[發(fā)明專利]植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610123652.3
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105784651B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付增娟;樊大勇;張淑敏;謝宗強;李榮貴
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院植物研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;劉美麗

1.一種植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置，其特征在于，該測定裝置包括一顯微鏡、一激發(fā)光源、一斬波器、一CCD圖像采集裝置和一計算機；待測葉片放置在所述顯微鏡上，所述激發(fā)光源發(fā)出的光通過所述斬波器進(jìn)入所述顯微鏡照射所述待測葉片的橫截面，所述待測葉片橫截面的葉綠體吸收光產(chǎn)生葉綠素?zé)晒猓鋈~綠素?zé)晒饨?jīng)所述顯微鏡出射并經(jīng)所述CCD圖像采集裝置采集，所述CCD圖像采集裝置將采集的葉綠素?zé)晒鈭D像發(fā)送到所述計算機；

所述斬波器包括一機械泵和一圓盤，所述機械泵采用高速馬達(dá)，空載轉(zhuǎn)速22000轉(zhuǎn)/min，所述馬達(dá)的輸出端固定連接所述圓盤，所述圓盤邊緣對稱設(shè)置兩個通光缺口，兩個所述通光缺口的寬度為2.6mm，所述斬波器高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生脈沖測量光，得到測量光脈寬為160us，周期為3.3ms，使得測量光與飽和光光強一致；

基礎(chǔ)熒光Fo測定：在所述斬波器開啟的情況下，設(shè)置所述CCD圖像采集裝置參數(shù)，打開視頻拍攝選項，設(shè)置記錄時間，開始影像記錄，記錄完成后導(dǎo)出rgb圖像序列并保存，此為Fo影像序列；

最大熒光Fm測定：關(guān)閉所述斬波器，更改CCD 采集裝置參數(shù)，再次記錄熒光影像，記錄完成后導(dǎo)出rgb圖像序列并保存，此為Fm影像序列；

處理獲得葉片橫截面的Fv/Fm熒光圖像，具體步驟是：將rgb彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖，對Fo和Fm圖像序列的每個像素點求平均，采用矩陣運算方式對圖像每個像素點進(jìn)行Fv/Fm求值，將計算結(jié)果導(dǎo)出Excel表保存，最后輸出Fo、Fm和Fv/Fm的熒光假彩色圖像，其中，F(xiàn)v為Fm與Fo的差值。

2.如權(quán)利要求1所述的一種植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置，其特征在于，所述顯微鏡采用倒置熒光顯微鏡，所述倒置熒光顯微鏡包括載物臺、物鏡和二向分色鏡，所述載物臺用于放置所述待測葉片，所述激發(fā)光源發(fā)出的光通過所述斬波器進(jìn)入所述二向分色鏡，經(jīng)所述二向分色鏡發(fā)射的光經(jīng)所述物鏡照射所述葉片的橫截面，所述葉綠素?zé)晒饨?jīng)所述物鏡收集并經(jīng)所述二向分色鏡發(fā)射到所述CCD圖像采集裝置。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置，其特征在于，所述激發(fā)光源采用波長為450nm±50nm的藍(lán)光激光，光強不小于5000μmol m^-2 s^-1。

4.如權(quán)利要求1或2所述的一種植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置，其特征在于，還包括一用于為所述激發(fā)光源和斬波器提供穩(wěn)定電源的恒流源。

5.一種如權(quán)利要求1～4任一項所述的植物葉片橫截面最大光化學(xué)量子效率測定裝置的使用方法，其特征在于包括以下內(nèi)容：

1）采集待測葉片，采用濕紗布完全包裹進(jìn)行暗適應(yīng)；

2）打開計算機、顯微鏡和CCD圖像采集裝置；

3）將暗適應(yīng)后的待測葉片切成設(shè)定大小，并將葉片夾設(shè)放置在顯微鏡載物臺上，待測葉片橫截面朝向顯微鏡的物鏡，同時采用濕紗布蓋住葉片；

4）打開激發(fā)光源和斬波器產(chǎn)生調(diào)制光，轉(zhuǎn)動顯微鏡調(diào)焦螺旋進(jìn)行調(diào)焦使葉綠素?zé)晒鈭D像清晰且位于視野中央；

5）基礎(chǔ)熒光Fo測定：在斬波器開啟的情況下，設(shè)置CCD圖像采集裝置參數(shù)，打開視頻拍攝選項，設(shè)置記錄時間，開始影像記錄，記錄完成后導(dǎo)出rgb圖像序列并保存，此為Fo影像序列；

6）最大熒光Fm測定：關(guān)閉斬波器，更改CCD 曝光時間，再次記錄熒光影像，記錄完成后導(dǎo)出rgb圖像序列并保存，此為Fm影像序列；

7）處理獲得葉片橫截面的Fv/Fm熒光圖像，具體步驟是：將rgb彩色圖轉(zhuǎn)換為灰度圖，對Fo和Fm圖像序列的每個像素點求平均，采用矩陣運算方式對圖像每個像素點進(jìn)行Fv/Fm求值，將計算結(jié)果導(dǎo)出Excel表保存，最后輸出Fo、Fm和Fv/Fm的熒光假彩色圖像，其中，F(xiàn)v為Fm與Fo的差值。