葉綠素熒光技術(shù)是光合作用研究過(guò)程中應用最廣泛的技術(shù)之一。通過(guò)測量植物光合作用過(guò)程中發(fā)出的葉綠素熒光強度，可以研究光合作用光能捕獲、能量轉換和電子傳遞相關(guān)的信息。葉綠素熒光技術(shù)在評估藻類(lèi)和植物的光合性能差異，檢測它們在面臨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(zhù)非常廣泛的應用。
基于葉綠素熒光技術(shù)和CCD成像技術(shù)聯(lián)合開(kāi)發(fā)出來(lái)的葉綠素熒光成像系統則為光合作用研究開(kāi)辟了另外一種可能，即光合性能差異的可視化。從此，葉綠素熒光測量實(shí)現了由點(diǎn)到面的飛躍。葉綠素熒光成像系統的主要優(yōu)勢是能夠直接測量完整葉片或者同時(shí)測量多個(gè)植物材料，評估單個(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)，葉綠素熒光成像技術(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用，逐漸成為一種提高實(shí)驗通量，洞察植物葉片細微差異的強大工具。至此，我們可以清楚地知道，葉綠素熒光成像系統是用于研究植物光合作用的測量設備。如何選擇一款適合自己的葉綠素熒光成像系統？您該重點(diǎn)關(guān)注哪些基本的技術(shù)細節？使用葉綠素熒光成像系統需要注意哪些問(wèn)題？蜂巢矩陣葉綠素熒光成像系統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，讓葉綠素熒光成像系統回歸光合作用研究，助力您的科研夢(mèng)想。葉綠素熒光成像系統的核心技術(shù)是熒光測量+CCD成像。葉綠素熒光測量目前廣受歡迎的仍然是脈沖振幅調制（PAM）技術(shù)，CCD成像現在普遍用的是CMOS相機。葉綠素熒光成像系統的關(guān)鍵技術(shù)是成像單元中光源的設計。只有在保證成像區域有效面積內的所有位置光強一致，即光場(chǎng)均勻的情況下，葉綠素熒光成像系統才能夠用來(lái)評價(jià)葉片的橫向異質(zhì)性。HEXAGON-IMAGING-PAM是德國WALZ公司最新推出的大型蜂巢矩陣葉綠素熒光成像系統。它憑借脈沖振幅調制（PAM）技術(shù)和高精度的CCD成像單元，可以對480 cm2（20×24 cm）的區域進(jìn)行成像，分辨率高達1.2 MP，像素尺寸3.45 x 3.45 μm。超高分辨率的基礎是成像區域光場(chǎng)的均勻性（±7%），在設計過(guò)程中，光源陣列中LED的位置是經(jīng)過(guò)精心布局的，以保證測量區域內無(wú)陰影，所有成像區域內的樣品均勻照光，樣品間的差異可以盡收眼底。光場(chǎng)均勻的要求既是多方面的，也是高度統一的，對于PAM技術(shù)而言，成像單元需要為測量提供測量光ML，光化光AL和飽和脈沖SP，這就要求它們必須全部做到對樣品的均勻照光。與此同時(shí)，還要做到測量光強度必須足夠低（＜1 μmolm-2s-1），低到可以在反應中心完全開(kāi)放時(shí)測量最小熒光Fo，飽和脈沖強度足夠高（＞3000 μmolm-2s-1），高到可以誘導出反應中心完全關(guān)閉的最大熒光Fm，光化光強度必須高于絕大部分樣品的光飽和點(diǎn)（＞2000 μmolm-2s-1），可以用于測量光響應曲線(xiàn)或模擬光抑制。HEXAGON-IMAGING-PAM搭載451 nm高強度LED，測量光ML，光化光AL，飽和脈沖SP同源。測量光1-8H可調，最小強度可低至約0.5 μmolm-2s-1，充分滿(mǎn)足Fo的測量。光化光AL的最大光強為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的最大光強可達4100 μmolm-2s-1，足以關(guān)閉所有光系統的反應中心，測量Fm。此外HEXAGON-IMAGING-PAM還搭載了730 nm的遠紅光，以用于測量Fo’和狀態(tài)轉換。光場(chǎng)均勻是葉綠素熒光成像系統的基本要求，除此之外，光源的穩定性也非常重要，因為光源陣列中的LED在實(shí)驗過(guò)程中為測量提供強光脈沖，不可避免地要發(fā)熱。發(fā)熱會(huì )對LED的性能產(chǎn)生影響，因此除了穩定的電源供給外還要重點(diǎn)考慮LED工作時(shí)的性能補償。HEXAGON-IMAGING-PAM成像單元的LED陣列采用六邊形蜂巢矩陣式設計，這種經(jīng)過(guò)充分考量的設計為實(shí)現樣品區域的理想照明提供了最佳可能性。獨立的的六邊形面板單元可以更好地補償LED的不平衡，為L(cháng)ED面板提供非常有效的冷卻系統，從而獲得可重復性的結果，同時(shí)還可以最大限度的延長(cháng)LED的使用壽命。葉綠素熒光成像系統的本質(zhì)是光學(xué)成像設備，因此在使用時(shí)還要考慮測量時(shí)的工作距離，因為樣品與光源和鏡頭的距離會(huì )對測量產(chǎn)生非常大的影響，所以，當樣品與光源的距離發(fā)生改變時(shí)，最好重新校準光強。還要注意鏡頭的光圈，焦距與對焦，特別是光圈的大小直接影響CCD檢測信號的強度。HEXAGON-IMAGING-PAM標準工作距離20 cm，可提供480 cm2面積內的均勻照光和成像。成像面積及足夠大才可以兼容多種樣品類(lèi)型的測量，它可以直接測量穴盤(pán)或培養皿中的高等植物，也可以測量多孔板中的微藻，苔蘚，底泥，單次即可完成4塊96孔板的測量。如果您的樣品需要保持無(wú)菌，它也可以透過(guò)透明蓋直接測量樣品的葉綠素熒光。如果您的樣品是種在單獨的培養盆里，可以借助植物樣品托盤(pán)支架IMAG-HEX/PH，支架允許一次放置9個(gè)直徑6 cm的培養盆，大大提高了實(shí)驗的通量。葉綠素熒光成像系統是用于研究植物光合作用的測量設備，讓葉綠素熒光成像系統回歸光合作用研究。HEXAGON-IMAGING-PAM可以測量慢速熒光誘導動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，快速光曲線(xiàn)，如果您特別關(guān)注樣品間NPQ的差異，它可以在慢速誘導動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)，快速光曲線(xiàn)后自動(dòng)增加暗弛豫測量過(guò)程，細分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的動(dòng)態(tài)過(guò)程，單次測量的誘導曲線(xiàn)和光曲線(xiàn)參數的變化可以動(dòng)態(tài)播放，同一條曲線(xiàn)中單個(gè)熒光參數的所有圖片可以一鍵導出。如果您正在植物狀態(tài)轉換相關(guān)的研究，軟件可以持續監測熒光參數Ft，并可以以150 ms的采樣頻率導出動(dòng)力學(xué)軌跡。實(shí)驗安全非常重要，為了避免實(shí)驗過(guò)程中強光脈沖可能會(huì )損害實(shí)驗者眼睛的潛在風(fēng)險，為此WALZ為HEXAGON-IMAGING-PAM設計了滑動(dòng)門(mén)，集成安全關(guān)閉功能，開(kāi)門(mén)狀態(tài)下，飽和脈沖的強度會(huì )被抑制，這樣可以保護操作人員的眼睛。HEXAGON-IMAGING-PAM是葉綠素熒光成像技術(shù)在M系列IMAGING-PAM基礎上傳承與發(fā)展的新產(chǎn)品。IMAGING-PAM有非常多的應用，在我們整理的光合作用文獻數據庫中，是發(fā)表文章最多的，單個(gè)型號超過(guò)1600篇。2021年，IMAGING-PAM參與發(fā)表的相關(guān)論文曾兩次登上專(zhuān)業(yè)期刊雜志的封面。德國WALZ掌握PAM的核心技術(shù)，在此基礎上，HEXAGON-IMAGING-PAM集成像面積大、精度高、功能全、應用廣、文獻多、數據可視化于一身，它就是葉綠素熒光成像系統的“六邊形戰士”。
讓葉綠素熒光成像回歸光合作用研究
不忘初心！
