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HEXAGON-IMAGING-PAM發(fā)布:讓葉綠素?zé)晒獬上窕貧w光合作用研究
日期:2022-08-31 18:30:25

葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)是光合作用研究過程中應(yīng)用廣泛的技術(shù)之一。通過測(cè)量植物光合作用過程中發(fā)出的葉綠素?zé)晒鈴?qiáng)度,可以研究光合作用光能捕獲、能量轉(zhuǎn)換和電子傳遞相關(guān)的信息。葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)在評(píng)估藻類和植物的光合性能差異,檢測(cè)它們?cè)诿媾R生物或非生物脅迫時(shí)光合生理活性的變化等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。



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基于葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)和CCD成像技術(shù)聯(lián)合開發(fā)出來的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)則為光合作用研究開辟了另外一種可能,即光合性能差異的可視化。從此,葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量實(shí)現(xiàn)了由點(diǎn)到面的飛躍。葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)是能夠直接測(cè)量完整葉片或者同時(shí)測(cè)量多個(gè)植物材料,評(píng)估單個(gè)葉片不同位置,同株植物不同葉片或者多株植物不同葉片的空間異質(zhì)性。基于以上特點(diǎn),葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)在植物光合生理研究、病理研究、突變體篩選等領(lǐng)域都積累了大量的應(yīng)用,逐漸成為一種提高實(shí)驗(yàn)通量,洞察植物葉片細(xì)微差異的強(qiáng)大工具。

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至此,我們可以清楚地知道,葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)是用于研究植物光合作用的測(cè)量設(shè)備。如何選擇一款適合自己的葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)?您該重點(diǎn)關(guān)注哪些基本的技術(shù)細(xì)節(jié)?使用葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)需要注意哪些問題?蜂巢矩陣葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)HEXAGON-IMAGING-PAM可以給您答案,了解HEXAGONG-IMAGING-PAM可以幫您從技術(shù)背景入手,讓葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)回歸光合作用研究,助力您的科研夢(mèng)想。

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葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的核心技術(shù)是熒光測(cè)量+CCD成像。葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量目前廣受歡迎的仍然是脈沖振幅調(diào)制(PAM)技術(shù),CCD成像現(xiàn)在普遍用的是CMOS相機(jī)。葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是成像單元中光源的設(shè)計(jì)。只有在保證成像區(qū)域有效面積內(nèi)的所有位置光強(qiáng)一致,即光場(chǎng)均勻的情況下,葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)才能夠用來評(píng)價(jià)葉片的橫向異質(zhì)性。

HEXAGON-IMAGING-PAM是德國WALZ公司新推出的大型蜂巢矩陣葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)。它憑借脈沖振幅調(diào)制(PAM)技術(shù)和高精度的CCD成像單元,可以對(duì)480 cm2(20×24 cm)的區(qū)域進(jìn)行成像,分辨率高達(dá)1.2 MP,像素尺寸3.45 x 3.45 μm。超高分辨率的基礎(chǔ)是成像區(qū)域光場(chǎng)的均勻性(±7%),在設(shè)計(jì)過程中,光源陣列中LED的位置是經(jīng)過精心布局的,以保證測(cè)量區(qū)域內(nèi)無陰影,所有成像區(qū)域內(nèi)的樣品均勻照光,樣品間的差異可以盡收眼底。

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光場(chǎng)均勻的要求既是多方面的,也是高度統(tǒng)一的,對(duì)于PAM技術(shù)而言,成像單元需要為測(cè)量提供測(cè)量光ML,光化光AL和飽和脈沖SP,這就要求它們必須全部做到對(duì)樣品的均勻照光。與此同時(shí),還要做到測(cè)量光強(qiáng)度必須足夠低(<1 μmolm-2s-1),低到可以在反應(yīng)中心完全開放時(shí)測(cè)量最小熒光Fo,飽和脈沖強(qiáng)度足夠高(>3000 μmolm-2s-1),高到可以誘導(dǎo)出反應(yīng)中心完全關(guān)閉的最大熒光Fm,光化光強(qiáng)度必須高于絕大部分樣品的光飽和點(diǎn)(>2000 μmolm-2s-1),可以用于測(cè)量光響應(yīng)曲線或模擬光抑制。

HEXAGON-IMAGING-PAM搭載451 nm高強(qiáng)度LED,測(cè)量光ML,光化光AL,飽和脈沖SP同源。測(cè)量光1-8H可調(diào),最小強(qiáng)度可低至約0.5 μmolm-2s-1,充分滿足Fo的測(cè)量。光化光AL的最大光強(qiáng)為2100 μmolm-2s-1,可以覆蓋絕大部分植物的光飽和點(diǎn)。飽和脈沖SP的最大光強(qiáng)可達(dá)4100 μmolm-2s-1,足以關(guān)閉所有光系統(tǒng)的反應(yīng)中心,測(cè)量Fm。此外HEXAGON-IMAGING-PAM還搭載了730 nm的遠(yuǎn)紅光,以用于測(cè)量Fo’和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

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光場(chǎng)均勻是葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的基本要求,除此之外,光源的穩(wěn)定性也非常重要,因?yàn)楣庠搓嚵兄械腖ED在實(shí)驗(yàn)過程中為測(cè)量提供強(qiáng)光脈沖,不可避免地要發(fā)熱。發(fā)熱會(huì)對(duì)LED的性能產(chǎn)生影響,因此除了穩(wěn)定的電源供給外還要重點(diǎn)考慮LED工作時(shí)的性能補(bǔ)償。

HEXAGON-IMAGING-PAM成像單元的LED陣列采用六邊形蜂巢矩陣式設(shè)計(jì),這種經(jīng)過充分考量的設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)樣品區(qū)域的理想照明提供了最佳可能性。獨(dú)立的的六邊形面板單元可以更好地補(bǔ)償LED的不平衡,為L(zhǎng)ED面板提供非常有效的冷卻系統(tǒng),從而獲得可重復(fù)性的結(jié)果,同時(shí)還可以最大限度的延長(zhǎng)LED的使用壽命。

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葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的本質(zhì)是光學(xué)成像設(shè)備,因此在使用時(shí)還要考慮測(cè)量時(shí)的工作距離,因?yàn)闃悠放c光源和鏡頭的距離會(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生非常大的影響,所以,當(dāng)樣品與光源的距離發(fā)生改變時(shí),最好重新校準(zhǔn)光強(qiáng)。還要注意鏡頭的光圈,焦距與對(duì)焦,特別是光圈的大小直接影響CCD檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度。

HEXAGON-IMAGING-PAM標(biāo)準(zhǔn)工作距離20 cm,可提供480 cm2面積內(nèi)的均勻照光和成像。成像面積及足夠大才可以兼容多種樣品類型的測(cè)量,它可以直接測(cè)量穴盤或培養(yǎng)皿中的高等植物,也可以測(cè)量多孔板中的微藻,苔蘚,底泥,單次即可完成4塊96孔板的測(cè)量。如果您的樣品需要保持無菌,它也可以透過透明蓋直接測(cè)量樣品的葉綠素?zé)晒?。如果您的樣品是種在單獨(dú)的培養(yǎng)盆里,可以借助植物樣品托盤支架IMAG-HEX/PH,支架允許一次放置9個(gè)直徑6 cm的培養(yǎng)盆,大大提高了實(shí)驗(yàn)的通量。

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葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)是用于研究植物光合作用的測(cè)量設(shè)備,讓葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)回歸光合作用研究。HEXAGON-IMAGING-PAM可以測(cè)量慢速熒光誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線,快速光曲線,如果您特別關(guān)注樣品間NPQ的差異,它可以在慢速誘導(dǎo)動(dòng)力學(xué)曲線,快速光曲線后自動(dòng)增加暗弛豫測(cè)量過程,細(xì)分NPQ的各種組分,如qE, qT, qI等。軟件界面可以顯示所有熒光參數(shù)的動(dòng)態(tài)過程,單次測(cè)量的誘導(dǎo)曲線和光曲線參數(shù)的變化可以動(dòng)態(tài)播放,同一條曲線中單個(gè)熒光參數(shù)的所有圖片可以一鍵導(dǎo)出。如果您正在植物狀態(tài)轉(zhuǎn)換相關(guān)的研究,軟件可以持續(xù)監(jiān)測(cè)熒光參數(shù)Ft,并可以以150 ms的采樣頻率導(dǎo)出動(dòng)力學(xué)軌跡。

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實(shí)驗(yàn)安全非常重要,為了避免實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)光脈沖可能會(huì)損害實(shí)驗(yàn)者眼睛的潛在風(fēng)險(xiǎn),為此WALZ為HEXAGON-IMAGING-PAM設(shè)計(jì)了滑動(dòng)門,集成安全關(guān)閉功能,開門狀態(tài)下,飽和脈沖的強(qiáng)度會(huì)被抑制,這樣可以保護(hù)操作人員的眼睛。

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HEXAGON-IMAGING-PAM是葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)在M系列IMAGING-PAM基礎(chǔ)上傳承與發(fā)展的新產(chǎn)品。IMAGING-PAM有非常多的應(yīng)用,在我們整理的光合作用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫中,是發(fā)表文章最多的,單個(gè)型號(hào)超過1600篇。2021年,IMAGING-PAM參與發(fā)表的相關(guān)論文曾兩次登上專業(yè)期刊雜志的封面。德國WALZ掌握PAM的核心技術(shù),在此基礎(chǔ)上,HEXAGON-IMAGING-PAM集成像面積大、精度高、功能全、應(yīng)用廣、文獻(xiàn)多、數(shù)據(jù)可視化于一身,它就是葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)的“六邊形戰(zhàn)士”。

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讓葉綠素?zé)晒獬上窕貧w光合作用研究

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