高光譜熒光成像系統

       MacroPhor™ Lab高光譜熒光成像系統是針對樣品過大而無法進行標準顯微鏡分析的情況而優化設計的。該系統采用*的高光譜熒光相機來獲取圖像。所得的高光譜熒光圖像包含樣品的空間和光譜信息。用戶可以通過這些數據進行純組分識別，并為進一步的組分分類方法提供依據。MacroPhor™ Lab高光譜熒光成像系統可應用于植物科學，農學，制藥業，生命科學等領域。

主要特點

• 高光譜成像的強大功能

        MacroPhor™ Lab通過高光譜成像技術可得到令人驚嘆的圖像，其中包含每個像素的光譜信息。用戶可以通過圖片來研究不同光譜特征，或者使用三種化學計量學方法來提取純組分。 

• 在更寬的波長范圍內采集光譜信息

  與基于濾光片的熒光系統相比，MacroPhor™ Lab的主要優勢在于能夠在更寬的波長范圍內采集光譜信息。MacroPhor™ Lab熒光圖像的每個像素都包含400至800nm的光譜信息。這使用戶能夠查看在基于濾光片的系統中無法查看的光譜特征。MacroPhor™ Lab是能夠區分多種熒光體的出色工具。

主要參數

1.由軟件控制的X-Y樣品平臺；

2.由軟件控制的用于對焦的Z軸控制模塊；

3.照明——帶有可更換底座的激發式激光器（405nm, 488nm, 532nm 或 640nm波長可選）。

視場（FOV）選項

4.具有50mm空間線（spatial line），179mm工作距離的鏡頭；

5.具有100mm空間線的廣角鏡頭；

6.具高靈敏度的熒光高光譜相機；

7.高達2000點的空間分辨率；

8.多達1000個光譜通道；

9.光學分辨率7.5nm（默認）；

10.macroPhor™圖像采集與控制軟件；

11.KemoQuant™分析軟件套裝； 

應用案例

  關于種子質量的信息可以通過特定基因型的種子萌發過程的統計數據來確定。例如，種子發芽率和種子發芽所需時間是重要的數據。研究人員還想了解生長因素，如濕度、溫度和光照對發芽過程的影響。對于試圖提高作物產量的植物生理學家來說，提高種子萌發能力的技術是非常重要的。一旦種子開始發芽，熒光高光譜成像的技術可在生理特征顯現之前，更早和更可靠地測量種子萌發的跡象。

  試驗通過MacroPhor™ Lab熒光高光譜成像系統來研究玉米種子四天內的發芽過程。研究過程中使用多元曲線分辨(MCR)對收集的高光譜圖像進行分析，以揭示*的熒光特征及分布、熒光出現的時間，并量化這些特征的相對強度。分析結果可以被提取和應用于研究發芽過程。

   熒光成像是研究植物材料的一種有價值的工具，因為它可以很容易地激活和檢測植物內部的光合色素。MacroPhor™ Lab高光譜成像系統是為植物或植物相關材料的大尺度掃描而設計的。在相機前方安裝紅色熒光發射濾波器，可以減少并去除非葉綠素波長區域（λ<650nm）的熒光發射，因此在有/無熒光發射濾波器的情況下分別收集圖像數據（如圖1所示）。

 圖1.光譜照相機前安裝或不安裝紅色濾波器情況下同一像素的平均光譜。兩種情況下，陷波濾波器濾除510nm以下的光來防止激光照射傳感器

     試驗用6種不同基因型的種子，其中3種已知萌發速度較快(Fn)， 3種已知萌發速度較慢(Sn)。

  不使用紅色熒光發射濾波器情況下，高光譜玉米種子圖像的MCR分析結果提取了4個主要的熒光發射光譜特征（圖2）。 首先是葉綠素a的特征，其他三個特征與種子其他部分（例如胚乳，胚芽，種皮）發出的熒光物質有關。

   雖然很難將因子2-4*分配到種子的特定區域，但有些因子在種子的某些區域比其他區域多。例如，因子2出現在和胚根中。因子3在玉米種子胚乳中表現得更強烈。因子4在整個種子中都存在，但有時在胚芽中更集中。

 圖2.不使用熒光發射濾光片情況下所提取的光譜特征

  圖3顯示了種子單個像素上每個光譜特征的相對強度百分比圖像。由于葉綠素的高熒光發射強度，部分圖像像素飽和，特別是在萌發76小時后。這些像素被從分析結果中移除，這就是圖像中一些亮的葉綠素區域中強度百分比顯示為零的原因。這些像素以100%的色彩進行回填，以創建出偽彩色圖像。值得注意的是52小時后，幾乎所有快速發芽的種子中都可見到葉綠素。76小時后，只在一顆緩慢發芽的種子(S3組中的一顆種子)中發現少量葉綠素。

 圖3.頂部圖片顯示的是發芽過程中的種子圖像，以下不同因子下對應每種基因型種子的百分強度圖像。后一組圖像為偽彩色圖像，紅色代表葉綠素a，黃色代表因子6，藍色代表因子4

  使用紅色熒光發射濾波器情況下，對高光譜玉米種子圖像進行MCR分析，提取了2個主要的熒光發射光譜特征（如圖4所示）。

 圖4. 使用熒光發射濾光片情況下所提取的光譜特征

 圖5.上半部分為種子的圖像，下半部分為偽彩色圖像。紅色代表葉綠素a，黃色為因子2

   圖5中的偽彩色圖像(葉綠素圖像像素為紅色，MCR因子2圖像像素為黃色)是由這兩個因子的強度百分比圖像組合生成的。對于某些種子， 如F1種子2號在52小時，F3種子2號在52和76小時，S3種子2號在76小時，可見的發芽跡象出現之前，就可以觀測到葉綠素。

   利用高光譜成像技術可以研究不同基因型的種子以及影響種子萌發過程的因素。我們能夠識別出在這些玉米種子中發現的四種*的熒光特征，這些光譜特征集中出現在種子的特定區域，可以讓我們更全面地理解不同基因型玉米種子的萌發過程。

產地與廠家：美國 MSV