ระบบวิเคราะห์ฟีโนไทป์สาหร่ายแบบโมดูลาร์

สาหร่ายเป็นชื่อทั่วไปสำหรับชุดของสิ่งมีชีวิตในน้ำเช่นประตูสาหร่ายสีฟ้า, ประตูสาหร่ายตา, ประตูสาหร่ายสีทอง, ประตูสาหร่ายสีเขียว, ประตูสาหร่ายสีน้ำตาล, ประตูสาหร่ายสีแดง มีรูปร่างที่หลากหลาย สาหร่ายเซลล์เดียวที่มีขนาดเล็กถึงไมครอน และสาหร่ายสีน้ําตาลขนาดใหญ่ที่ยาวถึงหลายเมตรหรือหลายสิบเมตร สาหร่ายในฐานะผู้ผลิตหลักที่สําคัญที่สุดของแหล่งน้ํามีบทบาทสําคัญอย่างยิ่งต่อความมั่นคงของระบบนิเวศทั้งหมดและแม้แต่วงกลมโลก ในขณะเดียวกัน สาหร่ายเศรษฐกิจจํานวนมากก็มีบทบาทสําคัญในอุตสาหกรรมอาหาร ยา พลังงานและอุตสาหกรรมอื่น ๆ และปรากฏการณ์ทางนิเวศวิทยาที่เป็นอันตราย เช่น กระแสน้ำ น้ำสีแดง ก็เกิดจากสาหร่ายเช่นกัน

ในการวิจัยสาหร่ายจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์ลักษณะฟีโนไทป์ของสาหร่ายอย่างครอบคลุมโดยเฉพาะการวัดและวิเคราะห์การสังเคราะห์ทางสรีรวิทยาสัณฐานวิทยาสีองค์ประกอบและการกระจายของเม็ดสีการมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสงของเม็ดสีที่แตกต่างกันสรีรวิทยาการบีบบังคับและอื่น ๆ เพื่อให้ฟีโนไทป์ของสาหร่ายดิจิทัลระบบนิเวศทางสรีรวิทยาและการทำงานของการมองเห็น สิ่งนี้ต้องการโครงการระบบฟีโนไทป์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสําหรับฟีโนไทป์ของสาหร่าย

ระบบวิเคราะห์ฟีโนไทป์สาหร่ายแบบโมดูลาร์ประกอบด้วยการเพาะเลี้ยงสาหร่าย FMT150 และหน่วยตรวจสอบออนไลน์, FluorCam Fluorescent หรือหน่วยถ่ายภาพเรืองแสงหลายสเปกตรัม, FKM Multispectrum Fluorescent Fluorescent Dynamic Microimaging Unit, หน่วยถ่ายภาพสเปกตรัมสูง (หรือหน่วยถ่ายภาพหลายสเปกตรัม), หน่วยถ่ายภาพสี RGB, ฯลฯ มันเป็นฟีโนไทป์สาหร่ายและระบบวิเคราะห์การวิจัยทางนิเวศวิทยาชั้นนำในการกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นที่สุดฟังก์ชั่นที่ครอบคลุมมากที่สุดค่าใช้จ่ายที่ดีที่สุดในตลาดปัจจุบัน

การศึกษาฟีโนไทป์ของปะการัง symbiosis ซ้าย: การหดตัวของปะการัง - การขยายตัวที่แตกต่างกัน NDVI Multispectrum Imaging และ GFP Green Fluorescent Protein Imaging Analysis; ภาพขวา; พื้นผิว Coral และตัวอย่างโปรไฟล์แนวตั้งตามลำดับ RGB Imaging, Chlorophyll Fluorescent Imaging และ NDVI Multispectrum Imaging Analysis ภายใต้สภาวะการปรับตัวที่มีแสงน้อยและแข็งแรง (ลีล MC,และอื่น ๆ2015）

คุณสมบัติการทำงานหลักและตัวชี้วัดทางเทคนิค:

1. เอฟเอมที150การเพาะเลี้ยงสาหร่ายและเทคโนโลยีการตรวจสอบแบบออนไลน์: รวมเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเข้ากับเครื่องมือตรวจสอบเฉพาะสำหรับการเพาะเลี้ยงแสงที่แม่นยำแบบแยกส่วนและการตรวจสอบทางสรีรวิทยาของน้ำจืดสาหร่ายทะเลและไซยาโนแบคทีเรีย ฯลฯ

1) ขนาด ปริมาณไม่จำเป็น: 400ml, 1L, 3L ฯลฯ สามารถปรับแต่งภาชนะเพาะเลี้ยงขนาดใหญ่ของ 25L, 120L

2) แหล่งกำเนิดแสง LED เต็มรูปแบบ: แสงสีแดง, แสงสีฟ้าหรือแสงสีขาว, แหล่งกำเนิดแสงสีแดงสองสี, คุณภาพแสงอื่น ๆ สามารถปรับแต่ง, ความเข้มของแสงสูงสุดถึง 3000 μmol (photons).m^-2เอส^-1

3) ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำความเข้มของแสงวงจรการเพาะปลูก CO₂ความเข้มข้นและเงื่อนไขการเพาะปลูกอื่น ๆ จำลองการเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรตามธรรมชาติและสามารถทำการเพาะเลี้ยงแบบคงที่หรือขุ่นคงที่

4) การตรวจสอบอุณหภูมิแบบออนไลน์แบบเรียลไทม์ค่า pH ออกซิเจนที่ละลายน้ำได้ O₂/ บริษัท₂พารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมและสรีรวิทยาที่หลากหลายเช่นฟลักซ์การเปลี่ยนแปลงเกลือทางโภชนาการความหนาแน่นของแสงพารามิเตอร์ฟลูออเรสเซนต์คลอโรฟิลล์ (สะท้อนถึงสถานะการบีบบังคับและสถานะทางสรีรวิทยา)

5) การควบคุมภายนอกการตรวจสอบข้อมูลออนไลน์แบบเรียลไทม์และการบันทึกผ่านซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เฉพาะ

6) MC1000 การเพาะเลี้ยงสาหร่าย 8 ช่องพร้อมหน่วยตรวจสอบออนไลน์สำหรับการทดลองเพาะเลี้ยงซ้ำอย่างรวดเร็ว

การวิเคราะห์หลายกลุ่ม rhineschlorella, ซ้าย: ใช้ FMT150 สำหรับการเพาะปลูกการควบคุมที่แม่นยำ; ขวา: การวิเคราะห์ฟลูออเรสเซนต์คลอโรฟิลล์ด้วย FluorCam (Strenkert, 2019, PNAS)

2. ฟลูออร์แคมเทคโนโลยีการถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์: ระบบการถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์ที่มีรูปแบบและขนาดการถ่ายภาพที่แตกต่างกันสามารถเลือกได้ตามความต้องการหรือการถ่ายภาพเรืองแสงแบบคงที่เช่น GFP / YFP การดูดซับ PAR / NDVI เป็นต้น:

1) การถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์แบบพกพาพื้นที่การถ่ายภาพ 31.5x41.5 มม. สามารถใช้สำหรับการวิเคราะห์การถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์ภาคสนามและห้องปฏิบัติการนอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งระบบสังเคราะห์แสงสำหรับการวัดการสังเคราะห์แสงและการวัดการวิเคราะห์การถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์

2) ระบบถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์แบบปิด (All-in-one) มีฟังก์ชั่นที่สมบูรณ์แบบที่สุด (พร้อม Protocols ทั้งหมดรวมถึง OJIP, QA reoxidation dynamics ฯลฯ ) ประสิทธิภาพสูงสุดด้วยอุปกรณ์วิเคราะห์ฟีโนไทป์ของพืชเดสก์ท็อปที่สะดวกที่สุดสำหรับการดูดซึม PAR ของพืชดัชนีสะท้อนแสง NDVI และอื่น ๆ ในเวลาเดียวกัน

3) ฟลูออร์แคมระบบถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์แบบโมดูลาร์มีรุ่นมาตรฐาน 13x13 ซม. และรุ่นขนาดใหญ่ 20x20 โครงสร้างแบบโมดูลาร์พร้อมความสามารถในการขยายอุปกรณ์เสริมของแหล่งกำเนิดแสง LED สีขาว (สำหรับการจำลองแหล่งกำเนิดแสงธรรมชาติ), แหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้า, แหล่งกำเนิดแสง LED สีเขียว, แหล่งกำเนิดแสง LED สีแดง, แหล่งกำเนิดแสง LED สีฟ้าและแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์อื่น ๆ สำหรับการทดลองคุณภาพแสงเพื่อกระตุ้น photosynthesis จากสาหร่ายที่แตกต่างกัน (ภาพด้านล่างเป็นแบบพกพาทั้งหมดในระบบถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์แบบโมดูลาร์)

4) ฟลูออร์แคมแพลตฟอร์มการถ่ายภาพฟลูออเรสเซนต์คลอโรฟิลล์ขนาดใหญ่มีพื้นที่ถ่ายภาพสูงถึง 35x35 ซม(ภาพด้านล่างเป็นแบบพกพาทั้งหมดในระบบถ่ายภาพฟลูออเรสเซนต์คลอโรฟิลล์โมดูลาร์และแพลตฟอร์มการถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์ขนาดใหญ่）

5) ฟลูออร์แคมโปรแกรมเทคโนโลยีการถ่ายภาพเรืองแสงหลายสเปกตรัมพร้อมกับแสงอัลตราไวโอเลต UV และตัวกรองพิเศษเพื่อกระตุ้นและตรวจจับการเรืองแสงหลายสเปกตรัมของสาหร่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกลุ่มเมตาบอลิซึมทุติยภูมิและการศึกษาฟีโนไทป์ของโรค มีให้เลือกทั้งแบบ all-in-one (พื้นที่ภาพ 13x13 ซม.) หรือแบบโมดูลาร์ (พื้นที่ภาพ 13x13 ซม. หรือ 20x20 ซม.) สำหรับตัวเลือกและแพลตฟอร์มการถ่ายภาพเรืองแสงหลายสเปกตรัมขนาดใหญ่สำหรับห้องปฏิบัติการ

จีน มหาสมุทร มหาวิทยาลัย ใช้ fluorcamระบบการถ่ายภาพเรืองแสงแบบหลายสเปกตรัมPyropia yezoensisการตอบสนองต่อการเผาผลาญทุติยภูมิหลังการติดเชื้อ hematobeus (Tang L, 2019)

3. เอฟเคเอ็มเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์แบบไดนามิกเรืองแสงหลายสเปกตรัม: เทคโนโลยีการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์โดยใช้เทคโนโลยีการถ่ายภาพเรืองแสงคลอโรฟิลล์ FluorCam ประกอบด้วยกล้องจุลทรรศน์เสริมด้วยชิ้นส่วนที่ขยายได้กล้อง CCD ความละเอียดสูงกลุ่มแหล่งกำเนิดแสงที่กระตุ้นสเปกโตรมิเตอร์โมดูลควบคุมอุณหภูมิและชุดควบคุมที่สอดคล้องกันและเวิร์กสเตชันพิเศษและซอฟต์แวร์วิเคราะห์ มันไม่เพียง แต่สามารถทำการวิเคราะห์การเรืองแสงของคลอโรฟิลล์และการถ่ายภาพเรืองแสงหลายสเปกตรัมของสาหร่ายขนาดเล็กเซลล์เดียวคลอโรพลาสต์เดียวและแม้แต่ชิ้นส่วนซีสต์เมทริกซ์เมทริกซ์เมทริกซ์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการวิเคราะห์ภาพของโปรตีนเรืองแสงสีย้อมเรืองแสงและเม็ดสีสังเคราะห์แสงที่เฉพาะเจาะจงของสาหร่าย

1) โปรแกรมทั้งหมดสำหรับการวิจัยฟลูออเรสเซนต์คลอโรฟิลล์ในปัจจุบันเช่น Fv / Fm, ผลการเหนี่ยวนำ Kautsky, การชุบเรืองแสง, เส้นโค้งการตอบสนองฟลูออเรสเซนต์อย่างรวดเร็วของ OJIP, QA reoxidation ฯลฯ สามารถรับพารามิเตอร์และภาพได้มากกว่า 70 รายการ

2) ด้วยเลนส์ไบโอฟลูออเรสเซนต์ชนิดพิเศษ 10x, 20x, 40x, 63x และ 100x สามารถสังเกตคลอโรพลาสต์และการเรืองแสงที่ปล่อยออกมาได้อย่างชัดเจน

3) กลุ่มแหล่งกำเนิดแสงที่กระตุ้นรวมถึงแสงอินฟราเรด, สีแดง, สีฟ้า, สีเขียว, สีขาว, รังสีอัลตราไวโอเลตและแสงสีแดงสูง ฯลฯ สามารถศึกษาโมเลกุลสีหรือโครโมโซมในพืช / สาหร่าย

4) สามารถทำการวิเคราะห์ภาพของโปรตีนเรืองแสงเช่น GFP, DAPI, DiBAC4, SYTOX, CTC ฯลฯ สีย้อมเรืองแสง

5) สเปกโตรมิเตอร์ความละเอียดสูงสามารถวิเคราะห์สเปกโตรมิเตอร์ของการเรืองแสงต่างๆได้อย่างลึกซึ้ง

6) ระบบควบคุมอุณหภูมิสามารถรับประกันได้ว่าตัวอย่างทดลองจะถูกวัดภายใต้สภาวะอุณหภูมิเดียวกันปรับปรุงความแม่นยำในการทดลองและยังสามารถทำการวิจัยการบีบบังคับที่อุณหภูมิสูง / ต่ำ

กฎของการสังเคราะห์แสงในกระบวนการสร้างความแตกต่างของ heterophylla (Ferimazova 2014)

4. ตัวอย่างเทคโนโลยีการถ่ายภาพสเปกตรัมสูงแนะนำกล้องถ่ายภาพสเปกตรัมสูง IQ การออกแบบทั้งหมดในตัวเครื่องผลักดันอัตโนมัติและการประมวลผลการเก็บรวบรวมข้อมูลระบบปฏิบัติการหน้าจอสัมผัสและปุ่มปฏิบัติการ GPS ฯลฯ ตัวเครื่องมีขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบาเพียง 1.3 กก. เพื่อการใช้งานมือถือหรือการทำงานคงที่ช่วงวง 400-1000nm, ความละเอียดของสเปกตรัม 7nm, 204 แบนด์, ความละเอียดของภาพ 512x512 พิกเซล, มุมมอง 31 องศา, ระยะห่างทางวัตถุ 15 ซม. ถึง Infinity, มุมมอง 1 เมตร 55x55 ซม. หน่วยวิเคราะห์การถ่ายภาพสเปกตรัมสูงแบบสแกนอื่น ๆ เป็นตัวเลือก (ดูตารางอ้างอิงการเลือกเทคโนโลยีการถ่ายภาพสเปกตรัมสูงด้านล่าง)

5. การวิเคราะห์ภาพ RGB หรือการวิเคราะห์ภาพหลายสเปกตรัมสามารถเลือกได้พร้อมกัน

6. การกำหนดค่า มีความยืดหยุ่นและใช้งานง่ายด้วยการรวมกันของหน่วยที่แตกต่างกันเป็นตัวเลือก

การวิเคราะห์การถ่ายภาพด้วยสเปกตรัมของสาหร่ายสีเขียวทะเล, สีน้ำตาลและสาหร่ายสีแดง (Ginneken V, 2017)