Sledování biologické aktivity listů rajčete pomocí jevu koherenční zrnitost

Jakub PECHNÍK

Bakalářská práce

Monitoring of biological activity of tomato leaves by speckle effect

Anotace:

Jev koherenční zrnitost se obvykle využívá ke studiu povrchových vlastností (drsnosti a deformace) různých typů materiálů zejména v technických oborech. Nicméně tento jev lze také využít pro studium procesů probíhajících uvnitř daného materiálu. Proto jsme se ho rozhodli využít interdisciplinárně, tedy ke studiu dynamických vlastností biologických vzorků. Cílem této práce bylo navrhnout a testovat bezkontaktní neinvazivní techniku pro měření biologické aktivity listu rajčete po jeho oddělení od mateřské rostliny. Byla navržena měřicí metoda využívající odečítání po sobě následujících snímků struktur koherenční zrnitosti. Pro kvantifikaci strukturních změn vzorku byl vybrán statistický ukazatel - směrodatná odchylka. Na rozdíl od ostatních prací jsme navíc porovnávali biologickou aktivitu v žilce (pokles aktivity) a v mezofylu (nárůst aktivity) listu, mezi nimiž jsme odhalili významné rozdíly. Navržená metoda se prokázala být dostatečně robustní pro měření strukturních změn v daném biologickém materiálu a získané výsledky poukazují na významnou heterogenitu v rámci jednoho listu, kterou je třeba vzít v úvahu v dalších studiích.

Abstract:

The speckle effect is usually used to study the surface properties (roughness and deformation) of various types of materials, especially in technical fields. However, this phenomenon can also be used as a tool for studying the processes occuring within the material. Therefore we decided to use it interdisciplinarily, i.e. to study dynamic properties of biological samples. The aim of this work was to design and test a non-contact non-invasive technique for measuring the biological activity of a tomato leaf after its detachment from the plant. We designed a technique using subtracts of the consecutive frames of speckle pattern. To quantify the structural changes in the sample, a statistical indicator - standard deviation was chosen. Unlike other papers, we also compared the biological activity inside the vein (decrease in activity) and in the mesophyll (increase in activity) of the leaf, among which we found significant differences. The proposed method has proven to be sufficient for measuring structural changes in a given biological material and the obtained results indicate significant heterogenity within a single leaf, which is to be considered in other studies

Klíčová slova

Koherenční zrnitost, rajče, vadnutí, oddělený list, biologická aktivita, neinvazivní měření

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 17. 5. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Pavel Horváth, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Fyzika / Biofyzika