09-调制叶绿素荧光原理及pam荧光仪应用

合集下载

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法【实验目的】⏹了解目前在光合作用研究中先进的叶绿素荧光技术，了解便携式叶绿素荧光仪测定植物光合作用叶绿素荧光参数的基本原理和仪器的使用方法。

⏹老师演示和学生分组利用便携式叶绿素荧光仪(PAM2100)测定实验植物的叶绿素荧光基本参数(Fo, Fm, Fv/Fm, Fm’, Fo’, Yield, ETR, PAR, qP, qN等)。

⏹了解荧光仪的广泛应用【实验原理】仪器介绍和工作原理叶绿素荧光（Chlorophyll Fluorescence）的产生⏹传统的光合作用测定是通过测量植物光合作用时CO2的消耗或干物质积累计算出来。

叶绿素荧光分析技术通过测量叶绿素荧光量准确获得光合作用量及相关的植物生长潜能数据。

⏹叶绿素荧光动力学技术在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用，与“表观性”的气体交换指标相比，叶绿素荧光参数更具有反映“内在性”特点。

⏹本实验以调制式叶绿素荧光仪PAM-2100（W ALZ）为例，测定植物叶绿素荧光主要参数。

植物叶片的生长状况不同，所处位置的不同，光照不同，叶绿素荧光参数数值也会有所不同，所以不同叶片之间叶绿素荧光产量存在着一定的差异。

【实验内容与步骤】一、仪器使用步骤讲解1. 仪器安装连接将光纤和主控单元和叶夹2030-8相连接。

光纤的一端必须通过位于前面板的三孔光纤连接器连接到主控单元，光纤的另一端固定到叶夹2030-B上。

同时，叶夹2030-B还应通过LEAF CLIP插孔连接到主控单元。

2. 开机按“POWER ON”键打开内置电脑后，绿色指示灯开始闪烁，说明仪器工作正常。

随后在主控单元的显示器中会出现PAM-2100的表示。

从仪器启动到进入主控单元界面大概要40秒。

3. PAM-2100的键盘PAM-2100主控单元上有20个按键，现分别简要介绍主要按键的功能。

Esc：退出菜单或报告文件Edit：打开报告文件Pulse：打开/停止固定时间间隔的饱和脉冲Fm：叶片暗适应后打开饱和脉冲测量Fo、Fm和Fv/FmMenu：打开动力学窗口的主菜单Shift：该键只有和其它键结合时才能起作用＋：增加选定区的数值（参数）设置－：减少选定区的数值（参数）设置Store：存储记录的动力学曲线Com：打开命令菜单＜：指针左移＞：指针右移∧：指针上移∨：指针下移Act：打开光化光Yield：打开一个饱和脉冲以测定照光状态的光系统II有效量子产量△F/Fm′。

叶绿素荧光成像技术的原理与应用

叶绿素荧光成像技术的原理与应用一、引言叶绿素是植物中最重要的光合色素，是植物进行光合作用的基础。

溶剂化的叶绿素主要吸收蓝色和红色光，在500～600和650～700nm波长范围内，具有两个吸收峰。

叶绿素荧光成像技术是基于叶绿素发出的荧光信号来进行影像测量的一种实时、无创的模拟测量方法。

本文将介绍叶绿素荧光成像技术的原理、实验流程及其应用。

二、原理叶绿素荧光成像技术是基于叶绿素荧光的成像，叶绿素荧光受光强度和环境因素的影响而变化，可以反映植物的生长状态、光合作用效率和叶片生理变化等信息。

叶绿素荧光成像系统具有高时间分辨率、高空间分辨率的特点，可以获取全景、彩色、实时和定量信息。

叶绿素荧光成像技术主要是利用荧光成像仪和其他仪器支持，通过蓝/绿或红/绿激发光、荧光图像采集和分析等步骤，可以获得叶绿素的分布信息。

三、实验叶绿素荧光成像技术的实验主要分为两个步骤：激发和成像。

首先是激发，将叶片放入光合器中，用荧光成像仪对植物叶片进行光激发，根据荧光成像仪的激光幅度，可以调整植物叶片的荧光强度。

之后，进行成像，将植物叶片放到荧光成像仪中进行拍摄，获取叶绿素的发光信号。

最后，通过荧光照片的处理，可以计算叶片荧光强度和叶绿素荧光参数，如最大光化学利用率、植物光合作用效率等。

四、应用叶绿素荧光成像技术的应用非常广泛，主要涉及到生物学、生态学、农业、气象学，特别适用于植物生长状态监测、植物抗性研究、光合作用效率评估等。

一些具体的应用领域可以如下简要介绍：1.光合作用研究叶绿素荧光成像技术可用于研究植物的光合作用效率、光能利用和光保护机制。

典型的光合作用实验是通过比较光照和黑暗条件下植物的荧光变化来确定植物的光合反应和光保护机制。

2.气候变化影响研究在气候变化方面，叶绿素荧光成像技术可用于研究气候变化导致的植物响应和适应。

通过对多个季节的荧光成像分析可以确定气候变化对地上层和植物生长的影响。

3.生态环境研究叶绿素荧光成像技术可用于研究萎缩地区的植被恢复和生态系统的响应。

叶绿素荧光原理及理论

Dong H , Wan JM, etc, Plant Physiol. 2013 162: 1867-1880
叶绿素荧光原理及理论
2 Fv/Fm 的应用
Shahbazi M, Kuntz M. Plant Physiology, 2007(145), 691-702
叶绿素荧光原理及理论
2.1 Fv/Fm 常用来表示光系统II（PSII）的活性
FV/FM: 暗适应下PSII的最大光化学效率，也被称为开放的PSII
反应中心的能量捕捉效率。
FV/FM= (FM-FO)/FM
FV：最大可变荧光； FV= FM-FO
FV/FO， FM/FO 是 FV/FM 的另外两种表现方式，不是一个直接的效率指标，但是它对效率的变化更敏感。因此在特定情况下也是一种好的表达方式，最近的文献很少有该类参数的出现。
PFD ：光通量密度，单位(μmol·m-2·s-1), α：叶片吸光系数，一般为0.84
ห้องสมุดไป่ตู้叶绿素荧光原理及理论
三：荧光淬灭参数
qP; qNP; NPQ
叶绿素荧光原理及理论
qP : 光化学淬灭系数，反映总PSⅡ的反应中心开放反应中心
所占的比例。1-qP则表示关闭反应中心所占的比例。
qP = (FM’-FS)/(FM’-FO’)
qNP : 非光化学淬灭系数。
qNP = (FM’-FO’)/(FM-FO)
NPQ : 非光化学淬灭；反映热耗散的变化。
NPQ = FM/ FM’ - 1
叶绿素荧光原理及理论
四：其他荧光参数
● 区分过剩光能耗散不同方式的荧光参数：
qE：高能态荧光淬灭（依赖于跨膜质子梯度）
qT：与状态转换相关的荧光淬灭（捕光色素复合体与PSII分离） qI：与光抑制相关的荧光淬叶绿灭素（荧由光于原理产及生理光论抑制引起的荧光淬灭）

叶绿素荧光原理与应用

主要与类囊体膜上和间质中的一些反应
过程包括碳代谢之间的相互作用有关。
测定与分析
荧光测定和猝灭分析需要几种不同的光源： 1. 检测光（调制光） ― 绿光：光强 PPFD 小于 10μmol· m-2· s-1，用于测Fo。 2. 作用光― 通常用白光，用于推动光合作用的光化学反应，光强可因实验目的不同而变化。 3. 饱和脉冲光 ― 通常用白光，光强 PPFD 大于 3000μmol· m-2· s-1，确保QA全部还原，用于测Fm 和Fm'。 4. 弱远红光（或暗）―以便 PSI 推动 QA 氧化，测 Fo'前使用。
Fm’― 光下最大荧光，在光适应状态下全部 PSII 中心都关闭时的荧光强度， qp=0，qN≥O。Fm' 受非光化学猝灭的影响，而不受光化学猝灭的影响。 Fo’― 光下最小荧光，在光适应状态下全部 PSII 中心都开放时的荧光强度，qp=1，qN≥0。为了使照光后所有的 PSII 中心都迅速开放，一般在照光后和测定前应用一束远红光（波长大于 680nm，使用的波长735nm，几秒钟）。 Fv― 黑暗中最大可变（ variable）荧光强度， Fv=Fm-Fo。 Fv’―光下最大可变荧光强度， Fv'=Fm'-Fo'。
叶绿素荧光诱导动力学
当一片经过充分暗适应的叶片从黑
暗中转入光下后，叶片的荧光产额会随时间发生规律性的变化，即 kautsky效应，典型荧光诱导动力学曲线上几个特征性的点分别被命名为O、I、D、P、S、M和T
叶绿素荧光诱导动力学曲线
在照光的第一秒钟内，荧光水平从O上升到P,这一段被称为快相；在接下来的几分钟内，荧光水平从P下降到T，这一段被称为慢相。快相与 PSII 的原初过程有关，慢相则

叶绿素测定仪的工作原理介绍

叶绿素测定仪的工作原理介绍利用叶绿素测定仪进行测试先要了解仪器使用方法以及叶绿素到底是什么，而叶绿素是一类与光合作用有关的ZUi紧要的色素。

叶绿素实际上存在于全部能营造光合作用的生物体，叶绿素从光中汲取能量，然后能量被用来将二氧化碳变化为碳水化合物。

而仪器则利用叶绿素的工作原理来进行相应的检测，从而可以了解植物真实的硝基需求量并且帮忙您了解土壤硝基的缺乏程度或是否过多地施加了氮肥。

叶绿素测定仪的工作原理
1.两个LED光源发射两种光，一种是红光（峰波长65Onn1）,一种是红外线（94Onm）,两种光穿透叶片，打到接收器上，光信号转换成模拟信号，模拟信号被放大器放大，由模拟/数字转换器转换成数字信号，数字信号被微处理器处理，计算出SPAD值并显示在显示屏上。

2.叶绿素测定仪测量值的校准与计算
在校准过程中，压头不夹样品，两个LED依次发光，被接收的光转换成电信号，光强度的比率被用来计算。

在压头夹住样品后，两个LED再次发光，通过叶片传输的光打到接收器上，被转换成电信号，传输光的强度比率被计算。

步骤1和2的值用于计算SPAD测量值，即表示夹住的样品叶片当前
叶绿素相对含量。

叶绿素测定仪可以即时测量植物的叶绿素相对含量（单位SPAD）或绿色程度、叶面温度，从而解植物真实的硝基需求量并且了解土壤硝基的缺乏程度或是否过多地施加了氮肥。

可以通过此款仪器来加添氮肥的利用率，并可保护环境。

可广泛应用于农林相关科研单位和高校对植物生理指标的讨论和农业生产的引导。

标签：叶绿素测定仪。

叶绿素荧光及分析技术

JUNIOR PAM测量参数
continued
Thanks
测量光源：蓝色LED，，标准强度0.1 μmol m-2 s-1 PAR。光化光源：蓝色LED，光强范围0～1500 μmol m-2 s-1PAR（光纤与样品间的距离为1 mm时）。饱和脉冲光源：蓝色LED，最大饱和闪光强度3000 μmol m-2 s-1PAR 。远红光源：LED，730 nm。信号检测：PIN-光电二极管，带短波截止滤光片（λ>710 nm）；选择性锁相放大器（专利设计）。微光纤：长40cm，直径1.5 mm。测量参数：Fo、Fm、Fv/Fm、Ft、Fm’、Fo’、qP、qN、NPQ和rETR等主机大小：11.3 x 6.2 x2 .8 cm 重量：150 g 电源供应：由电脑供电耗电：基本操作200 mW（5 V/30 mA），打开饱和脉冲时500 mW（5 V/100 mA）工作温度：10～40℃ 工作湿度：35％～85％
qN和NPQ
非光化学淬灭的参数
这两个参数都与类囊体基质中依赖pH和玉米黄素产生过程的激发能的非光化学淬灭相关。与以前的荧光系数比较，qN和NPQ的计算总要测定样品暗适应和光适应条件下的荧光。
Y(NO)和Y(NPQ)
参与非光化学淬灭的能量

对于集合光合天线分子，Y（NPQ）可以定量激发能通过光保护机制散失的能量：其他非光化学能量称为Y(NO)。最后，光化学和非光化学耗能之和为1： Y(Ⅱ)+Y(NPQ)+Y(NO)=1
（开/关）频率，检测器只记录与测量光同频的荧光，因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光，包括背景光很强时。
饱和脉冲技术，打开一个持续时间很短（一般小于1 s）
的强光关闭所有的电子门（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大。饱和脉冲（Saturation Pulse, SP）可被看作是光化光的一个特例。光化光越强，PS II释放的电子越多，PQ处累积的电子越多，也就是说关闭态的电子门越多，F越高。当光化光达到使所有的电子门都关闭（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。

一文讲述叶绿素荧光测定仪的功能特点

一文讲述叶绿素荧光测定仪的功能特点叶绿素荧光测定仪主要作用就是检测叶植物绿素含量，叶绿素含量的多少可以反映出农作物的长势，种植人员可以根据测定的叶绿素的数据，来分析植物生长所需要的养分含量，进而合理的调整土壤水分，盐分的含量，种植环境的温度、湿度，叶绿素相对含量，也就是常说的绿色程度，使用叶绿素荧光测定仪测定农作物的叶绿素含量，一般来说，长势良好的作物的叶子会含有更多的叶绿素，而叶绿素的含量与叶片中氮的含量有很密切的关系，所以说，使用仪器测定叶绿素含量有着重要作用。

叶绿素荧光仪根据叶绿素光谱吸收规律，采用两种不同的发光管照射叶片，通过测量透过叶片的光的强度计算出叶片内的叶绿素相对含量或者绿色程度，从而为合理、适当、及时施肥提供可靠的科学依据，广泛应用于农业、林业、植物等科学研究和生产指导。

快速无损植物活体检测，测量时只需将叶片插入即可，不需要采摘叶片，不影响作物正常生长，可以在作物生长过程中全程对叶片进行监测，从而得到更科学的分析结果。

功能特点：内置叶绿素荧光诱导测量、PAM(脉冲调制)测量、OJIP快速荧光动力学测量、QA–再氧化动力学、S状态转换、叶绿素荧光淬灭等测量程序，是功能全面的叶绿素荧光仪。

双调制技术，可双色调制测量光，具备调制光化学光和持续光化学光，可进行STF(单周转光闪)、TTF(双周转光闪)和MTF(多周转光闪)及定制FRR技术(Fast Repetition Rate)测量。

标准版时间分辨率达4µs，快速版更高达1µs，是时间分辨率高的叶绿素荧光仪。

控制单元为双通道，可连接温度传感器用于温度控制、连接氧气测量单元用于希尔反应测量等。

具备高灵敏度，低检测极限为1μg Chla/L。

主机配备彩色触摸显示屏，可实时查看荧光曲线图。

叶绿素荧光研究技术

叶绿素荧光研究技术叶绿素荧光是研究光合作用和植物生理过程的一个重要手段。

叶绿素荧光是叶绿素分子受到光照激发后，发射出的荧光信号。

该技术能够监测光合能力和光合调节机制，了解植物正常或异常生长状况，研究非光合组织如果实和种子的生理过程，评估植物生长环境的适应性等。

一、叶绿素荧光测量原理叶绿素分子吸收光能后，能量被转移给氧化还原反应中心。

当光强过大或光能无法被消耗时，多余的光能会被氧化还原反应中心转化为热量，导致光合系统的损伤。

而当光合系统接受的光能较少时，荧光的发射会增加。

因此，测量叶绿素荧光的强度和特性可以反映光合系统工作的性能。

二、叶绿素荧光参数1.Fv/Fm：最大光化学效率，反映PSII反应中心的状态，值接近0.8时表明植物处于良好的生长状态；2.Fv/Fo：PSII光化学效率，反映感光物质的活性；3.Fm/Fo：光合色素电子传递量，反映光合色素的电子传递能力；4.ETR：PSII电子传递速率，根据荧光叶片的调制的能量进行计算；5.NPQ：非光化学淬灭，表征过量光能和植物应激状态的多巴胺合成。

三、叶绿素荧光测量方法1.便携式叶绿素荧光仪（PAM）：PAM技术适用于野外生态学、环境评估和植物生理等领域研究。

优点是操作简单，适用范围广，可以直接用于测量植物的光合效率、叶片蒸腾等。

2.受控环境下的叶绿素荧光分析仪：此类仪器通常配备一个收集样本荧光的光电探测器和一个稳定的光源。

与PAM相比，仪器的体积较大，需要受控环境条件下进行测量，但有更高的精度和稳定性。

3.瞬态叶绿素荧光测量：瞬态叶绿素荧光测量方法能够提供叶绿素荧光曲线的全面信息。

它利用激光闪光对植物进行刺激，然后通过检测荧光信号的时间和强度来得到更准确的数据，并推断光合电子传递的很多参数。

四、叶绿素荧光研究应用1.光合调节机制研究：通过测量叶绿素荧光参数，可以识别植物光合调节机制的不同特征，对了解光合作用的调控机制具有重要意义。

2.植物逆境胁迫研究：叶绿素荧光参数能够反映植物受到逆境胁迫时的生理和生化变化，如光强强度、干旱和高温等环境条件下的光合能力和耐受性。

叶绿素荧光原理与PHYTO-PAM的应用-自来水厂

叶绿素荧光技术的优缺点
• 优点：
• • • •
• 缺点：
活体测定，对样品无干扰 • 有可能受非光合过程的影响迅速 • 参数多，不易理解高灵敏度操作简便
对叶绿素荧光进行解释时要特别小心
!
中国生态仪器网 ——生态仪器技术与交流中心
• • • • • • 产品展示应用文献——荧光文献中心技术论坛——荧光论坛（中、英文）新闻中心网络资源专家名录
叶绿素荧光原理与PHYTO-PAM的应用
泽泉科技有限公司
光系统与光合作用基本过程
光合作用作为地球上最重要的化学反应，主要在绿色植物叶肉细胞的叶绿体内进行
光合作用过程
光反应
暗反应
光合膜的结构
PS II
Cytb6/f
PS I
ATPase
光合电子传递的”Z图”
叶绿素荧光基础
► 叶子之所以呈绿色是因为它吸收红光和蓝光，而反射绿光的缘故 ► 入射到叶片表面的光，经过反射、散射和透射，只有84％被吸收利用
1mg
叶绿素/L
Mini-PAM,PAM2100/叶片
PHYTO-PAM的原理与应用
可以分类的荧光仪 ——Phyto-PAM
¾对绿藻、蓝藻和硅藻/甲藻进行定性、定量 ¾三套光学检测单元供室内和野外测定 ¾水体叶绿素浓度测定（达0.1 µg/L） ¾测量量子产量和rETR，自动记录光响应曲线 ¾系统控制、数据获得与分析通过电脑中的PhytoWin软件进行
PhytoWin的7个功能窗——5 Settings：仪器参数设置窗
PhytoWin的7个功能窗——6 Reference：显示/测量蓝藻、绿藻和硅/甲藻的参考图谱
PhytoWin的7个功能窗——7 Delta F：基于可变荧光的特殊测量模式，可以测量“光合有效叶绿素”

叶绿素荧光测定原理

叶绿素荧光测定原理叶绿素荧光测定原理是一种常用的技术，用于评估植物叶片的生理状态和光合作用效率。

它基于植物叶绿素分子在吸收光能后的荧光发射。

叶绿素是植物叶片中的主要光合色素，可吸收光能并将其转化为化学能以供光合作用使用。

然而，当植物无法有效利用光能时，一部分光能将会以热量的形式散失，而另一部分则会以荧光的形式重新辐射出去。

叶绿素荧光即是指这部分重新辐射的光。

叶绿素荧光的强度与植物内部的光合活性和光捕获效率密切相关。

在高效的光合作用状态下，葡萄糖和ATP能够积极参与荧光发射预处理，使得荧光发射的量子产生率较低。

相反，在光合活性低下或应激条件下，荧光发射量子产生率增加。

叶绿素荧光测定根据荧光发射的强度来评估植物叶片的生理状态和光合作用效率。

测量过程中通常会使用一个叶绿素荧光测定仪，该仪器包括一个光源、一个探测器和一个数据处理系统。

在测定过程中，光源会提供一个特定波长的光照以激发叶绿素分子的荧光发射。

这个波长通常是蓝光，因为叶绿素荧光主要在红-蓝光区域发射。

探测器接收并测量叶绿素荧光的强度，然后将数据传输给数据处理系统进行分析和计算。

数据处理系统可以使用不同的参数来表示叶绿素荧光的强度，并且这些参数具有不同的生理意义。

例如，最常用的参数是几个荧光信号（F0，Fm和Fv），它们代表了基础荧光、最大荧光和可变荧光。

这些参数可以用来计算光合作用效率指数（PI）和非光化学猝灭（NPQ）等指标，从而客观评估光合作用过程中的能量捕获和耗散。

总之，叶绿素荧光测定原理是基于叶绿素分子在吸收光能后产生的荧光发射的特性来评估植物叶片的生理状况和光合作用效率。

这一原理的准确性和可重复性使得叶绿素荧光成为了一个重要的检测手段，用于研究植物的光合代谢和应对环境应激的能力。

叶绿素测定仪的工作原理介绍

叶绿素测定仪的工作原理介绍
叶绿素测定仪是一种用于测定植物叶片中叶绿素含量的仪器。

叶绿素
是植物叶片中的主要光合色素，通过吸收太阳光能并与二氧化碳发生光合
作用，产生能量和氧气。

因此，测定叶绿素含量对于了解植物的光合作用
效率以及其生长状态具有重要意义。

叶绿素测定仪的工作原理是基于光谱吸收的原理。

当植物叶片浸泡在
一定浓度的乙醇溶液中时，叶绿素分子会与乙醇发生色素溶解反应，使其
浓度均匀分散于乙醇溶液中。

此时，对乙醇溶液中的叶绿素进行测定，可
以得到准确的叶绿素含量。

在使用叶绿素测定仪进行叶绿素测定时，首先需要将待测叶片取下并
切碎，然后加入乙醇溶液中浸泡一定时间，使其溶解均匀。

随后，将乙醇
溶液转移到叶绿素测定仪的样品槽中，调节仪器的参数，如波长和光强度。

启动仪器后，光谱仪将以特定波长的光照射乙醇溶液，同时测量吸收光的
强度。

根据测量结果，使用仪器内置的公式或标准曲线计算得到叶绿素的
浓度。

为了准确测定叶绿素含量，仪器内部通常会设定一个空白对照组，在
测量之前测量空白组的吸光度基线。

这么做是为了消除乙醇、植物细胞碎
片等可能对测量结果产生干扰的因素。

通过将测量样本的数据与空白组的
数据进行比较，可以获得准确的叶绿素浓度。

叶绿素荧光原理与应用

叶片荧光的暗－光适应曲线
荧光猝灭
荧光猝灭就是荧光产额降低。荧光猝灭就是荧光产额降低。一切使荧光产额低于其最大值的过程，产额低于其最大值的过程，都被称为荧光猝灭过程。对于不同荧光猝灭组分的分辨，过程。对于不同荧光猝灭组分的分辨，能够提供关于光合机构功能状态的重要资料。供关于光合机构功能状态的重要资料。荧光猝灭可分两类：荧光猝灭可分两类：光化学猝灭，一、光化学猝灭，即由光化学反应引起的荧光产额的降低，它有赖于氧化态Q 的存在。荧光产额的降低，它有赖于氧化态QA的存在。非光化学猝灭，即由非光化学过程，二、非光化学猝灭，即由非光化学过程，例如热耗散过程引起的荧光产额的降低。例如热耗散过程引起的荧光产额的降低。它是植物体内光合量子效率调节的一个重要方面。植物体内光合量子效率调节的一个重要方面。
Fm’―光下最大荧光，在光适应状态下全部PSII 中心都关闭时的荧光强度，qp=0，qN≥O。Fm' 受非光化学猝灭的影响，而不受光化学猝灭的影响。 Fo’―光下最小荧光，在光适应状态下全部PSII 中心都开放时的荧光强度，qp=1，qN≥0。为了使照光后所有的PSII中心都迅速开放，一般在照光后和测定前应用一束远红光（波长大于680nm，使用的波长735nm，几秒钟）。 Fv― 黑暗中最大可变（ variable）荧光强度， Fv=Fm-Fo。 Fv’―光下最大可变荧光强度， Fv'=Fm'-Fo'。
叶绿素荧光诱导动力学
当一片经过充分暗适应的叶片从黑暗中转入光下后，暗中转入光下后，叶片的荧光产额会随时间发生规律性的变化，会随时间发生规律性的变化，即 kautsky效应效应， kautsky效应，典型荧光诱导动力学曲线上几个特征性的点分别被命名为O、I、D、P、S、M和T

叶绿素荧光技术及其在藻类研究监测中的应用

叶绿素荧光技术及其在藻类研究中的应用自从上世纪六十年代Carl Lorenzen（1966）首次将海水泵入安装在考察船上的叶绿素荧光仪进行藻类研究以来，叶绿素荧光技术很快成为海洋湖泊藻类研究的重要技术手段。

特别是上世纪九十年代以来，Kolber等（1993,1998）、Trtilek等（1997）、Nedbal等（1999）、Dijkman等（1999）、Koblizek等（1999）等科学家采用P&P技术“pump-and-probe”、双调制技术（Dual-modulation）FRR技术（fast repetition rate）对海洋湖泊藻类进行了大量研究，奠定了叶绿素荧光技术在藻类研究监测中的重要地位。

下面就一系列国际先进的用于藻类研究监测的叶绿素荧光仪器技术做一简单介绍。

栅藻（Scenedesmus）FKM叶绿素荧光成像及不同栅藻的叶绿素荧光动态曲线1. FL3500叶绿素荧光仪1995年Trtilek等研制生产了世界上首款FL100双调制叶绿素荧光仪（Trtilek等，1997；Koblizek等，1997；Nedbal等，1999），时间分辨率可达1μs。

FL3500历经FL200等几次升级换代，是世界上时间分辨率最高、功能最为强大、配置灵活多样的叶绿素荧光技术仪器，由控制单元（主机）和功能多样化的测量单元组成，其主要功能特点为：1)通用455nm和625nm蓝光和橙红光双色光源，满足所有藻类叶绿素荧光激发测量；2)双色调制测量光、双色调制光化学光和双色持续光化学光；3)除通用蓝光和橙红光双激发光测量单元外，还可选配其它波长的测量单元，组成2个以上多激发光叶绿素荧光系统；4)既可进行PAM（脉冲调制）测量，还可进行STF单周转光闪、TTF双周转光闪、MTF多周转光闪及FRR程序测量，测量程序（protocols）包括单光闪荧光诱导、OJIP-test、QA－再氧化动力学、放氧复合体S状态转换等；5)可选配时间分辨率为4μs的标配测量单元或时间分辨率达1μs的快速测量单元，还可选配水下原位叶绿素荧光测量单元及叶夹式测量单元，从而组成功能强大多样化的叶绿素荧光测量系统，既可测量水体微藻叶绿素荧光，还可原位测量水下大型藻类及珊瑚礁藻类叶绿素荧光，及高等植物叶片叶绿素荧光动态；6)双通道主机系统（控制单元），可选配双检测器，同时测量藻类叶绿素及细菌叶绿素荧光动态；或选配溶解氧测量探头，同步测量溶解氧动态；7)可客户定制高灵敏度测量单元，检测极限达1ng Chl/L；8)可对温度进行0－70°C调控，精度达0.1°C。

叶绿素荧光测量技术的研究和应用

叶绿素荧光测量技术的研究和应用第一章：引言叶绿素是植物中最重要的色素之一，它扮演着光合作用中接收光能并转化为化学能的关键角色。

叶绿素荧光测量技术是一种非常重要的研究工具，可以用来研究光合活性、光合效率、光抑制等重要生理过程，也可以应用于诊断植物生长状况、诊断植物病害等方面。

本文将介绍叶绿素荧光测量技术的原理、方法、应用和研究进展，旨在为植物生理生态学研究及相关领域的学者们提供参考。

第二章：叶绿素荧光的原理叶绿素的荧光是当叶绿体受到激发光后，叶绿素分子上的电子会被升级到一个比较高的能级，不过这些电子并不会一直停留在高能级状态，而是很快被释放出来，会转移到低能级的非辐射能量耗散通道或荧光激发态。

在荧光激发态下，叶绿素分子的电子还可以通过荧光发射过程重新下降到低能级，从而发出荧光。

因此，测量叶绿素荧光强度可以反映叶绿体光能利用效率和非光化学猝灭过程的变化。

第三章：叶绿素荧光测量技术方法目前，叶绿素荧光测量主要包括三种方法：PAM法、Fv/Fm法和OJIP法。

1. PAM法(Pulse-Amplitude-Modulation Fluorometry)PAM法是通过短脉冲的闪光激发来测量样品上的叶绿素荧光，可以实时监测光合作用中的叶绿体荧光动态变化。

PAM法可以提供多个参数，如【F_v/F_m、q_p、q_n、qL、NPQ、PC】等，可以用来评估光合效率、光能利用率、光合生产力、光保护等。

2. Fv/Fm法Fv/Fm法是一种基于暗态下叶绿素荧光的测量方法，只需在样品叶片完全暗闭的情况下进行测量，即可获得键值。

当输入一束光子时，最初的叶绿素荧光值 F_0 只能是基础荧光，接着用一个有效的光子流量激发叶绿体，此次荧光值F’m跟踪了激发过程并且在适当的时间点(约10-30毫秒)处被快速读出，此荧光值是定义为Maximal photosystem Ⅱ quantum yield Y(Ⅱ)或称 Fv/Fm(F )。

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法

植物体叶绿素荧光测定仪的原理与使用方法植物体叶绿素荧光测定仪是一种用于测定植物叶片中叶绿素荧光信号的仪器。

它通过测量叶绿素荧光信号的强度和相关参数，可以评估植物的光合作用效率、生理状态以及环境胁迫的影响。

本文将介绍植物体叶绿素荧光测定仪的原理和使用方法。

一、原理植物体叶绿素荧光测定仪的原理基于叶绿素分子在光合作用中的光能吸收和释放过程。

植物在受到激发光照射后，部分能量被叶绿素分子吸收，电子从低能级跃迁至高能级，形成激发态叶绿素。

随后，叶绿素分子从激发态返回基态时，会释放出一部分能量以荧光的形式发射出来。

叶绿素荧光信号的强度和相关参数反映了植物叶片中光合作用的效率和状况。

1.准备工作：将叶绿素荧光测定仪放置在需要测量的植物叶片上方，并使光源与测定区域保持适当的距离。

2.调节参数：根据测定要求，设置合适的测量参数，如光强、光源波长和测量时间等。

3.激发光照射：打开仪器的光源开关，使光源照射到叶片上。

4.荧光信号采集：仪器上的探测器会收集叶绿素荧光信号，并将信号转换为电信号。

5.数据输出：荧光信号的强度和相关参数会显示在仪器上，并可以通过连接计算机等设备进行数据存储和分析。

二、使用方法使用植物体叶绿素荧光测定仪需要一些基本的步骤和操作注意事项，以确保测量结果的准确性和可靠性。

1.叶片准备：选择需要测量的叶片，并确保叶片表面干净无明显损伤。

2.仪器检查：检查仪器的电源和仪器的各个部件是否正常运转，并确保仪器处于稳定状态。

3.参数设置：根据测量要求，设置合适的测量参数，如光强度、测量时间和光源波长等。

4.光源照射：打开仪器的光源开关，使光源照射到叶片上，并确保光源与叶片的距离合适。

5.信号采集：观察仪器上的荧光信号显示，并等待一定时间以确保稳定性，然后进行荧光信号采集。

6.数据分析：根据测量所得的荧光信号强度和相关参数，结合预先设定的标准曲线或参考值进行数据分析和解释。

使用植物体叶绿素荧光测定仪时需要注意以下几点：1.保证测量环境的稳定性，避免光照强度和温度等因素对测量结果的影响。

[教育学]叶绿素荧光分析技术与应用

光合电子传递的”Z图”
实用文档
荧光测量基础：
植物叶片所吸收的光能有3个走向：光合驱动、热能、叶绿素荧光。 3个过程之间存在竞争，其中任何一个效率的增加都将造成另外两个产量的下降。测量叶绿素荧光产量，可以获得光化学过程与热耗散效率的变化信息。
热耗散
激发能
光化学反应形成同化力
荧光
CO2固定光呼吸 Mehler 反应 N代谢
• 光合作用过程的各个步骤密切偶联，因此任何一步的变化都会影响到PS II从而引起荧光变化，也就是说通过叶绿素荧光几乎可以探测所有光合作用过程的变化
实用文档
尽管叶绿素荧光产量仅占叶片吸收光能问题的1－2%，但测量却非常简单。荧光光谱不同于吸收光谱，其波长更长，因此荧光测量可以通过把叶片经过给定波长的光线的照射，同时测量发射光中波长较长的部分光线的量来实现。叶绿素荧光测量是相对的，因为光线不可避免会有损失，因此，所有分析必须把数据进行标准化处理，包括进一步计算的许多参数。
打开饱和脉冲时，本来处于开放态的电子门将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，F达到最大值。
经过充分暗适应后，所有电子门均处于开放态，打开测量光得到Fo，此时给出一个饱和脉冲，所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm。根据Fm和Fo可以计算出PS II的最大量子产量Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm，它反映了植物的潜在最大光合能力。
所谓饱和脉冲技术，就是打开一个持续时间很短（一般小于1 s）的强光关闭所有的电子门（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大。饱和脉冲（Saturation Pulse, SP）可被看作是光化光的一个特例。光化光越强， PS II释放的电子越多，PQ处累积的电子越多，也就是说关闭态的电子门越多， F越高。当光化光达到使所有的电子门都关闭（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。

叶绿素计的原理是怎样的

叶绿素计的原理是怎样的简介叶绿素是植物和藻类中的一种色素，它具有吸收光能的作用，用于光合作用中在光能转化过程中起到重要的作用。

在环境污染和气候变化日益严重的今天，叶绿素含量的检测越来越受到需要。

叶绿素计就是一种用来测试叶绿素含量的设备。

叶绿素计的原理叶绿素计是一种用光学原理测定样品叶绿素含量的仪器。

叶绿素具有吸收特定波长的光的能力，而且能够转化这种能量为电子受激发而产生的信号。

因此，叶绿素的含量越高，测量得到的信号就越强。

叶绿素计可以使用吸光光度法和荧光法两种方法来测量样品中的叶绿素含量。

吸光光度法吸光光度法是通过比较样品和标准溶液之间的吸光度差异来测量样品中的叶绿素含量。

叶绿素可以吸收特定波长的光（如470nm和665nm），而且其吸光度在这些波长下具有高峰值。

测量时，紫外可见光谱仪向样品中通过这些波长的滤光片发出光，并测量通过样品后的光强度。

然后通过比较标准样品和未知样品的吸光度来计算样品中叶绿素的浓度。

荧光法荧光法是通过检测样品所发出的荧光信号来测量样品中的叶绿素含量。

荧光信号是指样品在受激光刺激下所发出的光。

在一定波长下激发样品中的叶绿素分子后，会发生非辐射激发跃迁，导致叶绿素离子和分子中的能级结构产生变化。

这些变化会导致荧光在不同波长下的强度发生改变，从而实现叶绿素含量的测量。

结论通过叶绿素计可以测定植物和藻类中叶绿素的含量，从而对光合作用等生命活动的研究提供了重要的依据。

目前，随着技术的不断改进和迭代，以及仪器和设备的日益完善，叶绿素计的测量精度、灵敏度和准确性也将不断提高，更好地服务于科研和实际生产应用。

叶绿素荧光诱导动力学分析及其在植物生理生态研究中的应用

叶绿素荧光诱导动力学分析及其在植物生理生态研究中的应用王婧如[摘要]叶绿素荧光动力学诱导技术具有检测快速、灵敏和对样品的无损伤性等优点，在植物抗性生理学及生态学中得到广泛的应用。

本文就叶绿素荧光动力学分析原理及相关参数作了介绍，简要概括了它在植物抗性生理生态中的应用。

植物绿色组织经暗适应后，在可见光照射下会发出随时间不断变化的微弱的暗红色荧光信号，这一现象由Kautsky&Hirsch教授于1931年首次观察到，称之为叶绿素a荧光诱导动力学，或者，Kautsky效应。

在自然条件下，叶绿素荧光与光合作用有着十分亲密的关系，一方面，当植物暴露于过强的光照下时，通过荧光作用将强光灼伤损失降至最小，起到保护光合组织的作用；另一方面，正常条件下叶绿素荧光和光合速率呈负相关，即光合速率高时，荧光较弱，反之亦然。

根据这一点，利用叶绿素荧光诱导技术可快速测得植物光合作用的变化，又由于其测量时对植物叶片光合组织的无损伤性，该技术现已广泛地应用于植物生理生态学的研究。

1.叶绿素荧光诱导动力学的过程及相关原理参数1.1叶绿素荧光动力学的过程在室温下，绿色植物发出的这种荧光信号，绝大部分是来自于叶绿体光系统II （PSII）的天线色素蛋白复合体中的叶绿素a分子[1]。

经暗适应的绿色植物样品突然受到可见光照射后，其体内叶绿素a分子可在纳秒级时间内发出一定强度的荧光，此瞬间的荧光诱导相位称为初相或“O”相，此时的荧光称为固定荧光（Fo）。

随后荧光强度增加的速度减慢，在Fo处形成拐点，接着以毫秒级速度形成一个缓台阶，称为“I”相和“D”相，数秒后荧光强度可达最高点，称为“P”峰。

在P峰之后，通常经1~2次阻尼震荡，才降到接近Fo的稳定“T”相终水平。

荧光强度下降的过程称为荧光淬灭[2-4]。

以荧光信号强度随时间变化作出的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线（图1）。

一般情况下，快速叶绿素荧光诱导动力学曲线指的是从初相（O相）至最高峰（P峰）的荧光变化过程（图2），主要与PSII的原初光化学反应有关，而下降的阶段主要与碳代谢有关。