(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210363175.3 (22)申请日 2022.04.07 (71)申请人 中国科学院苏州生物医学工程 技术 研究所 地址 215163 江苏省苏州市高新区科灵路 88号 (72)发明人 巩岩　张艳微　郎松　徐林钰　 郑汉青　 (74)专利代理 机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 1 1250 专利代理师 陈刚 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01N 21/25(2006.01)G01N 21/01(2006.01) G01N 1/28(2006.01) (54)发明名称 一种用于光合作用的多模式成像与光谱分 析方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于光合作用的多模式 成像与光谱分析方法及装置， 其中， 所述方法应 用于控制系统， 所述方法包括： 为被测样本设置 本次的测试环境； 在所述测试环境下， 生成特定 形式的照明光， 所述特定形式的照明光应用于特 定的成像方法或者光谱分析方法中， 以所述特定 形式的照明光传递至所述被测样品， 以使得所述 被测样品激发出叶绿素荧光 或样品标记的荧光； 收集所述叶绿素荧光或样品标记荧光得到样品 荧光， 以所述特定的成像方法或光谱分析方法对 所述样品荧光进行处理， 得到处理数据， 并对所 述处理数据进行分析。 本发明提供的技术方案， 能够以不同的成像方法或光谱分析方法实现对 植物光合作用过程变化的研究。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 114544580 A 2022.05.27 CN 114544580 A 1.一种用于光合作用的多模式成像与光谱分析方法， 其特征在于， 所述方法应用于控 制系统， 所述方法包括： 为被测样本设置 本次的测试环境； 在所述测试环境下， 生成特定形式的照明光， 所述特定形式的照明光应用于特定的成 像方法或者光谱分析方法中， 以所述特定形式的照明光传递至所述被测样品， 以使得所述 被测样品激发出叶绿素荧 光或样品标记的荧 光； 收集所述叶绿素荧光或样品标记荧光得到样品荧光， 以所述特定的成像方法或光谱分 析方法对所述样品荧 光进行处 理， 得到处 理数据， 并对所述处 理数据进行分析。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述特定形式的照明光包括： 脉冲调制照 明光、 光谱可调谐LED照明光、 超分辨成像照明光中的一种； 所述脉冲调制照明光用于叶绿素荧 光动力学分析； 所述光谱可调谐LED照明光输出单一波长或特定光谱的照明光， 用于研究被测样品在 不同光谱下的特性； 所述超分辨成像照明光用于实现被测样品的超分辨观测。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述特定的成像方法或光谱分析方法包 括： 光谱检测方法、 高速成像方法、 多光谱宽场成像方法和超分辨成像方法中任一种。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述光谱检测方法以脉冲调制照明光或光 谱可调谐LED照明光传递至所述被测样品， 所述被测样品激发出叶绿素荧光或样品标记的 荧光， 以显微物镜对被测样品激发出的叶绿素荧光或样品标记的荧光进 行收集得到样品荧 光， 以光纤耦合技术对所述样品荧光进 行处理， 并输入到光谱仪， 由光谱仪对叶绿素荧光或 样品标记的荧 光进行光谱检测， 并将检测数据输入到控制系统进行 数据分析。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述高速成像方法以脉冲调制照明光经滤 光片组与显微物镜传递至所述被测样品， 所述被测样品激发出叶绿素荧光或样品标记的荧 光， 以显微物镜对被测样品激发出的叶绿素荧光或样品标记的荧光进行收集得到样品荧 光， 所述样品荧光经过滤光片组、 反射镜、 管镜到达相机， 所述相机以高速模式对所述荧光 进行成像， 实现样品植物光合作用的高速动力学成像分析， 并将成像数据输入到控制系统 进行数据分析； 其中， 所述相机的成像速度大于4000fps， 样品荧光经过滤光片组时通过切 换滤光片组实现不同谱段的荧 光观测。 6.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于所述多光谱宽场成像方法以可调谐LED照明 光传递至所述被测样品， 所述被测样品激发出叶绿素荧光或样品标记的荧光， 以显微物镜 对被测样品激发出的叶绿素荧光或样品标记的荧光进 行收集得到样品荧光， 所述样品荧光 经过滤光片组、 反射镜、 管镜到达相机， 所述相机以非高速模式对所述样品荧光进行成像， 并将成像数据输入到控制系统进行数据分析； 其中， 样品荧光经过滤光片组时通过切换滤 光片组实现不同谱段的荧 光观测。 7.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述超分辨成像方法以超分辨成像照明光 传递至所述被测样品， 所述被测样品激发出叶绿素荧光或样品标记的荧光， 以显微物镜对 被测样品激发出的叶绿素荧光或样品标记的荧光进行收集得到样品荧光， 所述样品荧光经 过滤光片组、 管镜 到达相机， 实现超分辨成像。 8.一种用于光合作用的成像与光谱分析装置， 其特征在于， 所述装置包括照明系统、 检权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114544580 A 2测系统、 样品系统， 其中： 所述照明系统生成的特定形式的照明光传递至所述检测系统 的滤光片组， 所述检测系 统的滤光片组将所述照明光传递至所述检测系统的显微物镜， 所述检测系统的显微物镜将 所述检测系统的滤光片组传递来的所述照明光传递到样品系统的被测样品， 所述被测样品 激发出叶绿素荧光或样品标记的荧光， 所述显微物镜将所述被测样品激发出的叶绿素荧光 或样品标记的荧光收集得到样品荧光并将所述样品荧光传递至所述滤光片组， 所述滤光片 组将所述样品荧光传递至所述检测系统的第一反射镜， 所述第一反射镜将所述样品荧光传 递至所述检测系统的光纤耦合模块， 光纤耦合模块的一端与光谱仪之间通过光纤进行连 接。 9.根据权利要求8所述的装置， 其特征在于， 所述检测系统还包括第二反射镜， 所述第 一反射镜将所述样品荧光传递至第二反射镜， 所述第二反射镜将所述样品荧光经成像管镜 传递到相机 。 10.一种控制系统， 其特 征在于， 所述控制系统包括： 测试环境设置单 元， 用于为被测样本设置 本次的测试环境； 照明光生成单元， 用于在所述测试环境下， 生成特定形式的照明光， 所述特定形式的照 明光应用于特定的成像方法或者光谱分析方法中， 以所述特定形式的照明光传递至所述被 测样品， 以使得 所述被测样品激发出叶绿素荧 光或样品标记的荧 光； 荧光处理单元， 用于收集所述叶绿素荧光或样品标记荧光得到样品荧光， 以所述特定 的成像方法或光谱分析方法对所述样品荧光进行处理， 得到处理数据， 并对所述处理数据 进行分析。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114544580 A 3