FluorCamMultispectrale fluorescentiebeeldvormingssystemen voor desktopplanten

De meest gebruikte instrumentatietechnologie voor het experimenteel onderzoek naar plantenfenotypen en fysiologische ecologie

PSIProf. Nedbal, hoofdwetenschapper van het bedrijf, en dr. Trtilek, president van het bedrijf, combineerden voor het eerst PAM-chlorofluorescentietechnologie met CCD-technologie om het FluorCam-chlorofluorescentiebeeldsysteem wereldwijd te ontwikkelen en te produceren in 1996 (Heck et al., 1999; Nedbal et al., 2000; Govindjee and Nedbal, 2000）。 FluorCam chlorofluorescentie beeldvormingstechnologie werd een belangrijke doorbraak in de chlorofluorescentie technologie in de jaren negentig van de vorige eeuw, waardoor wetenschappers het onderzoek naar fotosynthese en chlorofluorescentie in één keer in de tweedimensionale en microscopische wereld. Op dit moment is PSI de meest geautoriseerde, meest gebruikte, meest uitgebreide en meest gepubliceerde professionele producent van chlorofluorescentiebeeldvorming ter wereld geworden.

Links boven is een fluorescentiebeeldvormingstechniek van de FluorCam, ontworpen door Nedbal en anderen in de jaren 90 (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000) en rechts is een citroenkleurige en fluorescentiebeeldvorming van de fluorescentie van de fluorescentie (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000).

FluorCamHet desktop plant multi-spectrale fluorescentiebeeldvormingssysteem is een hoog geïntegreerde, zeer innovatieve, gebruiksvriendelijke, uitgebreide toepassing van high-end plant levende beeldvormingstechnologie, hoge gevoeligheid CCD-lens, 4 vaste LED-lichtbronnen en besturingssystemen, enz. geïntegreerd in een donkere aanpassingskast (kan ook op aanvraag een vijfde lichtbron worden geplaatst aan de bovenkant), plantenmonsters worden geplaatst op de scheiding in de donkere aanpassingskast, scheiding niveau 7 hoogte verstelbaar; De lichtbron wordt aangevoerd door een hoge stabiliteit voedingseenheid, 4 hoge energie, hoge stabiliteit LED-lichtbron panelen uniform op plantenmonsters, beeldvorming gebied tot 13×13 cmHet besturingssysteem is via USB aangesloten op de computer en regelt en verzamelt analysegegevens via het FluorCam-softwareprogramma. Toepasbaar voor andere plantenweefsels zoals plantenbladen en vruchten, hele planten of meerdere planten die worden gecultureerd, mos en andere lage planten, algen, enz., wordt op grote schaal gebruikt in planten, waaronder algen fotosynthetische fysiologische ecologie, fysiologische en gevoeligheid van plant tegenslagen, porenfunctie, plantaardige omgeving zoals bodemvervuiling met zware metalen en biologische detectie, detectie en screening van plant weerstand, teelt van gewassen, fenotyping en andere onderzoeken.

Belangrijkste functies:

· Het systeem is geïntegreerd in de donker-adaptieve bedieningskast voor eenvoudige bediening en beweging, zowel in het laboratorium als buiten voor donker-adaptieve beeldvormingsmetingen

· CCD-lens met hoge gevoeligheid, tijdsresolutie tot 50 beelden per seconde, snel vastleggen van chlorofluorescentie transiënten, beeldgebied tot 13x13cm

· Het enige high-end chlorofluorescentietechnisch apparaat ter wereld dat OJIP-snelle fluorescentiedynamische beeldvormingsanalyses kan uitvoeren, met meer dan 20 parameters zoals de dynamische curve van de OJIP-snelle chlorofluorescentie en Mo (initiële helling van de OJIP-curve), het vaste gebied van de OJIP, Sm (meting van de energie die nodig is om alle lichtreactiecentra te sluiten), QY, PI (Performance Index) en meer.

· Het is de enige high-end chlorofluorescentie technologie apparatuur ter wereld die QA reoxidatie-dynamische beeldvorming analyse kan uitvoeren, kan een enkele omloop verzadigde lichtflits (STF) chlorofluorescentie-geïnduceerde dynamiek uitvoeren, lichtintensiteit in100µstot 120.000 µmol (fotonen) / m².s

· De meest uitgebreide en bewerkbare chlorofluorescentie-experimentele protocollen, waaronder snapshotmodus, Fv/Fm, Kautsky-induceerde effecten, 2 chlorofluorescentie-quenching-analyses (NPQ) protocollen (2 op maat gemaakte lichtschema's), LC-lichtresponscurven, PAR-absorptie- en NDVI-beeldvormingsanalyses, QA-reoxidatiedynamische analyses (optioneel), OJIP-snelle fluorescentiedynamische analyses (optioneel) en GFP-groene fluorescentieeiwitbeeldvorming (optioneel) enz.

· Automatische herhaalde beeldmeting kan worden uitgevoerd met een experimenteel programma (Protocols), het aantal metingen en de intervallen, het systeem zal de beeldmetingen automatisch loopen en de gegevens automatisch opslaan op de computer op basis van de datum van de tijd (met een tijdstempel); Twee experimentele protocollen zijn mogelijk. Het systeem kan bijvoorbeeld overdag Fv/Fm automatisch uitvoeren en 's nachts NPQ-analyses automatisch uitvoeren.

· Met tweekleurige fotochemische lichtbron, standaard geconfigureerd met rood en wit, kan optioneel worden gecombineerd met rood en blauw optisch chemisch licht, tweekleurig fotochemisch licht kan worden gebruikt in verschillende verhoudingen om de voordelen van de fotosynthese van verschillende lichtkwaliteiten op gewassen / planten te experimenteren.

Links figuur A is de Fv / Fm van komkommerblad onder 100% rode lichtbron omstandigheden, linker figuur B is de Fv / Fm van komkommerblad onder 30% blauwe lichtbron omstandigheden; Bovenkant rechts is de relatie tussen de intensiteit van de fotosynthese en de intensiteit van het licht (verschillende verhoudingen van blauw licht), en beneden rechts is de relatie tussen de geleiding van de luchtporen en de intensiteit van het licht (verschillende verhoudingen van blauw licht).

· Werkbare fluorescentiebeeldvorming met chlorofyl, multispectrale fluorescentiebeeldvorming, GFP-stabiele fluorescentiebeeldvorming

· Optioneel met TetraCam-kleurenbeeldmodule met een maximale beeldoppervlakte van 20x25 cm voor blad- of plantenmorografische beeldanalyse en contrastanalyse van chlorofluorescentiebeelding

· Optioneel uitgerust met hoge spectrale afbeeldingseenheid en infrarood thermische afbeeldingseenheid, plant kenmerken digitaliseren, visualiseren, uitgebreide meting en analyse van plant morphologie, fotosynthese efficiëntie, biochemische eigenschappen, luchtporen geleiding, druk en weerstand enz.

· Optioneel uitgerust met een grote versie van het mobiele plant imaging-analysesysteem met een beeldoppervlakte van 35x35cm voor chlorofluorescentie-beeldvorming, infrarood thermische beeldvorming en RGB-beeldvorming

Laatste toepassingen:

Hendrik KupperIn samenwerking met Zuzana Benedikty et al. in Plant Physiology gepubliceerd in februari 2019. Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， De studie maakt voor het eerst gebruik van de ultrasnelle beeldvormingssensor FluorCam desktop plant chlorofluorescentie beeldvormingssysteem en FKM multi-spectrale microfluorescentie beeldvormingssysteem voor beeldvormingssnelheden tot bereiking 4000fps@640x512 ， QA reoxidatie chlorofyl fluorescentiedynamische beeldvorming meten enkel puls verzadigd licht flash150,000μmol / m2.s1Dat.

Opmerking: OJIP snelle fluorescentiedynamische meting analytische parameters omvatten:

a)FoInitiële fluorescentie of minimale fluorescentie, fluorescentie bij 50 μs

b)FjFluorescentie bij 2ms

c)FiFluorescentie bij 60 ms

d)PFm: Maximale fluorescentie

e)Vj= (Fj-Fo)/(Fm-Fo): Relatieve variabele van fluorescentie van de klasse j

f)We= (Fi-Fo)/(Fm-Fo): relatieve variabele van de I-klasse fluorescentie

g)Mo=TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo): de initiële helling van de transiënte fluorescentie of de initiële helling van de OJIP-curve

(h)GebiedOm verschillende monsters te vergelijken, moet het gebied worden gestandaardiseerd als: Sm = Area/(Fm-Fo), Sm is de maat van de energie die nodig is om alle lichtreactiecentra te sluiten.

i)Fix gebied: OJIP vaste oppervlakte, OJIP curve 40 fijn bij de F-waarde tot 1 seconde bij het oppervlakte onder de F-waarde

j)Sm: gestandaardiseerde OJIP compensatie gebied, weerspiegelt QA terugkeer meerdere omzet

k)Ss= Vj / Mo: gestandaardiseerde OJ fase compensatie gebied, weerspiegelt een enkele omloop QA-reductie

l)N = Sm / Ss = Sm Mo (1 / Vj)OJIP QA (tussen 0 en t)_Fm）

m)Phi­­_Po＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Maximale lichtkwantumopbrengst, aanvankelijke vastleggingsverhouding van het absorberende lichtkwantumstroomreactiecentrum

n)Psi_o＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Verhouding van de quantumstroom van het licht dat door elektronen wordt overgedragen in het vastleggen van de quantumstroom van licht

o)van Phi_Eo＝φ_Eo=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Quantum yield of electron transport at t = 0 (kwantumopbrengst van elektronentransport bij t = 0)

p)Phi_Do＝φ_Doen＝1-φpo＝Fo/Fm， Kwantumopbrengst van energieverspreiding (t = 0)

q)Phi_pav= φpav = φpo (Sm/t)_Fmgemiddelde lichtkwantumproductie, t_FmTijd om Fm te bereiken (ms)

r)ABS / RCMo(1/Vj)(1/QY): De eenheid van het reactiecentrum voor de absorptie van licht, hier verwijst het reactiecentrum alleen naarde actieve (QA naar QA- reducerende) centra(hieronder dezelfde). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s)TRo / RCMo(1/Vj): Eenheid van het reactiecentrum voor de initiële (of maximale) lichtquantumstroom (resulteert in een reductie van de QA, d.w.z. een toename van de sluitingsverhouding B van het reactiecentrum)

t)ETo / RCMo(1/Vj) (1-Vj): Eenheidsreactiecentrum voor de aanvankelijke elektronenoverdracht van lichtkwantumstroom

u)DIo / RC= (ABS/RC) - (TRo/RC): eenheidsreactiecentrum energie verspreiding

v)ABS en CS: absorptie quantum stroom van het licht van de eenheid monster sectie,CS staat voor de opgewonden doorsnede van het geteste monster(hieronder dezelfde). ABS/CSo = Fo, ABS/CSm = Fm, TRo/CSx = QY (ABS/CSx) - eenheid van doorsnede die energie of lichtkwantumstroom vastlegt

w)TRo/CSoHet QY. Fo; ETo/CSo = φ_EoFo = QY. (1-Vj). Fo

van x)RC/CSxDichtheid van het reactiecentrum,RC / CS0 (actieve RC's per opgewonden doorsnede)

(y)PI_ABS= (RC/ABS) (φpo/φ)_Doen(ψo/Vj): Performance-index of overlevingsindex gebaseerd op de absorptie van quantumstromen van licht

(z)PICs=(RC/CSx)(φpo/φ)_Doen(ψo/Vj): Performance-index of overlevingsindex op basis van secties