico e in laboratorio.

Figura 2: (A sinistra) Spettri dell'acqua filtrata a varie profondità del Salt Pond l'8/3/18, normalizzati al volume del campione filtrato.

(A destra) Filtri del campione organizzati per profondità. I gruppi di microbi pigmentati che catturano la luce a lunghezze d'onda inferiori diminuiscono in abbondanza relativa all'aumentare della profondità.

Nella Figura 2, un ricercatore della University of Southern California identifica le caratteristiche di assorbanza di diversi tipi di clorofilla per comprendere le popolazioni microbiche in base alla profondità, utilizzando il PSR-1100f. Questo risultato è stato ottenuto utilizzando la spettroscopia di assorbanza per caratterizzare i picchi spettrali dei pigmenti e la struttura cellulare delle diverse alghe presenti nella colonna d'acqua.

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