Imageur de fluorescence de la chlorophylle

Caméra:

Résolution : 1608 (H) × 1104 (V)

Taille des pixels : 9 µm × 9 µm

★ Fréquence d'images : 100 images/s

Profondeur de pixel : 12 bits

Type d'interface : USB 3.0

Spécifications des lentilles et des éléments optiques

★ Longueur focale : 12 mm

★ Ouverture maximale : F/2.8 réglable dynamiquement

Champ de vision horizontal (HFOV) : env. 62,11°

Champ de vision vertical (VFOV) : env. 44,83°

Portée d'imagerie maximale : 50 cm × 35 cm à distance de travail standard

Spécifications de la source lumineuse

Longueur d'onde de la lumière bleue : 450 nm. Source d'excitation pour l'excitation de la fluorescence.

Longueur d'onde de la lumière rouge : 630 nm. Lumière photochimique pour les mesures PAM.

Lumière rouge lointaine : 730 nm pour des besoins de mesure spécifiques

Plage de luminosité des LED : 1 % à 100 %, jusqu’à 1 440 µmol/(m²·s)

Plage de mesure

1. Mesure OJIP

Durée de mesure : 0,1 à 1,0 seconde, réglable (1 seconde recommandée).

Luminosité de la LED : 1 % à 100 %, correspondant à 90 à 1 440 µmol/(m²·s), par incréments de 5 %

2. Mesure PAM

Durée d'adaptation à l'obscurité : 0 à 3 600 secondes, réglable sur 0 pour la désactiver.

Nombre de cycles lumineux : 1 à 100 fois, nombre de cycles de la phase d’adaptation à la lumière

Durée de surveillance : 10 à 120 secondes/cycle, temps de surveillance par cycle

Temps de récupération : 60 à 600 secondes, durée de surveillance de la récupération en mode sombre

Intensité photochimique : 1 000 à 30 000, valeur de luminosité de la LED rouge à 630 nm

Impulsion de saturation (Fm) : 15 % - 100 %, impulsion de saturation d'adaptation à l'obscurité (lumière bleue 450 nm)

Impulsion de saturation (Fm') : 15 % - 100 %, Impulsion de saturation adaptative à la lumière (lumière bleue 450 nm)

Intervalle d'échantillonnage : 0,1 à 10,0 secondes, intervalle de temps d'acquisition des données

Précision de mesure

1. Mesure de l'intensité de fluorescence

Plage dynamique : 12 bits (0-4095)

Rapport signal/bruit : >100:1

Répétabilité : CV

Linéarité : R² > 0,999

Sensibilité : Capable de détecter de faibles signaux de fluorescence

2. Précision du calcul des paramètres

Fv/Fm : ±0,005

ΦPSII : ±0,01

qP/qN : ±0,02

NPQ : ±0,1

PIABS : ±0,05

3. Résolution temporelle

Mode OJIP : Intervalle d’acquisition minimal de 10 ms

Mode PAM : Intervalle d’échantillonnage minimal de 100 ms

Temps d'exposition : réglable de 100 ms à 1 000 ms

Temps de réponse :

4. Résolution spatiale

★ Résolution d'image : 1608 × 1104 pixels

Taille des pixels : 9 µm × 9 µm (capteur)

Résolution spatiale réelle : environ 0,3 mm/pixel (pour un champ de vision de 50 cm × 35 cm)

Champ de vision : Horizontal 62,11°, Vertical 44,83°

★ Zone d'imagerie : 50 cm × 35 cm maximum

1. Analyse cinétique de fluorescence rapide OJIP

Le mode de mesure OJIP permet d'évaluer rapidement l'activité et l'efficacité d'utilisation de l'énergie lumineuse du photosystème II (PSII) des plantes. Sous forte excitation lumineuse, la dynamique complète de la montée en fluorescence, de la fluorescence initiale (Fo) à la fluorescence maximale (Fm), est enregistrée en moins d'une seconde.

Principe de mesure : Après une période d’adaptation à l’obscurité, sous forte irradiation lumineuse, le centre réactionnel QA du photosystème II (PSII) dans les feuilles de la plante est progressivement réduit de son état oxydé, ce qui entraîne une augmentation rapide de l’intensité de fluorescence. Ce processus reflète l’efficacité de la chaîne de transport d’électrons ainsi que le nombre et l’activité des centres réactionnels du PSII.

Informations obtenues :

Point O (Fo) : Fluorescence initiale lorsque tous les centres réactionnels du PSII sont ouverts

Point J : Environ 2 ms, reflétant le transport d’électrons de QA à QB (calculé)

Je précise : environ 30 ms, ce qui reflète l'état réduit de la bibliothèque PQ.

Point P (Fm) : Fluorescence maximale lorsque tous les centres réactionnels sont fermés

Principaux paramètres calculés :

Paramètre de base : Fv = Fm - Fo, Fv/Fm (Efficacité photochimique maximale)

Activité spécifique : Mo (Pente initiale), Aire (Zone de réduction QA)

Rendement quantique : ΦPo (efficacité de capture), ΦEo (efficacité de transfert d’électrons), ΦDo (dissipation de chaleur)

Flux d'énergie : ABS/RC, Tro/RC, ETo/RC, DIo/RC

Indice de performance : PIABS (Indice de performance global)

Scénarios d'application :

Criblage rapide des matières végétales

Évaluation du degré de stress environnemental

Surveillance des changements de l'état de croissance

Comparaison des effets de différents traitements

2. Mesure de la fluorescence modulée par PAM

Le mode de mesure PAM utilise la technologie de fluorescence modulée pour suivre l'activité photosynthétique des plantes sous différentes conditions d'éclairage. Il permet de distinguer l'extinction photochimique de l'extinction non photochimique, offrant ainsi une meilleure compréhension des mécanismes de photoprotection des plantes.

Procédure de mesure :

Phase d'adaptation à l'obscurité : les plantes se détendent complètement dans l'obscurité et tous les centres de réaction reviennent à un état ouvert.

Mesure de Fo et Fm : Appliquer une lumière de mesure et une impulsion de saturation pour déterminer les paramètres de fluorescence adaptés à l’obscurité.

Phase d'adaptation à la lumière : Fournir une lumière photochimique pour simuler les conditions de lumière naturelle.

Surveillance cyclique : appliquer périodiquement des impulsions de saturation pour mesurer Fs et Fm'.

Phase de relaxation à l'obscurité : Immédiatement après l'arrêt de la lumière photochimique, appliquer une lumière rouge lointaine pour déterminer la fluorescence photo-adaptée minimale (Fo').

Détection de la récupération dans l'obscurité : Désactivez la lumière photochimique et la lumière rouge lointaine et surveillez le processus de récupération de la fluorescence.

Paramètres clés :

Fv/Fm : Efficacité photochimique maximale du PSII (0 chez les plantes saines) 0,78-0,84)

ΦPSII : Efficacité photochimique réelle du PSII (utilisation de l’énergie lumineuse sous illumination)

qP : Coefficient d'extinction photochimique (proportion de centres réactionnels ouverts)

qN : Coefficient d'extinction non photochimique (capacité de photoprotection)

NPQ : Extinction non photochimique (degré de dissipation de chaleur)

ETR : Taux de transport d’électrons (indice de taux photosynthétique)

Avantages de l'application :

Mesure non destructive, surveillance répétable

Distinguer les processus photochimiques des processus non photochimiques

Surveillance en temps réel des changements dynamiques de la photosynthèse

Évaluer l'efficacité des mécanismes de photoprotection

★ 3. Analyse et visualisation des données

Paramètres de fluorescence de base (OJIP) : F0, Fm, Fv, Fv/Fm

Paramètres du test JIP : ΦPo, ΦDo, ΦEo, ψEo, δRo, ABS/RC, TRo/RC, ETo/RC, DIo/RC, REo/RC, PI_abs, M0, Vj, Vi, Aire, Sm, N

Paramètres de fluorescence de base (PAM) : F0, Fs, F0', Fv/Fm

Paramètres dérivés du PAM : ΦPSII, qP, qL, qN, NPQ, NPQ_SV, Rfd, Kf, Fs/Fm, Fs/Fm', PSII_closed, PSII_closed_Lake, actual_efficiency, excitation_pressure, Fm_decline_percent, efficiency_decline_percent, Vitality_Index, qP', qL_full, PSII_closed_Lake_full, ΦNPH, ΦNO, Y_NPH, Y_NO, Rfd'

Visualisation

Images de fluorescence : Affiche des images de fluorescence couleur bidimensionnelles de chaque paramètre dans les paramètres de fluorescence de base (OJIP, PAM), les paramètres de test JIP et les paramètres dérivés de PAM.

Courbes cinématiques : courbes OJIP, courbes de fluorescence variable relative.

Courbes chronologiques : courbes de variation de l'intensité de fluorescence du PAM.

Tableaux de paramètres : Affichage clair des noms, valeurs et unités des paramètres.

4. Traitement et analyse d'images

★ Segmentation automatique des régions : Le système utilise un algorithme de segmentation par seuillage intelligent pour identifier automatiquement les zones de feuilles des plantes dans les images, en éliminant les interférences dues à l’arrière-plan et aux objets non ciblés. L’utilisateur peut activer ou désactiver cette fonction selon ses besoins.

Sélection manuelle : Pour les arrière-plans complexes ou les situations nécessitant une analyse précise de zones spécifiques, les utilisateurs peuvent sélectionner directement des régions rectangulaires, circulaires et de forme irrégulière sur l’image FM et visualiser les informations de sélection en temps réel.

★ Moyenne de région d'image : Permet de sélectionner des points, des rectangles, des cercles et des régions de forme irrégulière sur n'importe quelle image et d'afficher la moyenne de la région en temps réel.

Traitement d'amélioration d'image :

Réduction du bruit par filtre gaussien

Amélioration adaptative du contraste

Schéma de couleurs scientifiques (Pseudo-couleur Jet)

Affichage par couleur de la plage numérique

5. Gestion des données

★ Sauvegarde automatique des paramètres : tous les paramètres de mesure (luminosité de la LED, temps de mesure, nombre de cycles, etc.) sont automatiquement enregistrés dans le fichier de configuration après modification et automatiquement chargés au prochain démarrage, éliminant ainsi le besoin de réglages répétés.

Fonction d'exportation des résultats :

Exporter les images : Exporter toutes les images analysées au format PNG, en conservant la résolution d’origine.

Paramètres d'exportation : Exportez les tableaux de paramètres au format CSV ou Excel pour faciliter l'analyse statistique.

Exporter tout : Exportez en un clic toutes les images et les tableaux de paramètres vers un répertoire spécifié.

Convention d'appellation des fichiers : les fichiers exportés sont automatiquement nommés selon le format « Modèle + Numéro de série + Nom de l'image », identifiant clairement la source du contenu.

6. Paramètres système

Changement de langue : Cliquez sur le bouton de changement de langue en haut à droite de l’interface pour basculer instantanément entre le chinois et l’anglais. Les paramètres de langue sont automatiquement enregistrés et conservés après le redémarrage.

Configuration des paramètres : Tous les paramètres de mesure sont personnalisables afin de s’adapter aux différents besoins expérimentaux. Le système fournit des infobulles pour chaque paramètre afin d’aider l’utilisateur à comprendre sa signification et sa plage de valeurs recommandée.

Gestion des périphériques : Au démarrage, le système détecte et se connecte automatiquement à la caméra et au contrôleur LED. La barre d’état affiche en temps réel l’état de la connexion, facilitant ainsi la détection et la résolution rapides des problèmes matériels.

1. Recherche en physiologie végétale

Recherche sur les mécanismes photosynthétiques

Évaluation de l'activité du photosystème

Analyse de l'efficacité d'utilisation de l'énergie lumineuse

Recherche sur l'extinction non photochimique

Évaluation de la fonction de la chaîne de transport d'électrons

2. Recherche sur le stress environnemental

Réponse au stress hydrique

Effets du stress thermique

Adaptabilité au stress léger

Évaluation de la toxicité des métaux lourds

Diagnostic précoce des ravageurs et des maladies

3. Applications agricoles

Sélection des variétés de cultures

Optimisation des conditions de culture

Évaluation de l'effet des engrais

Détection des dommages causés par les pesticides

Suivi de l'état de croissance

4. Recherche écologique

Recherche sur l'adaptation des plantes à la lumière

Caractéristiques photosynthétiques de la communauté

Évaluation des fonctions écosystémiques

Réponse aux changements climatiques

Évaluation de la biodiversité