Fluorcam植物多光譜熒光成像系統(tǒng)

  Fluorcam植物多光譜熒光成像系統(tǒng)是FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)的高級(jí)擴(kuò)展產(chǎn)品，可用于葉綠素?zé)晒鈩?dòng)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。Fluorcam植物多光譜熒光成像系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于植物表型成像分析、植物脅迫與抗性檢測(cè)、植物病害與病例檢測(cè)研究、遺傳育種高通量篩選、植物生理生態(tài)學(xué)、植物初級(jí)代謝與刺激代謝研究、污染生態(tài)學(xué)研究檢測(cè)/生物檢測(cè)等。

主要功能特點(diǎn)：

ü                      葉綠素?zé)晒獬上穹治觯?/strong>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(cè)量檢測(cè)

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

ü                      GFP/YFP穩(wěn)態(tài)熒光成像：遺傳育種、基因標(biāo)記

ü                      NDVI成像分析：N素營養(yǎng)狀態(tài)、植物脅迫等

ü                      UV紫外光激發(fā)多光譜熒光成像技術(shù)：長波段UV紫外光（320nm－400nm）對(duì)植物葉片激發(fā)，可以產(chǎn)生具有4個(gè)特征性波峰的熒光光譜，4個(gè)波峰的波長為藍(lán)光440nm（F440）、綠光520nm（F520）、紅光690nm（F690）和遠(yuǎn)紅外740nm（F740），其中F440和F520統(tǒng)稱為BGF，由表皮及葉肉細(xì)胞壁和葉脈發(fā)出，F690和F740為葉綠素?zé)?/span>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(píng)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(dá)樣品以激發(fā)熒光，同時(shí)僅使特定波長的激發(fā)熒光到達(dá)檢測(cè)器。不同的熒光發(fā)色團(tuán)（如葉綠素或GFP綠色熒光蛋白等）對(duì)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(gè)或2個(gè)以上的激發(fā)光源、濾波輪及相應(yīng)濾波器，對(duì)不同波長熒光（多光譜熒光）進(jìn)行成像分析。如選配紅光和藍(lán)光及相應(yīng)濾波器，可以對(duì)GFP和葉綠素?zé)晒獬上穹治?，還可選配綠色光源及相應(yīng)濾波器，以對(duì)YFP進(jìn)行熒光成像分析等；

ü                      可選配不同規(guī)格型號(hào)，以實(shí)現(xiàn)不同均一植物熒光成像面積：13x13cm、20x20cm及35x35cm，可對(duì)葉片或整株植物甚至多株植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成像分析

ü                      可進(jìn)行自動(dòng)重復(fù)成像測(cè)量和無人值守監(jiān)測(cè)，可設(shè)置兩個(gè)實(shí)驗(yàn)程序（Protocols）自動(dòng)循環(huán)成像測(cè)量，成像測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)按時(shí)間日期存入計(jì)算機(jī)（帶時(shí)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(shí)驗(yàn)程序（protocols），測(cè)量分析參數(shù)達(dá)60多個(gè)

ü                      可選配RGB成像、紅外熱成像及高光譜成像，以便與葉綠素?zé)晒獬上袢诤戏治觯嫜芯糠治?/span>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(cè)量樣品包括葉片、花卉、果實(shí)、根系、植物其它組織及整株植物、藻類、小型動(dòng)物等

配置規(guī)格：

1)                      一體式：可進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上穹治?/span>及UV紫外光源激發(fā)4個(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展性，不僅可進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上穹治?/span>及UV紫外光源激發(fā)4個(gè)波段的熒光成像分析，還可進(jìn)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(biāo)配成像面積13 x 13cm，大型版成像面積20x20cm；

3)                      立地式：為大型多光譜熒光成像平臺(tái)，均一植物熒光成像面積可達(dá)35x35cm，可進(jìn)行葉綠素?zé)晒獬上?/span>、BGF成像、PAR吸收率成像、NDVI成像、GFP成像等

技術(shù)指標(biāo)：

Ø                      標(biāo)準(zhǔn)版成像面積達(dá)13x13cm，大型版成像面積達(dá)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

Ø                      標(biāo)準(zhǔn)配置含濾波輪、ChlF.濾波器及高分辨率鏡頭，測(cè)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(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)和穩(wěn)態(tài)熒光

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

Ø                      高分辨率CCD鏡頭，1392x1040像素，有效像素大小為6.45μm，高速USB 2.0 (480Mbits/sec)，可像素疊加（binning）以提高靈敏度（2x2，3x3，4x4） 

Ø                      自動(dòng)測(cè)量分析功能（無人值守）：可預(yù)設(shè)1個(gè)或2個(gè)試驗(yàn)程序，系統(tǒng)可自動(dòng)測(cè)量儲(chǔ)存，比如白天自動(dòng)定時(shí)運(yùn)行Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)程序，夜間自動(dòng)定時(shí)運(yùn)行熒光淬滅分析程序

Ø                      配置有通用葉綠素?zé)晒獬上駵y(cè)量實(shí)驗(yàn)程序（protocols）和穩(wěn)態(tài)熒光測(cè)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，穩(wěn)態(tài)熒光測(cè)量，客戶定制光響應(yīng)曲線及PAR吸收成像測(cè)量等

Ø                      4個(gè)13x13cmLED光源板（大型版為20x20cm），雙色光源（2紅橙光＋2藍(lán)光），雙色光化學(xué)光（Actinic light1和Actinic light2）

Ø                      標(biāo)配Actinic1光強(qiáng)300µmol(photons)/m².s ，Actinic2光強(qiáng)2000µmol(photons)/m².s，飽和光閃4000µmol(photons)/m².s

Ø                      標(biāo)配測(cè)量光為618nm紅光，其它波段可選，持續(xù)時(shí)間10µs - 100µs可調(diào)；

Ø                      7位濾波輪及濾波器，用于成像測(cè)量葉綠素?zé)晒?/span>、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）

Ø                      可選配遠(yuǎn)紅光735nm(FAR)與630nm雙色LEDs光源板及相應(yīng)濾波器和功能程序模塊，用于測(cè)量Fo’、PARabs及NDVI

Ø                      可選配1對(duì)青色LEDs光源板及相應(yīng)濾波器等，光強(qiáng)3000µmol(photons)/m².s，用于氣孔功能測(cè)量研究

Ø                      可選配1對(duì)綠色LEDs光源板用于測(cè)量YFG（須選配相應(yīng)濾波器等）

Ø                      如測(cè)量其它熒光參數(shù)，須選配相應(yīng)濾波器等（請(qǐng)咨詢EcoLab實(shí)驗(yàn)室），以下為選配參考：

Ø                      FluorCam多光譜熒光成像分析軟件，具Live（實(shí)況測(cè)試）、Protocol（實(shí)驗(yàn)程序選擇）、Pre-processing（成像預(yù)處理）、Result（成像分析結(jié)果）等菜單

Ø                      Protocol實(shí)驗(yàn)程序可自由編輯，也可利用Protocol菜單中的向?qū)С绦蚰０婵蛻糇杂蓜?chuàng)建新的實(shí)驗(yàn)程序

Ø                      成像預(yù)處理可以自動(dòng)選區(qū)或手動(dòng)選擇不同形狀、不同數(shù)量、不同位置的區(qū)域（Region of interest，ROI），成像分析結(jié)果包括高時(shí)間解析度熒光動(dòng)態(tài)圖、直方圖、不同參數(shù)成像圖、不同ROI的熒光參數(shù)列表等

Ø                      數(shù)據(jù)分析具備“信號(hào)計(jì)算再平均”模式（算數(shù)平均值）和“信號(hào)平均再計(jì)算模式”，在高信噪比的情況下選用“信號(hào)計(jì)算再平均”模式，在低信噪比的情況下選擇“信號(hào)平均再計(jì)算”模式以過濾掉噪音帶來的誤差

Ø                      給光制度：靜態(tài)或動(dòng)態(tài)（竇式）

Ø                      A/D 轉(zhuǎn)換分辨率：12 位；Bios：固件可升級(jí)

Ø                      通訊方式：USB 2.0

Ø                      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）