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易科泰推出新品UV-MCF生物荧光高光谱成像系统
点击次数:244 发布日期:2022-5-13  来源:本站 本站原创,转载请注明出处
      长波段UV紫外光(320nm-400nm)对植物叶片激发,可以产生具有4个特征性波峰的荧光光谱(Multi-color Fluorescence,MCF),4个波峰的波长为兰光440nm(F440)、绿光520nm(F520)、红光690nm(F690)和远红外740nm(F740)(C.Buschmann等,1998),其中F440和F520统称为BGF(蓝绿荧光),由表皮及叶肉细胞壁和叶脉发出(指示次级代谢产物等),F690和F740为叶绿素荧光Chl-F。紫外光激发多光谱荧光(UV-MCF)可以用来灵敏、特异性地评估植物生理状态包括受胁迫状态如干旱、病虫害、环境污染、氮胁迫等(H.K.Lichtenthaler, 2021)。
 

 
      欧洲PSI公司采用光学滤波器技术,通过紫外线激发并仅使特定波长的激发荧光到达检测器,研制生产了FluorCam多光谱叶绿素荧光成像系列仪器设备,可以对F440、F520、F690、F740四个波长荧光(多光谱荧光)进行二维成像分析,成为目前广泛应用于植物表型分析、植物胁迫检测等领域的重要仪器技术。

      基于近二十年叶绿素荧光测量与成像技术、UV-MCF多光谱荧光成像分析技术服务与实验研究,值此公司成立二十周年之际,易科泰生态技术公司于5月7号隆重推出UV-MCF生物荧光高光谱成像系统,其主要技术和功能特点为:

1.基于高光谱成像技术的紫外光激发生物荧光光谱成像分析,可同时获得蓝色、绿色、红色及远红波段的荧光光谱成像,不仅可对生物荧光在二维尺度上进行成像分析,还可以获得荧光光谱特征(光谱指纹)并在高光谱维度上(多达几百个)进行荧光光谱分析。下图为银杏叶高光谱荧光成像(自左至右依次为:彩色成像、绿色荧光F533成像、UV-MCF荧光光谱。易科泰Ecolab实验室提供)
 

 
2.不仅可进行叶绿素荧光及BGF成像分析,还可以得到其高光谱数据立方并进而分析其光谱特性,使生物荧光二维成像分析提升到高光谱成像分析(达几百个光谱纬度)水平
3.可对GFP(绿色荧光蛋白)等进行成像分析
4.可选配多激发光(绿色及红色激发光)植物荧光光谱成像分析,并进一步测量分析花青素、叶绿素、多酚等指数及氮素指数
5.FluorVision高光谱荧光成像分析软件,可进行光谱融合、ROI选区分析、样品剖面荧光分析、频率直方图、自动识别不同波段峰值并分析其比值等
 

 
6.可同时获取反射光光谱和荧光光谱,并进行高光谱成像分析和高光谱荧光成像分析(下图为花椰菜高光谱成像分析——光谱反射指数,和荧光成像分析)
 

 
7.可对植物叶片或整株植物)、根系、果实、种子等不同组织部位进行荧光成像分析和反射光高光谱成像分析
 

 
8.应用于植物表型成像分析、遗传育种、植物胁迫与抗性分析检测、种质资源分析检测、中草药检测鉴定、采后生物学研究、光生物学研究等。UV-MCF不仅适于活体植物成像分析,也适应于干燥后的茎叶、根系等荧光成像分析,如茶叶及中草药品质检测等

分析参数:
1.BGF蓝绿荧光Fb(或F440)和Fg(或F520)
2.叶绿素荧光Fr(或F690)和Ffr(或F740)
3.荧光比值,如Fb/Fg、Fb/Fr、Fb/Ffr、Fr/Ffr等,及F730-740/F680-690(反应叶绿素含量及植物长期胁迫等)、F735/F700(可精确反映叶绿素含量)。下表为UV-MCF部分比值参数与植物表型关系(参考H.K.Lichtenthaler, 2021。++指显著提高,+指提高,--指显著降低,-指降低,0为无明显变化)
 
植物表型 Fb/Fr Fb/Ffr Fr/Ffr Fb/Fg F735/F700
杂色叶片/绿色叶片 ++ ++ ++ 0  
背面/正面叶片 ++ ++ + 0 -
黄绿/绿色叶片 + ++ ++ + --
第二片/第一片冒芽叶片 -- -- ++ - +
干旱胁迫 ++ ++ 0 0  
N胁迫 ++ ++ + 0 --
暴晒 ++ ++ + --  
虫害 ++ ++ 0 + -
敌草隆处理 -- -- + 0  
光抑制 ++ ++ -- 0  
野外/大棚植物 ++ ++ - 0  

4.花青素指数(log(Ffr_R/Ffr_R))、黄酮指数(log(Ffr_R/Ffr_UV)及氮素平衡指数NBI——需选配红绿多激发光模块
5.高光谱成像分析,可自动分析计算NDVI、NDVI705红边归一化植被指数(对衰老敏感)、VOG1红边指数(对叶绿素浓度、物候变化等敏感)、PRI光化学植被指数、PSRI 植被衰减指数(用于指示冠层胁迫、植物衰老、果实成熟等)、SIPI结构不敏感色素指数(反映冠层胁迫程度、生理胁迫检测等)、CRI1 类胡萝卜素反射指数、ARI1/ ARI2 花青素反射指数、CI 叶绿素指数(红边指数)、WBIR水波段指数(反映水分含量分布)、HI健康指数等植物色素指数和胁迫敏感指数、NPQI归一化脱镁指数(用于早期胁迫检测)、PSSRa(R800/R680)指数等

应用案例:植物对敌草隆的荧光响应

上图叶片自上到下分别为冬青叶、新萌发冬青叶、锦带花叶,其中左边冬青叶为整片叶片施加敌草隆10分钟后,右边为在局部点滴施加敌草隆(上面叶片一个点滴,下面叶片2个点滴)10分钟后的成像分析,下面锦带花点滴(6个小区)施加敌草隆10分钟后的成像分析。自左到右依次为:RGB成像、叶片叶绿素荧光成像、Fb/Fr成像分析、紫外光激发荧光光谱曲线,可以看出,施加敌草隆叶绿素荧光显著提高、Fb/Fr则显著降低(易科泰EcoLab实验室提供)
 

参考文献:
Claus Buschmann and Hartmut K. Lichtenthaler. Principles and characteristics of multi-colour fluorescence imaging of plants. Journal of Plant Physiology, 1998.
H.K.Lichtenthaler. Multi-colour fluorescence imaging of photosynthetic activity and plant stress. Photosynthetica, 2021.
相关公司:北京易科泰生态技术有限公司
联系电话:010-82611269、18210150760
E-mail:sales@eco-tech.com.cn


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