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FluorCam開放式葉綠素熒光成像系統(tǒng)2

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FluorCam開放式葉綠素熒光成像系統(tǒng)2

詳細介紹

FluorCam開放式葉綠素熒光成像系統(tǒng)

FluorCam開放式葉綠素熒光成像系統(tǒng)是一款高度靈活、應用廣泛的植物生理生態(tài)研究儀器，系統(tǒng)采用模塊化結構，有四個LEDs光源版、CCD鏡頭、支架、控制單元及FluorCam成像分析軟件等組成。兩對LEDs光源版提供測量光、光化學光和飽和光閃，角度和高度可調；CCD鏡頭高度可調，且可靈活配置PSI特制高靈敏度CCD鏡頭或高分辨率鏡頭，還可裝配第五個光源版于鏡頭周邊。標準配置（標準版）的成像面積為13×13 cm，大型版成像面積達20×20 cm。既可對單個葉片進行葉綠素熒光成像，還可對整株植物進行葉綠素熒光成像，廣泛應用于植物光合生理生態(tài)、植物逆境脅迫生理與易感性、氣孔功能、植物環(huán)境如土壤重金屬污染響應與生物監(jiān)測、植物抗性、作物育種等研究。

應用領域:

· 植物光合特性和代謝紊亂篩選

· 生物和非生物脅迫的檢測

· 植物抗脅迫能力或者易感性研究

· 氣孔非均一性研究

· 代謝混亂研究

· 長勢與產量評估

· 植物——微生物交互作用研究

· 植物——原生動物交互作用研究

功能特點:

§ 模塊化，配置靈活，可自由安裝更換光源板、自由調整光源角度和高度、自由調整CCD鏡頭高度，方便被測植物的處理、操作等

§ 可自由選配不同波長LEDs光源板，如選配青色光源板用于氣孔功能研究、選配紫外光源板用于多色熒光成像試驗測量等

§ 成像面積大，大型版成像面積達20×20cm，可對整株植物甚至多株植物（如擬南芥等小型植物）進行實驗成像分析

§ 高靈敏度CCD鏡頭，時間分辨率達50張每秒，快速捕捉葉綠素熒光瞬變

§ 可進行自動重復成像測量，可設置一個實驗程序（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）

§ 帶有Kautsky誘導效應、熒光淬滅分析等各種通用實驗程序（protocols），測量分析參數(shù)達50多個

§ 可選配TetraCam彩色成像模塊，成像面積20×25cm，用于葉片或植物形態(tài)測量分析

§ 測量樣品包括葉片、花卉、果實、植物其它組織及整株植物、藻類等

技術參數(shù)：

§ 成像面積：標準版成像面積達13×13cm，大型版成像面積達20×20cm，可對植物葉片、植物組織、藻類、苔蘚、地衣、整株植物或多株植物、96孔板、384孔板等進行成像分析

§ 測量參數(shù)：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm', Fv/ Fm ,Fv',Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qL, QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多個葉綠素熒光參數(shù)，每個參數(shù)均可顯示2維熒光彩色圖像

· 具備完備的自動測量程序（protocol），可自由對自動測量程序進行編輯

a) Fv/Fm：測量參數(shù)包括Fo，F(xiàn)m，F(xiàn)v，QY等

b) Kautsky誘導效應：Fo，F(xiàn)p，F(xiàn)v，F(xiàn)t_Lss，QY，Rfd等熒光參數(shù)

c) 熒光淬滅分析：Fo，F(xiàn)m，F(xiàn)p，F(xiàn)s，F(xiàn)v，QY，Φ_II，NPQ，Qp，Rfd，qL等50多個參數(shù)

d) 光響應曲線LC：Fo，F(xiàn)m，QY，QY_Ln，ETR等熒光參數(shù)

e) PAR吸收與NDVI（選配）

f) GFP等靜態(tài)熒光成像測量（選配）

高靈敏度TOMI-1 CCD傳感器：

a) 圖像分辨率：720×560像素

b) 時間分辨率：每秒50幀

c) A/D 轉換分辨率：12位（4096灰度色階）

d) 像元尺寸：8.6µm×8.3µm

e) 通訊模式：千兆以太網

§ 高分辨率TOMI-2 CCD傳感器（選配）

a) 逐行掃描CCD

b) 圖像分辨率：1360×1024像素

c) 時間分辨率：在圖像分辨率下可達每秒20幀

d) A/D 轉換分辨率：16位（65536灰度色階）

e) 像元尺寸：6.45µm×6.45µm

f) 運行模式：1）動態(tài)視頻模式，用于葉綠素熒光參數(shù)測量；2）快照模式，用于GFP等熒光蛋白和熒光染料測量

g) 通訊模式：千兆以太網

§ 光源板：4塊大型高強度封裝LED光源板，每個光源板由8×9 LEDs陣列，光源板有效面積與成像面積相同，標準版13×13cm，大型版20×20cm

§ 測量光：標配617nm紅光，其它波段可選，持續(xù)時間10µs–100µs可調

§ 雙色光化光：標配為2紅光（617nm）+2白光，可選配2紅光（617nm）+2藍光（470nm）或其它波長光源組合， Actinic1光強300µmol(photons)/m2.s，Actinic2光強2000µmol(photons)/m2.s；光化學光可升級至3000µmol(photons)/m2.s

§ 飽和光閃：光強4000µmol(photons)/m2.s，可升級至6000 µmol(photons)/m2.s

§ PAR吸收測量模塊（選配）：遠紅光740nm（FAR）、660nm雙色LEDs光源板與7位濾波輪及專用濾波片，用于測量PAR吸收及NDVI

§ GFP測量模塊（選配）：藍色光化光源與7位濾波輪及專用濾波片，用于測量GFP（綠色熒光蛋白）

§ 7位濾波輪（選配）：加裝不同波段濾波片，配合選配的專用光源板測量PAR吸收和GFP、YFP等穩(wěn)態(tài)熒光

§ 紫外LED光源板（選配）：365nm或385nm，1）測量多色熒光（詳見FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)）；2）測量wtGFP（野生型綠色熒光蛋白）、DAPI（4',6-二脒基-2-苯基吲哚，一種熒光染料）

§ 藍色LED光源板（選配）：470nm，1）測量EGFP（增強型綠色熒光蛋白）；2）用于氣孔功能研究

§ 綠色LED光源板（選配）：530nm，測量YFP（黃色熒光蛋白）

§ 其他可選配光源板：品藍（447 nm），青色（505 nm），紅色（627 nm），深紅（655 nm），琥珀色（590 nm），遠紅（740nm）等

*測量wtGFP、DAPI、EGFP、YFP等熒光蛋白或熒光染料還需要選配7位濾波輪，高分辨率CCD及相應濾波片

§ 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（成像預處理）、Result（成像分析結果）等功能菜單

§ 客戶定制實驗程序協(xié)議（protocols）：可設定時間（如測量光持續(xù)時間、光化學光持續(xù)時間、測量時間等）、光強（如不同光質光化學光強度、飽和光閃強度、調制測量光等），具備專用實驗程序語言和腳本，用戶也可利用Protocol菜單中的向導程序模版自由創(chuàng)建新的實驗程序

§ 自動測量分析功能：可設置一個實驗程序（Protocol）自動無人值守循環(huán)成像測量，重復次數(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)域的熒光動力學曲線及相應參數(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

§ 輸出結果：高時間解析度熒光動態(tài)圖、熒光動態(tài)變化視頻、熒光參數(shù)Excel文件、直方圖、不同參數(shù)成像圖、不同ROI的熒光參數(shù)列表等

§ 給光制度：靜態(tài)或動態(tài)（竇式）

§ CCD檢測范圍：400–1000nm

§ 光譜響應：540nm處量子高（70 %），400nm和650nm處轉降50%

§ 讀出噪音：低于12eRMS，典型10e

§ 滿阱容量：大于70,000 e (unbinned)

§ Bios：固件可升級

§ 通訊方式：千兆以太網

§ 供電電壓：90–240V

典型應用：


干旱、高溫等各種環(huán)境脅迫研究葉綠素熒光作為應用的無損光合探針，可以靈敏地反應植物在各種環(huán)境脅迫下的變化。上圖為玉米在不同模擬干旱條件下的葉綠素熒光成像圖（Katarzyna，2015）。	植物病害/蟲害：葉綠素熒光成像技術同樣可以用于各種生物脅迫研究，尤其是脅迫早期篩查。上圖為煙草感染真菌后的各種葉綠素熒光成像，從而對病害和植株抗性進行定量分析（Tung，2013）。

農藥等化學毒害： FluorCam葉綠素熒光成像技術可以實現(xiàn)無人值守的監(jiān)測測量。上圖為菜豆對敵草隆吸收過程中的葉綠素熒光成像，可見毒害隨葉脈的發(fā)展過程（Hartmut，2013）。	果實脅迫研究： FluorCam葉綠素熒光成像技術突破了傳統(tǒng)葉綠素熒光技術只能測量葉片的限制，可以對幾乎各種植物樣品進行測量。上圖為檸檬被熱水傷害后的葉綠素熒光成像（David，2005）。這一技術同樣可用于棉鈴的抗逆研究。

抗性作物育種：葉綠素熒光成像技術可以直觀地比較不同品種的抗性差異。在篩選對除草劑抗性強的玉米品種與基因型時，FluorCam葉綠素熒光成像可以直觀并且定量地反映其抗性及產生毒害部位的差異（Kopsell，2011）。同時，FluorCam具備的GFP等熒光蛋白成像功能，可直接應用于分子育種。	植物表型研究：葉綠素熒光成像技術是植物表型及表型組學最重要的研究技術。通過FluorCam葉綠素熒光成像技術可以獲取植物表型相關的海量數(shù)據(jù)并構建表型數(shù)據(jù)庫（Céline，2015）。