葉綠素普遍存在于綠色植物中，主要包括葉綠素a、葉綠素b、葉綠素c、葉綠素d、葉綠素f，以及細菌葉綠素、原葉綠素等。

植物光合作用過程中釋放的葉綠素熒光與光化學反應緊密耦合，其熒光信號采集是光合作用效率、植物生理及環(huán)境脅迫等無損的測試手段。

江南大學輕工過程先進控制教育部重點實驗室、江南大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院與其他機構(gòu)組成科研團隊，針對獲取葉綠素熒光信號成像系統(tǒng)通常價格昂貴的問題，提出一種低成本葉綠素熒光成像系統(tǒng)設(shè)計方案。

該研究方案，葉綠素熒光成像系統(tǒng)主要由激發(fā)光燈組、CMOS相機及其控制電路和智能手機上位機三部分組成。激光發(fā)燈組采用LED面光源和碗狀結(jié)構(gòu)，通過對光場的仿真分析保證光照強度和均勻性;采用微型CMOS相機進行熒光圖像采集，利用智能手機作為上位機完成激發(fā)光控制，并將數(shù)據(jù)回傳至手機或服務器進行分析、處理、存儲及顯示。

基于該方案，制造了一款儀器樣機，其激發(fā)光強最大為6250 μmol/(m2·s)，光場整體變化幅度偏差為2%，光譜范圍為400~1000 nm，穩(wěn)定的采集頻率最高可達42 f/s，具備連續(xù)光激發(fā)和調(diào)制脈沖激發(fā)功能。

通過葉綠素熒光圖像采集實驗驗證了本儀器的有效性。該儀器結(jié)構(gòu)簡單、造價成本低，在植物生理狀態(tài)檢測領(lǐng)域有著很好的應用價值。

審核編輯 黃宇