MacroPhor™ Lab高光譜熒光成像系統(tǒng)是針對樣品過大而無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡分析的情況而優(yōu)化設(shè)計(jì)的。該系統(tǒng)采用的高光譜熒光相機(jī)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(shù)據(jù)進(jìn)行純組分識別，并為進(jìn)一步的組分分類方法提供依據(jù)。MacroPhor™ Lab高光譜熒光成像系統(tǒng)可應(yīng)用于植物科學(xué)，農(nóng)學(xué)，制藥業(yè)，生命科學(xué)等領(lǐng)域。

主要特點(diǎn)

• 高光譜成像的強(qiáng)大功能

MacroPhor™ Lab通過高光譜成像技術(shù)可得到令人驚嘆的圖像，其中包含每個(gè)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(xué)計(jì)量學(xué)方法來提取純組分。

• 在更寬的波長范圍內(nèi)采集光譜信息

與基于濾光片的熒光系統(tǒng)相比，MacroPhor™ Lab的主要優(yōu)勢在于能夠在更寬的波長范圍內(nèi)采集光譜信息。MacroPhor™ Lab熒光圖像的每個(gè)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(tǒng)中無法查看的光譜特征。MacroPhor™ Lab是能夠區(qū)分多種熒光體的出色工具。

主要參數(shù)

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(fā)式激光器（405nm, 488nm, 532nm 或 640nm波長可選）。

視場（FOV）選項(xiàng)

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(jī)；

7.高達(dá)2000點(diǎn)的空間分辨率；

8.多達(dá)1000個(gè)光譜通道；

9.光學(xué)分辨率7.5nm（默認(rèn)）；

10.macroPhor™圖像采集與控制軟件；

11.KemoQuant™分析軟件套裝；

應(yīng)用案例

關(guān)于種子質(zhì)量的信息可以通過特定基因型的種子萌發(fā)過程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來確定。例如，種子發(fā)芽率和種子發(fā)芽所需時(shí)間是重要的數(shù)據(jù)。研究人員還想了解生長因素，如濕度、溫度和光照對發(fā)芽過程的影響。對于試圖提高作物產(chǎn)量的植物生理學(xué)家來說，提高種子萌發(fā)能力的技術(shù)是非常重要的。一旦種子開始發(fā)芽，熒光高光譜成像的技術(shù)可在生理特征顯現(xiàn)之前，更早和更可靠地測量種子萌發(fā)的跡象。

試驗(yàn)通過MacroPhor™ Lab熒光高光譜成像系統(tǒng)來研究玉米種子四天內(nèi)的發(fā)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(jìn)行分析，以揭示的熒光特征及分布、熒光出現(xiàn)的時(shí)間，并量化這些特征的相對強(qiáng)度。分析結(jié)果可以被提取和應(yīng)用于研究發(fā)芽過程。

熒光成像是研究植物材料的一種有價(jià)值的工具，因?yàn)樗梢院苋菀椎丶せ詈蜋z測植物內(nèi)部的光合色素。MacroPhor™ Lab高光譜成像系統(tǒng)是為植物或植物相關(guān)材料的大尺度掃描而設(shè)計(jì)的。在相機(jī)前方安裝紅色熒光發(fā)射濾波器，可以減少并去除非葉綠素波長區(qū)域（λ<650nm）的熒光發(fā)射，因此在有/無熒光發(fā)射濾波器的情況下分別收集圖像數(shù)據(jù)（如圖1所示）。

圖1.光譜照相機(jī)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(yàn)用6種不同基因型的種子，其中3種已知萌發(fā)速度較快(Fn)， 3種已知萌發(fā)速度較慢(Sn)。

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

圖2.不使用熒光發(fā)射濾光片情況下所提取的光譜特征

雖然很難將因子2-4分配到種子的特定區(qū)域，但有些因子在種子的某些區(qū)域比其他區(qū)域多。例如，因子2出現(xiàn)在和胚根中。因子3在玉米種子胚乳中表現(xiàn)得更強(qiáng)烈。因子4在整個(gè)種子中都存在，但有時(shí)在胚芽中更集中。

圖3顯示了種子單個(gè)像素上每個(gè)光譜特征的相對強(qiáng)度百分比圖像。由于葉綠素的高熒光發(fā)射強(qiáng)度，部分圖像像素飽和，特別是在萌發(fā)76小時(shí)后。這些像素被從分析結(jié)果中移除，這就是圖像中一些最亮的葉綠素區(qū)域中強(qiáng)度百分比顯示為零的原因。這些像素以99%的色彩進(jìn)行回填，以創(chuàng)建出偽彩色圖像。值得注意的是52小時(shí)后，幾乎所有快速發(fā)芽的種子中都可見到葉綠素。76小時(shí)后，只在一顆緩慢發(fā)芽的種子(S3組中的一顆種子)中發(fā)現(xiàn)少量葉綠素。

圖3.頂部圖片顯示的是發(fā)芽過程中的種子圖像，以下不同因子下對應(yīng)每種基因型種子的百分強(qiáng)度圖像。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(lán)色代表因子4

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

圖4. 使用熒光發(fā)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(gè)因子的強(qiáng)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(shí)，F3種子2號在52和76小時(shí)，S3種子2號在76小時(shí)，可見的發(fā)芽跡象出現(xiàn)之前，就可以觀測到葉綠素。

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

產(chǎn)地與廠家：美國 MSV