Chlorophyllfluoreszenz-Bildgeber

Kamera:

Auflösung: 1608 (H) × 1104 (V)

Pixelgröße: 9µm × 9µm

★ Bildrate: 100 fps

Pixeltiefe: 12 Bit

Schnittstellentyp: USB 3.0

Linsen- und optische Spezifikationen

★ Brennweite: 12 mm

★ Maximale Blendenöffnung: F/2.8 Dynamisch einstellbar

Horizontales Sichtfeld (HFOV): ca. 62,11°

Vertikales Sichtfeld (VFOV): ca. 44,83°

Maximaler Bildgebungsbereich: 50 cm × 35 cm bei Standardarbeitsabstand

Spezifikationen der Lichtquelle

Blaulicht-Wellenlänge: 450 nm Anregungsquelle für die Fluoreszenzanregung

Wellenlänge des roten Lichts: 630 nm Photochemisches Licht für PAM-Messungen

Fernrotes Licht: 730 nm für spezielle Messanforderungen

LED-Helligkeitsbereich: 1 % - 100 %, bis zu 1440 µmol/(m²·s)

Messbereich

1. OJIP-Messung

Messdauer: 0,1–1,0 Sekunden, einstellbar, 1 Sekunde empfohlen

LED-Helligkeit: 1 % - 100 %, entsprechend 90-1440 µmol/(m²·s), in 5-%-Schritten

2. PAM-Messung

Dunkeladaptionszeit: 0–3600 Sekunden, kann auf 0 gesetzt werden, um sie zu überspringen.

Anzahl der Lichtzyklen: 1 - 100 Mal, Anzahl der Lichtadaptationsphasenzyklen

Überwachungsdauer: 10–120 Sekunden/Zyklus, Überwachungszeit pro Zyklus

Erholungszeit: 60–600 Sekunden, Dauer der Dunkelwiederherstellungsüberwachung

Photochemische Intensität: 1000 - 30000, Helligkeitswert einer roten 630-nm-LED

Sättigungspuls (Fm): 15 % - 100 %, Dunkeladaptations-Sättigungspuls (blaues Licht 450 nm)

Sättigungspuls (Fm'): 15% - 100%, Lichtadaptiver Sättigungspuls (Blaues Licht 450nm)

Abtastintervall: 0,1 - 10,0 Sekunden, Datenerfassungszeitintervall

Messgenauigkeit

1. Messung der Fluoreszenzintensität

Dynamikbereich: 12 Bit (0-4095)

Signal-Rausch-Verhältnis: >100:1

Wiederholbarkeit: CV

Linearität: R² > 0,999

Empfindlichkeit: Fähig, schwache Fluoreszenzsignale zu erkennen

2. Genauigkeit der Parameterberechnung

Fv/Fm: ±0,005

ΦPSII: ±0,01

qP/qN: ±0,02

NPQ: ±0,1

PIABS: ±0,05

3. Zeitauflösung

OJIP-Modus: Minimales Erfassungsintervall 10 ms

PAM-Modus: Minimales Abtastintervall 100 ms

Belichtungszeit: 100 ms – 1000 ms (einstellbar)

Reaktionszeit:

4. Räumliche Auflösung

★ Bildauflösung: 1608 × 1104 Pixel

Pixelgröße: 9µm × 9µm (Sensor)

Tatsächliche räumliche Auflösung: Ungefähr 0,3 mm/Pixel (bei einem Sichtfeld von 50 cm × 35 cm)

Sichtfeld: Horizontal 62,11°, Vertikal 44,83°

★ Bildbereich: Maximal 50 cm × 35 cm

1. Schnelle Fluoreszenzkinetikanalyse von OJIP

Der OJIP-Messmodus dient der schnellen Bestimmung der Aktivität und der Lichtenergieausnutzungseffizienz des pflanzlichen Photosystems II (PSII). Durch Anregung mit starkem Licht wird der gesamte dynamische Prozess des Anstiegs der Fluoreszenz von der Anfangsfluoreszenz (Fo) zur maximalen Fluoreszenz (Fm) innerhalb einer Sekunde aufgezeichnet.

Messprinzip: Nach Dunkeladaptation wird unter starker Lichteinstrahlung das PSII-Reaktionszentrum QA in Pflanzenblättern schrittweise vom oxidierten Zustand reduziert, was zu einem raschen Anstieg der Fluoreszenzintensität führt. Dieser Prozess spiegelt die Effizienz der Elektronentransportkette sowie die Anzahl und Aktivität der PSII-Reaktionszentren wider.

Erhaltene Informationen:

O-Punkt (Fo): Anfangsfluoreszenz, wenn alle PSII-Reaktionszentren geöffnet sind

J-Punkt: Ungefähr 2 ms, was den Elektronentransport von QA nach QB widerspiegelt (berechnet)

Ich weise darauf hin: Ungefähr 30 ms, was den reduzierten Zustand der PQ-Bibliothek widerspiegelt.

P-Punkt (Fm): Maximale Fluoreszenz, wenn alle Reaktionszentren geschlossen sind.

Wichtige berechnete Parameter:

Grundparameter: Fv = Fm - Fo, Fv/Fm (Maximale photochemische Effizienz)

Spezifische Aktivität: Mo (Anfangssteigung), Fläche (QA-Reduktionsfläche)

Quantenausbeute: ΦPo (Einfangseffizienz), ΦEo (Elektronentransfereffizienz), ΦDo (Wärmeabgabe)

Energiefluss: ABS/RC, Tro/RC, ETo/RC, DIo/RC

Leistungsindex: PIABS (Comprehensive Performance Index)

Anwendungsszenarien:

Schnelles Screening von Pflanzenmaterialien

Beurteilung des Ausmaßes der Umweltbelastung

Überwachung von Veränderungen des Wachstumsstatus

Vergleich der Auswirkungen verschiedener Behandlungen

2. PAM-modulierte Fluoreszenzmessung

Der PAM-Messmodus nutzt modulierte Fluoreszenztechnologie, um die Photosyntheseaktivität von Pflanzen unter verschiedenen Lichtbedingungen zu überwachen. Er kann zwischen photochemischer und nicht-photochemischer Löschung unterscheiden und ermöglicht so ein tieferes Verständnis der Lichtschutzmechanismen der Pflanze.

Messverfahren:

Dunkeladaptationsphase: Pflanzen entspannen sich in der Dunkelheit vollständig, und alle Reaktionszentren kehren in einen offenen Zustand zurück.

Fo- und Fm-Messung: Messlicht und ein Sättigungspuls werden eingesetzt, um die dunkeladaptierten Fluoreszenzparameter zu bestimmen.

Lichtadaptationsphase: Bereitstellung von photochemischem Licht zur Simulation natürlicher Lichtverhältnisse.

Zyklische Überwachung: Sättigungsimpulse werden periodisch angelegt, um Fs und Fm' zu messen.

Dunkelrelaxationsphase: Unmittelbar nach dem Abschalten des photochemischen Lichts wird Fernrotlicht angelegt, um die minimale photoadaptierte Fluoreszenz (Fo') zu bestimmen.

Dunkelwiederherstellungserkennung: Schalten Sie sowohl das photochemische Licht als auch das Fernrotlicht ab und überwachen Sie den Fluoreszenzwiederherstellungsprozess.

Wichtige Parameter:

Fv/Fm: Maximale photochemische Effizienz von PSII (0 in gesunden Pflanzen) .78-0.84)

ΦPSII: Tatsächliche photochemische Effizienz von PSII (Lichtenergieausnutzung unter Beleuchtung)

qP: Photochemischer Löschkoeffizient (Anteil offener Reaktionszentren)

qN: Nicht-photochemischer Löschkoeffizient (Photoprotektionsfähigkeit)

NPQ: Nicht-photochemische Löschung (Grad der Wärmeabfuhr)

ETR: Elektronentransportrate (photosynthetischer Ratenindex)

Anwendungsvorteile:

Zerstörungsfreie Messung, wiederholbare Überwachung

Unterscheiden Sie zwischen photochemischen und nicht-photochemischen Prozessen.

Echtzeitüberwachung dynamischer Veränderungen der Photosynthese

Bewerten Sie die Effizienz von Lichtschutzmechanismen

★ 3. Datenanalyse und -visualisierung

Grundlegende Fluoreszenzparameter (OJIP): F0, Fm, Fv, Fv/Fm

JIP-Testparameter: ΦPo, ΦDo, ΦEo, ψEo, δRo, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC, REo/RC, PI_abs, M0, Vj, Vi, Fläche, Sm, N

Grundlegende Fluoreszenzparameter (PAM): F0, Fs, F0', Fv/Fm

PAM-abgeleitete Parameter: ΦPSII, qP, qL, qN, NPQ, NPQ_SV, Rfd, Kf, Fs/Fm, Fs/Fm', PSII_geschlossen, PSII_geschlossener_See, tatsächlicher_Wirkungsgrad, Anregungsdruck, Fm_Abfall_Prozent, Wirkungsgrad_Abfall_Prozent, Vitalitätsindex, qP', qL_voll, PSII_geschlossener_See_voll, ΦNPH, ΦNO, Y_NPH, Y_NO, Rfd'

Visualisierung

Fluoreszenzbilder: Zeigt zweidimensionale Farbfluoreszenzbilder der einzelnen Parameter in den grundlegenden Fluoreszenzparametern (OJIP, PAM), den JIP-Testparametern und den PAM-abgeleiteten Parametern.

Kinematische Kurven: OJIP-Kurven, relative variable Fluoreszenzkurven.

Zeitreihenkurven: Kurven der Änderung der PAM-Fluoreszenzintensität.

Parametertabellen: Übersichtliche Anzeige von Parameternamen, Werten und Einheiten.

4. Bildverarbeitung und -analyse

★ Automatische Regionensegmentierung: Das System verwendet einen intelligenten Schwellenwertsegmentierungsalgorithmus, um Pflanzenblattbereiche in Bildern automatisch zu identifizieren und Störungen durch Hintergrund und andere Objekte zu eliminieren. Benutzer können diese Funktion nach Bedarf aktivieren oder deaktivieren.

Manuelle Auswahl: Bei komplexen Hintergründen oder Situationen, die eine präzise Analyse bestimmter Bereiche erfordern, können Benutzer direkt rechteckige, kreisförmige und unregelmäßig geformte Bereiche auf dem FM-Bild auswählen und die Auswahlinformationen in Echtzeit anzeigen lassen.

★ Bildregionsmittelwert: Unterstützt die Auswahl von Punkten, Rechtecken, Kreisen und unregelmäßig geformten Regionen auf beliebigen Bildern und die Anzeige des Regionsmittelwerts in Echtzeit.

Bildverbesserungsverarbeitung:

Rauschunterdrückung mit Gauß-Filter

Adaptive Kontrastverstärkung

Wissenschaftliches Farbschema (Jet-Pseudofarbe)

Farbmarkierungsanzeige des Zahlenbereichs

5. Datenmanagement

★ Automatische Parameterspeicherung: Alle Messparameter (LED-Helligkeit, Messzeit, Anzahl der Zyklen usw.) werden nach der Änderung automatisch in der Konfigurationsdatei gespeichert und beim nächsten Start automatisch geladen, sodass keine wiederholten Einstellungen erforderlich sind.

Exportfunktion für Ergebnisse:

Bilder exportieren: Alle analysierten Bilder werden im PNG-Format exportiert, wobei die Originalauflösung erhalten bleibt.

Parameter exportieren: Exportieren Sie Parametertabellen als CSV- oder Excel-Dateien zur einfachen statistischen Auswertung.

Alles exportieren: Mit einem Klick können alle Bilder und Parametertabellen in ein angegebenes Verzeichnis exportiert werden.

Dateibenennungskonvention: Exportierte Dateien werden automatisch nach dem Format „Muster + Seriennummer + Bildname“ benannt, wodurch die Quelle des Inhalts eindeutig identifiziert wird.

6. Systemeinstellungen

Sprachumschaltung: Klicken Sie auf die Schaltfläche zur Sprachumschaltung in der oberen rechten Ecke der Benutzeroberfläche, um sofort zwischen Chinesisch und Englisch zu wechseln. Die Spracheinstellungen werden automatisch gespeichert und bleiben auch nach einem Neustart erhalten.

Parameterkonfiguration: Alle Messparameter unterstützen benutzerdefinierte Einstellungen, um sie an unterschiedliche experimentelle Anforderungen anzupassen. Das System bietet Parameter-Tooltips, die den Benutzern helfen, die Bedeutung und den empfohlenen Bereich jedes Parameters zu verstehen.

Geräteverwaltung: Das System erkennt Kamera und LED-Controller beim Start automatisch und verbindet sich mit ihnen. Die Statusleiste zeigt den Verbindungsstatus der Geräte in Echtzeit an und ermöglicht so die rechtzeitige Erkennung und Behebung von Hardwareproblemen.

1. Pflanzenphysiologische Forschung

Forschung zum Mechanismus der Photosynthese

Aktivitätsbewertung des Fotosystems

Analyse der Lichtenergienutzungseffizienz

Forschung zur nicht-photochemischen Löschung

Bewertung der Funktion der Elektronentransportkette

2. Forschung zu Umweltstress

Reaktion auf Dürrestress

Auswirkungen von Temperaturstress

Anpassungsfähigkeit an leichten Stress

Schwermetalltoxizitätsbewertung

Früherkennung von Schädlingen und Krankheiten

3. Landwirtschaftliche Anwendungen

Sortenprüfung

Optimierung der Anbaubedingungen

Bewertung der Düngemittelwirkung

Pestizidschadenserkennung

Wachstumsstatusüberwachung

4. Ökologische Forschung

Forschung zur Lichtanpassung von Pflanzen

Photosynthetische Eigenschaften der Gemeinschaft

Bewertung der Ökosystemfunktionen

Reaktion auf den Klimawandel

Bewertung der Biodiversität