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FluorCam移動(dòng)式植物多光譜熒光成像系統(tǒng)

 

FluorCam移動(dòng)式多光譜熒光成像系統(tǒng)是國(guó)際知名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,，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 客戶定制四輪移動(dòng)平臺(tái)、模塊式結(jié)構(gòu),，便于溫室內(nèi)或野外移動(dòng)使用,、原位測(cè)量監(jiān)測(cè)、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(cè)量檢測(cè)

ü   多光譜熒光成像分析：反映多酚與黃酮類(lèi)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(chóng)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(yíng)養(yǎng)狀態(tài),、植物脅迫等

üUV紫外光激發(fā)多光譜熒光成像技術(shù)：UV紫外光對(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(zhǎng)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(chēng)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(lái)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(chóng)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(guò)光學(xué)濾波器技術(shù),，僅使特定波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)的激發(fā)光“敏感”并吸收后激發(fā)出不同波長(zhǎng)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,、綠波輪及相應(yīng)濾波器，對(duì)不同波長(zhǎng)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)晒獬上穹治觯€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13x13cm或大型20x20cm不同規(guī)格型號(hào)LED光源版，以實(shí)現(xiàn)不同大小均一的植物多光譜熒光成像面積,，可對(duì)葉片,、植物果實(shí)器官包括植物根系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(wú)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）,，以便于野外長(zhǎng)時(shí)間（如幾個(gè)小時(shí)）自動(dòng)監(jiān)測(cè)

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?，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(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(lèi),、小型動(dòng)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(duì)紅色LED光源板、1對(duì)冷白色LED光源板,、1個(gè)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(cè)量光源,，波段617nm，持續(xù)時(shí)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(cè)量光

 

 

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(shí)驗(yàn)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(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）

 

 

9) 高分辨率CCD鏡頭

a)最高圖像分辨率：1360×1024像素

b)時(shí)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(cè)量葉綠素?zé)晒狻440,、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(cè)量Fo’,、PARabs及NDVI

12)可選配1對(duì)青色LEDs光源板及相應(yīng)濾波器等，可用于氣孔功能測(cè)量研究

13)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）

14)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EcoTech實(shí)驗(yàn)室）,，以下為選配參考：

 

 

15)FluorCam葉綠素?zé)晒獬上穹治鲕浖δ埽壕週ive（實(shí)況測(cè)試）,、Protocols（實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)程序協(xié)議（protocols）：可設(shè)定時(shí)間（如測(cè)量光持續(xù)時(shí)間,、光化學(xué)光持續(xù)時(shí)間、測(cè)量時(shí)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(cè)量光等）,，具備專(zhuān)用實(shí)驗(yàn)程序語(yǔ)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(shí)驗(yàn)程序

17)自動(dòng)測(cè)量分析功能：可設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)程序（Protocol）自動(dòng)無(wú)人值守循環(huán)成像測(cè)量，重復(fù)次數(shù)及間隔時(shí)間客戶自定義,，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）

18)快照（snapshot）模式：通過(guò)快照成像模式,，可以自由調(diào)節(jié)光強(qiáng)、快門(mén)時(shí)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(shí)熒光圖片

19)成像預(yù)處理：程序軟件可自動(dòng)識(shí)別多個(gè)植物樣品或多個(gè)區(qū)域,，也可手動(dòng)選擇區(qū)域（Region of interest,，ROI）。手動(dòng)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(dòng)測(cè)量分析每個(gè)樣品和選定區(qū)域的熒光動(dòng)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(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(guò)濾掉噪音帶來(lái)的誤差

21)給光制度：靜態(tài)或動(dòng)態(tài)

22)Bios：固件可升級(jí)

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(cè)器（uncooled VOx microbolometer）,，已經(jīng)過(guò)歐盟標(biāo)注校準(zhǔn),，可直接測(cè)量溫度，包括每個(gè)像素點(diǎn)的溫度等

2)  分辨率：640x512像素

3)光譜范圍：7.5～13.5μm

4)溫度測(cè)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(qǐng)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(guò)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)      結(jié)果在線報(bào)告功能,，自動(dòng)顯示熱影像、時(shí)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(diǎn)、線,、折線,、矩形等，并可進(jìn)行分區(qū)處理,，每個(gè)ROI即時(shí)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(shí)距圖中

18)防護(hù)級(jí)：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(jí)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