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技術(shù)(Technology)
FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)

時間:2018-11-14

作者:易科泰

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簡介:

FluorCam植物多光譜熒光成像系統(tǒng)

FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)是國際知名FluorCam葉綠素熒光成像技術(shù)的高級擴展產(chǎn)品,可用于葉綠素熒光動態(tài)成像分析、多激發(fā)光光合效率成像分析、紫外光激發(fā)多光譜熒光成像分析、PAR吸收與NDVI(植物光譜反射指數(shù))成像分析、GFP/YFP穩(wěn)態(tài)熒光成像等,全面、非接觸、高靈敏度反映植物生理生態(tài)、脅迫生理與抗性、光合效率等,廣泛應(yīng)用于植物表型成像分析、植物脅迫與抗性檢測、植物病害與病例檢測研究、遺傳育種高通量篩選、植物生理生態(tài)學(xué)、植物初級代謝與刺激代謝研究、污染生態(tài)學(xué)研究檢測/生物檢測等。

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主要功能特點:

ü葉綠素熒光成像分析:植物光合效率、熒光淬滅熱散失、光響應(yīng)曲線、植物脅迫與抗性等生理功能測量檢測

ü多光譜熒光成像分析:反映多酚與黃酮類等次級代謝產(chǎn)物動態(tài)變化、葉綠素動態(tài)變化、植物衰老、植物病蟲害脅迫及非生物脅迫等

üGFP/YFP穩(wěn)態(tài)熒光成像:遺傳育種、基因標記

üNDVI成像分析:N素營養(yǎng)狀態(tài)、植物脅迫等

ü  2.jpgUV紫外光激發(fā)多光譜熒光成像技術(shù): UV紫外光對植物葉片激發(fā),可以產(chǎn)生具有4個特征性波峰的熒光光譜,4個波峰的波長為藍光440nm(F440)、綠光520nm(F520)、紅光690nm(F690)和遠紅外740nm(F740),其中F440和F520統(tǒng)稱為BGF,由表皮及葉肉細胞壁和葉脈發(fā)出,F(xiàn)690和F740為葉綠素熒光Chl-F。紫外光激發(fā)多光譜熒光可以用來靈敏、特異性地評估植物生理狀態(tài)包括受脅迫狀態(tài),包括干旱、病蟲害、環(huán)境污染、氮脅迫等

ü多激發(fā)光、多光譜熒光成像技術(shù):通過光學(xué)濾波器技術(shù),僅使特定波長的光(激發(fā)光)到達樣品以激發(fā)熒光,同時僅使特定波長的激發(fā)熒光到達檢測器。不同的熒光發(fā)色團(如葉綠素或GFP綠色熒光蛋白等)對不同波長的激發(fā)光“敏感”并吸收后激發(fā)出不同波長的熒光,根據(jù)此原理可以選配2個或2個以上的激發(fā)光源、濾波輪及相應(yīng)濾波器,對不同波長熒光(多光譜熒光)進行成像分析。如選配紅光和藍光及相應(yīng)濾波器,可以對GFP和葉綠素熒光成像分析,還可選配綠色光源及相應(yīng)濾波器,以對YFP進行熒光成像分析等;

ü可選配不同規(guī)格型號,以實現(xiàn)不同均一植物熒光成像面積:13x13cm、20x20cm及35x35cm,可對葉片或整株植物甚至多株植物進行實驗成像分析

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ü可進行自動重復(fù)成像測量和無人值守監(jiān)測,可設(shè)置兩個實驗程序(Protocols)自動循環(huán)成像測量,成像測量數(shù)據(jù)自動按時間日期存入計算機(帶時間戳)

ü帶有Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)、熒光淬滅分析、GFP穩(wěn)態(tài)熒光成像及紫外光激發(fā)多光譜熒光成像分析等各種通用實驗程序(protocols),測量分析參數(shù)達60多個

ü可選配RGB成像、紅外熱成像及高光譜成像,以便與葉綠素熒光成像融合分析,全面研究分析形態(tài)結(jié)構(gòu)、顏色、氣孔導(dǎo)度、植物光譜特征、WUE(水分利用效率)、CWSI(水分脅迫指數(shù))、植物生理生化等

ü測量樣品包括葉片、花卉、果實、根系、植物其它組織及整株植物、藻類、小型動物等

配置規(guī)格:

1)一體式:可進行葉綠素熒光成像分析及UV紫外光源激發(fā)4個波段的熒光成像分析,成像面積13 x 13cm,系統(tǒng)高度集成(整體配置于一個一體式暗適用操作箱內(nèi))、方便使用,具備7位濾波輪及多光譜熒光成像濾波器組、高分辨率CCD鏡頭、UV紫外光激發(fā)多光譜熒光成像功能模塊及程序軟件等;具體又有如下幾種功能配置:

a)FluorCam多光譜熒光成像(標準配置)

b)FluorCam多光譜熒光成像+GFP熒光成像

c)FluorCam多光譜熒光成像+QA再氧化+OJIP成像分析系統(tǒng)

d)FluorCam多光譜熒光成像+GFP熒光+QA再氧化+OJIP成像分析系統(tǒng)

2)模塊式:模塊式結(jié)構(gòu),具備高度可擴展性,不僅可進行葉綠素熒光成像分析及UV紫外光源激發(fā)4個波段的熒光成像分析,還可進行PAR吸收及NDVI成像分析、GFP綠色熒光蛋白等穩(wěn)態(tài)熒光成像分析(選配),可根據(jù)客戶需求選配不同的激發(fā)光源和濾波器組合,標配成像面積13 x 13cm,大型版成像面積20x20cm;

3)落地式:為大型多光譜熒光成像平臺,均一植物熒光成像面積可達35x35cm,可進行葉綠素熒光成像、BGF成像、PAR吸收率成像、NDVI成像、GFP成像等

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技術(shù)指標:

?標準版成像面積達13x13cm,大型版成像面積達20x20cm或35x35cm,紅外熱成像、高光譜成像面積以物距大小而定,小到植物葉片、大到植物冠層乃至大片植物冠層成像分析

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?標準配置含濾波輪、ChlF.濾波器及高分辨率鏡頭,測量參數(shù)包括Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, QY, QY_Ln, PARabs, Rfd,BGF,UV-Chl.F等60多個葉綠素熒光參數(shù)和穩(wěn)態(tài)熒光

?紫外光激發(fā)多光譜熒光參數(shù)包括F440、F520、F690、F740

?高分辨率CCD鏡頭

n最高圖像分辨率:1360×1024像素

n時間分辨率:在最高圖像分辨率下可達每秒20幀

nA/D 轉(zhuǎn)換分辨率:16位(65536灰度色階)

n像元尺寸:6.45μm×6.45μm

?配置有通用葉綠素熒光成像測量實驗程序(protocols)和穩(wěn)態(tài)熒光測量程序(選配),包括Fv/Fm Protocol,Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)Protocol,熒光淬滅分析 Protocol,MCF多光譜熒光,穩(wěn)態(tài)熒光測量,光響應(yīng)曲線及PAR吸收成像測量等

?4個13x13cm LED光源板(大型版為4個20x20cm光源板,大型平臺為整體式70x70cm光源板),雙色光源(2紅橙光+2藍光),雙色光化學(xué)光(Actinic light1和Actinic light2)

?標配Actinic1光強300μmol(photons)/m2.s ,Actinic2光強2000μmol(photons)/m2.s,飽和光閃4000μmol(photons)/m2.s

?標配測量光為617nm紅光,其它波段可選,持續(xù)時間10μs - 100μs可調(diào);

?UV紫外光源板:380nm紫外LED光源板,配備專用光源濾波片,用于激發(fā)植物樣品多光譜熒光

?7位濾波輪及濾波器,用于成像測量葉綠素熒光、F440、F520、F690、F740及GFP等穩(wěn)態(tài)熒光(GFP熒光需選配相應(yīng)功能模塊)

?可選配遠紅光735nm(FAR)與650nm雙色LEDs光源板及相應(yīng)濾波器和功能程序模塊,用于測量Fo’、PARabs及NDVI

?可選配1對青色LEDs光源板及相應(yīng)濾波器等,可用于氣孔功能測量研究

?可選配1對綠色LEDs光源板用于測量YFG(須選配相應(yīng)濾波器等)

?如測量其它熒光參數(shù),須選配相應(yīng)濾波器等(請咨詢EcoTech實驗室),以下為選配參考:

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?FluorCam葉綠素熒光成像分析軟件功能:具Live(實況測試)、Protocols(實驗程序選擇定制)、Pre–processing(成像預(yù)處理)、Result(成像分析結(jié)果)等功能菜單

?客戶定制實驗程序協(xié)議(protocols):可設(shè)定時間(如測量光持續(xù)時間、光化學(xué)光持續(xù)時間、測量時間等)、光強(如不同光質(zhì)光化學(xué)光強度、飽和光閃強度、調(diào)制測量光等),具備專用實驗程序語言和腳本,用戶也可利用Protocol菜單中的向?qū)С绦蚰0孀杂蓜?chuàng)建新的實驗程序

?自動測量分析功能:可設(shè)置一個實驗程序(Protocol)自動無人值守循環(huán)成像測量,重復(fù)次數(shù)及間隔時間客戶自定義,成像測量數(shù)據(jù)自動按時間日期存入計算機(帶時間戳)

?快照(snapshot)模式:通過快照成像模式,可以自由調(diào)節(jié)光強、快門時間及靈敏度得到清晰突出的植物樣本穩(wěn)態(tài)熒光和瞬時熒光圖片

?成像預(yù)處理:程序軟件可自動識別多個植物樣品或多個區(qū)域,也可手動選擇區(qū)域(Region of interest,ROI)。手動選區(qū)的形狀可以是方形、圓形、任意多邊形或扇形。軟件可自動測量分析每個樣品和選定區(qū)域的熒光動力學(xué)曲線及相應(yīng)參數(shù),樣品或區(qū)域數(shù)量不受限制(>1000)

?數(shù)據(jù)分析模式:具備“信號計算再平均”模式(算數(shù)平均值)和“信號平均再計算”模式,在高信噪比的情況下選用“信號計算再平均”模式,在低信噪比的情況下選擇“信號平均再計算”模式以過濾掉噪音帶來的誤差

?給光制度:靜態(tài)或動態(tài)

?Bios固件可升級

?通訊方式:千兆以太網(wǎng)

?供電電壓:90 – 240 V

下圖為植物接種病毒(PMMoV-I為意大利菌株,PMMoV-S為西班牙菌株)后(dpi為接種后的侵染天數(shù))的紫外光激發(fā)多光譜熒光成像,其中Abaxial為葉片背面成像,Adaxial為葉片正面成像(引自Monica Pineda等,2008)

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產(chǎn)地:歐洲

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