叶绿素荧光参数及意义
叶绿素荧光参数的意义
叶绿素荧光参数的意义1.最大荧光效率(Fv/Fm)：最大荧光效率是指在光饱和条件下，叶绿素荧光的最大值与最小值之比。
该参数能够反应植物光合作用的整体效率以及光能利用效率。
Fv/Fm越高，说明植物叶片的光合效率越高，光能利用效率也相应增加。
2.光化学淬灭系数(qP)：光化学淬灭是指在光合作用中，光合色素将光能转化为化学能的过程。
而光化学淬灭系数则能够表征光合色素反应中的非光化学淬灭。
qP的计算公式为(qP=(Fm'-Fs)/Fm')。
qP越高，说明光合色素的非光化学耗散越小，光合作用效率越高。
3.非光化学淬灭系数(qN)：非光化学淬灭是指光合作用中，由于各种调节机制的作用，光合色素不能将光能转化为化学能，而是以热量的形式散失掉的过程。
qN的计算公式为(qN=(Fm-Fm')/Fm)。
qN越高，说明光合色素的非光化学消耗越大，表明植物叶片可能处于逆境状态。
4.光合电子通量密度(ETR)：光合电子通量密度是指单位面积叶片上单位时间单位面积的光合电子数目。
ETR的计算公式为(ETR=(Fm'-Fs)×PFD)，其中PFD是光通量密度。
ETR可以反映光合色素光化学反应中产生的电子通量，从而评估叶片光合作用的强度。
5.中部荧光(Fm')：中部荧光是指在光饱和状态下，当植物叶片受到光能过剩时，光合色素无法继续光化学反应而产生的荧光。
中部荧光可以反映光合色素的寿命和光能利用效率。
通过测量以上叶绿素荧光参数，可以获取到植物的光合作用效率、光能利用效率、逆境响应等信息，从而对植物生长状况进行评估和监测。
通过对叶绿素荧光参数的观测和分析，可以帮助科研人员和农业生产者优化植物种植、提高光合作用效率以及预测和评估植物对逆境的响应能力。
叶绿素荧光参数及意义
第一节 叶绿素荧光参数及其意义韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333）叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最广泛的技术之一。
由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统II 的叶绿素a ，而光系统II 处于整个光合作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统II ，进而引起叶绿素a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。
与其它测量方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的应用。
1 叶绿素荧光的来源藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来的能量。
叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。
根据吸收的能量多少，叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。
若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析吸收红光，则跃迁到最低激发态。
处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（fs ，1 fs=10－15s ）内通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图1）。
而最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns ，1 ns=10－9 s ）。
波长吸收荧光红B蓝荧光热耗散最低激发态较高激发态基态吸收蓝光吸收红光能量A图1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003）处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003;Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素a ，用于进行光化学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。
这三个途径相互竞争、此消彼长，往往是具有最大速率的途径处于支配地位。
植物叶绿素荧光参数的生理生态意义分析
植物叶绿素荧光参数的生理生态意义分析植物叶绿素荧光是植物进行光合作用的一种重要指标。
叶绿素荧光参数是指植物在光合作用过程中所发生的各种光谱参数的综合指标，包括叶绿素荧光最大值、叶绿素荧光最小值、叶绿素荧光成像等。
这些参数的测定可以反映出植物的光合作用能力和生理状态，具有重要的生理生态意义。
一、叶绿素荧光参数的测定方法叶绿素荧光是指叶绿素分子在受到光激发后发射的辐射。
叶绿素荧光参数可以通过一些专业仪器进行测定，例如叶绿素荧光仪、荧光成像仪等。
其中，叶绿素荧光仪比较常见，利用激光器或LED作为光源，垂直于叶片照射植物，在荧光仪的检测头中可以测得叶绿素荧光的最大值、最小值等参数。
二、生理意义1.光合作用能力的反映叶绿素荧光参数可以反映植物的光合作用能力。
其中，叶绿素荧光最大值和最小值可以反映出植物叶片的光合能力和受光强度下的适应力，越高的荧光最大值和越低的荧光最小值表明植物叶片的光合能力越强，受光适应能力越顶尖。
2.环境适应能力的反映叶绿素荧光参数也可以反映植物对于环境变化的适应能力。
例如，在干旱等环境下，植物往往会表现出较高的荧光最小值和较低的荧光最大值，这说明植物在面对干旱等不良环境时可以通过调节叶绿素荧光参数来适应环境。
3.生长状态的反映叶绿素荧光参数还可以反映植物的生长状态。
例如，在叶片老化、病害等不好的情况下，植物会出现叶绿素荧光最小值升高，而荧光最大值降低的情况，这说明植物的光合作用能力受到了影响。
三、生态意义1.生态系统稳定性的维持叶绿素荧光参数可以反映生态系统的稳定性。
考虑到叶绿素荧光反映的植物光合作用能力以及对环境变化的适应能力，可以得到植物叶绿素荧光参数的变化一定程度上决定了生态系统的稳定性。
2.生态服务功能的提供植物在生态系统中不仅仅是为了自身的生存，它们还能够为地球生态系统提供各种生态服务。
叶绿素荧光参数的测定使得我们可以了解到植物的生长状况，以此来评估生态系统的可持续性。
3.生态环境监测和保护叶绿素荧光参数具有很强的生态环境监测和保护意义。
叶绿素荧光参数的意义
Fo 当PSII 反应中心都处于开放状态时的最小荧光。
Fm 暗适应后执行饱和脉冲当PSII 反应中心都处于关闭状态时的最大荧光产量Fo’ 光下最小荧光Fo’ = 1/(1/Fo-1/Fm+1/Fm’)Fm’光下执行饱和脉冲当PSII 反应中心都处于关闭状态时的最大荧光产量F’ 执行饱和脉冲前的实时荧光产量。
Fv/Fm and Y(II) PSII 的最大量子产量（Fv/Fm）和实际量子产量（Y(II)）这两个参数表示的都是PSII 将吸收的光能转化成化学能的效率。
测Fv/Fm 前，样品必需经过充分的暗适应以确保PSII 所有的反应中心都处于开放状态并且非光化学淬灭达到最小。
不同植物的暗适应时间不同，阴生叶片和阳生叶片的暗适应时间也不相同。
Y(II)反映的是光下叶片的实际光能转化效率。
只有当照光强度（光化光）达到一定水平时Y(II)的信息才能真实的反映光合的状态，因为在光强很弱时卡尔文碳同化过程可能无法正常运转而Y(II)可能会比较高。
qP and qL 光化学淬灭系数这两个参数表示的是PSII 中处于开放状态的反应中心所占的比例。
其中qP 是基于沼泽模型的（puddle model，Schreiber et al. 1986 as formulated by van Kooten and Snel, 1990）。
qL 是基于湖泊模型的（lake model, Kramer et al. 2004）。
qN and NPQ 非光化学淬灭参数这两个参数都和基于跨膜质子梯度和玉米黄质的非光化学淬灭相关。
Y(NO) and Y(NPQ) 非光化学淬灭的量子产量这两个是Kramer 等在2004 年提出的新参数。
Y(NPQ)是指PS II 处调节性能量耗散的量子产量。
若Y(NPQ)较高，一方面表明植物接受的光强过剩，另一方面则说明植物仍可以通过调节（如将过剩光能耗散为热）来保护自身。
Y（NPQ）是光保护的重要指标。
叶绿素荧光参数
叶绿素荧光参数叶绿素荧光参数是指从叶绿素荧光光谱中提取出来的数值，这些参数可以用来分析植物的生理状况。
叶绿素荧光技术主要用于研究叶绿素的生物学功能，以及植物的物质和能量代谢。
叶绿素荧光参数可以作为植物生物气候表征的有效指标，从而可以准确测量、评估和控制植物的生长及其与环境因素之间的关系。
叶绿素荧光参数包括在不同能量级上所发射出的三种荧光参数，其中主要有叶绿素荧光参数fv/fm和熵（entropy）。
叶绿素荧光参数fv/fm是指若干光谱最高峰与基线之间的比值。
熵（entropy）是指发射的荧光能量的平均强度。
叶绿素荧光参数还包括第三种节律（potential），它描述了荧光强度的变化。
叶绿素荧光参数的量化可以采用多种方法，其中常用的有基于光谱分析的方法，以及基于定量PCR（qPCR）技术的方法。
基于光谱分析的叶绿素荧光参数量化，采用荧光光谱仪对植物拍摄荧光照片，然后分析荧光强度的变化，从而得到叶绿素荧光参数fv/fm和熵（entropy）的值。
而基于qPCR技术的叶绿素荧光参数量化，主要是通过扩增植物的叶绿素基因，然后在实验室里测定其复合物的表达水平，从而确定叶绿素节律（potential）的变化情况。
叶绿素荧光参数量化可以为植物生态学和植物物理学研究和应用提供重要的支持。
叶绿素荧光参数可以分析植物在不同环境下的光合作用，还可以帮助科学家们理解植物对环境变化的响应和应对方式。
例如，可以利用叶绿素荧光参数来识别植物在高温、酸性或缺氧环境下受到影响的程度，从而帮助研究人员更好地提高植物的抗逆性。
此外，叶绿素荧光参数还可以用于协助科学家们监控植物的种植技术及其质量，以确保质量的稳定性和提高农作物的产量。
例如，研究人员可以利用叶绿素荧光参数来进行非常精确的加热、光照和水分控制，从而提高植物的生长、生产和产量。
此外，叶绿素荧光参数还可以用于分析植物根系系统的表达、水分分布状况和营养物质吸收状况等。
总之，叶绿素荧光参数量化对植物的生理状况具有重要的意义，可以为植物的生物气候表征提供有效的指标，同时也可以更好地分析植物对环境变化的反应和应对方式，帮助科学家更好地提高植物的抗逆性和高效用水。
叶绿素荧光分析
叶绿素中存在一定量的叶绿素蛋白复合物，其中影响光能吸收的因素是叶绿素蛋白复合物的含量和成分比例，捕光蛋白复合体中叶绿素a/b值较为关键，较高比例的捕光蛋白复合体（LHCP）有利于弱光下植物吸收和利用光能(Sane,1977)。
叶绿素a/b值，即叶绿素a与叶绿素b的比值，也与光合作用速率有密切关系：比值低，有利于吸收光能；比值高，在强光下的光合速率通常较高，抵抗光抑制能力较强(储钟稀等，1986)。
同时，叶绿素含量与该比值呈负相关，即叶绿素含量高，叶绿素a/b比值较低，作物叶色较深。
也有人报道认为叶绿素a/b比值与光合作用速率呈显著的负相关，该比值也可能是影响光合作用速率的内在因子之一。
“光能被色素分子吸收以后，并不是全部用于光合作用：一部分光能被传递到光反应中心，用于光化学反应；一部分光能可以辐射成荧光的方式被耗散掉；另一部分光能以热辐射的方式耗散掉，色素发射荧光的能量与用于光合作用的能量相互竞争，这是以叶绿素a荧光通常被作为光合作用无效指标的依据”(植物生理学 2003:123)，此外分子的荧光特性是由该分子的化学性质和周围环境因素的相互作用所控制的，因此叶绿素荧光测量是以叶绿素a荧光作为探针，探测和研究植物光合生理状况及各种外界因子对其的影响，是无损伤研究光合作用过程的重要手段(林世青等 1992; Krause and Weis 1988)。
植物叶片荧光动力学参数与光合特性的关系在自然条件下，叶绿素荧光和光合作用的关系十分密切(Bolhar-Nordenkampf H Ret al. 1989；Genty B et al. 1989；Schreiber U et al. 1994 )，一方面是当强光持续照射植物时，为了避免叶绿体吸收光能超过光合作用过程中光化学反应的消耗能力及过量的光能灼伤光合机构，荧光起到了重要的保护作用：一部分光能以荧光的方式被耗散掉(Gilmore A and Gofindjee，1999)；另一方面，自然条件下叶绿素荧光和光合速率一般是呈负相关的，当荧光变弱时光合速率就高，反之亦然，植物的营养受胁程度与光合作用的荧光特性有着密切的关系(徐彬彬等 2000；Krause G H and Weis E 1984；Liehtenthaler H K and Rinderle U 1984；Mefarlane J C er al. 1980；Sehreiber U and Bilger W 1987；)，因此叶绿素荧光可作为营养诊断探测叶片光合功能的快速、无损伤探针(张木清 2005)通过植物荧光特性探测可以了解植物的生长发育以及对逆境胁迫、病虫害等的生理响应，与“表观性”的气体交换指标相比叶绿素荧光更具有反映“内在性”的特点(Lin S Q etal. 1992)。
对叶绿素荧光仪各参数的说明
对叶绿素荧光仪各参数的说明叶绿素荧光仪是一种用于测量叶片中叶绿素荧光特性的仪器。
通过测量叶绿素荧光参数，可以了解光合作用的效率及叶片光能利用的情况。
下面对叶绿素荧光仪的各个参数进行说明。
1.最大光化学效率（Fv/Fm）：最大光化学效率是叶绿素荧光的一个重要参数，它是在最大光强下，叶片所有光能被光化学系统利用的能力。
一般来说，健康的叶片Fv/Fm值约为0.8至0.85、Fv/Fm值较低可能意味着光合作用受到了抑制或叶片发生了其他异常。
2. 最大电子传递速率（ETRmax）：最大电子传递速率是指在最大光强下，叶片中电子在光合系统中传递的速率。
ETRmax值可以用来评估叶片光合作用的效率。
ETRmax值较高表示叶片对光的利用效率较高。
3.实际电子传递速率（ETR）：实际电子传递速率是指在实际光照条件下，叶片中电子在光合系统中传递的速率。
ETR值可以用来评估叶片对光的利用效率。
ETR值的大小与光照强度和光合作用的活性有关。
4.非光化学淬灭（NPQ）：非光化学淬灭是叶片在强光照射下，通过热量转移和光保护机制来消除过剩能量的过程。
NPQ值可以反映叶片的光保护能力。
NPQ值较高表示叶片对光损伤的耐受能力较强。
5.能量转化效率（ΦPSII）：能量转化效率是指叶片中光能转化为化学能的效率。
ΦPSII值可以用来评估叶片的光合作用效率。
ΦPSII值越高表示叶片对光的吸收和转化能力越强。
6.电子通过光系统Ⅱ（PSII）的速率（ET0/CSm）：ET0/CSm是叶片中光合系统中电子通过光系统Ⅱ的速率。
ET0/CSm值可以用来评估光合效率和光能利用率。
7. 叶绿素含量（Chl）：叶绿素含量是叶片中叶绿素的总量。
叶绿素是光合作用中的光能捕获剂，叶绿素含量的多少直接影响植物的光能利用效率和光合作用的效率。
8.活性氧自由基（ROS）：活性氧自由基是氧分子通过一系列化学反应产生的高活性的氧化物。
活性氧自由基对植物细胞的生理功能产生负面影响。
第4章第1节_叶绿素荧光参数及意义-v2
第四章 叶绿素荧光技术应用第一节 叶绿素荧光参数及其意义韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333）叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最广泛的技术之一。
由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统 II 的叶绿素 a ，而光系统 II 处于整个光合作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统 II ，进而引起叶绿素 a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。
与其它测量方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的应用。
1 叶绿素荧光的来源藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来的能量。
叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。
根据吸收的能量多少，叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。
若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析吸收红光，则跃迁到最低激发态。
处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（fs ，1fs=10－15 s ）内通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图 1）。
而最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns ，1 ns=10－9 s ）。
A 较高激发态 B 热耗散吸收蓝光 吸收红光 最低激发态 能量荧光 基态蓝波长红荧光图 1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003）处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图 2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003; Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素 a ，用于进行光化学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。
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第一节 叶绿素荧光参数及其意义韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333）叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最广泛的技术之一。
由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统II 的叶绿素a ，而光系统II 处于整个光合作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统II ，进而引起叶绿素a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。
与其它测量方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的应用。
1 叶绿素荧光的来源藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来的能量。
叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。
根据吸收的能量多少，叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。
若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析吸收红光，则跃迁到最低激发态。
处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（fs ，1 fs=10－15s ）内通过振动弛豫向周围环境辐射热量，回到最低激发态（图1）。
而最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒（ns ，1 ns=10－9 s ）。
波长吸收荧光红B蓝荧光热耗散最低激发态较高激发态基态吸收蓝光吸收红光能量A图1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003）处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003;Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素a ，用于进行光化学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。
这三个途径相互竞争、此消彼长，往往是具有最大速率的途径处于支配地位。
一般而言，叶绿素荧光发生在纳秒级，而光化学反应发射在皮秒级（ps ，1 ps=10－12 s ），因此在正常生理状态下（室温下），捕光色素吸收的能量主要用于进行光化学反应，荧光只占约3%～5%(Krause and Weis, 1991; 林世青 et al., 1992)。
在活体细胞内，由于激发能从叶绿素b 到叶绿素a 的传递几乎达到100％的效率，因此基本检测不到叶绿素b 荧光。
在常温常压下，光系统I 的叶绿素a 发出的荧光很弱，基本可以忽略不计，对光系统I 叶绿素a 荧光的研究要在77 K 的低温下进行。
因此，当我们谈到活体叶绿素荧光时，其实指的是来自光系统II 的叶绿素a 发出的荧光。
图2 激发能的三种去激途径（引自韩博平et al., 2003）LHC，捕光色素蛋白复合体。
2 叶绿素荧光的研究历史在19世纪就有了关于叶绿素荧光现象的记载。
最初是在1834年由欧洲传教士Brewster发现，当强光穿过月桂叶子的乙醇提取液时，溶液的颜色由绿色变成了红色。
1852年Stokes认识到这是一种光发射现象，并创造了“fluorescence”一词。
1931年，德国科学家Kautsky和Hirsch用肉眼观察并记录了叶绿素荧光诱导现象，明确指出暗适应处理的叶片照光后的诱导过程中，叶绿素荧光强度的变化与CO2固定呈相反的关系(Kautsky and Hirsch, 1931; Govindjee, 1995)，此后的10余年中，Kautsky和他的学生Franck就这一现象作了系统的研究(Kautsky and Franck, 1943)。
在Kautsky研究的基础上，后人进一步对叶绿素荧光诱导现象进行了广泛而深入的研究，并逐步形成了光合作用荧光诱导理论，被广泛应用于光合作用研究。
由于Kautsky的杰出贡献，叶绿素荧光诱导现象也被称为Kautsky效应（Kautsky Effect）。
从1960年代到1980年代早期，叶绿素荧光这一生物物理学的技术被广泛用于光合作用基础研究，很多重要发现都与这一技术有关，如光合作用存在两个光反应的提出(Duysens and Sweers, 1963)就是采用的这一技术应用的典型代表。
但在那个年代，所有的叶绿素荧光测量都只能在完全遮蔽环境光的“黑匣子”里进行，这大大限制了叶绿素荧光技术在植物胁迫生理学、生理生态学和植物病理学等领域的应用。
因此在很长一段时间中，叶绿素荧光技术在基础研究和应用研究的使用中存在一个鸿沟。
尽管如此，情况还是在逐步好转。
这是因为虽然叶绿素荧光信号虽然复杂，但确实提供了可靠的、定量的信息，并且可以由越来越小型化的仪器来进行测量。
1980年代中期，德国乌兹堡大学的Schreiber提出了叶绿素荧光测量的饱和脉冲理论，并发明了脉冲-振幅-调制（Pulse-Amplitude-Modulation）叶绿素荧光仪(Schreiber, 1986; Schreiber et al., 1986)，也就是今天大名鼎鼎的调制叶绿素荧光仪PAM。
Schreiber早年师从Kautsky的学生Franck，在后者的指导下很早就开始进行叶绿素荧光研究(Schreiber et al., 1971; Gielen et al., 2007)，并在1975年就设计出了科研界第一款便携式叶绿素荧光仪(Schreiber et al., 1975)。
但受限于光电技术的发展，当时这款荧光仪只能测量叶绿素荧光诱导曲线，不能进行深入的淬灭分析，直到PAM的出现才解决了这个问题。
调制叶绿素荧光仪PAM和调制叶绿素荧光测量技术在叶绿素荧光的研究历史上具有里程碑意义。
它采用了调制技术进行测量，从而可以在有环境光照（甚至是很强的太阳光）的情况下记录叶绿素荧光信号；它采用了饱和脉冲技术，使得光化学淬灭和非光化学淬灭的测量成为可能。
PAM面世后，很快就替代了传统的光合放氧和CO2同化技术，成为使用最广泛的光合活性测量技术。
早期的调制叶绿素荧光仪主要在实验室内进行测量，到了1990年代发展到可以非常方便的在野外现场测量。
早期的仪器采用光电二极管作为检测器，只能测量叶片或细胞浓度很高的藻液，后来采用光电倍增管后可以直接检测大洋海水的叶绿素荧光。
随着技术的发展，陆续出现了叶绿素荧光成像测量技术、水下原位叶绿素荧光测量技术、显微叶绿素荧光测量技术、无线远程叶绿素荧光测量技术和利用叶绿素对浮游植物进行分类的技术等，这些技术均在藻类学界得到了广泛的应用。
3 调制叶绿素荧光原理为了更好的理解调制叶绿素荧光，首先要知道“荧光强度（intensity）”和“荧光产量（yield）”的区别。
“荧光强度”的高低依赖于激发光的强度和仪器的信号放大倍数，其变化可以达到几个数量级的幅度。
而“荧光产量”可以理解为固定仪器设置下的荧光强度，其变化不会超过5-6倍，是真正包含了光合作用信息的参数。
例如针对一个暗适应处理后的样品，照射0.5 µmol m-2 s-1的测量光后，其荧光产量是非常稳定的。
假设此时仪器的增益设置为1，荧光强度为300 mV；当仪器的增益设置改为3后，荧光强度变为900 mV。
但实际上由于激发光恒定，样品发出的荧光产量是恒定的，只是在不同的信号放大倍数下检测到的荧光强度不同而已。
理想的荧光仪必须能在不改变样品状态的情况下（即非破坏性）进行生理活性测量，需要满足如下几条要求(Schreiber, 1986; Schreiber et al., 1986; Schreiber, 2004)：1）测量光必须足够低，只激发色素的本底荧光而不引起光合作用，这样才能获得暗适应后的最小荧光Fo；2）测量光由一系列微秒级的光脉冲组成，这些短光脉冲可以不同的频率给出。
在很低的频率下，即使单个微秒级光脉冲的强度比较高，也不会引起光合作用；3）用反应迅速、线性范围大的光电二极管（或光电倍增管）来检测这些由微秒级测量光脉冲激发的微秒级荧光脉冲；4）荧光脉冲信号首先由交流耦合放大器放大，然后进一步经选择性锁相放大器处理，只放大和调制测量光同频率的荧光信号，可以有效屏蔽环境中本身就存在的与叶绿素荧光同波长的背景噪音（这就好比选择调频收音机的某个频道，就可以在浩如烟海的无线电波噪音中获得选择性接收您需要的无线电波，采用调制技术，可以在大量的环境光背景噪音中选择性测量叶绿素a发出的荧光）；5）当打开光化光或饱和脉冲时，可以自动提高测量光频率，以提高信号采点率，有效记录一些比较快速的荧光动力学变化（如荧光快速上升动力学）。
调制叶绿素荧光仪有两大核心技术，一个是上文提到的光调制技术，有了它才能使得我们在有环境光的情况下测量叶绿素荧光；另一个就是饱和脉冲技术。
所谓饱和脉冲技术，就是提供一个瞬间的强光脉冲，来暂时打断光系统II电子传递过程。
我们已经知道，光合机构吸收的光能有三条去激途径：光化学反应（Photochemistry, P）、叶绿素荧光（Fluroescence, F）和热耗散（Dissipation, D）。
根据能量守恒原理，假设吸收的光能为常数1，得到1=P+F+D。
叶绿素荧光产量可以测量出来，而我们希望得出P和D两个参数。
根据基本的数学原理，一个等式有两个未知数是无解的。
此时如果给出一个饱和脉冲，暂时打断光化学反应过程，则P=0，这个等式就可以求解了。
由此可知，饱和脉冲技术的基本作用就是打断光合作用，用于求出光化学反应和热耗散分别用去了多少能量。
早期，科研人员只能通过人为加入农药敌草隆（DCMU）来阻断光系统II的电子传递过程，从而获得最大荧光Fm，而这是不可逆的。
后来，Schreiber在“光强倍增”技术(Bradbury and Baker, 1981; Quick and Horton, 1984)的基础上提出了“饱和脉冲”技术(Schreiber et al., 1986)。
饱和脉冲技术的最大优点在于，它是暂时阻断光系统II的电子传递过程，由于持续时间很短（一般0.2-1.5 s），因此饱和脉冲关闭后光合电子传递会在极端的时间内恢复运转。
所以说这是一种可逆的过程，正是有了饱和脉冲技术，我们才能不破坏样品的完整性就获得其光合生理参数。
4 叶绿素荧光诱导曲线和典型参数从Kautsky发现叶绿素荧光诱导现象并提出其与光合作用的关系后，80多年来利用叶绿素荧光研究光合作用采用的最主要技术就是荧光诱导曲线。
那么什么是叶绿素荧光诱导曲线呢？测量叶绿素荧光诱导曲线能获得哪些生物信息呢？所谓叶绿素荧光诱导，就是将样品在黑暗的状态下适应一段时间，然后照射光化光，观察样品的光合机构从暗转到光下的响应过程。
为什么要暗适应呢？在光合电子传递链上有一个叫做质体醌（PQ）的载体，是整个电子传递过程的限速步骤，可以通俗的称之为电子门。