M-PEA（Multi-Function Plant Efficiency Analyser，多功能植物效率分析儀）**結合高品質快速螢光動力學量測與 P700+ 吸收光譜研究，並整合突破性的延遲螢光（Delayed Fluorescence, DF）量測技術，是目前市面上研究植物光合作用效率最全面的系統之一。

系統架構

M-PEA 為實驗室等級量測系統，由控制主機與精密堅固的感測單元組成，感測單元內含所有量測所需的光學發射器與偵測器。系統透過完整的 Windows® 軟體套件（M-PEA+）進行控制，可設計、上傳並執行複雜實驗流程，量測資料透過 USB2.0 連線快速下載至軟體端。控制主機體積精巧、佔用桌面空間小，適合在寸土寸金的實驗室環境中使用。前面板配置電源開關與指示燈、光學感測器連接埠及 4 行 LCD 顯示幕；後面板則提供 12V 直流電源輸入與 USB2.0 連接埠，供連接運行 M-PEA+ 軟體的 Windows® 電腦。

M-PEA 光學感測器

光學感測單元為堅固密封外殼，內含控制所有光源與偵測器所需的精密電子系統。M-PEA-1 感測單元包含高強度紅光光化光源、遠紅光光源、快速螢光偵測器，以及用於 P700+ 吸收量測的調變式發射／偵測器組。M-PEA-2 則在 M-PEA-1 基礎上，額外新增高靈敏度延遲螢光偵測器與葉片吸光度偵測器。所有光學元件皆位於石英視窗後方，有效阻隔灰塵、髒污與濕氣對光學元件的影響。

M-PEA+ 軟體

M-PEA Plus 是專為 M-PEA 系統設計的 Windows® 軟體，用於實驗設計、部署與資料分析，主要包含兩大模組：

1. 協定編輯器（Protocol Editor）：可設計從簡單的 1 秒快速螢光量測，到重複多重閃光量測（結合快速螢光、延遲螢光、P700+ 與相對吸光度），用以探究光系統 I（PSI）與光系統 II（PSII）複合體活性的各種實驗協定。
2. 資料分析模組：整合多種資料呈現方式，有效呈現樣本螢光訊號中的細微差異；資料可以圖形、表格或雷達圖方式呈現，並可自訂顯示 M-PEA 所量測的 58 項快速螢光參數中的任意組合，亦可匯出為 CSV 格式供外部統計軟體進一步分析。

常見量測參數

Fo：代表光系統 II 天線結構中受激發葉綠素 a 分子的螢光發射，須經充分暗適應方可觀察到真實 Fo 值。

Fm：於持續光照下所得之最大螢光值，需在光強度完全飽和且電子受體 Qa 完全還原時方可稱為最大螢光。

Fv：可變螢光成分，代表光化學淬滅的最大能力，計算方式為 Fm 減去 Fo。

Fv/Fm：廣泛用於指示光系統 II 最大量子效率，是評估植物光合作用表現最敏感的指標之一，數值介於 0～1 之間，健康樣本典型值約為 0.85；數值偏低通常代表植株受到生物性或非生物性逆境影響。

Tfm：達到最大螢光值（Fm）所需的時間，可用於指示樣本逆境（提早達到 Fm）。

Area：Fo 與 Fm 曲線上方面積，與光系統 II 還原側電子受體 Qa 庫容量成正比；若電子傳遞受阻（如除草劑 DCMU 作用），此面積將顯著縮小。

延遲螢光量測

延遲螢光（DF）與快速螢光（PF）源自相同的光系統 II 天線複合體葉綠素分子，本質上是綠色植物、藻類與行光合作用細菌在受光照射後、快速螢光訊號衰退後，短暫時間內釋放出的光。延遲螢光同樣位於紅光／紅外光波段（與快速螢光相同），但其強度比快速螢光低至少兩個數量級，因此需要極高靈敏度的儀器方能量測。

與 PF 相同，DF 訊號特性對 PSII 功能狀態與整體光合反應鏈高度敏感，理論上甚至比 PF 蘊含更多光合作用相關資訊。然而，儘管螢光量測儀器幾乎是每個植物科學實驗室的標準配備，DF 作為研究光合生物的實用方法卻未廣泛普及，主要原因在於 DF 訊號較難擷取，且從這極為複雜的訊號中萃取有價值資訊的難度更高。所幸近年電子工程技術與 DF 理論皆有重大進展，使 DF 逐漸能應用於實務科學研究，這兩項因素的結合正是 M-PEA 得以問世的關鍵。

延遲螢光現象早於 1951 年由 Strehler 與 Arnold 發現，當時他們嘗試利用螢火蟲發光反應量測綠藻 Chlorella 中光誘導 ATP 累積現象，意外發現即使未添加螢光素酶與螢光素，藻類細胞與葉綠體在受光照射後的黑暗環境中仍會出現長時間發光現象。後續研究（如 Arnold and Thompson, 1956）證實此現象普遍存在於葉片、葉綠體與光合細菌等多種光合作用樣本中，且 DF 與光合反應之間的密切關聯已獲多項研究證實，部分研究（Kramer and Crofts, 1996）甚至發現 DF 在特定情況下比快速螢光更為敏感。