Aplicaciones de LIF para documentar la variabilidad natural del contenido de clorofila y la absorción de Cu en musgo
Autores: Truax, Kelly; Dulai, Henrietta; Misra, Anupam; Kuhne, Wendy; Smith, Celia; Bongolan-Aquino, Ciara
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aplicaciones de LIF para documentar la variabilidad natural del contenido de clorofila y la absorción de Cu en musgo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Clorofila
Fluorescencia inducida por láser
Técnica de LIF
Frondas de musgo
Contaminación metálica
Procesamiento de imágenes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La clorofila ha sido utilizada durante mucho tiempo como un indicador natural de la salud de las plantas y de la eficiencia fotosintética. La fluorescencia inducida por láser (LIF) es una técnica emergente para comprender procesos orgánicos de amplio espectro y se ha utilizado más recientemente para monitorear la respuesta de la clorofila en las plantas. Trabajos anteriores se han centrado en desarrollar una técnica de LIF para la obtención de imágenes de musgos con el fin de identificar la contaminación por metales, con el enfoque actual cambiando hacia la aplicación en frondas de musgo y ayudando en la recolección de muestras para análisis químicos. Se utilizaron dos sistemas láser (CoCoBi, un sistema láser pulsado Nd:YGa, y Chl-SL con dos diodos semiconductores azules continuos) para recopilar imágenes de frondas de musgo expuestas a niveles crecientes de Cu (1, 10 y 100 nmol/cm) utilizando una cámara CMOS. Los mejores métodos para el preprocesamiento de imágenes se llevaron a cabo antes de que se compararan las firmas de fluorescencia con un control. El sistema Chl-SL tuvo un mejor rendimiento que el CoCoBi, siendo la deformación temporal dinámica (DTW) la más efectiva para el análisis de imágenes. El umbral manual para eliminar los valores de código decimal más bajos mejoró las distribuciones de datos y demostró si usar una o dos frondas en una imagen era más ventajoso. Una mayor diferencia de DTW con respecto al control se correlacionó con menores relaciones de clorofila a/b y un mayor contenido de metales, lo que indica que la LIF, con la ayuda del procesamiento de imágenes, puede ser una técnica efectiva para identificar la contaminación por Cu poco después de un evento.
Descripción
La clorofila ha sido utilizada durante mucho tiempo como un indicador natural de la salud de las plantas y de la eficiencia fotosintética. La fluorescencia inducida por láser (LIF) es una técnica emergente para comprender procesos orgánicos de amplio espectro y se ha utilizado más recientemente para monitorear la respuesta de la clorofila en las plantas. Trabajos anteriores se han centrado en desarrollar una técnica de LIF para la obtención de imágenes de musgos con el fin de identificar la contaminación por metales, con el enfoque actual cambiando hacia la aplicación en frondas de musgo y ayudando en la recolección de muestras para análisis químicos. Se utilizaron dos sistemas láser (CoCoBi, un sistema láser pulsado Nd:YGa, y Chl-SL con dos diodos semiconductores azules continuos) para recopilar imágenes de frondas de musgo expuestas a niveles crecientes de Cu (1, 10 y 100 nmol/cm) utilizando una cámara CMOS. Los mejores métodos para el preprocesamiento de imágenes se llevaron a cabo antes de que se compararan las firmas de fluorescencia con un control. El sistema Chl-SL tuvo un mejor rendimiento que el CoCoBi, siendo la deformación temporal dinámica (DTW) la más efectiva para el análisis de imágenes. El umbral manual para eliminar los valores de código decimal más bajos mejoró las distribuciones de datos y demostró si usar una o dos frondas en una imagen era más ventajoso. Una mayor diferencia de DTW con respecto al control se correlacionó con menores relaciones de clorofila a/b y un mayor contenido de metales, lo que indica que la LIF, con la ayuda del procesamiento de imágenes, puede ser una técnica efectiva para identificar la contaminación por Cu poco después de un evento.