Modulares Algen-Phänotyp-Bildverarbeitungssystem

Algen sind die allgemeinen Bezeichnungen für eine Reihe von Wasserlebewesen wie blaue Algen-Tor, Augen-Algen-Tor, goldene Algen-Tor, Metaalgen-Tor, grüne Algen-Tor, braune Algen-Tor und rote Algen-Tor. Es gibt eine Vielzahl von Morphologien, von kleinen bis Mikrometer-Mikroalgen bis zu großen Braunalgen mit einer Länge von mehreren Metern und sogar Dutzenden von Metern. Algen spielen als wichtigste Primärproduzenten des Wassers eine entscheidende Rolle für die Stabilität des gesamten Ökosystems und sogar der Erdsphäre. Gleichzeitig spielen viele wirtschaftliche Algen auch eine wichtige Rolle in Industrien wie Nahrungsmittel, Medizin und Energie. Auch schädliche ökologische Phänomene wie Wasserfluten und rote Gezeiten werden durch Algen verursacht.

In der Algenforschung ist eine umfassende Analyse der phänotypischen Eigenschaften von Algen erforderlich, insbesondere die Messung und Analyse der Photosynthesephysiologie, Morphologie, Farbe, Pigmentzusammensetzung und Verteilung, der photosynthetische Beitrag verschiedener Pigmente, die Zwangsphysiologie und andere Aspekte, um die Algenpänotype zu digitalisieren, die physiologische Ökologie und die funktionelle Visualisierung zu ermöglichen. Dies erfordert ein speziell für Algen-Phänotypen konzipiertes Phänotyp-Bildungssystem.

Das modulare Algen-Phänotyp-Bildanalyse-System besteht aus der FMT150-Algenkultur- und Online-Überwachungseinheit, der FluorCam-Chlorophyllfluoreszenz- oder Multispektralfluoreszenz-Bildgebungseinheit, der FKM-Multispektralfluoreszenz-dynamischen Mikrobildgebungseinheit, der Hochspektralbildgebungseinheit (oder Multispektralbildgebungseinheit), der RGB-Farbbildgebungseinheit usw. Es ist derzeit das flexibelste, umfassendste, kostengünstigste und technologisch führende Algen-Phänotyp- und physiologische Ökologie-Forschungsanalysesystem auf dem Markt.

Phänotypische Bildgebungsstudie von Korallenschimbioten, Bild links: Korallenkonstruktion-Expansion nicht-synchronisierte NDVI-Multispektralbildgebung und GFP-grüne Fluoreszenzprotein-Bildgebungsanalyse; rechte Abbildung; RGB-Bildgebung, Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebung und NDVI-Multispektral-Bildgebungsanalyse von Korallenoberflächen und vertikalen Profilproben bei schwachem und starkem Licht (Treue MC,et al.2015）

Hauptmerkmale und technische Indikatoren:

1. FMT150Algenkultur und Online-Überwachungstechnik: Eine einzigartige Kombination von Bioreaktoren und Überwachungsinstrumenten für die modulare Präzisionslichtkultur und die physiologische Überwachung von Süßwasser-, Meerwasseralgen und Blaualgen:

1) Größe Volumen optional: 400ml, 1L, 3L usw., kann angepasst werden 25L, 120L große Kulturbehälter

2) Vollständige LED-Lichtquelle: Rotes, blaues oder weißes Licht, rotes Licht zweifarbige Lichtquelle, andere Lichtqualität kann angepasst werden, maximale Lichtintensität von 3000 μmol (Photonen).m^-2.s^-1

3) Präzise Kontrolle der Temperatur, Lichtintensität, Kulturzyklus, CO₂Kultivierungsbedingungen wie Konzentration, Simulation natürlicher Zyklusänderungen und Konstanz- oder Trübenkultur

4) Online-Echtzeitüberwachung von Temperatur, pH, gelöstem Sauerstoff, O₂/ CO₂Viele Umwelt- und physiologische Parameter wie Durchfluss, Nährstoffsalzveränderungen, Lichtdichte, Chlorophyllfluoreszenzparameter (die Stresszustand und physiologischen Zustand widerspiegeln)

5) Externe Steuerung, Echtzeit-Online-Überwachung und -Speicherung durch spezielle Computersoftware

6) Optional mit MC1000 8-Kanal-Algenkultur und Online-Überwachungseinheit für schnelle Wiederholungsexperimente

Polyomik-Analyse der Rheinischen Chlamydien, Bild links: Präzisionskontrollkultur mit FMT150; Bild rechts: Chlorophyllfluoreszenzanalyse mit FluorCam (Strenkert, 2019, PNAS)

2. FluorCamChlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebungstechnologie: Sie können je nach Bedarf verschiedene Modelle und Bildgrößen von Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebungssystemen auswählen oder GFP / YFP, PAR-Absorption / NDVI-Bildgebung usw. auswählen:

1) Tragbare Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebung mit einer Bildfläche von 31,5 x 41,5 mm für die Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebungsanalyse im Feld und im Labor, auch für die Messung für die Photosynthese und die Chlorophyll-Fluoreszenz-Bildgebungsanalyse

2) Geschlossenes (All-in-One) Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebungssystem, das am vollständigsten funktioniert (mit allen Protokollen einschließlich OJIP, QA-Reoxidationsdynamik usw.), das kostengünstigste und bequemste Tisch-Pflanzenfänotyp-Bildgebungsanalysegerät, das gleichzeitig die Bildmessung der PAR-Absorption der Pflanzen, des spektralen Reflexindex NDVI usw. durchführen kann

3) FluorCamModulares Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebungssystem, mit 13x13cm Standard-Version und 20x20 Großversion, modulare Struktur, skalierbar, optional mit weißer LED-Lichtquelle (zur Simulation natürlicher Lichtquellen), blauer LED-Lichtquelle, grüner LED-Lichtquelle, roter LED-Lichtquelle, blauer LED-Lichtquelle und anderen verschiedenen Stimulierungslichtquellen für Lichtqualitätsexperimente zur Stimulation verschiedener Algen-Photosynthese-Pigmentproteine (in der folgenden Abbildung ist ein tragbares, integriertes, modulares Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebungssystem)

4) FluorCamGroße Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildplattform mit Bildflächen von bis zu 35x35cm(Folgende Abbildung zeigt ein tragbares, integriertes, modulares Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebungssystem undGroße Chlorophyl-Fluoreszenz-Bildgebungsplattform）

5) FluorCamMultispektrale Fluoreszenz-Bildgebungstechnik mit UV-UV-Licht und speziellen Filtern zur Anregung und Erkennung der Multispektralen Fluoreszenz von Algen, insbesondere für die sekundäre Metabolismus- und Krankheitspänotypforschung. Optional als All-in-One (Bildfläche 13x13cm) oder Modul (Bildfläche 13x13cm oder 20x20cm) sowie als Labor-Plattform mit großem Multi-Spektrum-Fluoreszenz

China Ocean University verwendet FluorCamMultispektrales Fluoreszenz-Bildgebungssystem für die Studie von Streifen ViolettPyropie yezoensisSekundare metabolische Reaktion nach Infektion mit Rotkorruption (Tang L, 2019)

3. FKMMultispektrale fluoreszierende dynamische Mikrobildgebungstechnologie: Mikrobildgebungstechnologie basierend auf der FluorCam-Chlorophyllfluoreszenz-Bildgebungstechnologie. Es besteht aus einem verstärkten Mikroskop mit skalierbaren Komponenten, einer hochauflösenden CCD-Kamera, einer excitierten Lichtquellengruppe, einem Spektrometer, einem Temperaturmodul mit entsprechenden Steuereinheiten sowie einer speziellen Arbeitsstation und Analysesoftware. Es ermöglicht nicht nur die Chlorophyllfluoreszenz- und Multispektralfluoreszenz-Bildgebungsanalyse von Mikroalgen, einzelnen Zellen, einzelnen Chlorophylen und sogar Partikel-Matrix-Zysten-Fragmenten, sondern auch die Bildgebungsanalyse von fluoreszierenden Proteinen, fluoreszierenden Farbstoffen und algenspezifischen Photosynthese-Pigmenten.

1) Integrierte alle Verfahren der heutigen Chlorophyllfluoreszenzforschung, wie Fv / Fm, Kautsky-Induktionseffekt, Fluoreszenzschaltung, OJIP-Schnellfluoreszenzreaktionskurve, QA-Reoxidation usw., erhalten Sie mehr als 70 Parameter und ihre Bildgebung

2) 10-, 20-, 40-, 63- und 100-fach spezielle Biofluoreszenzobjektive ermöglichen die klare Beobachtung von Chlorophyllen und deren Fluoreszenz

3) Die Gruppe der excitierenden Lichtquellen umfasst Infrarot, Rot, Blau, Grün, Weiß, Ultraviolett und Fernrot, um jedes Pigmentmolekül oder Haargruppe in Pflanzen / Algen zu untersuchen

4) Bildverarbeitung von fluoreszierenden Proteinen wie GFP, DAPI, DiBAC4, SYTOX und CTC

5) Ein hochauflösendes Spektrometer ermöglicht eine detaillierte Analyse verschiedener Fluoreszenzspektrume.

6) Das Temperaturkontrollsystem kann sicherstellen, dass die Proben unter gleichen Temperaturbedingungen gemessen werden, um die Präzision des Experiments zu verbessern, und es kann auch eine Hoch- / Niedrigtemperatur-Druckstudie durchgeführt werden.

Regeln der Fotosynthese bei der Differenzierung von Fischalgen (Ferimazova, 2014)

4. SpecimHochspektrale Bildgebungstechnologie, empfohlene IQ Hochspektrale Bildgeber, All-in-One-Design, eingebaute automatische Verschiebung, Datenerfassungsverarbeitung, Betriebssystem, Touchscreen und Bedientasten, GPS usw., Kompakt und leicht, nur 1,3 kg, einfache Handbedienung oder feste Bedienung, Bandbreite 400-1000 nm, 7 nm Spektralauflösung, 204 Bände, Bildauflösung 512x512 Pixel, Sichtfeld 31 Grad, Objekte 15 cm bis unendlich weit, 1 m Sichtfeld 55x55 cm. Optional mit weiteren scannbaren Hochspektralbildanalyseeinheiten (siehe nachstehende Auswahltabelle für Hochspektralbildtechniken)

5. Optional zur RGB-Bildanalyse oder zur multispektralen Bildanalyse

6. Flexible Konfiguration, einfache Bedienung, optional mit verschiedenen Einheitskombinationen

Spektrale Bildgebungsanalyse von Meeresgrün-, Braun- und Rotalgen (Ginneken V, 2017)