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— 生態(tài) · 農(nóng)業(yè) · 健康 —
易科泰(EcoTech)
FluorCam移動式植物多光譜熒光成像系統(tǒng)

時間:2020-03-11

作者:易科泰

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簡介:

FluorCam移動式植物多光譜熒光成像系統(tǒng)

FluorCam移動式多光譜熒光成像系統(tǒng)是國際知名FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)的高級擴(kuò)展產(chǎn)品,可用于葉綠素?zé)晒鈩討B(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 客戶定制四輪移動平臺,、模塊式結(jié)構(gòu),便于溫室內(nèi)或野外移動使用,、原位測量監(jiān)測,、系統(tǒng)擴(kuò)展等

ü   葉綠素?zé)晒獬上穹治觯?/span>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

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

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

üimage.pngUV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(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,,F(xiàn)690和F740為葉綠素?zé)晒釩hl-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(dá)樣品以激發(fā)熒光,同時僅使特定波長的激發(fā)熒光到達(dá)檢測器,。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、綠波輪及相應(yīng)濾波器,,對不同波長熒光(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YFP進(jìn)行熒光成像分析等;

ü   可選配13x13cm或大型20x20cm不同規(guī)格型號LED光源版,,以實現(xiàn)不同大小均一的植物多光譜熒光成像面積,,可對葉片,、植物果實器官包括植物根系或整株植物甚至多株植物進(jìn)行實驗成像分析

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ü   可進(jìn)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(jī)(帶時間戳),,以便于野外長時間(如幾個小時)自動監(jiān)測

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(dá)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?zé)晒獬上袢诤戏治?,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

 

技術(shù)指標(biāo):

1.      多光譜熒光成像

1)標(biāo)配4+1智能LED光源系統(tǒng),包括1對紅色LED光源板,、1對冷白色LED光源板,、1個頂部紫外光源,可選配其它波段光源,、多光譜光源

2) 標(biāo)準(zhǔn)版LED光源板面積13x13cm,,大型版LED光源板面積達(dá)20x20cm

3)脈沖調(diào)制測量光源,波段617nm,,持續(xù)時間10μs - 100μs可調(diào),,可深入葉片柵欄組織,可選配藍(lán)色等其它顏色測量光

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4)雙波段持續(xù)光化學(xué)光:標(biāo)配617nm橙色光化學(xué)光和6500K白色光化學(xué)光,,300-2,000 μmol(photons)/m2.s光強(qiáng)可調(diào),,可選配3000 μmol(photons)/m2.s光強(qiáng),還可選配藍(lán)色,、綠色等其它顏色光化學(xué)光

5)6500K白色飽和光脈沖,,最大強(qiáng)度4000 μmol(photons)/m2.s,可選配強(qiáng)度達(dá)6000 μmol(photons)/m2.s,,還可選配藍(lán)色飽和光脈沖或120000μmol(photons)/m2.s單周轉(zhuǎn)光脈沖

6)Protocols(實驗程序):包括(根據(jù)選配配置而定):

a)Fv/Fm

b)Kautsky 誘導(dǎo)效應(yīng)

c)熒光淬滅分析

d)光響應(yīng)曲線分析

e)靜態(tài)熒光成像分析(選配)

f)多光譜熒光成像分析

g)PARabs/NDVI成像分析(選配)

7)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?zé)晒鈪?shù)和多光譜熒光參數(shù)

8)紫外光激發(fā)多光譜熒光參數(shù)包括F440、F520,、F690,、F740及相應(yīng)比率成像分析參數(shù)(下左圖為西葫蘆感染軟腐病菌(Dickeya dadantii)RGB彩色成像、多光譜熒光成像(引自Maria L. Perez-Bueno等,,2016),;右圖為植物接種病毒(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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9) 高分辨率CCD鏡頭

a)最高圖像分辨率:1360×1024像素

b)時間分辨率:在最高圖像分辨率下可達(dá)每秒20幀

c)A/D 轉(zhuǎn)換分辨率:16位(65536灰度色階)

d)像元尺寸:6.45μm×6.45μm

10)7位濾波輪及濾波器,,用于成像測量葉綠素?zé)晒?、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)

11)可選配遠(yuǎn)紅光740nm(FAR)與660nm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

12)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

13)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)

14)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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15)FluorCam葉綠素?zé)晒獬上穹治鲕浖δ埽壕週ive(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

16)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(qiáng)(如不同光質(zhì)光化學(xué)光強(qiáng)度,、飽和光閃強(qiáng)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

17)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(jī)(帶時間戳)

18)快照(snapshot)模式:通過快照成像模式,可以自由調(diào)節(jié)光強(qiáng),、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

19)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)

20)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

21)給光制度:靜態(tài)或動態(tài)

22)Bios:固件可升級

23)通訊方式:千兆以太網(wǎng)

24) 供電電壓:90 – 240 V (野外需另配輕便型發(fā)電機(jī))

2.      紅外熱成像單元:

1)非制冷紅外焦平面檢測器(uncooled VOx microbolometer),,已經(jīng)過歐盟標(biāo)注校準(zhǔn),,可直接測量溫度,包括每個像素點的溫度等

2)  image.png分辨率:640x512像素

3)光譜范圍:7.5~13.5μm

4)溫度測量范圍:-25~150°C

5)靈敏度:≤0.03℃(30mK)@ 30℃

6)幀頻:標(biāo)配9Hz或30Hz(須提前申請選配)

7)數(shù)據(jù)傳輸:USB-3或千兆以太網(wǎng)

8)19mm光學(xué)鏡頭,,視野32℃x26℃,,可選配13mm鏡頭或35mm鏡頭

9)具備視頻模式和快照模式

10)具備14種調(diào)色板供任意選擇,可多樣化設(shè)置熱成像假彩色

11)具備差值功能,,可內(nèi)查圖像形成平滑影像以避免像素化

12)可通過軟件設(shè)置大氣溫度,、濕度、距離等參數(shù)

13)具備等溫模式功能,,包括以上,、一下、之間,、及以下與以上四種等溫模式

14)      image.png結(jié)果在線報告功能,,自動顯示熱影像、時距圖及影像參數(shù)如發(fā)射率,、反射溫度,、大氣溫度、濕度,、外部光距離,、傳播等

15)影像處理軟件具備ROI選區(qū)功能,包括點,、線,、折線、矩形等,,并可進(jìn)行分區(qū)處理,,每個ROI即時顯示最小溫度、最高溫度,、平均溫度等

16)熱掃描功能及熱剖面功能:可在線可視化顯示線型ROI溫度值,、溫度剖面圖

17)所有ROI工具的溫度值均可顯示在時距圖中

18)防護(hù)級:IP65

19)工作溫度:-15°C~+50°C

20)支持GPS信息,可將位置信息顯示在谷歌地圖上

3. RGB成像分析單元:科研級RGB成像鏡頭,,分辨率2592x1944像素,,信噪比54dB,1-40x放大,,最小視野6.1x7.9mm(40x),,最大視野20.8x25.4

產(chǎn)地:歐洲

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