Sistema de imagem fluorescente de clorofilo fechado FluorCam

PSIO cientista-chefe da empresa, o professor Nedbal e o presidente da empresa, o Dr. Trtilek, combinaram pela primeira vez a tecnologia de fluorescência de clorofilo PAM com a tecnologia CCD para desenvolver e produzir com sucesso o sistema de imagem de fluorescência de clorofilo FluorCam no mundo em 1996 (Heck et al., 1999; Nedbal et al., 2000; Govindjee and Nedbal, 2000）。 A tecnologia de imagem de fluorescência de clorofilo FluorCam tornou-se um importante avanço na tecnologia de fluorescência de clorofilo na década de 1990, permitindo que os cientistas de um só momento entrassem no mundo bidimensional e no mundo microscópico para estudar a fotossíntese e a fluorescência de clorofilo. Atualmente, a PSI se tornou o fabricante profissional de imagens fluorescentes de clorofilo mais autoritário, mais utilizado, mais abrangente e mais publicado do mundo.

A imagem superior esquerda mostra a tecnologia de imagem fluorescente com clorofil FluorCam, projetada por Nedbal e outros na década de 1990 (Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000), e a imagem colorida com limão e fluorescente com clorofil à direita (Photosynthetica, 38: 571-579, 2000).

FluorCamO sistema de imagem de fluorescência de clorofilo fechado é um equipamento de tecnologia de fluorescência de clorofilo de alta gama altamente integrado, altamente inovador, fácil de usar e amplamente aplicado, lente CCD de alta sensibilidade, 4 placas de fonte de luz LED fixas e sistema de controle etc. integrados em uma caixa de operação de adaptação escura, amostras de plantas colocadas no compartimento dentro da caixa de operação de adaptação escura, o compartimento de nível 7 é ajustável em altura; A fonte de luz é alimentada por uma unidade de alimentação de alta estabilidade, com quatro painéis de alta energia e alta estabilidade LED iluminados uniformemente em amostras de plantas, com uma área de imagem de até 13×13 cmO sistema de controle está conectado ao computador por USB e controla e coleta dados analíticos através do programa de software FluorCam. Aplicável a outras plantas, tais como folhas e frutos, plantas inteiras ou plantas múltiplas cultivadas, plantas de baixa classe, algas, etc., amplamente utilizado em plantas, incluindo fotofisiologia de algas, fisiologia e sensibilidade à força de adversidade das plantas, função de porosidade, ambiente vegetal, como resposta à poluição de metais pesados do solo e biodetecção, detecção e triagem de resistência das plantas, reprodução de culturas, fenotipo e outros estudos.

Características principais:

· O sistema é integrado na caixa de operação de adaptação à escuridão, facilitando a operação e a mobilidade para medições de imagem de adaptação à escuridão tanto no laboratório quanto no exterior

·Lente CCD de alta sensibilidade, resolução temporal de até 50 imagens por segundo, captura rápida de fluorescência de clorofilo, área de imagem de até 13x13cm

· É o único dispositivo tecnológico de fluorescência de alta gama do mundo que pode realizar análise de imagem dinâmica de fluorescência rápida OJIP, obtendo a curva dinâmica de fluorescência de fluorescência rápida OJIP e 26 parâmetros como Mo (inclinação inicial da curva OJIP), área fixa OJIP, Sm (medição da energia necessária para fechar todos os centros de reação fotográfica), QY, PI (Índice de Desempenho).

· É o único equipamento tecnológico de fluorescência de alta gama do mundo que pode realizar análise de imagem dinâmica de reoxidação de QA, capaz de executar a dinâmica induzida por fluorescência de clorofilo de flash de luz saturada de ciclo único (STF), com intensidade de luz em100µsAté 120.000 µmol (fotões) / m².s

· Os protocolos de fluorescência de clorofila mais completos e editáveis, incluindo o modo instantâneo, Fv/Fm, efeito induzido por Kautsky, 2 protocolos de análise de extinção de fluorescência de clorofila (NPQ) (2 conjuntos de esquemas personalizados para a luz), curva de resposta à luz LC, análise de imagem de absorção PAR e NDVI, análise de dinâmica de reoxidação QA, análise de dinâmica de fluorescência rápida OJIP e imagem de proteína fluorescente verde GFP, etc.

· Análise automática de medição de imagem repetida com um protocolo, número de medições e intervalo predefinidos, o sistema executa automaticamente a medição de imagem em ciclos e armazena automaticamente os dados em um computador por data horária (com carimbo horário); Dois protocolos experimentais (protocolos) também podem ser configurados; Por exemplo, fazer com que o sistema execute automaticamente Fv / Fm durante o dia e executar automaticamente a análise NPQ à noite, etc.

·Com uma fonte de luz de excitação fotoquímica bicolor, configuração padrão para vermelho e branco, pode ser opcional com luz de banda dupla de vermelho e azul, a luz fotoquímica bicolor pode ser usada em diferentes proporções para experimentar os benefícios da fotossíntese de diferentes qualidade de luz para culturas / plantas

· Opcional com módulo de imagem a cores TetraCam com área máxima de imagem de 20 x 25 cm para análise de imagem morfológica de folhas ou plantas e análise de contraste de imagem fluorescente de clorofilo

Parâmetros técnicos:

· A luz de medição é 617nm de luz vermelha modulada, composta por 2 matrizes de 144 LEDs, com duração ajustável de 10µs-100µs;

· Luz fotográfica bicolor, com 2 luzes vermelhas + 2 luzes brancas padrão, opcionalmente com 2 luzes vermelhas + 2 luzes azuis ou outra combinação de comprimento de onda, Actinic1 luz forte300µmol(photons)/m².s， Actinic2 luminosa 2000μmol (fotões) / m².s; A luz fotoquímica máxima pode ser atualizada para 3000 µmol (fotões) / m².s. A luz fotoquímica bicolor pode ser usada em diferentes proporções para experimentar os benefícios da fotossíntese de diferentes qualidades de luz para culturas / plantas

· Luminosidade saturada de até 4000 µmol (fotões) / m².s, atualizada para 6000 µmol (fotões) / m².s,QAAnálise de reoxidação flash saturado de ciclo único STF até 120.000 µmol (fotões) / m².s

· A luz fotoquímica e o flash saturado são compostos por 2 pares de placas de fonte de luz LED de alta intensidade e alta estabilidade, cada placa de fonte de luz é composta por uma matriz de LEDs 8 x 9, além de uma fonte de luz bicolor superior (fonte de luz infravermelha 740nm e fonte de luz vermelha 660nm) para a absorção PAR e medições de imagem NDVI; O LED de alta intensidade e alta estabilidade fornece uma fonte de luz contínua, estável e uniforme, não causa problemas como a instância da fonte de luz com uma grande quantidade de LEDs fracos (por exemplo, centenas), curta vida útil (o uso de uma grande quantidade de LEDs fracos para compensar a deficiência de cada LED, causará uma melhoria da taxa de erros do sistema, qualquer problema de LED causará a instabilidade do sistema ou mesmo não pode ser usado)

· Parâmetros de medição: Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm'，Fv/ Fm ,Fv',Ft,ΦPSII, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qP，QY, QY_Ln, Rfd, ETR Mais de 50 parâmetros de fluorescência de clorofila e absorção PAR e índice de reflexão espectral de plantas NDVI, cada parâmetro pode exibir imagens coloridas de fluorescência 2D

· Protocolo completo de medição automática para editar livremente o programa de medição automática

a) Fv/FmParâmetros de medição: Fo, Fm, Fv, QY, etc.

b) KautskyEfeitos induzidos: Fo, Fp, Fv, Ft_Lss, QY, Rfd e outros parâmetros de fluorescência

c) Análise de extinção de fluorescência: Fo, Fm, Fp, Fs, Fv, QY, Φ_II， NPQ, Qp, Rfd, qL e mais de 50 parâmetros

d) Curva de resposta à luz LC: Fo, Fm, QY, QY_Ln, ETR e outros parâmetros de fluorescência

e) PARAbsorção com NDVI (opcional)

f) QADinâmica de Reoxidação (opcional)

g) GFPMedição por imagem fluorescente estática (opcional)

h) OJIPAnálise dinâmica fluorescente rápida (opcional): Mo (inclinação inicial da curva OJIP), área fixa OJIP, Sm (medição da energia necessária para fechar todos os centros de reação fotográfica), QY, PI e outros 26 parâmetros

• Alta sensibilidadeTOMI-1CCDSensores:

a) Resolução da imagem: 720 x 560 pixels

b) Resolução temporal: 50 quadros por segundo

c) A/DResolução de conversão: 12 bits (4096 escala de cinza)

d) Dimensão da imagem: 8.6µm x 8.3µm

e) Modo de comunicação: Gigabit Ethernet

§ Sensor CCD TOMI-2 de alta resolução (opcional)

a) Scanner CCD em linha

b) Resolução máxima da imagem: 1360 x 1024 pixels

c) Resolução temporal: até 20 quadros por segundo na resolução máxima da imagem

d) A/DResolução de conversão: 16 bits (65.536 escalas de cinza)

e) Dimensão da imagem: 6,45 µm x 6,45 µm

f) Modo de operação: 1) modo de vídeo dinâmico para medição de parâmetros de fluorescência de clorofila; 2) Modo instantâneo para medição de proteínas fluorescentes e corantes fluorescentes, como GFP

g) Modo de comunicação: Gigabit Ethernet

· Área de imagem: 13×13cmAnálise de imagem de folhas vegetais, tecidos vegetais, algas, musgo, revestimento, plantas inteiras ou várias plantas, placas de 96 buracos, placas de 384 buracos, etc.

· 7Roda de filtro de bits e filtro de fluorescência de clorofila, absorção PAR e filtro de medição de imagem NDVI, com outros filtros opcionais conforme necessário (opcional)

· QAAnálise de imagem dinâmica de reoxidação (opcional): medição de análise dinâmica de fluorescência STF com intensidade de luz STF de até 120.000 µmol (fotões)/m².s em 100 µs

· OJIPMódulo de dinâmica de fluorescência rápida (opcional): resolução de tempo de até 1 µs para medir e analisar curvas OJIP com mais de vinte parâmetros relacionados, incluindo: Fo, Fj, Fi, P ou Fm, Vj, Vi, Mo, Área, Área fixa, Sm, Ss, N (número de rotações de redução QA), Phi--_Po, Psi_o, Phi_Eo, Phi_Do, Phi_pav, ABS/RC (fluxo quântico de absorção de luz no centro de reação unitário), TRo/RC (fluxo quântico inicial de captura de luz no centro de reação unitário), ETo/RC (fluxo quântico inicial de transmissão de eletrões no centro de reação unitário), DIo/RC (dispersão de energia no centro de reação unitário), ABS/CS (fluxo quântico de absorção de luz na seção de amostra unitária), TRo/CSo, RC/CSx (densidade do centro de reação), PI_ABS(índice de "desempenho" ou índice de sobrevivência com base no fluxo quântico de absorção de luz), PIcs (índice de "desempenho" ou índice de sobrevivência com base na seção)

FluorCamFuncionalidades do software de análise de imagem fluorescente de clorofilo: com menus funcionais como Live (teste em realidade), Protocols (personalização da seleção do programa experimental), Pre-processing (pré-processamento de imagem), Result (resultado da análise de imagem)

· Protocolos personalizados pelo cliente: tempo (por exemplo, duração da luz de medição, duração da luz fotoquímica, tempo de medição, etc.), intensidade da luz (por exemplo, intensidade da luz fotoquímica de diferentes qualidade de luz, intensidade do flash saturado, modulação da luz de medição, etc.), linguagem e script de programa de experimento dedicados, o usuário também pode criar novos programas de experimento livremente usando o modelo de assistente no menu Protocolo

· Funcionalidade de análise automática de medição: configuração de um protocolo para medição automática de imagem de ciclo sem vigilância, número de repetições e intervalo de tempo personalizado pelo cliente, dados de medição de imagem são automaticamente depositados no computador por data horária (com carimbo horário)

· Modo snapshot: o modo de imagem instantânea permite ajustar livremente a intensidade da luz, o tempo do obturador e a sensibilidade para obter imagens fluorescentes estáticas e instantâneas de amostras de plantas claramente destacadas

· Pré-processamento de imagem: o software de programação reconhece automaticamente várias amostras de plantas ou áreas e seleciona manualmente a região de interesse (ROI). A forma da seleção manual pode ser quadrada, redonda, polígona arbitraria ou setorial. O software mede e analisa automaticamente as curvas dinâmicas fluorescentes e os parâmetros correspondentes para cada amostra e área selecionada, com um número ilimitado de amostras ou áreas (>1000)

· Modo de análise de dados: com o modo "recalculação do cálculo do sinal" (média aritmética) e o modo "recalculação da média do sinal", escolha o modo "recalculação do cálculo do sinal" em caso de alta relação de sinal e ruído, escolha o modo "recalculação da média do sinal" em caso de baixa relação de sinal e ruído para filtrar os erros causados ​​pelo ruído

· Resultados de saída: Diagrama de fluorescência de alta resolução em tempo, vídeo de mudança dinâmica de fluorescência, arquivo Excel de parâmetros de fluorescência, histograma, gráfico de imagem de parâmetros diferentes, lista de parâmetros de fluorescência com diferentes ROI e muito mais

· Caixa de operação adaptada à escuridão, fonte de luz incorporada, lente CCD, onda verde e filtro, unidade de controle, dispositivo de radiação, etc., para fácil operação adaptada à escuridão, plataforma de amostra 36x30cm, altura ajustável de nível 7, altura máxima da amostra (planta inteira) até 12cm

· Dá óptica: estática ou dinâmica (sinusoidal)

· Resposta espectral:540 nmMáxima eficiência quântica (70%) em 400 nm e 650 nm

· Leia o ruído:Menos de 12eRMS, típico 10e

· Capacidade total:Mais de 70.000 e (unbinned)

· Bios：Firmware atualizável

· Métodos de comunicação:Gigabit Ethernet

· Tamanho:471 mm(W)×473 mm (D)×512 mm (H)

· Peso:Appr. 40 kg

· Entrada de energia:Appr. 1100 W

· Tensão de alimentação:90–240 V

Configuração:

1. Sistema anfitrião, incluindo caixa de operação adaptada à escuridão, fontes de luz LEDs incorporadas, ondas verdes e filtros, lentes CCD, unidades de controle, divisórios de amostras altamente ajustáveis, aparelhos de refrigeração e muito mais

2. Convertidor de energia de alta estabilidade

3. FluorCamSoftware de controle de sistema e análise de dados

4. Computador portátil

Origem:PSI Checa

Anexo:Outros sistemas de imagem fluorescente FluorCam

1. FluorCamSistema portátil de imagem fluorescente de clorofila para fotossíntese: combinado com fotossíntese LCProSD, fotossíntese Licor6400, etc.

2. FluorCamSistema portátil de imagem por fluorescência de clorofilo: área de imagem 3,5 x 3,5 cm, com pinça de folha adaptada à escuridão e tripé leve versátil para medição e monitoramento em laboratório ou no campo

3. FluorCamSistema portátil de imagem por fluorescência Chl/GFP: uma versão ampliada do sistema portátil de imagem por fluorescência, com análise de imagem por fluorescência de clorofilo e análise de imagem de proteína fluorescente verde GFP simultaneamente

4. FluorCamSistema de imagem de fluorescência de clorofilo fechado: fonte de luz LED, lente de monitoramento de fluorescência CCD, unidade de controle, etc. integrados na caixa de operação de adaptação escura para formar um sistema anfitrião completo, é o único sistema de imagem de fluorescência de clorofilo no mundo que pode realizar a dinâmica de reoxidação de QA e análise de medição OJIP, área de imagem 13x13cm

5. FluorCamSistema de imagem de fluorescência de Chl/GFP fechado: uma versão estendida do sistema de imagem de fluorescência de clorofilo fechado, que pode realizar simultaneamente análise de imagem de fluorescência de clorofilo e análise de imagem de proteína de fluorescência verde GFP

6. FluorCamSistema de imagem de fluorescência de clorofilo aberto: modular, com alta escalabilidade, pode escolher livremente diferentes fontes de luz de excitação e filtros correspondentes para análise de imagem de fluorescência de clorofilo dinâmica e fluorescência de estado estável, etc., altura da lente ajustável, área de imagem 13x13cm

7. FluorCamSistema de imagem de fluorescência de clorofilo de grande versão aberto: área de imagem de até 20x20cm

8. FKMSistema de análise espectral e microimagem dinâmica de fluorescência multi-espectral: análise espectral e imagem de fluorescência multi-espectral, para análise de microimagem e análise espectral de dinâmica de fluorescência de clorofilo, reoxidação de QA, dinâmica de fluorescência rápida OJIP, e também para análise de microimagem de fluorescência de GFP, coloração de fluorescência celular, etc.

9. FluorcamSistema móvel de imagem por fluorescência de clorofilo grande: plataforma de imagem por fluorescência de clorofilo grande montada em suporte com rodas, fácil de mover, plataforma de imagem móvel para cima e para baixo, área de imagem de até 35x35cm

10. FluorCamSistema de imagem de fluorescência de clorofilo de varredura de faixa de amostra: plataforma de imagem grande pode varredura a faixa de amostra em um suporte de 100-500 cm, comprimento da área de varredura padrão de 400 cm, plataforma de imagem pode localizar a faixa de amostra com precisão para varredura automática, imagem de varredura de cores verdadeiras RGB opcional, para obter imagem de fluorescência de clorofilo e análise de imagem de cores verdadeiras

11. FluorCamSistema de imagem de fluorescência multi-espectral: é um sistema de imagem de fluorescência multi-excitação, multi-espectral, não só para a análise de imagem de fluorescência de clorofilo, mas também para a análise de imagem de excitação de luz UV F440 (fluorescência azul), F520 (fluorescência verde), F690 (fluorescência vermelha) e F740 (fluorescência infravermelha) para pesquisas abrangentes para detectar a força e a resistência das plantas, com configuração padrão, configuração estendida e configuração em grande escala 3 modelos

12. PlantScreenSistema de imagem de varredura automática de fluorescência de clorofila e cor real RGB: é a versão básica do sistema de análise de imagem de fenótipos de plantas de alto fluxo da série PlantScreen, que permite a análise de imagem de fluorescência de clorofila e cor real RGB de plantas para analisar e detectar fenótipos funcionais e morfológicos de plantas, com uma faixa de varredura automática de 60x129cm, temporização de localização e dados de medição 4D (informações de localização e tempo 3D XYZ)