το FluorCamΣυστήματα φωτογραφίας πολλαπλών φάσματων φυτών επιφάνειας εργασίας

- Η τεχνολογία όργανων που χρησιμοποιείται ευρύτερα στην έρευνα φαινοτυπών φυτών και φυσιολογικών και οικολογικών πειραμάτων

το PSIΟ επικεφαλής επιστήμονας της εταιρείας, καθηγητής Nedbal και ο πρόεδρος της εταιρείας, Δρ Trtilek κ.λπ., συνδυάζουν για πρώτη φορά την τεχνολογία φθοροδότησης χλωρόφλης PAM με την τεχνολογία CCD για την επιτυχή ανάπτυξη και παραγωγή του συστήματος φθοροδότησης χλωρόφλης FluorCam σε όλο τον κόσμο το 1996 (Heck et al., 1999). Nedbal et al., 2000. Govindjee and Nedbal, 2000）。 Η τεχνολογία φωτογραφίας χλωροφίλης FluorCam έγινε μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία φθοροσύνθεσης χλωροφίλης στη δεκαετία του 1990, επιτρέποντας στους επιστήμονες να εξετάσουν τη φωτοσύνθεση και τη φθοροσύνθεση χλωροφίλης αμέσως στον δισδιάστατο κόσμο και τον μικροσκοπικό κόσμο. Σήμερα, η εταιρεία PSI έχει γίνει ο πιο έγκυρος, ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος, ο πιο ολοκληρωμένος και ο πιο δημοσιευμένος κατασκευαστής εξειδικευμένων φωτογραφιών χλωροφίλης στον κόσμο.

Η πάνω αριστερή εικόνα είναι η τεχνολογία φωτογραφίας FluorCam που σχεδιάστηκε από τον Nedbal και άλλους στη δεκαετία του 1990 (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000) και η δεξιά εικόνα είναι η φωτογραφία με χρώμα λεμόνι και φωτογραφία φωτογραφίας με χλωροφίλη (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000).

το FluorCamΤο σύστημα φωτογραφίας πολλαπλών φάσματων επιτραπέζιων φυτών είναι ένα εξαιρετικά ενσωματωμένο, εξαιρετικά καινοτόμο, εύκολο στη χρήση και ευρέως εφαρμοστέο εξοπλισμό τεχνολογίας ζωντανής απεικόνισης φυτών υψηλής ποιότητας, ο φακός CCD υψηλής ευαισθησίας, 4 σταθερές πλακέτες φωτός LED και το σύστημα ελέγχου κλπ. ενσωματωμένοι σε ένα σκοτεινό κουτί προσαρμογής (μπορεί επίσης να επιλεγεί η πέμπτη πλακέτα φωτός στην κορυφή ανάλογα με τις ανάγκες), το δείγμα φυτών τοποθετείται στο διαχωρισμό του σκοτεινού κουτί προσ Η πηγή φωτός τροφοδοτείται από μονάδες τροφοδοσίας υψηλής σταθερότητας, 4 υψηλής ενέργειας, υψηλής σταθερότητας LED πίνακες φωτός φωτίζονται ομοιόμορφα σε δείγματα φυτών, περιοχή απεικόνισης έως και 13×13 εκ.Το σύστημα ελέγχου συνδέεται με τον υπολογιστή μέσω USB και ελέγχει και συλλέγει αναλυτικά δεδομένα μέσω του προγράμματος λογισμικού FluorCam. Εφαρμόζεται ευρέως σε φυτά όπως φύλλα φυτών και φρούτα και άλλους φυτικούς ιστούς, ολόκληρα φυτά ή καλλιέργειες πολλών φυτών, μύχων και άλλα χαμηλά φυτά, φύκια, κλπ. Εφαρμόζεται ευρέως σε φυτά όπως φωτοσύνθεση φυσιολογική οικολογία φύκια, φυτική δυστυχία εξαναγκαστική φυσιολογία και ευαισθησία, λειτουργία πορών, φυτικό περιβάλλον όπως η αντίδραση στη ρύπανση του εδάφους από βαρέα μέταλλα και βιολογική ανίχνευση, ανίχνευση και έλεγχος αντοχής των φυτών, καλ

Κύρια χαρακτηριστικά:

· Το σύστημα είναι ενσωματωμένο στο κουτί λειτουργίας προσαρμογής στο σκοτάδι για εύκολο χειρισμό και εύκολη μετακίνηση, για την ανάλυση μετρήσεων απεικόνισης προσαρμογής στο σκοτάδι τόσο στο εργαστήριο όσο και στο εξωτερικό

· Φακός CCD υψηλής ευαισθησίας, ανάλυση έως και 50 φωτογραφίες ανά δευτερόλεπτο, γρήγορη συλλόψη φθοροτεχνών μετάβασης χλωροφίλης, έκταση εικόνας έως και 13x13cm

· Είναι ο μόνος εξοπλισμός υψηλής τεχνολογίας φθοροδυναμικής χλωροφίλης στον κόσμο που μπορεί να πραγματοποιήσει γρήγορη φθοροδυναμική ανάλυση απεικόνισης OJIP. Μπορεί να λάβει τη δυναμική καμπύλη φθοροδυναμικής χλωροφίλης OJIP και Mo (αρχική κλίση καμπύλης OJIP), σταθερή περιοχή OJIP, Sm (μέτρηση της ενέργειας που απαιτείται για το κλείσιμο όλων των κέντρων φωτεινής αντίδρασης), QY, PI (Δείκτης απόδοσης) και άλλες 20 παραμέτρους.

· Είναι ο μόνος εξοπλισμός υψηλής τεχνολογίας φθοροποίησης χλωρόφλης στον κόσμο που μπορεί να πραγματοποιήσει QA αναοξειδωτική δυναμική ανάλυση απεικόνισης, μπορεί να λειτουργήσει μονοπεριστροφική κορεσμένη φωτεινή λάμψη (STF) χλωρόφλη φθοροποίηση που προκαλεί δυναμική, η ένταση του φωτός σε100 μsΜέχρι 120.000 μmol (φωτόνια) / m².s

· Με τα πιο πλήρως λειτουργικά και επεξεργαζόμενα πρωτόκολλα φθοροτεχνίας χλωρόφλης, συμπεριλαμβανομένης της λειτουργίας στιγμιαίας λήψης, Fv/Fm, της επίδρασης Kautsky, 2 πρωτόκολλα ανάλυσης φθοροτεχνίας σβήσης χλωρόφλης (NPQ) (2 σετ προσαρμοσμένων για το φως), καμπύλη απόκρισης φωτός LC, ανάλυση απεικόνισης απορρόφησης PAR και NDVI, ανάλυση διοξειδωτικής δυναμικής QA (προαιρετική), ανάλυση γρήγορης φθοροτεχνικής δυναμικής OJIP (προαιρετική) και απεικόνιση πράσινης φθοροτεχνικής πρωτ

· Μπορεί να πραγματοποιηθεί αυτόματη ανάλυση επαναλαμβανόμενων μετρήσεων απεικόνισης, προκαθορισμένο πειραματικό πρόγραμμα (πρωτόκολλα), ο αριθμός των μετρήσεων και τα διαστήματα, το σύστημα θα εκτελέσει αυτόματα τις μετρήσεις απεικόνισης σε κύκλους και θα αποθηκεύσει αυτόματα τα δεδομένα στον υπολογιστή με ημερομηνία χρόνου (με χρονοσημείωση). Μπορούν επίσης να προορίζονται δύο πειραματικές διαδικασίες (Protocols). Για παράδειγμα, η αυτόματη εκτέλεση του συστήματος Fv / Fm κατά τη διάρκεια της ημέρας και η αυτόματη εκτέλεση της ανάλυσης NPQ τη νύχτα κλπ.

· Διαθέτει διχρωματική φωτοχημική πηγή φωτός, τυποποιημένη με κόκκινο και λευκό, προαιρετικά με κόκκινο και μπλε φωτοχημικό φως διπλής ζώνης, διχρωματικό φωτοχημικό φως μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικές αναλογίες, προκειμένου να πειραματιστεί η ποιότητα του φωτός για τα οφέλη της φωτοσύνθεσης των καλλιεργειών / φυτών.

Η αριστερή εικόνα Α είναι το Fv / Fm των φύλλων αγγουριών σε συνθήκες 100% κόκκινου φωτός και η αριστερή εικόνα Β είναι το Fv / Fm των φύλλων αγγουριών σε συνθήκες 30% μπλε φωτός. Το πάνω δεξιά σχήμα είναι η σχέση της έντασης της φωτοσύνθεσης με την ένταση του φωτός (διαφορετικές αναλογίες μπλε φωτός), το κάτω δεξιό σχήμα είναι η σχέση της αγωγιμότητας των αέρα με την ένταση του φωτός (διαφορετικές αναλογίες μπλε φωτός)

· Εκτελεστική φωτογραφία με χλωρόφλη, φωτογραφία με πολλά φάσματα, φωτογραφία με σταθερή κατάσταση GFP

· Προαιρετική μονάδα έγχρωμης απεικόνισης TetraCam με μέγιστη έκταση απεικόνισης 20x25cm για ανάλυση μορφογραφίας φύλλων ή φυτών και ανάλυση σύγκρισης φωτογραφίας χλωροφίλης

· Προαιρετική μονάδα υψηλής φάσματικής απεικόνισης και μονάδα υπερκόκκινης θερμικής απεικόνισης, ψηφιοποίηση και απεικόνιση των φυτικών χαρακτηριστικών, πλήρης μέτρηση και ανάλυση της μορφής των φυτών, της αποδοτικότητας της φωτοσύνθεσης, των βιοχημικών χαρακτηριστικών, της αγωγιμότητας των αέρα, της πίεσης και της αντοχής κλπ.

· Προαιρετικά με μεγάλη έκδοση κινητού συστήματος ανάλυσης απεικόνισης φυτών, έκταση 35x35cm απεικόνισης, για τη λειτουργία φωτογραφίας χλωρόφλης, υπερκόκκινης θερμικής απεικόνισης και ανάλυσης απεικόνισης RGB

Τελευταίες περιπτώσεις εφαρμογής:

Χέντρικ ΚούπερΜε την Zuzana Benedikty et al., δημοσιεύτηκε στο Plant Physiology τον Φεβρουάριο του 2019. Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging， Η μελέτη χρησιμοποιεί για πρώτη φορά τον αισθητήρα απεικόνισης υπερ-υψηλής ταχύτητας FluorCam, το σύστημα φωτογραφίας επιφάνειας εργασίας με φυτική χλωροφίλη και το σύστημα φωτογραφίας με πολλαπλά φάσματα μικροφωτογραφία FKM, με ταχύτητα απεικόνισης που μπορεί να φτάσει 4000fps@640x512 ， QA επαναοξειδωτική χλωροφίλη φθοροδυναμική απεικόνιση μέτρηση ενός παλμού κορεσμένο φως flash150,000μμολ/μ2.s1- Ναι.

Οι παραμέτροι ανάλυσης της γρήγορης φθοροδυναμικής μετρήσεως OJIP περιλαμβάνουν:

α)ΦοΑρχική φθώριση ή ελάχιστη φθώριση, φθώριση κατά 50 μs

β)ΦγιΦθορίσματος σε 2ms

γ)ΦιΦθορίσματος σε 60ms

δ)ΠFm: μέγιστη φθοροφόρηση

ε)Ο Vj=(Fj-Fo)/(Fm-Fo): Σχετική μεταβλητή φθοροσύνης τάξης j

στ)Βι= (Fi-Fo)/(Fm-Fo): Σχετική μεταβλητή φθοροσύνης βαθμού i

ζ)Μο=TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo): Αρχική κλίση της μεταβατικής φθοροφόρησης ή αρχική κλίση της καμπύλης OJIP

γ)ΠεριοχήΗ περιοχή μεταξύ της καμπύλης OJIP και Fm μπορεί να ονομαστεί συμπληρωματική περιοχή Για τη σύγκριση διαφορετικών δειγμάτων, η περιοχή πρέπει να τυποποιηθεί ως: Sm = Area/(Fm-Fo), η οποία είναι η μέτρηση της ενέργειας που απαιτείται για το κλείσιμο όλων των κέντρων αντιδράσεων φωτός.

i)Περιοχή FixΣταθερή περιοχή OJIP, η καμπύλη OJIP 40 είναι λεπτή όταν η τιμή F είναι 1 δευτερόλεπτο όταν η περιοχή κάτω από την τιμή F

Ι)ΣμΤυποποιημένη περιοχή αποζημίωσης OJIP που αντικατοπτρίζει πολλούς κύκλους εργασιών QA

κ)ΣΣ= Vj / Mo: τυποποιημένη περιοχή αντιστάθμισης φάσης OJ, που αντανακλά την αποκατάσταση QA ενός κύκλου

γ)N=Sm/Ss=Sm Mo (1/Vj)OJIP QA (μεταξύ 0 και t)_Φμ）

γ)Φι­­­Πο＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm， Μέγιστη κβαντική απόδοση φωτός, αναλογία αρχικής σύλληψης στο κέντρο αντίδρασης κβαντικής ροής απορρόφησης φωτός

ν)Psi_o＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj， Αναλογία κβαντικής ροής φωτός που μεταφέρει ηλεκτρόνια στη συλλογή κβαντικής ροής φωτός

γ)Φι_Εο＝φ_Εο=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)， Κβαντική απόδοση μεταφοράς ηλεκτρονίων στο t = 0 (Quantum yield of electron transport at t = 0)

στ)Phi_Do＝φ_Κάνε＝1-φpo＝Fo/Fm， Κβαντική παραγωγή φωτός διάσπασης ενέργειας (t = 0)

κ)Φι_παβΦpav = φpo (Σμ/τ)_Φμμέση κβαντική παραγωγή φωτός, t_ΦμΧρόνος για την επίτευξη του Fm (ms)

ρ)ΑΒΣ/RCMo(1/Vj)(1/QY): μονάδα ροής απορρόφησης φωτός στο κέντρο αντίδρασης.τα ενεργά κέντρα (QA σε QA- μείωση)(Παράλληλα). QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s)το TRo/RCMo(1/Vj): αρχική (ή μέγιστη) κβαντική ροή συλλήψης φωτός σε μονάδα κέντρου αντίδρασης (που οδηγεί σε μείωση της QA, δηλαδή αύξηση της αναλογίας κλείσιμου του κέντρου αντίδρασης B)

τ)ΕΤΟ/RCMo(1/Vj) (1-Vj): αρχική κβαντική ροή φωτός που μεταφέρει ηλεκτρόνια στο μοναδικό κέντρο αντίδρασης

u)ΔΙΟ/RC(ABS/RC) - (TRo/RC): Ενεργειακή απώλεια μονάδας κέντρου αντίδρασης

v)ΑΒΣ/CS: η κβαντική ροή απορρόφησης φωτός της μονάδας τμήματος δείγματος,CS σημαίνει την ενθουσιασμένη διατομή του δοκιμασμένου δείγματος(Παράλληλα). ABS/CSo = Fo, ABS/CSm = Fm, TRo/CSx = QY (ABS/CSx) - Ενέργεια ή κβαντική ροή φωτός που συλλέγονται σε μονάδες τομής

w)το TRo/CSoΤο QY. Φο; ETo/CSo = φ_ΕοΦο = QY. (1-Vj). Φο

Χ)RC/CSxΠυκνότητα κέντρου αντίδρασης,RC / CS0 (ενεργά RC ανά ενθουσιασμένη διατομή)

y)ΠΙ_{το ABS}= (RC/ABS) (φpo/φ)_Κάνε(ψo/Vj): Δείκτης «απόδοσης» ή δείκτης επιβίωσης με βάση την απορρόφηση της κβαντικής ροής φωτός

ζ)ΠΙΚ= (RC/CSx) (φpo/φ)_Κάνε(ψo/Vj): Δείκτης «απόδοσης» ή δείκτης επιβίωσης με βάση την τομή