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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葉綠素熒光成像技術(shù)的高級擴展產(chǎn)品，可用于葉綠素熒光動態(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、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、植物初級代謝與刺激代謝研究、污染生態(tài)學研究檢測/生物檢測等。

 

 

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)擴展等

ü   葉綠素熒光成像分析：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、基因標記

ü   NDVI成像分析（選配）：N素營養(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個波峰的波長為藍光440nm（F440）、綠光520nm（F520）、紅光690nm（F690）和遠紅外740nm（F740），其中F440和F520統(tǒng)稱為BGF，由表皮及葉肉細胞壁和葉脈發(fā)出，F(xiàn)690和F740為葉綠素熒光Chl-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)：通過光學濾波器技術(shù)，僅使特定波長的光（激發(fā)光）到達樣品以激發(fā)熒光，同時僅使特定波長的激發(fā)熒光到達檢測器。不同的熒光發(fā)色團（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）進行成像分析。如選配紅光和藍光及相應(yīng)濾波器，可以對GFP和葉綠素熒光成像分析，還可選配綠色光源及相應(yīng)濾波器，以對YFP進行熒光成像分析等；

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行實驗成像分析

 

 

ü   可進行自動重復(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（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，以便與葉綠素熒光成像融合分析，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

 

1. 多光譜熒光成像

1)標配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) 標準版LED光源板面積13x13cm，大型版LED光源板面積達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，可選配藍色等其它顏色測量光

 

 

4)雙波段持續(xù)光化學光：標配617nm橙色光化學光和6500K白色光化學光，300-2,000 μmol(photons)/m2.s光強可調(diào)，可選配3000 μmol(photons)/m2.s光強，還可選配藍色、綠色等其它顏色光化學光

5)6500K白色飽和光脈沖，最大強度4000 μmol(photons)/m2.s，可選配強度達6000 μmol(photons)/m2.s，還可選配藍色飽和光脈沖或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多個葉綠素熒光參數(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)時間分辨率：在最高圖像分辨率下可達每秒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熒光、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：

 

 

15)FluorCam葉綠素熒光成像分析軟件功能：具Live（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、光化學光持續(xù)時間、測量時間等）、光強（如不同光質(zhì)光化學光強度、飽和光閃強度、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（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、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）

 

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)過歐盟標注校準，可直接測量溫度，包括每個像素點的溫度等

2)  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)      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