提出了一个新的利用延迟荧光强度来表征植物光合速率的系统。根据延迟荧光光谱特征,选用硅雪崩光电二极管(Si-APD),使其运行在盖革(Geiger)模式下作为延迟荧光单光子探测器,采用有源抑制和门控模式(AQGC)进行驱动,对温度、偏压、鉴别电平等参数进行了优化。为了验证系统性能,以大豆(Zao Shu No.18)叶片为模型样品进行了延迟荧光衰减动力学和本底的测量以及延迟荧光强度与最大净光合速率的对比测量,实验结果表明延迟荧光的信噪比达到1000:1,延迟荧光强度与最大净光合速率的线性相关度达到0.984。该系统具有准确和受外界环境影响小的优点。
延迟荧光(DF)技术在植物学、农业和环境等领域有着广泛的应用前景,延迟荧光来源的机理研究对其应用起着重要的作用。基于广泛接受的电子回流理论由一系列的光化学反应方程推导得出多指数衰减的延迟荧光动力学模型,首次提出了一个简化的三指数衰减近似模型,描述了光合电子传递链上的三个最重要成分的电子回流。为了验证近似模型的准确性,以实验室培养的相似的8周大的Jin Dan No.39玉米叶片为模型样品,利用实验室自制的延迟荧光探测系统,得到延迟荧光衰减动力学曲线。分别用三种电子阻断剂:DCMU、DB-MIB和Paraquat处理后的衰减动力学的实验与理论模型进行了对比研究,通过曲线特征来确定不同成分的存在及依赖关系。结果表明延迟荧光衰减动力学三指数拟合非常好(R2=0.99909),而且这三种成分是相互独立的,分别来源于QA,QB和光系统Ⅰ环式电子流。简化模型的提出为延迟荧光的应用题提供一个平台。
