MacroPhor™ Lab高光譜熒光成像系統(tǒng)是針對樣品過大而無法進行標準顯微鏡分析的情況而優(yōu)化設計的。該系統(tǒng)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(tǒng)可應用于植物科學，農學，制藥業(yè)，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(tǒng)相比，MacroPhor™ Lab的主要優(yōu)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(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

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

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(fā)過程的統(tǒng)計數據來確定。例如，種子發(fā)芽率和種子發(fā)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(fā)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(fā)能力的技術是非常重要的。一旦種子開始發(fā)芽，熒光高光譜成像的技術可在生理特征顯現之前，更早和更可靠地測量種子萌發(fā)的跡象。

試驗通過MacroPhor™ Lab熒光高光譜成像系統(tǒng)來研究玉米種子四天內的發(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(fā)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(tǒng)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(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(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分析結果提取了4個主要的熒光發(fā)射光譜特征（圖2）。 個是葉綠素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(fā)出的熒光物質有關。

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(fā)射強度，部分圖像像素飽和，特別是在萌發(fā)76小時后。這些像素被從分析結果中移除，這就是圖像中一些最亮的葉綠素區(qū)域中強度百分比顯示為零的原因。這些像素以99%的色彩進行回填，以創(chuàng)建出偽彩色圖像。值得注意的是52小時后，幾乎所有快速發(fā)芽的種子中都可見到葉綠素。76小時后，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每種基因型種子的百分強度圖像。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行MCR分析，提取了2個主要的熒光發(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(fā)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(fā)過程的因素。我們能夠識別出在這些玉米種子中發(fā)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(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。

產地與廠家：美國 MSV