ФлуорКамНастолна система за мулти-спектрални флуоресцентни изображения на растения

Най-широко използваните инструментални технологии за изследване на фенотипите на растенията и физиологичните екологични експерименти

ПСИПрофесор Недбал, главен учен на компанията, и д-р Тртилек, президент на компанията, за първи път комбинират технологията на хлорофлуоресценцията на PAM с технологията на CCD, за да разработят успешно и произвеждат системата за хлорофлуоресцентно изображение FluorCam в света през 1996 г. (Heck et al., 1999; Недбал и др., 2000 г.; Govindjee and Nedbal, 2000）。 Технологията за хлорофлуоресцентна изображение FluorCam стана важен пробив в хлорофлуоресцентната технология през 90-те години на миналия век, което позволи на учените да изследват фотосинтезата и хлорофлуоресцента наведнъж в двуизмерения и микросветовен свят. В момента PSI се превърна в най-авторитетния, най-широко използван, най-всеобхватен и най-публикуван производител на хлорофлуоресцентни изображения в света.

Флуоресцентната технология FluorCam, разработена от Nedbal и други през 90-те години на миналия век (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000) и цветната графика на лимона и флуоресцентната графика на хлорофила (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000)

ФлуорКамНастолна система за мулти-спектрални флуоресцентни изображения на растения е високо интегрирана, високо иновативна, удобна за използване, широко използвана висококачествена технология за изображения на растения, високочувствителна CCD леща, 4 фиксирани светодиодни светлинни плочи и контролна система, интегрирани в една тъмна адаптационна операционна кутия (също така може да се избере пета светлинна плоча на върха според нуждите), проби от растения се поставят на разделителната плоча в тъмната адаптационна операционна кутия, разделителната плоча на ниво 7 се регулира по височина; Източникът на светлина се захранва от високостабилен захранващ блок, 4 високоенергийни, високостабилни светодиодни светлинни плочи се осветяват еднообразно върху проби от растения, площ за изображение до 13×13 смСистемата за управление е свързана с компютъра чрез USB и контролира и събира аналитични данни чрез софтуерната програма FluorCam. Прилага се за други растителни тъкани, като листа на растения и плодове, цели растения или култури от множество растения, мъх и други ниски растения, водорасли и др., Широко се използва в растения, включително фотосинтеза на водорасли, физиология и чувствителност към натискане на растения, функция на порите, растителна среда като реакция на замърсяването на почвата с тежки метали и биологично откриване, откриване и скрининг на устойчивост на растенията, развъждане на култури, фенотипиране и др.

Основни характеристики:

· Системата е интегрирана в операционната кутия за адаптация към тъмността, която е лесна за работа и лесна за преместване, за анализ на измерването на изображението на адаптация към тъмността както в лабораторията, така и на открито

· Високочувствителни CCD обективи с временна резолюция до 50 снимки в секунда, бързо улавяне на хлорофлуоресцентни мигновения, площ на изображение до 13x13cm

· Това е единственото висококачествено хлорофлуоресцентно оборудване в света, което може да извърши бърз флуоресцентен динамичен анализ на изображенията на OJIP, което може да получи динамичната крива на бързата хлорофлуоресцентна крива на OJIP и Mo (начален наклон на кривата на OJIP), фиксираната площ на OJIP, Sm (измерване на енергията, необходима за затваряне на всички центрове за светлинна реакция), QY, PI (индекс на ефективността) и повече от 20 параметра.

· Това е единственото висококачествено хлорофлуоресцентно оборудване в света, което може да извърши QA реоксидационно динамичен анализ на изображението, което може да работи с еднократна наситена светлинна мишка (STF) хлорофлуоресцентно индуцирана динамика, интензивност на светлината в100 мксДо 120 000 µmol (фотони) / m².s

· Най-функционалните и редактируеми протоколи за хлорофлуоресцентен експеримент, включително режим на снимка, Fv/Fm, индуциран ефект на Каутски, 2 протокола за анализ на хлорофлуоресцентното загасяване (NPQ) (2 комплекта специални за светлината), крива на LC светлинен отговор, анализ на абсорбцията на PAR и NDVI изображение, анализ на реноксидантната динамика на QA (опционално), анализ на бързата флуоресцентна динамика на OJIP (опционално) и изображение на зелен флуоресцентен протеин GFP (опционално) и др.

· Може да се извърши автоматичен анализ на повтарящите се измервания на изображението, като се зададе експериментална процедура (протоколи), брой измервания и интервали, системата автоматично циклизира измерванията на изображението и автоматично записва данните в компютъра по време и дата (с часов печат); Също така могат да бъдат зададени две експериментални процедури (протоколи); Например автоматично изпълнение на Fv/Fm през деня, автоматично изпълнение на NPQ анализ през нощта и т.н.

· С двуцветен фотохимичен източник на светлина, стандартна конфигурация на червено и бяло, може да се използва с червено и синьо и други двойни ленти на фотохимична светлина, двуцветна фотохимична светлина може да се използва в различни пропорции, за да се експериментира ефектът от фотосинтезата на различни качества на светлината за културите / растенията.

На лявата фигура A е Fv / Fm на листата на краставицата при условията на 100% червена светлина, а на лявата фигура B е Fv / Fm на листата на краставицата при условията на 30% синя светлина; На горната дясна диаграма е връзката между интензивността на фотосинтезата и интензивността на светлината (различни пропорции на синя светлина), а на долната дясна диаграма е връзката между проводимостта на порите и интензивността на светлината (различни пропорции на синя светлина).

· Флуоресцентна изображение с хлорофил, мулти-спектрална флуоресцентна изображение, GFP стабилна флуоресцентна изображение

· Опционално с цветен модул за изображение TetraCam с максимална площ на изображение 20x25 см за монографски анализи на листа или растения и контрастен анализ на хлорофлуоресцентни изображения

· Възможност за избор с високоспектрални образни единици и инфрачервени термични образни единици, цифровизация, визуализация на растетелните характеристики, цялостен анализ на измерването на растетелната форма, ефективността на фотосинтезата, биохимичните свойства, проводимостта на порите, напрежението и устойчивостта и др.

· Опционално с голяма версия на мобилна система за анализ на изображения на растения с площ 35x35 см, за работа с хлорофлуоресцентни изображения, инфрачервени термични изображения и RGB изображения

Последни приложения:

Хендрик КупърСъвместно с Zuzana Benedikty и др., в „Физиология на растенията“, публикувана през февруари 2019 г. Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， За първи път в изследването се използва свръхскоростният сензор за изображение FluorCam, настолната флуоресцентна система за изображение на растения с хлорофлуоресцентна многоспектрална микрофлуоресцентна система за изображение FKM 4000fps@640x512 ， QA реоксидиране хлорофил флуоресцентна динамика изображение измерване на един импулс наситена светлина блискане150,000μмол/м2с.1Това.

Приложение: OJIP бързо флуоресцентна динамика измерване параметри за анализ включват:

а)ФоПървоначална флуоресценция или минимална флуоресценция при 50 μs

б)ФжФлуоресценция при 2ms

в)ФиФлуоресценция при 60 ms

г)ПFm: Максимална флуоресцентност

д)Вж= (Fj-Fo)/(Fm-Fo): относителна променлива на флуоресценцията от степен j

е)Вие= (Fi-Fo)/(Fm-Fo): относителна променлива на флуоресценцията от I клас

ж)МоTRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo): Начален наклон на флуоресцентната транзитна крива или начален наклон на кривата OJIP

с)ПлощПлощта между кривата OJIP и Fm, може да се нарече компенсираща площ (допълнителна площ), за да се сравнят различни проби, площта трябва да бъде стандартизирана като: Sm = площ/(Fm-Fo), Sm е мерка за енергията, необходима за затваряне на всички центрове за светлинна реакция.

i)Фиксиране област: OJIP фиксирана площ, OJIP кривата 40 е деликатна, когато стойността на F до 1 секунда, когато стойността на F е под площта

е)СмСтандартизирана площ за компенсация на OJIP, отразяваща многократни обороти на QA

к)СС= Vj / Mo: Стандартизирана площ за компенсация на фазата OJ, отразяваща намаляването на QA на един цикъл

л)N = Sm / Ss = Sm Mo (1 / Vj)OJIP QA (между 0 и t)_ФМ）

м)Фи-По＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Максимална светлинна квантова продукция, първоначално съотношение на улавяне на центъра за реакция на абсорбиращия светлинен квантов поток

н)Псио_＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Съотношение на квантовия поток на светлината, предавана от електрони в квантовия поток на светлината

о)Фи_Ео＝φ_Ео=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Квантовата мощност на електронния транспорт на светлина при t = 0 (Quantum yield of electron transport at t = 0)

п)Phi_Do＝φ_{Направи}＝1-φpo＝Fo/Fm， Квантова продукция на разпръсната енергия (t = 0)

q)Фи_павφpav = φpo (см/т)_ФМсредна квантова продукция на светлината, t_ФМНеобходимо време за постигане на Fm (ms)

р)ABS / RCMo(1/Vj)(1/QY): квантов поток на абсорбиращата светлина в единицата реакционен център, където реакционен център се отнася само доактивни центрове (QA до QA – намаляване)(по-долу). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

с)TRo / RCMo(1/Vj): първоначален (или максимален) квантов поток от улавяне на светлина в реакционния център (което води до намаляване на QA, т.е. увеличаване на съотношението на затваряне на реакционния център B)

т)ETo / RCMo(1/Vj) (1-Vj): първоначален квантов поток от светлина, предаван от електрони в единичния реакционен център

у)DIo / RC(ABS/RC) - (TRo/RC): разсейване на енергията в реакционния център

в)ABS / CSКвантовият поток на поглъщане на светлина на единичния сечение на пробата,CS означава вълнуваното напречно сечение на изпитваната проба(по-долу). ABS/CSo = Fo, ABS/CSm = Fm, TRo/CSx = QY (ABS/CSx) – единица на сечение за улавяне на енергия или светлинен квантов поток

в)TRo / CSo= QY. Фо; ETo/CSo = φ_ЕоФо = QY. (1-Vj). Фо

х)RC/CSxплътност на реакционния център,RC / CS0 (активни RC за вълнувано напречно сечение)

и)ПИ_АБС= (RC/ABS) (φpo/φ)_{Направи}(ψo/Vj): индекс на "ефективност" или индекс на оцеляване, базиран на квантовия поток от абсорбиране на светлина

с)ПИК=(RC/CSx)(φpo/φ)_{Направи}(ψo/Vj): индекс на "представяне" или индекс на оцеляване, базиран на секция