Hệ thống phân tích hình ảnh kiểu hình tảo Modular

Tảo là một thuật ngữ chung cho một loạt các sinh vật thủy sinh như Cyanophytes, Ophthalomycetes, Goldilophytes, Arthrophytes, Chlorophyta, Fucoidan, Rhodophytes, v.v. Hình thái chủng loại của nó rất nhiều, vi tảo đơn bào nhỏ đến micron, lớn đến tảo nâu cỡ lớn dài đến vài mét thậm chí mấy chục mét. Là nhà sản xuất chính quan trọng nhất trong các vùng nước, tảo đóng một vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự ổn định của toàn bộ hệ sinh thái và thậm chí cả Trái đất. Đồng thời, nhiều loại tảo kinh tế cũng đóng một vai trò quan trọng trong thực phẩm, dược phẩm, năng lượng và các ngành công nghiệp khác. Còn các hiện tượng sinh thái có hại như thủy hoa, thủy triều đỏ cũng do tảo gây ra.

Trong nghiên cứu tảo, cần phải phân tích đầy đủ các đặc điểm kiểu hình của tảo, đặc biệt là sinh lý quang hợp, hình thái, màu sắc, thành phần sắc tố và phân phối, đóng góp quang hợp của các sắc tố khác nhau, sinh lý căng thẳng và các khía cạnh khác của đo lường và phân tích, để số hóa kiểu hình tảo, sinh thái sinh lý và khả năng hiển thị chức năng. Điều này đòi hỏi một sơ đồ hệ thống hình ảnh kiểu hình được thiết kế đặc biệt cho kiểu hình tảo.

Hệ thống phân tích hình ảnh kiểu hình tảo mô-đun bao gồm nuôi cấy tảo FMT150 với đơn vị giám sát trực tuyến, đơn vị hình ảnh huỳnh quang huỳnh quang FluorCam hoặc đa quang phổ, đơn vị hình ảnh vi quang huỳnh quang đa quang phổ FKM, đơn vị hình ảnh quang phổ cao (hoặc đơn vị hình ảnh đa quang), đơn vị hình ảnh màu RGB, v.v., là hệ thống phân tích nghiên cứu sinh thái và kiểu hình tảo được cấu hình linh hoạt nhất, chức năng toàn diện nhất, tỷ lệ tình dục cao nhất và công nghệ hàng đầu trên thị trường hiện nay.

Nghiên cứu hình ảnh kiểu hình của vật cộng sinh san hô, bên trái: co rút san hô - giãn nở không đồng thời NDVI đa quang phổ hình ảnh với GFP xanh huỳnh quang protein phân tích; bên phải; Video tổng hợp báo cáo tin tức dựa trên luật sử dụng hợp lý – Fair use for news reporting ((MC trung thành,et al.2015）

Các tính năng chức năng chính và các chỉ số kỹ thuật:

1. Sản phẩm FMT150Nuôi cấy tảo và công nghệ giám sát trực tuyến: kết hợp độc đáo các lò phản ứng sinh học với các thiết bị giám sát để nuôi cấy ánh sáng chính xác mô-đun và giám sát sinh lý trong nước ngọt, tảo biển và tảo lam, v.v.

1) Kích thước khối lượng tùy chọn: 400ml, 1L, 3L, v.v., có thể tùy chỉnh thùng nuôi cấy lớn 25L, 120L

2) Nguồn sáng LED đầy đủ: ánh sáng đỏ, ánh sáng xanh hoặc trắng, ánh sáng đỏ hai màu, chất lượng ánh sáng khác có thể được tùy chỉnh, cường độ ánh sáng tối đa lên đến 3000 μmol (photons).m^-2.s^-1

3) Điều khiển chính xác nhiệt độ, ánh sáng mạnh mẽ, chu kỳ đào tạo, CO₂Nồng độ và các điều kiện nuôi cấy khác, mô phỏng sự thay đổi chu kỳ tự nhiên và có thể được nuôi cấy liên tục hoặc không đổi

4) Giám sát nhiệt độ trực tuyến, giá trị pH, oxy hòa tan, O₂/ Sản phẩm₂Thông lượng, thay đổi muối dinh dưỡng, mật độ ánh sáng, thông số huỳnh quang diệp lục (phản ánh tình trạng căng thẳng và trạng thái sinh lý) và các thông số môi trường và sinh lý khác

5) Kiểm soát bên ngoài, giám sát và lưu trữ dữ liệu trực tuyến theo thời gian thực thông qua phần mềm máy tính chuyên dụng

6) Tùy chọn MC1000 8 kênh nuôi cấy tảo với đơn vị giám sát trực tuyến cho các thí nghiệm nuôi cấy lặp lại nhanh

Phân tích đa hệ của Chlamydia Rheinland, trái: nuôi cấy có kiểm soát chính xác với FMT150; Phải: Phân tích huỳnh quang diệp lục bằng FluorCam (Strenkert, 2019, PNAS)

2. FluorCamCông nghệ hình ảnh huỳnh quang diệp lục: mô hình khác nhau và kích thước hình ảnh của hệ thống hình ảnh huỳnh quang diệp lục có thể được tùy chọn theo nhu cầu, hoặc hình ảnh huỳnh quang trạng thái ổn định như GFP/YFP, hình ảnh hấp thụ cải cách hành chính/NDVI, v.v.

1) Hình ảnh huỳnh quang chlorophyll di động, diện tích hình ảnh 31,5x41,5mm, có thể được sử dụng trong lĩnh vực thực địa và phòng thí nghiệm để phân tích hình ảnh huỳnh quang chlorophyll, cũng có thể chọn hệ thống quang hợp để đo quang hợp và đo phân tích hình ảnh huỳnh quang chlorophyll

2) Hệ thống hình ảnh huỳnh quang chlorophyll khép kín (tất cả trong một), cho chức năng đầy đủ nhất (với tất cả các Protocols bao gồm OJIP, QA động lực tái oxy hóa, vv), tỷ lệ tình dục cao nhất, sử dụng thiết bị phân tích hình ảnh kiểu hình thực vật thuận tiện nhất, có thể đồng thời thực hiện đo lường hình ảnh đối với sự hấp thụ cải cách hành chính thực vật, chỉ số phản xạ quang phổ NDVI, v.v.

3) FluorCamHệ thống hình ảnh huỳnh quang chlorophyll mô-đun, có phiên bản tiêu chuẩn 13x13cm và phiên bản lớn 20x20, cấu trúc mô-đun, có khả năng mở rộng, có thể tùy chọn với nguồn sáng LED trắng (để mô phỏng nguồn sáng tự nhiên), nguồn sáng LED lục lam, nguồn sáng LED màu xanh lá cây, nguồn sáng LED màu đỏ, nguồn sáng LED màu xanh lam và các nguồn kích thích khác nhau để thử nghiệm chất lượng ánh sáng, được sử dụng để kích thích các protein sắc tố quang hợp khác nhau của tảo (hình dưới đây lần lượt là hệ thống hình ảnh huỳnh quang chlorophyll di động, tất cả trong một, mô-đun)

4) FluorCamNền tảng hình ảnh huỳnh quang chlorophyll lớn, diện tích hình ảnh lên tới 35x35cm(Hình dưới đây là hệ thống hình ảnh huỳnh quang chlorophyll di động, tất cả trong một, mô-đun vàNền tảng hình ảnh huỳnh quang chlorophyll lớn）

5) FluorCamPhương án công nghệ hình ảnh huỳnh quang đa quang phổ, được trang bị tia cực tím UV và bộ lọc đặc biệt để kích thích và phát hiện huỳnh quang đa quang của tảo, đặc biệt thích hợp cho nghiên cứu nhóm chuyển hóa thứ cấp và kiểu hình bệnh tật. Có sẵn trong tất cả trong một (khu vực hình ảnh 13x13cm) hoặc mô-đun (khu vực hình ảnh 13x13cm hoặc 20x20cm) để lựa chọn, cũng có sẵn trong phòng thí nghiệm nền tảng hình ảnh huỳnh quang đa phổ lớn

Đại học Hàng hải Trung Quốc sử dụng FluorCamHệ thống hình ảnh huỳnh quang đa phổ Nghiên cứu Strip PurplePyropia yezoensisPhản ứng trao đổi chất thứ cấp sau khi bị nhiễm bệnh nấm đỏ (Tang L, 2019)

3. FKMCông nghệ hình ảnh vi mô huỳnh quang đa quang phổ: Công nghệ hình ảnh vi mô dựa trên công nghệ hình ảnh huỳnh quang FluorCam chlorophyll. Nó bao gồm kính hiển vi nâng cao có chứa các thành phần có thể mở rộng, máy ảnh CCD độ phân giải cao, nhóm nguồn sáng kích thích, máy quang phổ, mô-đun điều khiển nhiệt độ và bộ điều khiển tương ứng và phần mềm phân tích và trạm làm việc chuyên dụng. Nó không chỉ có thể thực hiện phân tích hình ảnh huỳnh quang diệp lục và đa quang phổ của vi tảo, tế bào riêng lẻ, lục lạp riêng lẻ và thậm chí các mảnh nang cơ bản-ma trận, mà còn cả protein huỳnh quang, thuốc nhuộm huỳnh quang và các sắc tố quang hợp đặc trưng của tảo.

1) Được xây dựng trong toàn bộ chương trình nghiên cứu huỳnh quang chlorophyll ngày nay, chẳng hạn như Fv/Fm, hiệu ứng cảm ứng Kautsky, làm nguội huỳnh quang, đường cong phản ứng huỳnh quang nhanh OJIP, tái oxy hóa QA, v.v., thu được hơn 70 thông số và hình ảnh của nó

2) Được trang bị vật kính huỳnh quang sinh học chuyên dụng 10x, 20x, 40x, 63x và 100x, lục lạp và huỳnh quang phát ra có thể được quan sát rõ ràng

3) Ánh sáng hồng ngoại, ánh sáng đỏ, ánh sáng xanh, ánh sáng xanh lá cây, ánh sáng trắng, ánh sáng cực tím và ánh sáng đỏ xa, trong nhóm nguồn kích thích, có khả năng nghiên cứu bất kỳ phân tử sắc tố hoặc cụm màu nào trong thực vật/tảo

4) Phân tích hình ảnh protein huỳnh quang, thuốc nhuộm huỳnh quang như GFP, DAPI, DiBAC4, SYTOX, CTC, v.v. có thể được thực hiện

5) Máy quang phổ có độ phân giải cao có thể phân tích sâu sắc các bản đồ quang phổ của các loại huỳnh quang.

6) Hệ thống kiểm soát nhiệt độ có thể đảm bảo rằng các mẫu thử nghiệm được đo trong điều kiện nhiệt độ tương đương, cải thiện độ chính xác của thí nghiệm, cũng có thể tiến hành nghiên cứu áp suất nhiệt độ cao/thấp.

Các quy luật quang hợp trong quá trình phân biệt tế bào Aliformes của tảo cá tanh (Ferimazova, 2014)

4. MẫuCông nghệ hình ảnh quang phổ cao, đề nghị IQ High Spectrum Imager, thiết kế tất cả trong một, tích hợp đẩy tự động, xử lý thu thập dữ liệu, hệ điều hành, màn hình cảm ứng và phím điều hành, GPS, vv, thân máy nhỏ và nhẹ, chỉ 1,3kg, để đạt được hoạt động cầm tay dễ dàng hoặc hoạt động cố định, dải tần 400-1000nm, độ phân giải phổ 7nm, 204 băng tần, độ phân giải hình ảnh 512x512 pixel, trường nhìn 31 độ, tầm nhìn 15cm đến vô tận, trường nhìn 1m 55x55cm. Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (

5. Phân tích hình ảnh RGB hoặc phân tích hình ảnh đa phổ tùy chọn

6. Cấu hình linh hoạt và dễ sử dụng, với các kết hợp đơn vị khác nhau tùy chọn

Phân tích hình ảnh quang phổ của tảo xanh biển, tảo nâu và tảo đỏ (Ginneken V, 2017)