[发明专利]一种均匀光照的植物叶绿素荧光检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及荧光检测装置，尤其涉及一种均匀光照的植物叶绿素荧光检测装置。

背景技术

光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它利用太阳光能裂解水释放出了地球上绝大多数所需要的氧气，同时固定大气中的二氧化碳为葡萄糖为新陈代谢提供能量。在光合作用的光反应过程，将所吸收的光能进行传递。在将光能转换为电能的过程中，有一部分光能损耗以较长波长的荧光方式释放。叶绿素荧光和光合作用有着十分密切的关系，很多光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来，叶绿素荧光测量具有快速、可靠、灵敏、对样品无损伤等特点，这些优点使其得以迅速发展。

常用的测量方法为调制式测量荧光方法，该方法是利用光子密度较小的调制测量光照射植物的叶片，探测其激发的荧光。然后再照射强的非调制光和饱和脉冲光，测量其荧光的变化情况，来确定叶绿素的荧光参数。随着CCD摄像技术的发展，使荧光成像测量成为可能。但荧光成像测量需要均匀分布的激发光照明，且对激发光强度有明确要求。目前成像的叶绿素荧光探测仪器一般采用LED阵列光源，每个LED照明局部区域，多个LED拼接成大面积均匀激发光照明。但由于该均匀照明区域只局限于一个特定的照明距离，离开该距离后激发光的均匀性变差，而且由于光源的发散特性，使得距离增加后激发光强变弱，无法满足测量需求。并且对于整株植物，由于不同叶片的高低不同，无法同时对这些叶片进行测量。

授权公告号为CN101865846B的专利文献公开了一种植物叶绿素荧光在线检测装置。他包括第一矩形光源、第二矩形光源、线光源、CCD摄像机、滤光片和传送带，其中第一矩形光源和第二矩形光源投射出矩形照明光斑，分别作为调制测量光和非调制的光化光，线光源投射出的长条形照明光斑作为饱和脉冲光。饱和脉冲光在矩形光斑中进行扫描。CCD摄像机通过滤光片记录矩形光斑内的荧光变化图像。通过整个测量装置在植物上方的移动测量大面积的植物叶绿素荧光分布情况。该检测装置的光源不能均匀到达植物的所有部位，只能对植物表面的荧光进行检测，不能对植株不同高度的叶片进行照明成像。

发明内容

本发明公开了一种均匀光照的植物叶绿素荧光检测装置，该植物叶绿素荧光检测装置实现了较大深度的均匀激发照明，可对植株不同高度叶片进行同时成像测量。

一种均匀光照的植物叶绿素荧光检测装置，包括用于向待测样品发射检测光的光源、用于采集来自待测样品光线的摄像机、布置在所述摄像机和待测样品之间的滤光片，还设有将来自所述光源的检测光反射至待测样品的反光镜。

本发明通过反光镜对光源发出的检测光的反射，可在反射区域内形成均匀照明的空间，从而可对植株不同高度的叶片进行照明成像。

为了增强反射效果，形成均匀光照，所述反光镜呈环形的布置在待测样品的周围。

为了减少检测光的损失，提高样品荧光成像效果，避免外界环境对待测样品荧光成像效果的干扰，检测装置还设有密闭的检测室，所述光源、摄像机、滤光片和反光镜均位于该检测室内，所述检测室的侧壁为反光面，即形成所述反光镜。

作为另一种实施方式，所述检测室的侧壁也可以是非反光面，而是在检测室中另外设置有反光镜，反光镜的高度一般优选为不低于待测样品的高度，这样可以在待测样品的各个高度层面上均投射发射光。

作为优选，所述检测室为立方体结构。立方体结构的四个侧壁为平面结构，平面结构的侧壁作为反光面时便于加工和安装，四个侧壁也便于单独的调整或更换。

为了便于将待测样品放入检测室中，所述检测室的侧壁设有活动门，所述活动门为侧拉门或翻转门，在实际测量时，待测样品从活动门送入检测室内，然后关闭活动门进行荧光成像。

为了提高光反射效果及摄像机成像效果，所述检测室具有逐渐收拢的顶部。

例如，检测室的底部为立方体结构，顶部为梯台形。当然立方体结构的顶缘与梯台形的底部要相互对接，在此方式中，不仅立方体结构的四个侧壁为反光面，所述梯台形的四个侧壁也是反光面。作为进一步的优选所述光源、摄像机和滤光片均位于检测室的顶部。即处在梯台形的区域内，梯台形的四个侧壁均为倾斜设置，可以将来自光源检测光尽可能的反射至下方的立方体区域中，在提高光反射效果的同时还具有一定的聚光效果。

所述光源为具有相同的发光特性的多个LED光源，且还设有用于使各LED光源选择性提供测量光、饱和脉冲光和光化光的驱动电路。