[發明專利]高等植物活體原位電活動的光電同步記錄系統及方法

有效

• 申請號: 201210359454.9
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN102879367A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 黃嵐;趙東杰;王忠義;劉安
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種高等植物活體原位電活動的光電同步記錄系統，其特征在于，包括熒光激發裝置、熒光圖像采集裝置以及PC機，所述熒光激發裝置用于向用電壓敏感染料侵染的、待測的高等植物活體樣本發出熒光，所述熒光圖像采集裝置用于對所述高等植物活體樣本漫反射出的熒光進行圖像采集，并將采集的圖像發送給PC機，所述PC機用于從所述圖像中提取電信號。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熒光激發裝置包括泵燈和第一濾光片，所述熒光圖像采集裝置位于所述熒光激發裝置與高等植物活體樣本之間，有兩套，第一套包括第一電荷耦合元件和第二濾光片，第二套包括第二電荷耦合元件和第三濾光片。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，在兩套熒光圖像采集裝置之間設有可移動的分束鏡，在所述分束鏡與高等植物活體樣本之間設有透鏡組。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述系統還包括微電極、高阻抗放大器和數據采集器，所述微電極用于在所述熒光圖像采集裝置采集圖像的同時，通過刺入高等植物活體樣本來獲取所述高等植物活體樣本在所述熒光激發裝置發出的熒光照射下產生的電信號，所述高阻抗放大器用于指示所述微電極是否已刺入高等植物活體樣本中，所述數據采集器用于在高阻抗放大器指示所述微電極已刺入高等植物活體樣本中之后，采集所述高等植物活體樣本在所述熒光激發裝置發出的熒光照射下產生的電信號，并發送給所述PC機，所述PC機還用于對來自所述數據采集器的電信號進行校正。

5.如權利要求1~4中任一項所述的系統，其特征在于，所述微電極是由1mm玻璃電極拉制而成的尖端為不大于1微米的電極。

6.一種利用權利要求4所述的系統對高等植物活體原位電活動進行光電同步記錄的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、用電壓敏感燃料侵染待測的高等植物活體樣本，利用所述熒光激發裝置發出的熒光照射高等植物活體樣本；

S2、利用任一套所述熒光圖像采集裝置獲取高等植物活體樣本漫反射出的熒光的圖像以及高等植物活體樣本無熒光照射區域的圖像，讀取漫反射出的熒光的圖像中的熒光光強值和無熒光照射區域的圖像中的光強值，若兩者之比大于預設閾值，則兩套所述熒光圖像采集裝置獲取的漫反射出的熒光的圖像分別發送給PC機，否則將所述可移動的分束鏡移開，第二套熒光圖像采集裝置接收的漫反射出的熒光的圖像發送給PC機，PC機對獲取的圖像進行校正后得到電信號變化趨勢曲線；

S3、將所述微電極用KCl和羅丹明染料進行灌沖后將微電極尖端刺入高等植物活體樣本中，當高阻抗放大器指示電壓下降一定值時，利用數據采集器采集高等植物活體樣本在所述熒光激發裝置發出的熒光照射下產生的電信號，并發送給所述PC機；

S4、所述PC機利用來自數據采集器的電信號建立回歸模型，并利用回歸模型對來自數據采集器的電信號進行自校正。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S2中，對于兩套所述熒光圖像采集裝置獲取的漫反射出的熒光的圖像和PC機校正因光漂白引起的光衰減的公式為：其中j=1，2，i為圖像序號，k、α為常數，得到電信號變化趨勢曲線

對于第二套熒光圖像采集裝置獲取的漫反射出的熒光的圖像S^λ(i)，PC機校正因光漂白引起的光衰減的公式為：S^λ(i)＝k×So^λ(i)×e^-αi，其中i為圖像序號，k、α為常數，得到電信號變化趨勢曲線

8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述預設閾值為20。