2026年5月4日，德国基尔大学植物研究所Wolfgang Bilger教授及其团队在Photochemical & Photobiological Sciences在线发表题为“Optical detection of pigment contents in leaves: intercomparison of several handheld devices”的研究论文，该研究聚焦便携式光学设备原位检测叶片表皮紫外吸收物质、叶绿素及花青素含量的实验室间可比性问题，针对Dualex系列等主流手持检测仪缺乏外部校准标准、多设备数据难以统一的行业痛点，系统评估不同仪器测量结果的一致性与可靠性，为植物紫外防护、氮素营养诊断等领域的无损检测技术规范化提供关键依据。

本研究以不同光照处理的蚕豆叶片与红叶榛子叶片为测试材料，对5个实验室的7台Dualex Scientific多酚叶绿素仪、1台LSA‑2050植物多酚叶绿素荧光仪原型机及1台UV‑A‑PAM荧光仪开展横向比对，核心检测黄酮指数(Flav index)、叶绿素指数(Chl index)与花青素指数(Anth index)，通过线性回归分析判定不同设备间的相关性与偏差，同时结合叶片提取液分光光度法验证花青素指数的有效性，并提出便携式仪器日常功能校验方法。

图1 20个不同蚕豆叶圆片上的测量结果，展示各Dualex仪器、UV‑A‑PAM荧光仪及LSA‑2050叶片状态分析仪的黄酮指数与参考仪器12_243黄酮指数的相关性，虚线代表完全一致线。

表1 各仪器与参考仪器12_243之间黄酮指数的回归分析结果，包含斜率、截距、标准误及决定系数r²，标注斜率与截距的显著性差异。

结果显示，黄酮指数在绝大多数仪器间呈现极强线性相关(r²>0.989)，仅1台设备存在显著偏移，经返厂维修后可恢复正常；叶绿素指数的仪器间变异性显著高于黄酮指数，部分设备存在稳定偏移，回归系数明显偏低；花青素指数在绿色蚕豆叶片中表现出强叶绿素依赖性，叶绿素指数低于30时易出现虚假信号，而在红叶榛子叶片中与提取液测定值高度匹配(r²=0.969)，证明该指标在高花青素样本中具备有效性。

图2 六台不同设备的叶绿素指数随参考仪器12_243叶绿素指数的变化关系，虚线代表完全一致线。

表2 各仪器与参考仪器12_243之间叶绿素指数的回归分析结果，包含斜率、截距、标准误及决定系数r²，标注斜率与截距的显著性差异。

研究进一步分析表明，Dualex系列仪器的黄酮指数整体可靠，可支撑不同实验室间数据横向对比，非Dualex设备通过外部标准校准后也能实现良好匹配；叶绿素指数易受叶脉、叶片衰老等因素干扰，建议单叶片多次测量并结合标准提取法校准；花青素指数易受叶绿素“包裹效应”干扰，低叶绿素样本(Chl index<30)的读数需谨慎采信，红色叶片检测前建议目视核验并配合提取法验证。针对单设备用户，研究推荐简易自检方案：用去表皮阴生叶片校验黄酮指数基线、用衰老叶片核查叶绿素指数偏移、用无花青素绿色叶片判定花青素指数本底，出现异常及时返厂校准，保障长期测量稳定性。

图3 A为三台不同仪器的花青素指数随参考仪器12_256花青素指数的变化关系；B为花青素指数随同一仪器叶绿素指数的变化关系。

图4 红叶榛子叶片正反两面花青素指数之和与叶片甲醇提取物532 nm处花青素吸光度的关系，虚线为回归线，r²=0.969。

本研究明确便携式叶片色素检测仪的性能边界与使用规范，证实黄酮指数可用于跨实验室定量对比，叶绿素与花青素指标需针对性校准，为植物表型分析、精准农业氮素诊断、紫外胁迫响应研究等场景提供标准化检测依据，推动手持光学设备在植物科学研究与田间应用中的规范化使用。

原文：Bilger W., et al. Optical detection of pigment contents in leaves: intercomparison of several handheld devices[J]. Photochemical & Photobiological Sciences, 2026. 

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