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叶绿素荧光成像仪IN-Leaf100

简要描述: 叶绿素荧光成像系统是一款专业的植物光合作用研究仪器,采用高灵敏度CMOS相机和LED光源控制,实现对植物叶片叶绿素荧光的快速、无损检测与成像分析。系统集成了OJIP快速荧光动力学测量和PAM调制荧光测量两大核心功能,能够全面评估植物光合系统的活性、光能利用效率以及环境胁迫响应。 本系统采用模块化设计,软硬件高度集成,配备友好的图形化操作界面,支持中英文双语切换,可广泛应用于植物生理学、生态学、农业科学、环境科学等领域的科研与教学。

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图文介绍

详细产品介绍及技术参数

一、产品简介

叶绿素荧光成像系统是一款面向植物光合作用研究的仪器,以高灵敏度CMOS成像单元为核心,配合可精确调控的LED光控模块,实现对植物叶片叶绿素荧光的快速、无损检测与成像分析。系统集成了OJIP快速荧光动力学测量、PAM调制荧光测量以及RLC快速光响应曲线测量三大核心功能,能够全面评估植物光合系统的活性、光能利用效率、形态结构特征以及对环境胁迫的动态响应。可广泛应用于植物生理学、生态学、农学与环境科学等领域的科研与教学工作。

二、技术参数

1、相机:

分辨率:1608(H)×1104(V)

★帧率:100 fps

接口:USB 3.0

操作系统:Windows 10/11

2、镜头及光学:

焦距:12mm

最大光圈:F/2.8

水平视场角 (HFOV):约 62.11°水平方向视野角度

垂直视场角 (VFOV):约 44.83°垂直方向视野角度

★成像面积:最大40cm × 38cm

检测样品类型:离体叶片、多盆栽植株

★适用植物高度:最大45 cm

成像架构:专业立式光路设计,镜头自上而下俯视成像;支持叶片、植株放置高度调节。

3、光源系统:

红光 (R):630 nm,用作测量光,精准探测基础荧光。

蓝光 (B):450 nm,作为主激发光源(提供光化光与饱和脉冲)。

远红光 (FR):730 nm,选择性激发光系统I(PSI),实测光适应态最小荧光Fo'。

★光强范围:0 - 6000 µmol·m⁻²·s⁻¹

4、测量精度与分辨率:

动态范围:12 bit

实际空间分辨率:约0.3mm/像素(在40cm × 38cm视野下)

三、测量模式与控制能力

★OJIP、PAM与RLC快速光响应曲线三种荧光测量模式:

1、OJIP快速荧光动力学测量

光源控制: LED强度1–100% 连续可调

测量时间:0.1–1.0 s(默认1.0 s,可完整覆盖O-J-I-P上升曲线)

采样形式: 最小采样间隔10 ms;支持分段采样(0–100 ms快速采样,100–1000 ms慢速采样)

2、PAM调制荧光测量

时间控制:暗适应/暗弛豫时长 0–3600 s;每次监测时长 1–600 s;最小采样间隔100 ms

脉冲控制:测量脉冲时长100 ms;饱和脉冲时长800 ms

光强调节:测量光、光化光、饱和脉冲(Fm / Fm')均支持 0–100% 独立调节

循环设置:光适应循环次数1–50次可调

3、快速光曲线(RLC)测量

时间控制:暗适应时长0–3600 s;每次监测时长 10–60 s;最小采样间隔 100 ms

脉冲控制:测量脉冲100 ms;饱和脉冲800 ms

光强调节:

测量光:1–5%(极弱光探针);

光化光:0–100%独立调节,自动阶梯递增;

饱和脉冲(Fm'):100%强度

循环设置:自动执行7–9次光适应阶梯循环

四、荧光参数与计算

仪器依据采集的荧光信号,自动计算从基础参数到JIP-test、PAM衍生参数与RLC参数的完整指标集,各参数计算精度如下。

★1、OJIP动力学特征点

基于荧光上升过程,提取反映电子传递链各环节状态的特征点:

O点(Fo):所有PSII反应中心开放时的初始荧光。

I点(约30 ms):反映PQ库的还原状态。

P点(Fm):所有反应中心关闭时的最大荧光。

2、输出参数

★基础荧光参数(OJIP):Fo、Fm、Fv、Fi、Fj、Fv/Fo

★JIP-test参数:φPo、φDo、φEo、ψEo、δRo、ABS/RC、TRo/RC、ETo/RC、DIo/RC、PI_abs、Mo、Vj、Vi、Area、Sm、N、Rfd

基础荧光参数(PAM):Fo、Fm、Fv、Fs、Fo'、Fv/Fm、Fm'、Fm''、Fv/Fo、Fv'/Fm'

PAM衍生参数:φPSII、qP、qL、qN、NPQ、Y(NPQ)、Y(NO)、ETR、rETR、Rfd、ΔNPQ、qE/qI、1−qP、Fv/Fm-Fv'/Fm'

★RLC参数:Fo、Fm、QY、QY_Ln、ETR

五、 表型参数提取能力

★1、基础尺寸与轮廓特征:轮廓面积、轮廓周长、绝对长度、绝对宽度

★2、几何包围结构特征:

最小外接矩形:矩形长、矩形宽、矩形面积、旋转角度;

最小外接圆:质心坐标、圆半径、圆面积;

凸包特征:凸包点数、凸包周长、凸包面积;

最佳拟合椭圆:长半轴、短半轴。

★3、形状比例与复杂度因子:坚实度/饱满度、矩形度、长宽比、圆度、偏心率、分形维数。

★4、骨架拓扑特征:总骨架长度、端点数、分叉点数、最大分枝级数、平均分支角度。

六、图像处理与分析

1、区域处理方式

★自动区域分割:采用智能阈值分割算法,自动识别图像中的叶片区域,排除背景与非目标物干扰,可由用户自行开关。

ROI区域分析:针对复杂背景或特定区域,可在Fm图像上直接选择矩形、圆形及不规则形区域,并实时查看选择信息。

★图像区域均值:在任意图像上选取点、矩形、圆形及不规则形区域,实时显示该区域均值。

★行条纹去除:自动识别并消除荧光图像中的横向条纹噪声,提升 Fm等图像的信噪比,确保微小荧光变化的准确捕捉。

饱和检测:自动检测并剔除强光脉冲造成的过曝无效像素,防止其参与 Fv/Fm等参数计算,保障最终荧光生理数据的可靠性。

2、图像增强

★内置高斯滤波降噪与自适应对比度增强算法。

采用科学界通用的 Jet 伪彩色配色方案。

支持直观的色标数值范围显示。

七、软件与数据管理

1、多维数据可视化展示

★荧光图像:为每个参数生成对应的二维荧光彩色图像,涵盖基础参数(OJIP、PAM)、

JIP-test参数与PAM衍生参数。

★快速动力学曲线:OJIP荧光快速上升动力学曲线(同时导出曲线数据)。

时间序列曲线:完整记录并呈现PAM测量的全程荧光轨迹,以及NPQ(非光化学淬灭)等参数随时间或测量循环变化的诱导动力学过程。

RLC光响应曲线:快速光曲线荧光成像,时间及光强参数可设置,可自定义设置曲线自动循环次数及间隔时间,可输出荧光动态变化视频。

量化参数数据表:自动汇总所有计算结果,以标准化的表格形式(包含参数名称、精确数值与科学单位)直观展示。

2、数据管理

参数自动保存:LED亮度、测量时间、循环次数等参数一经修改即自动写入配置文件,下次启动自动加载,无需重复设置。

导出图像:将所有分析图像以PNG格式导出,保留原始分辨率。

导出参数:参数表格可导出为CSV或Excel文件,便于后续统计分析。

一键导出全部:支持将所有图像与参数表格一次性导出至指定目录(内含原始帧、元数据、参数数组、参数表与全部图像)。

★上传云端:可以将分析后的所有参数数据保存至云端,并支持随时查看云端数据。

3、系统设置

★语言切换:界面右上角可一键在中英文间即时切换,语言设置自动保存,重启设备后保持原态。

★参数配置:全部测量参数支持自定义,并配有工具提示说明含义与推荐范围。

设备管理:启动时自动检测并连接相机与LED控制器,状态栏实时显示设备连接状态。