FluorCam封闭式叶绿素荧光成像系统

PSI公司首席科学家Nedbal教授与公司总裁Trtilek博士等首次将PAM叶绿素荧光技术与CCD技术结合在一起，于1996年在世界上成功研制生产出FluorCam叶绿素荧光成像系统（Heck等，1999；Nedbal等，2000；Govindjee and Nedbal, 2000）。FluorCam叶绿素荧光成像技术成为上世纪90年代叶绿素荧光技术的重要突破，使科学家们对光合作用与叶绿素荧光的研究一下子进入二维世界和显微世界。目前PSI公司已成为世界上最权威、使用最广、种类最全面、发表论文最多的叶绿素荧光成像专业生产厂商。

左图为上世纪90年代Nedbal等设计的FluorCam叶绿素荧光成像技术（Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000），右图为柠檬彩色图及叶绿素荧光成像图（Photosynthetica, 38: 571-579, 2000）

FluorCam封闭式叶绿素荧光成像系统是一款高度集成、高度创新、使用方便、应用广泛的高端叶绿素荧光技术设备，高分辨度CCD镜头、4个固定的LED光源板及控制系统等集成于一个暗适应操作箱内，植物样品放置在暗适应操作箱内的隔板上，隔板7级高度可调。光源由高稳定性供电单元提供电能，4个高能、高稳定性LED光源板均一性照在植物样品上，成像面积可达13×13 cm。控制系统通过千兆以太网与计算机相联，并通过FluorCam软件程序控制和采集分析数据。适用于植物叶片及果实等其它植物组织、整株植物或培养的多株植物、苔藓地衣等低等植物、藻类等，广泛应用于植物包括藻类光合生理生态、植物逆境胁迫生理与易感性、气孔功能、植物环境如土壤重金属污染响应与生物检测、植物抗性检测与筛选、作物育种、Phenotyping等研究。

功能特点:

● 系统集成于暗适应操作箱内，操作简便，便于暗适应预处理

● 可选配FluorCam独有的OJIP快速荧光动力学成像模块，可成像测量OJIP快速叶绿素荧光动态曲线及20多项参数

● 可选配FluorCam独有的QA-再氧化动力学成像模块，通过单周转饱和光闪（STF）进行电子传递链恢复的高解析度时间分析

● 具备功能最全的、可编辑的叶绿素荧光实验程序（Protocols），包括快照模式、Fv/Fm、Kautsky诱导效应、叶绿素荧光淬灭分析（quenching）protocols、LC光响应曲线、PAR吸收与NDVI成像分析、QA再氧化动力学分析、OJIP快速荧光动力学分析及GFP绿色荧光蛋白成像等

● 可进行自动重复成像测量和无人值守监测，可设置实验程序（Protocols）自动循环成像测量，成像测量数据自动按时间日期存入计算机（带时间戳）

● 具备双色光化学光激发光源，标准配置为红色和白色，可选配红色与蓝色等双波段光化学光，双色光化学光可按不同比例搭配使用，以便实验不同光质对作物／植物的光合效益

左图：不同白光、红光与蓝光配比条件下的香蜂草最大光化学效率Fv/Fm（衡量植物光系统效能与受损程度），反射光谱植被归一化指数NDVI（衡量植物健康状况与绿度）成像，证明红光比例偏低对香蜂草光合系统造成一定损伤（Rihan，2022）；右图：右图：白光、蓝光与远红光的不同光培养周期下，甜椒叶片的最大光化学效率Fv/Fm成像，证明白光不适于甜椒的夜间补光，而蓝光与远红光效果较好（Lanoue，2022）

● 可选配TetraCam彩色成像模块，最大成像面积20×25cm，用于叶片或植物形态成像分析和叶绿素荧光成像对比分析

技术参数：

● 一体式设计，自带暗适应箱体

● 成像面积：13×13cm，可对植物叶片、植物组织、藻类、苔藓、地衣、整株植物或多株植物、96孔板、384孔板等进行成像分析

● 叶绿素荧光参数：Fo, Fo’, Fm, Fm’, Fp, Ft_Dn, Ft_Ln, Fv, Fv'/ Fm', Fv/ Fm, Fv', Ft, QYmax, QY_Ln, QY_Dn, Y_NPQ_Ln, Y_NPQ_Dn, Y_NO_Ln, Y_NO_Dn, NPQ_Dn, NPQ_Ln, qP_Dn, qP_Ln, qN_Dn, qN_Ln, qL_Dn, qL_Ln, Rfd, ETR等50多个叶绿素荧光参数，每项参数均可显示对应二维荧光彩色图像

● 形态参数：光合有效叶面积，结合自动测量分析功能可进行生长动态成像测量

● OJIP快速荧光动力学成像模块（选配）：成像测量 OJIP快速荧光动力学曲线与20多个相关参数，每项参数均可显示对应二维荧光彩色图像

● QA–再氧化动力学（QA- reoxidation）成像模块（选配）：成像测量QA–再氧化动力学曲线

通过FluorCam封闭式系统获得的拟南芥和超积累植物Noccaea ochroleucum的OJIP快速荧光诱导动力学曲线成像图（左图、中图）与QA-再氧化动力学曲线（右图）（Küpper，2019）

● PAR吸收率成像模块（选配）：用于测量PAR吸收及NDVI

● 具备完备的自动测量程序（protocol），可自由对自动测量程序进行编辑

1) Fv/Fm：测量参数包括Fo，Fm，Fv，QYmax等叶绿素荧光参数

2) Kautsky诱导效应：Fo，Fp，Fv，Ft_Lss，QY，Rfd等叶绿素荧光参数

3) Quenching荧光淬灭分析：Fo，Fm，Fp，Fs，Fv，QY，NPQ，qP，Rfd，qL等50多个叶绿素荧光参数

4) Light Curve光响应曲线：不同光强梯度条件下Fo，Fm，QY_Ln，ETR等叶绿素荧光参数

5) PAR吸收与NDVI（选配）

6) QA-再氧化动力学（选配）

7) OJIP快速荧光动力学（选配）

8) GFP等荧光蛋白成像测量（选配）

● 光源板：4块大型高强度封装LED光源板，标配2块红橙光+2块白光，可选配其他颜色光源

● 测量光：红橙光

● 双色光化光：红橙光+白光，最大光强2000µmol(photons)/m².s，升级至3000µmol(photons)/m².s

● 饱和光闪：最大光强4000µmol(photons)/m².s，可升级至6000 µmol(photons)/m².s

● 顶置光源版（选配）：UVA、UVB、远红光等

● 高分辨率TOMI-2 CCD传感器

1) 逐行扫描CCD

2) 最高图像分辨率：1360×1024像素

3) 时间分辨率：在最高图像分辨率下可达每秒20帧

4) A/D 转换分辨率：16位（65536灰度色阶）

5) 像元尺寸：6.45µm×6.45µm

6) 运行模式：1）动态视频模式，用于叶绿素荧光参数测量；2）快照模式，用于GFP等荧光蛋白和荧光染料测量

7) 通讯模式：千兆以太网

● 镜头：标配6mm镜头，光圈f/1.4，可选配8mm或12mm长焦镜头

● 控温模块（选配）：配备48孔控温样品台与调温器，通过软件自动控制温度，控温范围15⁻⁷5℃，最大控温速率5℃/min

● FluorCam叶绿素荧光成像分析软件功能：具Live（实况测试）、Protocols（实验程序选择定制）、Pre–processing（成像预处理）、Result（成像分析结果）等功能菜单

● 自动测量分析功能：可设置实验程序（Protocol）自动无人值守循环成像测量，重复次数及间隔时间客户自定义，成像测量数据自动按时间日期存入计算机（带时间戳）

● 尺寸：472 mm(W)×479 mm (D)×513mm (H)

● 重量：35kg

● 供电电压：88–264 V AC

● 功率：240-300W

产地：欧洲