FluorCamHệ thống hình ảnh huỳnh quang đa phổ Desktop Plant

- Nghiên cứu thực nghiệm kiểu hình thực vật và sinh thái học ứng dụng rộng rãi nhất công nghệ dụng cụ

PSIGiáo sư Nedbal, nhà khoa học hàng đầu của công ty và Tiến sĩ Trtilek, Chủ tịch công ty, v.v., lần đầu tiên kết hợp công nghệ huỳnh quang PAM chlorophyll với công nghệ CCD, đã phát triển thành công hệ thống hình ảnh huỳnh quang FluorCam trên thế giới vào năm 1996 (Heck et al., 1999); Nedbal và những người khác, 2000; Govindjee and Nedbal, 2000）。 Công nghệ hình ảnh huỳnh quang chlorophyll FluorCam đã trở thành một bước đột phá quan trọng trong công nghệ huỳnh quang chlorophyll vào những năm 1990, cho phép các nhà khoa học nghiên cứu quang hợp và huỳnh quang chlorophyll bước vào thế giới hai chiều và thế giới vi mô cùng một lúc. Hiện nay công ty PSI đã trở thành nhà sản xuất chuyên nghiệp về hình ảnh huỳnh quang diệp lục có uy tín nhất, sử dụng rộng rãi nhất, chủng loại toàn diện nhất, xuất bản nhiều giấy tờ nhất trên thế giới.

Bên trái là Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000 (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000), bên phải là Photosynthesica, 38: 571-579, 2000.

FluorCamHệ thống hình ảnh huỳnh quang đa phổ của nhà máy để bàn là một thiết bị công nghệ hình ảnh sống thực vật cao cấp tích hợp cao, sáng tạo cao, dễ sử dụng và được sử dụng rộng rãi, ống kính CCD nhạy cảm cao, 4 bảng nguồn LED cố định và hệ thống điều khiển được tích hợp trong một hộp điều hành thích ứng tối (cũng có thể tùy chọn bảng nguồn sáng thứ năm để đặt trên cùng theo nhu cầu), mẫu thực vật được đặt trên vách ngăn trong hộp điều hành thích ứng tối, vách ngăn 7 cấp có thể điều chỉnh chiều cao; Nguồn sáng được cung cấp bởi đơn vị cung cấp điện ổn định cao, 4 tấm nguồn sáng LED ổn định cao, năng lượng cao được chiếu sáng đồng đều trên mẫu thực vật, diện tích hình ảnh lên đến 13×12 cmHệ thống điều khiển kết nối với máy tính thông qua USB và kiểm soát và thu thập dữ liệu phân tích thông qua chương trình phần mềm FluorCam. Thích hợp cho lá cây và trái cây và các mô thực vật khác, toàn bộ cây hoặc trồng nhiều cây, rêu địa y và các loại thực vật thấp khác, tảo, v.v., được sử dụng rộng rãi trong thực vật bao gồm sinh thái quang hợp tảo, sinh lý căng thẳng nghịch cảnh thực vật và nhạy cảm, chức năng khí khổng, môi trường thực vật như phản ứng ô nhiễm kim loại nặng đất và phát hiện sinh học, phát hiện và sàng lọc kháng thực vật, nhân giống cây trồng, Phenotyping và các nghiên cứu khác.

Các tính năng chức năng chính:

· Hệ thống được tích hợp trong hộp điều hành thích ứng tối, dễ vận hành và di chuyển. Phân tích đo lường hình ảnh thích ứng tối có thể được thực hiện cả trong phòng thí nghiệm và ngoài trời

· Ống kính CCD có độ nhạy cao, độ phân giải thời gian lên tới 50 tấm/giây, chụp nhanh chuyển tiếp huỳnh quang diệp lục, diện tích hình ảnh lên tới 13x13cm

· Đây là thiết bị công nghệ huỳnh quang diệp lục cao cấp duy nhất trên thế giới có thể thực hiện phân tích hình ảnh động lực học huỳnh quang nhanh OJIP, cung cấp hơn 20 thông số như đường cong động lực huỳnh quang nhanh OJIP và Mo (độ dốc ban đầu của đường cong OJIP), diện tích cố định OJIP, Sm (đo năng lượng cần thiết để đóng tất cả các trung tâm phản ứng ánh sáng), QY, PI (Chỉ số hiệu suất), v.v.

· Là thiết bị công nghệ huỳnh quang chlorophyll cao cấp duy nhất trên thế giới có thể thực hiện phân tích hình ảnh động lực học tái oxy hóa QA, có thể chạy đèn flash bão hòa đơn (STF) huỳnh quang chlorophyll gây ra động lực, cường độ ánh sáng ở100µsDung tích 120.000 µmol (photons)/m².s

· Chương trình thử nghiệm huỳnh quang diệp lục (Protocols) đầy đủ chức năng và có thể chỉnh sửa, bao gồm chế độ chụp nhanh, Fv/Fm, hiệu ứng cảm ứng Kautsky, 2 phân tích làm nguội huỳnh quang diệp lục (NPQ) protocolas (2 bộ tùy chỉnh), đường cong phản ứng ánh sáng LC, phân tích hình ảnh PAR và NDVI, phân tích động lực học tái oxy hóa QA (tùy chọn), phân tích động lực học huỳnh quang nhanh OJIP (tùy chọn) và hình ảnh protein huỳnh quang xanh GFP (tùy chọn)

· Có thể thực hiện phân tích đo lường hình ảnh lặp đi lặp lại tự động, đặt trước một chương trình thử nghiệm (Protocols), số lần đo và khoảng thời gian, hệ thống sẽ tự động chạy các phép đo hình ảnh theo chu kỳ và tự động gửi dữ liệu vào máy tính theo ngày thời gian (với dấu thời gian); Có hai chương trình thử nghiệm (Protocols); Ví dụ, làm cho hệ thống tự động chạy Fv/Fm vào ban ngày và phân tích NPQ vào ban đêm.

· Nó có nguồn ánh sáng kích thích quang hóa hai màu, cấu hình tiêu chuẩn là màu đỏ và trắng, tùy chọn với ánh sáng quang hóa hai dải như màu đỏ và màu xanh, ánh sáng quang hóa hai màu có thể được sử dụng theo tỷ lệ khác nhau để thử nghiệm các lợi ích quang hợp khác nhau đối với cây trồng/thực vật.

Hình A bên trái là Fv/Fm của lá dưa chuột trong điều kiện nguồn sáng màu đỏ 100% và hình B bên trái là Fv/Fm của lá dưa chuột trong điều kiện nguồn sáng màu xanh 30%; Hình trên bên phải là mối quan hệ giữa cường độ quang hợp với cường độ ánh sáng (tỷ lệ ánh sáng màu xanh khác nhau), và hình dưới bên phải là mối quan hệ giữa độ dẫn khí khổng với cường độ ánh sáng (tỷ lệ ánh sáng màu xanh khác nhau)

· Hình ảnh huỳnh quang chlorophyll có thể chạy, hình ảnh huỳnh quang đa phổ, hình ảnh huỳnh quang trạng thái ổn định GFP

· Mô-đun hình ảnh màu TetraCam tùy chọn Khu vực hình ảnh tối đa 20x25cm để phân tích hình ảnh hình thái lá hoặc thực vật và phân tích tương phản hình ảnh huỳnh quang diệp lục

· Có thể tùy chọn với các đơn vị hình ảnh quang phổ cao và các đơn vị hình ảnh nhiệt hồng ngoại, số hóa, hình dung các đặc điểm thực vật, đo lường toàn diện và phân tích hình thái thực vật, hiệu quả quang hợp, tính trạng sinh hóa, độ dẫn khí khổng, căng thẳng và kháng, v.v.

· Tùy chọn hệ thống phân tích hình ảnh thực vật di động phiên bản lớn, diện tích hình ảnh 35x35cm, có thể chạy hình ảnh huỳnh quang diệp lục, hình ảnh nhiệt hồng ngoại và phân tích hình ảnh RGB

Trường hợp ứng dụng mới nhất:

của Hendrik KupperCùng với Zuzana Benedikty và những người khác, trong Plant Physiology, xuất bản vào tháng 2 năm 2019, đã xuất bản Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， Nghiên cứu này lần đầu tiên sử dụng cảm biến hình ảnh siêu nhanh FluorCam Desktop Phytochlorophyll Fluorescent Imaging System và FKM Multi Spectrum Micro Fluorescent Imaging System với tốc độ hình ảnh có thể đạt được. 4000fps@640x512 ， QA Refoxide Chlorophyll Fluorodynamic Imaging Đo xung đơn bão hòa ánh sáng Flash150,000μmol / m2.s1。

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

a)Phô: huỳnh quang ban đầu hoặc huỳnh quang tối thiểu, huỳnh quang ở 50μs

b)Fj: 2 ms huỳnh quang

c)phi: huỳnh quang ở 60ms

d)PHoặc Fm: huỳnh quang tối đa

e)vj=(Fj-Fo)/(Fm-Fo): Biến tương đối huỳnh quang bậc j

f)vi=(Fi-Fo)/(Fm-Fo): Biến tương đối huỳnh quang bậc i

g)Mo=TRO/RC-ETo/RC=4 (F300-Fo)/(Fm-Fo): Độ dốc ban đầu của chuyển tiếp huỳnh quang, hoặc độ dốc ban đầu của đường cong OJIP

h)Khu vực: Diện tích giữa đường cong OJIP và Fm, có thể được gọi là khu vực bù. Để so sánh các mẫu khác nhau, khu vực cần được chuẩn hóa thành: Sm=Area/(Fm-Fo), một thước đo năng lượng cần thiết để đóng tất cả các trung tâm phản ứng ánh sáng

i)Khu vực sửa chữa: OJIP Vùng cố định, OJIP Curve 40 Giá trị F tinh tế đến giá trị F 1 giây

j)Sm: Khu vực bù OJIP được chuẩn hóa, phản ánh nhiều vòng quay giảm QA

k)Ss=Vj/Mo: Khu vực bù pha OJ tiêu chuẩn hóa, phản ánh giảm QA quay vòng đơn

c)N = Sm / Ss = Sm Mo (1 / Vj)OJIP QA (between 0 và t)_Fm）

m)Phi­­­Po＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Sản lượng lượng tử quang tối đa, tỷ lệ thu giữ ban đầu của trung tâm phản ứng dòng lượng tử quang hấp thụ

n)Tâm_i＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Tỷ lệ thông lượng tử ánh sáng truyền electron trong lưu lượng lượng tử ánh sáng chụp

o)Phi_Eo＝φ_Eo=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Năng suất lượng tử của điện tử truyền tại t=0 (Quantum yield of electron transport at t=0)

p)Phi_Do＝φ_Làm＝1-φpo＝Fo/Fm， Năng lượng lượng tử (t=0)

q)Phi_pav= φpav = φpo (Sm/t)_Fm), sản lượng lượng tử ánh sáng trung bình, t_FmThời gian cần thiết để đạt được Fm (ms)

r)ABS / RCMo (1/Vj) (1/QY): Thông lượng lượng tử hấp thụ ánh sáng ở trung tâm phản ứngcác trung tâm hoạt động (QA đến QA- giảm)(Phía dưới). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s)TRo / RC=Mo (1/Vj): Bắt đầu (hoặc tối đa) thông lượng tử ánh sáng ở trung tâm phản ứng đơn vị (dẫn đến giảm QA, tức là tăng tỷ lệ đóng cửa trung tâm phản ứng B)

t)ETo / RC=Mo (1/Vj) (1-Vj): Thông lượng lượng tử ánh sáng truyền electron ban đầu tại trung tâm phản ứng đơn vị

u)DIo / RC=(ABS/RC) – (TRO/RC): Mất năng lượng trung tâm phản ứng đơn vị

v)Sản phẩm ABS/CS: Thông lượng tử hấp thụ ánh sáng cho phần mẫu đơn vị,CS là viết tắt của cắt chéo kích thích của mẫu được thử nghiệm(Phía dưới). ABS/CSo=Fo, ABS/CSm=Fm, TRO/CSx=QY (ABS/CSx) - Thông lượng tử năng lượng hoặc ánh sáng thu được trong một phần đơn vị

(W)TRo / CSO= QY. ETo / CSo = φ_EoFo = QY. (1-Vj). Phô

x)RC / CSx: Mật độ trung tâm phản ứng,RC / CS0 (RC hoạt động cho mỗi cắt chéo được kích thích)

y)PI_{Sản phẩm ABS}= (RC / ABS) (φpo / φ)_Làm(ψo/Vj): Chỉ số "hiệu suất" hoặc chỉ số sinh tồn dựa trên thông lượng lượng tử hấp thụ ánh sáng

c)PICs= (RC / CSx) (φpo / φ)_Làm(ψo/Vj): Chỉ số "hiệu suất" hoặc chỉ số sinh tồn dựa trên mặt cắt