Sistema modular de análise de imagens de fenótipos de algas

Algas são o nome geral de uma série de organismos aquáticos como porta de algas azuis, porta de algas oculares, porta de algas douradas, porta de algas metálicas, porta de algas verdes, porta de algas marrons e porta de algas vermelhas. Suas variedades morfológicas são numerosas, desde microalgas monocelulares pequenas até microns, até grandes algas marrons de alguns metros ou até dezenas de metros de comprimento. As algas, como os mais importantes produtores primários de água, desempenham um papel fundamental na estabilidade de todo o ecossistema e até mesmo da esfera terrestre. Ao mesmo tempo, muitas algas econômicas também desempenham um papel importante em indústrias como alimentos, medicina e energia. Os fenômenos ecológicos prejudiciais, como as marés vermelhas, também são causados por algas.

Na pesquisa de algas, é necessário analisar as características fenotípicas das algas, especialmente a fisiologia fotossíntese, a morfologia, a cor, a composição e distribuição dos pigmentos, a contribuição fotossíntese de diferentes pigmentos, a fisiologia da força, etc., para digitalizar os fenotípios das algas, a fisioecologia e a visualização funcional. Isso requer um esquema de sistema de imagem fenotípica especialmente projetado para fenótipos de algas.

O sistema modular de análise de imagem de fenótipos de algas é composto por uma unidade de monitoramento on-line e cultura de algas FMT150, uma unidade de imagem de fluorescência fluorescente ou fluorescência multiespectral FluorCam, uma unidade de microimagem dinâmica de fluorescência multiespectral FKM, uma unidade de imagem de alto espectro (ou unidade de imagem multiespectral), uma unidade de imagem colorida RGB, etc., e é o sistema de análise de fenótipos de algas e pesquisas fisioecologicas mais flexível, funcional e econômico no mercado atualmente.

Estudo de imagem fenotípica de simbióticos de corais, esquerda: imagem multiespectral NDVI de contração-expansão de corais e análise de imagem de proteína fluorescente verde GFP; imagem à direita; Imagens RGB, fluorescência de clorofilo e análise de imagens multiespectrais NDVI de amostras de superfície de coral e perfil vertical em condições de adaptação à luz fraca e forte, respectivamente (Leal MC,e outros.2015）

Principais características e indicadores técnicos:

1. FMT150Tecnologia de cultivo de algas e monitoramento on-line: combinação única de biorreatores e instrumentos de monitoramento para cultivo de luz modular de precisão e monitoramento fisiológico de água doce, algas de água do mar e algas azuis, entre outros:

1) Volume de tamanho opcional: 400ml, 1L, 3L, etc., pode ser personalizado 25L, 120L grande recipiente de cultura

2) Fonte de luz LED completa: luz vermelha, azul ou branca, fonte de luz vermelha bicolor, outra qualidade de luz pode ser personalizada, intensidade máxima de luz de até 3000 μmol (fotões).m^-2.s^-1

3) Controle preciso da temperatura, intensidade da luz, ciclo de cultivo, CO₂Condições de cultivo, como concentrações, para simular as mudanças do ciclo natural e para uma cultura constante ou turbulenta

4) Monitoramento online em tempo real de temperatura, pH, oxigênio dissolvido, O₂/ CO₂Vários parâmetros ambientais e fisiológicos, como fluxo, mudança de sal nutricional, densidade fotográfica, parâmetros de fluorescência da clorofila (refletindo a pressão e o estado fisiológico)

5) Controle externo, monitoramento e armazenamento de dados online em tempo real com software de computador dedicado

6) Experimentos de cultura rápida e repetida com a unidade de monitoramento on-line MC1000 de 8 canais

Análise poliomética de clamidia renana, esquerda: cultivo de controle preciso com FMT150; Figura à direita: Análise de fluorescência de clorofila com FluorCam (Strenkert, 2019, PNAS)

2. FluorCamTecnologia de imagem de fluorescência de clorofilo: pode ser selecionado de acordo com as necessidades de diferentes modelos e tamanhos de imagem de sistema de imagem de fluorescência de clorofilo, ou com imagem de fluorescência de estado estável como GFP / YFP, absorção PAR / imagem NDVI, etc.:

1) Imagem de fluorescência de clorofilo portátil, área de imagem de 31,5 x 41,5 mm, para análise de imagem de fluorescência de clorofilo em campo e laboratório, também opcional para medição de fotossíntese e análise de imagem de fluorescência de clorofilo

2) Sistema de imagem de fluorescência de clorofila fechado (todo-em-um), o mais funcional (com todos os protocolos, incluindo OJIP, QA, dinâmica de reoxidação, etc.), o maior custo-benefício, o uso mais conveniente do equipamento de análise de imagem de fenótipos de plantas de mesa, que pode simultaneamente medir a absorção de PAR de plantas, índice de reflexão espectral NDVI, etc.

3) FluorCamSistema de imagem de fluorescência de clorofilo modular, com versão padrão de 13x13cm e versão grande de 20x20, estrutura modular, com escalabilidade, opcionalmente com uma fonte de luz LED branca (para simular a fonte de luz natural), uma fonte de luz LED azul, uma fonte de luz LED verde, uma fonte de luz LED vermelha, uma fonte de luz LED azul e outras fontes de excitação para experimentar a qualidade da luz, para excitar diferentes proteínas fotocromáticas de algas (a imagem abaixo é um sistema de imagem de fluorescência de clorofilo portátil, integrado e modular, em seguida)

4) FluorCamPlataforma de imagem fluorescente de clorofilo grande com área de imagem de até 35x35cm(A imagem abaixo é um sistema portátil, integrado e modular de imagem fluorescente de clorofilo ePlataforma de imagem fluorescente de clorofilo grande）

5) FluorCamSolução de imagem de fluorescência multiespectral equipada com luz UV e filtros dedicados para estimular e detectar fluorescência multiespectral de algas, especialmente para estudos metabólicos secundários e fenótipos de doenças. Disponível em formato integrado (área de imagem de 13x13cm) ou modular (área de imagem de 13x13cm ou 20x20cm), com uma plataforma de imagem de fluorescência multiespectral de grande escala de laboratório

Universidade Marinha da China Usa FluorCamSistema de imagem fluorescente multi-espectral para pesquisa de barras de vegetais violetasPirópia yezoensisResposta metabólica secundária após a infecção pela corrupção vermelha (Tang L, 2019)

3. FKMTecnologia de microimagem dinâmica de fluorescência multiespectral: Tecnologia de microimagem baseada na tecnologia de imagem de fluorescência de clorofilo FluorCam. Consiste em microscópios aprimorados com componentes escaláveis, câmeras CCD de alta resolução, grupos de fontes de luz excitadas, espectrómetros, módulos de controle de temperatura e unidades de controle correspondentes e estações de trabalho dedicadas e software de análise. Ele pode realizar análises de imagem de fluorescência de clorofila e fluorescência multiespectral de microalgas, células individuais, clorofilos individuais e até fragmentos de cistos matriz-matriz, mas também de proteínas fluorescentes, corantes fluorescentes e pigmentos fotossênticos específicos de algas.

1) Integrado em todos os procedimentos atuais de pesquisa de fluorescência de clorofila, como Fv / Fm, efeito induzido por Kautsky, extinção de fluorescência, curva de resposta rápida de fluorescência OJIP, reoxidação de QA, etc., pode obter mais de 70 parâmetros e seus mapas de imagem

2) Equipado com objetivos biofluorescentes especializados 10x, 20x, 40x, 63x e 100x para observar claramente o clorofluoro e a fluorescência emitida por ele

3) O grupo de fontes de luz estimulantes inclui infravermelho, vermelho, azul, verde, branco, ultravioleta e vermelho distante para estudar qualquer molécula de pigmento ou grupo de cabelo em plantas / algas

4) Análise de imagem de proteínas fluorescentes e corantes fluorescentes como GFP, DAPI, DiBAC4, SYTOX e CTC

5) Espectrómetros de alta resolução permitem analisar espectrogramas de fluorescência em profundidade.

6) O sistema de controle de temperatura pode garantir que as amostras experimentais sejam medidas em condições de temperatura idênticas, melhorando a precisão experimental e também pode realizar estudos de força a alta temperatura / baixa temperatura.

Leis da fotossíntese durante a diferenciação de exocélulas de algas de peixe (Ferimazova, 2014)

4. EspécimeTecnologia de imagem de alto espectro, imagem de alto espectro IQ recomendada, design integrado, empurramento automático incorporado, processamento de coleta de dados, sistema operacional, tela táctil e teclas de operação, GPS, etc., corpo compacto e leve, apenas 1,3 kg, para facilitar a operação manual ou a operação fixa, faixa de banda 400-1000nm, resolução espectral de 7nm, 204 bandas, resolução de imagem de 512x512 pixels, campo de visão de 31 graus, distância de objetos de 15cm a infinito, campo de visão de 1m 55x55cm. Opcional com outras unidades de análise de imagem de alto espectro digitalizadas (veja a tabela de referência para a seleção de imagem de alto espectro abaixo)

5. Opcional para análise de imagem RGB ou análise de imagem multiespectral

6. Configuração flexível e fácil de usar, com diferentes combinações de unidades opcionais

Análise de imagem espectral de algas verdes, marrons e vermelhas marinhas (Ginneken V, 2017)