FluorCam'ınMasaüstü Bitki Çok Spektrumlu Floresans Görüntüleme Sistemi

- Bitki fenotipleri ve fizyolojik-ekolojik deneyler araştırmasında en geniş kullanılan alet teknolojisi

PSI'ninŞirketin baş bilim adamı Prof. Nedbal ve şirket başkanı Dr. Trtilek vb. ilk kez PAM klorofil floresans teknolojisini CCD teknolojisi ile birleştirdi ve 1996 yılında dünyada FluorCam klorofil floresan görüntüleme sistemini başarıyla geliştirdi (Heck et al., 1999; Nedbal ve diğerleri, 2000; Govindjee and Nedbal, 2000）。 FluorCam klorofil floresan görüntüleme teknolojisi, 1990'larda klorofil floresan teknolojisinde önemli bir atılım oldu ve bilim adamlarının fotosentez ve klorofil floresan araştırmalarını birden iki boyutlu ve mikroskop dünyaya girmesini sağladı. Şimdilik PSI, dünyanın en otorite, en yaygın kullanılan, en kapsamlı ve en çok yayınlanan klorofil floresan görüntüleme profesyonel üreticisi haline geldi.

Üst sol, Nedbal ve diğerleri tarafından 1990'larda tasarlanan FluorCam klorosen görüntüleme teknolojisi (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000), sağ, limon renkli ve klorosen görüntüleme (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000)

FluorCam'ınMasaüstü bitki çok spektrumlu floresan görüntüleme sistemi, yüksek derecede entegre, yenilikçi, kullanımı kolay ve yaygın bir yüksek kaliteli bitki canlı görüntüleme teknolojisi ekipmanıdır. Yüksek hassasiyetli CCD lens, 4 sabit LED ışık kaynağı ve kontrol sistemi, bir karanlık adaptasyon işletim kutusu içinde entegre edilmiştir (ihtiyaçlara göre beşinci ışık kaynağı da seçilebilir), bitki örnekleri karanlık adaptasyon işletim kutusu içindeki bölme üzerine yerleştirilir, bölme 7 seviyesi yükseklik ayarlanabilir; Işık kaynağı, yüksek istikrarlı güç ünitesi tarafından sağlanır, 4 yüksek enerji, yüksek istikrarlı LED ışık kaynağı paneli bitki örneklerine eşit bir şekilde aydınlanır ve görüntüleme alanı 13'e kadar×13 santimetreKontrol sistemi USB üzerinden bilgisayara bağlanır ve FluorCam yazılım programı aracılığıyla analitik verileri kontrol ve toplar. Bitki yaprakları ve meyveleri gibi diğer bitki dokuları, bütün bitkiler veya yetiştirilen çoklu bitkiler, yoş toprakları ve diğer düşük bitkiler için uygulanır, yosun fotofizyolojisi, yosun fotofizyolojisi, bitki zorluk zorlama fizyolojisi ve duyarlılığı, gözenek fonksiyonu, toprak ağır metal kirliliği yanıtı ve biyolojik test, bitki direnci tespit ve tarama, bitki yetiştirme, fenotip ve diğer araştırmalar dahil olmak üzere bitkilerde yaygın olarak kullanılır.

Ana özellikler:

· Karanlık adaptif çalışma kutusuna entegre olan sistem, hem laboratuvarda hem de dışarıda karanlık adaptif görüntüleme ölçümü analizi için kullanımı kolay ve taşınabilir

· Yüksek hassasiyetli CCD lens, saniyede 50 fotoğraf çözünürlüğü, 13x13cm'ye kadar görüntüleme alanında klorofil floresan geçici hızlı bir şekilde yakalar

· OJIP Hızlı Floresans Dinamik Görüntüleme Analizi yapabilen dünyanın tek yüksek kaliteli kloroflosan teknoloji cihazıdır. OJIP Hızlı Klroflosan Dinamik Eğrisi ve Mo (OJIP Eğrisi Başlangıç Eğimi), OJIP Sabit Alanı, Sm (Tüm Işık Tepki Merkezlerini Kapatmak için Gereken Enerjinin Ölçüsü), QY, PI (Performans Endeksi) ve diğer 20'den fazla parametre elde edebilir.

· Dünyanın tek yüksek kaliteli klorofil floresans teknolojisi cihazıdır, tek döngülü doymuş ışık flaş (STF) klorofil floresans indüksiyon dinamiklerini çalıştırabilir.100µs120.000 µmol (foton) / m².s'ye ulaşılabilir

· Anlık görüntü modu, Fv/Fm, Kautsky indüksiyon etkisi, 2 klorofil fluoresans söndürme analizi (NPQ) protokolü (2 ışık için özelleştirilmiş), LC ışık yanıt eğrisi, PAR emim ve NDVI görüntüleme analizi, QA reoksidasyon dinamiği analizi (isteğe bağlı), OJIP hızlı fluoresans dinamiği analizi (isteğe bağlı) ve GFP yeşil fluoresans protein görüntülemesi (isteğe bağlı) dahil olmak üzere en tam fonksiyonel ve düzenlenebilir klorofil fluoresans deney protokolleri

· Otomatik tekrarlanan görüntüleme ölçümü analizi yapılabilir, bir deney prosedürü (Protokoller), ölçüm sayısı ve aralıkları önceden ayarlanabilir, sistem görüntüleme ölçümünü otomatik olarak döngülük olarak çalıştırır ve verileri otomatik olarak bilgisayara zaman tarihine göre depolar (zaman damgası ile); Ayrıca iki deney prosedürü (protokoller) önceden ayarlanabilir; Örneğin, sistemin gündüz otomatik olarak Fv / Fm, gece otomatik olarak NPQ analizi gibi çalışmasını sağlar.

· İki renkli fotokimyasal ışık uyarıcı ışık kaynağı ile, standart olarak kırmızı ve beyaz olarak yapılandırılmış, kırmızı ve mavi gibi çift bant fotokimyasal ışıkla isteğe bağlı olabilir, iki renkli fotokimyasal ışık farklı oranlarda kullanılabilir, farklı ışık kalitesinin mahsular / bitkiler için fotosentez faydalarını denemek için.

Sol Şekil A, %100 kırmızı ışık kaynağı koşullarında salatalık yapraklarının Fv / Fm, sol Şekil B, %30 mavi ışık kaynağı koşullarında salatalık yapraklarının Fv / Fm; Sağ yukarıdaki grafik, fotosentez yoğunluğu ile ışık yoğunluğu (farklı oranlarda mavi ışık) arasındaki ilişkidir, sağ aşağıdaki grafik, bozukluk iletkenliği ile ışık yoğunluğu (farklı oranlarda mavi ışık) arasındaki ilişkidir.

· Kullanılabilir klorofil floresan görüntüleme, çok spektrumlu floresan görüntüleme, GFP stabil durum floresan görüntüleme

· Yaprak veya bitki morfoloji görüntüleme analizi ve klorofil floresan görüntüleme karşılaştırma analizi için maksimum görüntüleme alanı 20x25cm'lik TetraCam renkli görüntüleme modülü ile isteğe bağlı

· Yüksek spektrumlu görüntüleme ünitesi ve kızılötesi termal görüntüleme ünitesi ile isteğe bağlı, bitki özelliklerinin dijitalleştirilmesi, görselleştirilmesi, bitki morfolojisi, fotosentez verimliliği, biyokimyasal özellikler, hava deliği iletkenliği, zorlama ve direnci vb.

· Büyük sürümlü mobil bitki görüntüleme analiz sistemi, görüntüleme alanı 35x35cm, klorofil floresan görüntüleme, kızılötesi termal görüntüleme ve RGB görüntüleme analizi için isteğe bağlı

Son uygulama örnekleri:

Hendrik Kupper'ınZuzana Benedikty ve diğerleri ile Şubat 2019'da yayınlanan Plant Physiology'de, Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， Çalışmada ilk kez ultra yüksek hızlı görüntüleme sensörü FluorCam masaüstü bitki klorofil floresan görüntüleme sistemi ve FKM çok spektrumlu mikrofloresan görüntüleme sistemi ile görüntüleme hızına ulaşılabilir 4000fps@640x512 ， QA reokside klorofil floresan dinamik görüntüleme tek darbeli doymuş ışık parıltı ölçümü150,000μmol / m2s.1。

OJIP Hızlı Floresans Dinamik ölçüm analiz parametreleri şunları içerir:

a)Fo'nunİlk fluoresans veya minimum fluoresans, 50 μs'de fluoresans

b)Fj'nin2 ms'de fluoresans

c)FiFloresans: 60ms'de

d)PFm: Maksimum Floresans

e)Vj'nin= (Fj-Fo)/(Fm-Fo): j sınıfı fluoresans göreceli değişken

f)Vi'nin= (Fi-Fo)/(Fm-Fo): i sınıf fluoresans göreceli değişkeni

(g)Mo'nun= TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo): Fluoresan geçici başlangıç eğimi veya OJIP eğrisi başlangıç eğimi

(h)AlanOJIP eğrisi ile Fm arasındaki alanı, tamamlayıcı alanı olarak adlandırılabilir. Farklı örnekleri karşılaştırmak için, alanın standartlaştırılması gerekir: Sm = Area / (Fm-Fo), Sm tüm ışık reaksiyon merkezlerini kapatmak için gerekli enerjinin ölçüsüdür.

i)Düzeltme Alanı: OJIP sabit alanı, OJIP eğrisi 40 ince F değeri 1 saniye F değeri altındaki alanı

j)Sm'nin: Standardlaştırılmış OJIP tazminat alanı, QA geri dönüşümü birçok dönüşümü yansıtır

k)Ss= Vj / Mo: Standartlaştırılmış OJ faz tazminatı alanı, tek döngü QA azaltımını yansıtır

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

m)Phi­­_Po'nun＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Maksimum optik kuantum verimi, optik kuantum akış reaksiyon merkezinin emici başlangıç ​​yakalama oranı

n)Psi_yo＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Yakalanan ışık kuantum akışında elektron aktarımı ışık kuantum akışı oranı

o)Phi_Eo'nun＝φ_Eo'nun=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Elektron iletimi ışığın kuantum akışı oranı (quantum yield of electron transport at t=0)

p)Phi_Do＝φ_Yapın＝1-φpo＝Fo/Fm， Enerji kaybı ışık kuantum üretimi (t = 0)

Q)Phi_pav= φpav = φpo (Sm/t)_Fmortalama ışık kuantum üretimi, t_FmFm'ye ulaşmak için gereken süre (ms)

r)ABS / RC= Mo(1/Vj)(1/QY): reaksiyon merkezindeki ışık emici kuantum akışı, burada reaksiyon merkezi sadeceaktif (QA ile QA- azaltma) merkezleri(Aynı aşağıda). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s)TRo / RC'nin= Mo(1/Vj): Birim reaksiyon merkezi başlangıç (veya maksimum) fotokuantum akışını yakalar (QA'nın azaltılmasına neden olur, yani reaksiyon merkezi kapanma oranı B'nin artması)

(t)ETo / RC'ninMo(1/Vj) (1-Vj): Birim reaksiyon merkezindeki ilk elektron aktarımı ışık kuantum akışı

u)DIo / RC= (ABS/RC) - (TRo/RC): Birim tepki merkezi enerji kaybı

(v)ABS ve CS: Birim örnek kesiminin emici ışık kuantum akışı,CS, test edilen örneğin heyecanlı kesitinin anlamına gelir.(Aynı aşağıda). ABS/CSo = Fo, ABS/CSm = Fm, TRo/CSx = QY (ABS/CSx) - Birim kesimi enerji veya ışık kuantum akışını yakalar

w)TRo / CSO'nun= QY. Eto / CSo = φ_Eo'nunFÖ = QY. (1-Vj). Fo'nun

x)RC / CSxreaksiyon merkezi yoğunluğu,RC / CS0 (heyecanlı kesit başına aktif RC)

(y)PI'nin_ABS= (RC / ABS) (φpo / φ)_Yapın(ψo/Vj): ışık emici kuantum akışına dayanan "performans" endeksi veya hayatta kalma endeksi

(z)PIC'ler= (RC / CSx) (φpo / φ)_Yapın(ψo/Vj): kesim tabanlı "performans" endeksi veya hayatta kalma endeksi