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PSI公司**科學(xué)家Nedbal教授與公司總裁Trtilek博士等**將PAM葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與CCD技術(shù)結(jié)合在一起，于1996年在世界上成功研制生產(chǎn)出FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)（Heck等,，1999,；Nedbal等,，2000；Govindjee and Nedbal,， 2000）,。FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)成為上世紀90年代葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)的重要突破，使科學(xué)家們對光合作用與葉綠素?zé)晒獾难芯恳幌伦舆M入二維世界和顯微世界,。目前PSI公司已成為世界上*權(quán)威,、使用*廣、種類*全面,、發(fā)表論文*多的葉綠素?zé)晒獬上駥I(yè)生產(chǎn)廠商,。

上左圖為上世紀90年代Nedbal等設(shè)計的FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)（Photosynthesis Research， 66: 3-12,， 2000）,，右圖為檸檬彩色圖及葉綠素?zé)晒獬上駡D（Photosynthetica， 38: 571-579,， 2000）

FluorCam臺式植物多光譜熒光成像系統(tǒng)是一款高度集成,、高度創(chuàng)新、使用方便,、應(yīng)用廣泛的高端植物活體成像技術(shù)設(shè)備,，高靈敏度CCD鏡頭、4個固定的LED光源板及控制系統(tǒng)等集成于一個暗適應(yīng)操作箱內(nèi)（還可根據(jù)需求選配第五個光源板置于頂部）,，植物樣品放置在暗適應(yīng)操作箱內(nèi)的隔板上,，隔板7級高度可調(diào)；光源由高穩(wěn)定性供電單元提供電源,，4個高能,、高穩(wěn)定性LED光源板均一性照在植物樣品上，成像面積可達13×13 cm,；控制系統(tǒng)通過USB與計算機相聯(lián),，并通過FluorCam軟件程序控制和采集分析數(shù)據(jù)。適用于植物葉片及果實等其它植物組織,、整株植物或培養(yǎng)的多株植物,、苔蘚地衣等低等植物、藻類等,，廣泛應(yīng)用于植物包括藻類光合生理生態(tài),、植物逆境脅迫生理與易感性、氣孔功能,、植物環(huán)境如土壤重金屬污染響應(yīng)與生物檢測,、植物抗性檢測與篩選、作物育種,、Phenotyping等研究,。

主要功能特點:

· 系統(tǒng)集成于暗適應(yīng)操作箱內(nèi)，操作簡便,、便于移動,，既可在實驗室內(nèi)也可在室外進行暗適應(yīng)成像測量分析

· 高靈敏度CCD鏡頭，時間分辨率達50張每秒,，快速捕捉葉綠素?zé)晒馑沧?，成像面積達13x13cm

· 是世界上**可進行OJIP快速熒光動力學(xué)成像分析的高端葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)設(shè)備，可得到OJIP快速葉綠素?zé)晒鈩討B(tài)曲線及Mo（OJIP曲線初始斜率）,、OJIP固定面積,、Sm（對關(guān)閉所有光反應(yīng)中心所需能量的量度）、QY,、PI（Performance Index）等20多個參數(shù)

· 是世界上**可進行QA再氧化動力學(xué)成像分析的高端葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)設(shè)備,，可運行單周轉(zhuǎn)飽和光閃（STF）葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動態(tài)，光強在100μs內(nèi)可達到120,，000 μmol(photons)/m2.s

· 具備功能*全的,、可編輯的葉綠素?zé)晒鈱嶒灣绦颍?/span>Protocols），包括快照模式,、Fv/Fm,、Kautsky誘導(dǎo)效應(yīng)、2個葉綠素?zé)晒獯銣绶治觯∟PQ）protocolas（2套定制給光方案）,、LC光響應(yīng)曲線,、PAR吸收與NDVI成像分析、QA再氧化動力學(xué)分析（選配）,、OJIP快速熒光動力學(xué)分析（選配）及GFP綠色熒光蛋白成像（選配）等

· 可進行自動重復(fù)成像測量分析,，預(yù)設(shè)一個實驗程序（Protocols）、測量次數(shù)及間隔,，系統(tǒng)將自動循環(huán)運行成像測量,，并自動將數(shù)據(jù)按時間日期存入計算機（帶時間戳）；還可預(yù)設(shè)兩個實驗程序（Protocols）,；比如使系統(tǒng)白天自動運行Fv/Fm,，夜間自動運行NPQ分析等

· 具備雙色光化學(xué)光激發(fā)光源，標準配置為紅色和白色,，可選配紅色與藍色等雙波段光化學(xué)光,，雙色光化學(xué)光可按不同比例搭配使用，以便實驗不同光質(zhì)對作物／植物的光合效益

左圖A為100％紅色光源條件下黃瓜葉片的Fv/Fm,，左圖B為30%藍色光源條件下黃瓜葉片的Fv/Fm,；右上圖為光合作用強度隨光照強度（不同比例藍色光）的關(guān)系，右下圖為氣孔導(dǎo)度隨光照強度（不同比例藍色光）的關(guān)系

· 可運行葉綠素?zé)晒獬上瘛⒍喙庾V熒光成像,、GFP穩(wěn)態(tài)熒光成像

· 可選配TetraCam彩色成像模塊,，**成像面積20x25cm，用于葉片或植物形態(tài)成像分析和葉綠素?zé)晒獬上駥Ρ确治?/span>

· 可選配高光譜成像單元和紅外熱成像單元,，植物性狀數(shù)字化,、可視化，全面測量分析植物形態(tài),、光合效率,、生化性狀、氣孔導(dǎo)度,、脅迫與抗性等

· 可選配大型版移動式植物成像分析系統(tǒng),，成像面積35x35cm，可運行葉綠素?zé)晒獬上?、紅外熱成像及RGB成像分析

**應(yīng)用案例：

Hendrik Kupper與Zuzana Benedikty等,，在2019年2月出版的《Plant Physiology》，發(fā)表了Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging,，該研究**采用超高速成像傳感器FluorCam臺式植物葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)與FKM多光譜顯微熒光成像系統(tǒng),，成像速度可達4000fps@640x512，QA再氧化葉綠素?zé)晒鈩恿W(xué)成像測量單脈沖飽和光閃達150,，000 μmol/m2.s1,。

附：OJIP快速熒光動力學(xué)測定分析參數(shù)包括：

a) Fo：初始熒光或稱*小熒光，50μs時的熒光

b) Fj：2ms時的熒光

c) Fi：60ms時的熒光

d) P或Fm：**熒光

e) Vj＝(Fj-Fo)/(Fm-Fo):j階熒光相對變量

f) Vi＝(Fi-Fo)/(Fm-Fo)：i階熒光相對變量

g) Mo＝TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo)：熒光瞬變初始斜率,，或稱OJIP曲線初始斜率

h) Area：OJIP曲線與Fm之間的面積,，可稱為補償面積（complementary area）為了對不同樣品進行比較，Area需要標準化為：Sm＝Area/(Fm-Fo),，Sm是對關(guān)閉所有光反應(yīng)中心所需能量的量度

i) Fix Area：OJIP固定面積,，OJIP曲線40微妙時的F值至1秒時的F值下面的面積

j) Sm：標準化OJIP補償面積，反映QA還原多次周轉(zhuǎn)

k) Ss＝Vj/Mo：標準化OJ相補償面積,，反映單周轉(zhuǎn)QA還原

l) N=Sm/Ss=Sm Mo(1/Vj)：OJIP QA還原周轉(zhuǎn)數(shù)量（between 0 and t_Fm）

m) Phi_Po＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm,，**光量子產(chǎn)量，吸收光量子通量反應(yīng)中心初始捕獲比率

n) Psi_o＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj,，捕獲光量子通量中電子傳遞光量子通量比率

o) Phi_Eo＝φ_Eo=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj),，吸收光量子通量中電子傳遞光量子通量比率，或稱電子傳遞光量子產(chǎn)量（quantum yield of electron transport at t=0）

p) Phi_Do＝φ_Do＝1-φpo＝Fo/Fm,，能量散失光量子產(chǎn)量（t＝0）

q) Phi_pav＝φpav＝φpo（Sm/t_Fm）,，平均光量子產(chǎn)量，t_Fm為達到Fm所需時間（ms）

r) ABS/RC＝Mo(1/Vj)(1/QY)：為單位反應(yīng)中心的吸收光量子通量,，這兒的反應(yīng)中心僅指the active (QA to QA– reducing) centers（下同）,。QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s) TRo/RC＝Mo(1/Vj)：單位反應(yīng)中心初始（或稱**）捕獲光量子通量（導(dǎo)致QA的還原,，也即反應(yīng)中心關(guān)閉比率B的增加）

t) ETo/RC＝Mo(1/Vj)（1-Vj）：單位反應(yīng)中心初始電子傳遞光量子通量

u) DIo/RC＝（ABS/RC）－（TRo/RC）：單位反應(yīng)中心能量散失

v) ABS/CS：單位樣品截面的吸收光量子通量，CS stands for the excited cross-section of the tested sample（下同）,。ABS/CSo＝Fo,，ABS/CSm＝Fm，TRo/CSx＝QY(ABS/CSx)——單位截面捕獲能量或光量子通量

w) TRo/CSo＝QY.Fo,；ETo/CSo＝φ_Eo.Fo ＝QY.(1-Vj).Fo

x) RC/CSx：反應(yīng)中心密度,，RC / CS0 (active RCs per excited cross-section)

y) PI_ABS＝(RC/ABS)(φpo/φ_Do)(ψo/Vj)：基于吸收光量子通量的“性能”指數(shù)或稱生存指數(shù)

z) PIcs＝(RC/CSx)(φpo/φ_Do)(ψo/Vj)：基于截面的“性能”指數(shù)或稱生存指數(shù)