葉綠素熒光

葉綠素熒光是葉綠素分子在從激發狀態返回到非激發狀態期間重新發射的光。它被用作植物、藻類和細菌中光合能量轉換的指標。激發的葉綠素通過驅動光合作用（光化學能量轉換）、非光化學猝滅中的熱量或通過發射作為熒光輻射來消散吸收的光能。由于這些過程是互補的過程，因此葉綠素熒光分析是植物研究中具有廣泛應用的重要工具。

光照適應黑暗的葉子后，光系統 II (PSII) 發出的熒光迅速上升，然后緩慢下降。由考茨基等人于 1932 年觀察到，這稱為考茨基效應。葉綠素熒光上升的這種可變上升是由于光系統 II。[3]來自光系統 I 的熒光不是可變的，而是恒定的。

熒光的增加是由于 PSII反應中心處于“封閉”或化學還原狀態。當無法接受更多電子時，反應中心“關閉”。這發生在電子受體PSII 的下游尚未將其電子傳遞給隨后的電子載體，因此無法接受另一個電子。封閉的反應中心降低了整體光化學效率，因此增加了熒光水平。將一片葉子從黑暗轉移到光明會增加封閉的 PSII 反應中心的比例，因此熒光水平會增加 1-2 秒。隨后，熒光會在幾分鐘內降低。這是因為; 1. 更多的“光化學猝滅”，由于參與碳固定的酶，電子從 PSII 中轉移出去；2.更多的“非光化學猝滅”，其中更多的能量轉化為熱能。

任何含有葉綠素的東西——陸地上的綠色植物、海藻和水下珊瑚中的共生藻類——都會發出特有的深紅色熒光。葉綠素能夠捕捉光線并將其轉化為用于光合作用的化學能，它在這方面做得很好，但并不完美。一些入射光總是以熒光的形式逸出——不是很多，大約 1%，但足以在適當的照明下看到和拍照。下面的照片顯示了植物的一部分在白光和熒光下。在正常光照下，尺蠖能很好地偽裝成植物的綠色，但它會發出綠色熒光，在葉綠素的紅色熒光下像拇指酸痛一樣突出。

錦葵上的尺蠖熒光

下一張照片顯示了背景中有藻類的珊瑚，用白光閃光和熒光拍攝了相同的場景。白光照片中珊瑚中的棕色來自共生藻類。在熒光照片中，亮綠色來自珊瑚組織中的熒光蛋白，而紅色來自共生體中的葉綠素。珊瑚周圍的藻類也發出紅色熒光。

白光下的珊瑚和藻類

熒光觀察手電筒XITE-RB照射下珊瑚和藻類的熒光

植物中的葉綠素熒光具有讓您發揮巧妙攝影技巧的特性。當植物處于黑暗中時，光合作用機制就會關閉。當植物暴露在光線下時，發生光合作用的反應中心開始發揮作用。由于的反應中心都開始準備進行光化學，因此它們使用大部分捕獲的光，而很少以熒光的形式出現。這稱為光化學猝滅. 隨著反應中心變得飽和，熒光增加，在大約 0.5 – 1 秒的跨度內上升到zui大值。在此之后，熒光緩慢下降，直到達到穩定狀態。這種下降歸因于光化學（激活后光合作用過程效率的提高）和非光化學（保護植物免受過度光照的其他過程）效應。葉綠素熒光的這種行為稱為考茨基效應，以漢斯·考茨基博士的名字命名，他于 1931 年描述了這種現象。這種效應也稱為熒光瞬態、熒光誘導或熒光衰減。

我們使用考茨基效應拍攝回形針的圖像。

首先，我們在葉子上放一個回形針。我們關了燈幾分鐘，讓光合作用停止，然后重新打開。我們等了大約 10-15 秒，讓植物暴露部分的熒光經歷考茨基效應的快速上升和緩慢下降。然后我們取下回形針并在熒光處于高強度階段時快速拍攝熒光照片。來自被覆蓋區域的這種更明亮的發射產生了回形針的完美發光殘像。

上海峰志儀器有限公司銷售的LUYOR-3415RG和LUYOR-3280RB便攜式激發光源，450nm的藍光波段能夠激發葉綠素發出紅色熒光，如果您要觀察葉綠素的熒光，可以申請樣機免費試用。