FluorCamDesktop-Pflanzen-Multispektral-Fluoreszenz-Bildgebungssystem

- Die am weitesten eingesetzte Instrumententechnologie für die Phänotypfersuchung von Pflanzen und physiologische Ökologie

PSIProf. Nedbal, Chefwissenschaftler des Unternehmens, und Dr. Trtilek, Präsident des Unternehmens, kombinierten erstmals die PAM-Chlorophyllfluoreszenz-Technologie mit der CCD-Technologie, um 1996 das FluorCam-Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebungssystem weltweit erfolgreich zu entwickeln (Heck et al., 1999; Nedbal et al., 2000; Govindjee and Nedbal, 2000）。 Die FluorCam-Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebungstechnologie war ein wichtiger Durchbruch in der Chlorophyllfluoreszenz-Technologie in den 1990er Jahren, die Wissenschaftler zur Forschung der Photosynthese und der Chlorophyllfluoreszenz auf einmal in die zweidimensionale und mikroskopische Welt einbrachte. PSI ist derzeit der weltweit führendste, am häufigsten verwendete, umfassendste und am häufigsten veröffentlichte Hersteller von Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung.

Das Bild oben links zeigt die FluorCam-Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebungstechnik, die Nedbal und andere in den 1990er Jahren entworfen haben (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000), das Bild rechts zeigt eine Zitronenfarbe und eine Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000).

FluorCamDas Desktop-Pflanzen-Multi-Spektrum-Fluoreszenz-Bildgebungssystem ist ein hoch integriertes, hoch innovatives, benutzerfreundliches und weit verbreitetes High-End-Pflanzen-Live-Imaging-Technologiegerät, hochempfindliches CCD-Objektiv, 4 feste LED-Lichtquellen-Platten und Steuerungssysteme, etc. in einem dunklen Anpassungskasten integriert (nach Bedarf kann auch eine fünfte Lichtquellen-Platte oben ausgewählt werden), Pflanzenproben werden auf der Trennplatte in der dunklen Anpassungskasten platziert, die Trennplatte ist höhenverstellbar; Die Lichtquelle wird von einer hochstabilen Stromversorgungseinheit versorgt, und vier hochenergetische, hochstabile LED-Lichtquellen leuchten gleichmäßig auf Pflanzenproben, mit einer Bildfläche von bis zu 13×13 cmDas Steuersystem ist über USB mit dem Computer verbunden und steuert und erfasst Analysedaten über das Softwareprogramm FluorCam. Geeignet für andere Pflanzengewebe wie Pflanzenblätter und Früchte, ganze Pflanzen oder Kulturen von mehreren Pflanzen, Mössmantel und anderen niedrigen Pflanzen, Algen usw., weit verbreitet in Pflanzen einschließlich Algen-Photosynthese-Physiologie, Pflanzen-Widerstands-Zwangsphysiologie und Empfindlichkeit, Porenfunktion, Pflanzenumfeld wie Boden-Schwermetall-Verschmutzung-Reaktion und Biologie, Pflanzenresistenz-Detektion und Screening, Pflanzenzüchtung, Phenotyping und andere Forschungen.

Hauptmerkmale:

· Das System ist in den Dunkeladaptionsbedienungskasten integriert und ist einfach zu bedienen und einfach zu bewegen, um Messungen der Dunkeladaptionsbildgebung sowohl im Labor als auch im Freien durchzuführen

· Hochempfindliches CCD-Objektiv mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 50 Bildern pro Sekunde, schnelle Erfassung von Chlorophyllfluoreszenz-Transparenten, Bildfläche von bis zu 13x13cm

· Es ist das einzige High-End-Chlorophyllfluoreszenz-Technologiegerät der Welt, das eine schnelle fluoreszierende dynamische Bildgebungsanalyse von OJIP durchführen kann. Es liefert die dynamische Kurve von Chlorophyllfluoreszenz von OJIP und mehr als 20 Parameter wie Mo (Anfangsneigung der OJIP-Kurve), OJIP-Festfläche, Sm (Messung der Energie, die benötigt wird, um alle Lichtreaktionszentren zu schließen), QY, PI (Leistungsindex) und andere.

· Es ist die einzige High-End-Chlorophyll-Fluoreszenz-Technologie der Welt, die eine QA-Reoxidationsdynamik-Bildgebungsanalyse durchführen kann, die Single-Circulation-Sättigungs-Licht-Flash (STF) Chlorophyll-Fluoreszenz-induzierte Dynamik betreibt.100 µsbis zu 120.000 µmol (Photonen) / m².s

· Vollständige, bearbeitbare Chlorophyllfluoreszenz-Protokolle, einschließlich Snapshot-Modus, Fv/Fm, Kautsky-induzierter Effekt, 2 Protokolle zur Chlorophyllfluoreszenz-Auslöschanalyse (NPQ) (2 für Licht angepasste Szenarien), LC-Lichtreaktionskurve, PAR-Absorption- und NDVI-Bildgebungsanalyse, QA-Reoxidationsdynamikanalyse (optional), OJIP-Schnellfluoreszenz-Dynamik-Analyse (optional) und GFP-grünes fluoreszierendes Protein-Bildgebung (optional) usw.

· Automatische wiederholte Bildmessungen können mit einem Protokoll, einer Anzahl von Messungen und Intervallen durchgeführt werden, das System läuft die Bildmessungen automatisch durch und speichert die Daten automatisch auf dem Computer nach Zeitdatum (mit Zeitstempel); Es können auch zwei experimentelle Verfahren (Protokolle) vorgegeben werden. Zum Beispiel kann das System tagsüber Fv/Fm automatisch ausführen und nachts NPQ-Analysen automatisch ausführen.

· Mit zweifarbiger photochemischer Lichtquelle, Standard-Konfiguration in Rot und Weiß, optional mit rotem und blauem Doppelband-optischem Licht, zweifarbiges photochemisches Licht kann in verschiedenen Verhältnissen verwendet werden, um die photosynthetischen Vorteile verschiedener Lichtqualitäten für Pflanzen / Pflanzen zu experimentieren.

Bild A ist Fv / Fm der Gurkenblätter unter 100% roter Lichtquelle und Bild B ist Fv / Fm der Gurkenblätter unter 30% blauer Lichtquelle; Die obere rechte Abbildung zeigt die Beziehung zwischen der Intensität der Photosynthese und der Lichtintensität (unterschiedliche Verhältnisse von blauem Licht), die untere rechte Abbildung zeigt die Beziehung zwischen der Luftporenleitbarkeit und der Lichtintensität (unterschiedliche Verhältnisse von blauem Licht).

· Ausführungsfähige Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebung, Multispektral-Fluoreszenz-Bildgebung, GFP-Stabil-Fluoreszenz-Bildgebung

· Optional mit TetraCam-Farbbildungsmodul mit maximaler Bildfläche von 20x25 cm für die Blätter- oder Pflanzenmorphananalyse und die Chlorophyllfluoreszenz-Bildvergleichsanalyse

· Optional mit hochspektralen Bildgebungseinheiten und Infrarot-Wärmebildgebungseinheiten für die Digitalisierung und Visualisierung von Pflanzengegenschaften, umfassende Messung und Analyse von Pflanzenmorma, Photosynthese-Effizienz, Biochemie, Luftporenleitbarkeit, Stress und Widerstand usw.

· Optional mit einer großen Version eines mobilen Pflanzenbildanalysesystems mit einer Bildfläche von 35x35 cm zur Ausführung von Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung, Infrarot-Wärmebildgebung und RGB-Bildanalyse

Neueste Anwendungsfälle:

Hendrik KupperZusammen mit Zuzana Benedikty et al., in der im Februar 2019 veröffentlichten Fachzeitschrift Plant Physiology, Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， Die Studie nutzte erstmals den Ultra-High-Speed-Bildgeber FluorCam Desktop Plant Chlorophyll Fluorescence Imaging System und das Multi-Spectrum Microfluorescence Imaging System FKM, das eine Bildgeschwindigkeit erreicht. 4000fps@640x512 ， QA Reoxidation Chlorophyl Fluoreszenzdynamik Bildgebung Messung Single-Impuls Sättigung Licht Flash150,000μmol/m2.s1.

Anmerkung: Die Analyseparameter der OJIP-Schnellfluoreszenzdynamik umfassen:

a)von FoAnfangsfluoreszenz oder minimale Fluoreszenz bei 50 μs

b)FjFluoreszenz bei 2ms

c)FiFluoreszenz bei 60 ms

d)PFm: Maximale Fluoreszenz

e)Vj= (Fj-Fo)/(Fm-Fo): relative Fluoreszenzveriable der j-Klasse

f)Wir= (Fi-Fo)/(Fm-Fo): relative Fluoreszenzveriable der I-Klasse

g)Mo= TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo): Anfangsneigung der fluoreszierenden transienten oder Anfangsneigung der OJIP-Kurve

h)GebietUm verschiedene Proben zu vergleichen, muss die Fläche standardisiert werden: Sm = Fläche/(Fm-Fo), Sm ist das Maß für die Energie, die für das Schließen aller Lichtreaktionszentren erforderlich ist.

i)Fix Bereich: Fixierter Bereich von OJIP, der Bereich unter dem F-Wert, wenn die OJIP-Kurve 40 fein ist, bis 1 Sekunde

j)Sm: Standardisierte OJIP-Kompensationsfläche, die mehrere Umsätze der QA-Reduktion widerspiegelt

(k)SS= Vj / Mo: Standardisierte OJ-Phasenkompensationsfläche, die die Reduktion der QA durch einen Umsatz widerspiegelt

l)N = Sm / Ss = Sm Mo (1 / Vj)OJIP QA Reduzierung der Umlaufzahl (zwischen 0 und t)_Fm）

m)Phi­­_Po＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Maximale Lichtquantenleistung, absorbierende Lichtquantendurchflussreaktionszentrum Anfangserfassungsverhältnis

(n)Psi_o＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Quantenflussverhältnis der Elektronenübertragung von Licht im erfassten Lichtquantenstrom

o)von Phi_Eo＝φ_Eo=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Quantenausbeute des Elektronentransports bei t = 0 (Quantenausbeute des Elektronentransports bei t = 0)

p)Phi_Do＝φ_Tun＝1-φpo＝Fo/Fm， Quantenproduktion von energieverstreutem Licht (t = 0)

(q)Phi_pav= φpav = φpo (Sm/t)_FmDurchschnittliche Lichtquantenproduktion, t_FmZeit zum Erreichen von Fm (ms)

(r)ABS und RCMo(1/Vj)(1/QY): Einheit für den absorbierten Quantenstrom des Reaktionszentrums, hier bezieht sich das Reaktionszentrum nur aufdie aktiven (QA zu QA- reduzierenden) Zentren(Gleiches unten). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s)TRo / RCMo(1/Vj): Einheit Reaktionszentrum Anfang (oder maximal) Erfassung Licht Quantenstrom (führt zu einer Reduktion der QA, d. h. Erhöhung der Reaktionszentrum Schließverhältnis B)

t)ETo / RCMo(1/Vj) (1-Vj): Einheitsreaktionszentrum für die anfängliche Elektronenübertragung des Lichtquantenstroms

u)DIo / RC= (ABS/RC) - (TRo/RC): Einheitliche Energieverlust im Reaktionszentrum

v)ABS und CS: Einheit Probenabschnitt absorbierenden Licht Quantenstrom,CS steht für den angeregten Querschnitt der getesteten Probe(Gleiches unten). ABS/CSo = Fo, ABS/CSm = Fm, TRo/CSx = QY (ABS/CSx) - Einheit für die Schnitterfassung von Energie oder Lichtquantenstrom

w)TRo / CSound QY. Eto und CSo = φ_EoF = QY. (1-Vj). von Fo

x)RC und CSxDichte des Reaktionszentrums,RC / CS0 (aktive RC pro angeregter Querschnitt)

und)PI_ABS=(RC/ABS)(φpo/φ)_Tun(ψo/Vj): Der „Performance“-Index oder „Survival-Index“ basierend auf dem absorbierten Quantenstrom des Lichts

(z)PICs=(RC/CSx)(φpo/φ)_Tun(ψo/Vj): Abschnittbasierter „Performance“-Index oder „Survival-Index“