PSI公司(si)*科(ke)學家Nedbal教(jiao)授(shou)與公司(si)總(zong)裁Trtilek博士(shi)等*將PAM葉綠素(su)熒(ying)光技術與CCD技術結(jie)合(he)在壹(yi)起，於1996年在世(shi)界上(shang)成功(gong)研制(zhi)生產(chan)出FluorCam葉綠素(su)熒(ying)光成像系(xi)統（Heck等，1999；Nedbal等(deng)，2000；Govindjee and Nedbal, 2000）。FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光成像技術成為(wei)上(shang)世(shi)紀90年代(dai)葉(ye)綠素(su)熒(ying)光技術的(de)重要(yao)突破，使(shi)科(ke)學家們對(dui)光合(he)作用(yong)與葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光的(de)研究壹(yi)下(xia)子進入(ru)二維(wei)世(shi)界和顯微(wei)世(shi)界。目(mu)前PSI公司(si)已成為(wei)世(shi)界上(shang)*、使(shi)用(yong)較廣(guang)、種(zhong)類(lei)較全(quan)面、發(fa)表(biao)論文(wen)多(duo)的(de)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成像專業(ye)生產(chan)廠商(shang)。

上(shang)左(zuo)圖(tu)為上世(shi)紀90年代(dai)Nedbal等(deng)設計(ji)的(de)FluorCam葉綠(lv)素(su)熒(ying)光成像技術（Photosynthesis Research, 66: 3-12, 2000），右圖(tu)為(wei)檸(ning)檬(meng)彩(cai)色圖及葉綠素(su)熒(ying)光成像圖（Photosynthetica, 38: 571-579, 2000）

FluorCam臺式(shi)植物多(duo)光譜熒光成像系(xi)統是壹(yi)款高(gao)度(du)集成、高(gao)度(du)創新(xin)、使(shi)用(yong)方便(bian)、應用(yong)廣(guang)泛(fan)的(de)植物活體成像技術設備(bei)，高(gao)靈敏(min)度(du)CCD鏡頭、4個固(gu)定(ding)的(de)LED光源(yuan)板及控制(zhi)系(xi)統等集成於壹(yi)個暗(an)適應操作箱內(nei)（還可(ke)根(gen)據需(xu)求選(xuan)配(pei)第(di)五(wu)個光源(yuan)板置於頂部(bu)），植物樣品放置(zhi)在暗適應操作箱內(nei)的(de)隔板上，隔板7級(ji)高(gao)度(du)可調；光源(yuan)由高(gao)穩定(ding)性(xing)供(gong)電(dian)單元(yuan)提供(gong)電(dian)源(yuan)，4個高(gao)能、高(gao)穩定(ding)性(xing)LED光源(yuan)板均壹(yi)性(xing)照在植物樣品上，成像面積(ji)可達(da)13×13 cm；控(kong)制(zhi)系(xi)統通過(guo)USB與計(ji)算(suan)機(ji)相聯，並通過(guo)FluorCam軟件(jian)程序(xu)控制(zhi)和采(cai)集分析(xi)數(shu)據。適(shi)用(yong)於植物葉片及果實(shi)等(deng)其它(ta)植物組(zu)織、整株植物或(huo)培養的(de)多(duo)株植物、苔蘚(xian)地(di)衣等(deng)低(di)等植物、藻類等，FluorCam臺式(shi)植物多(duo)光譜熒光成像系(xi)統廣(guang)泛(fan)應用(yong)於植物包括(kuo)藻類光合(he)生理(li)生態、植物逆境(jing)脅迫生理(li)與易感(gan)性(xing)、氣孔(kong)功(gong)能(neng)、植物環境(jing)如土壤重金(jin)屬(shu)汙染(ran)響(xiang)應與生物檢測、植物抗性(xing)檢測與篩(shai)選(xuan)、作物育(yu)種(zhong)、Phenotyping等(deng)研究。

主(zhu)要(yao)功(gong)能(neng)特(te)點(dian):

· 系(xi)統集成於暗適(shi)應操作箱內(nei)，操作簡(jian)便(bian)、便(bian)於移動，既(ji)可在實驗室(shi)內(nei)也(ye)可(ke)在室外進行(xing)暗適應成像測量(liang)分(fen)析

· 高(gao)靈敏(min)度(du)CCD鏡(jing)頭(tou)，時(shi)間分辨(bian)率(lv)達(da)50張(zhang)每(mei)秒(miao)，快速(su)捕(bu)捉葉綠素(su)熒(ying)光瞬變，成像面積(ji)達(da)13x13cm

· 是世(shi)界上(shang)*可進行(xing)OJIP快速熒光動力學成像分析(xi)的(de)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技術設備(bei)，可得到(dao)OJIP快(kuai)速(su)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光動態曲線及Mo（OJIP曲線初(chu)始斜率(lv)）、OJIP固(gu)定(ding)面積(ji)、Sm（對(dui)關(guan)閉(bi)所(suo)有(you)光反應中心(xin)所(suo)需(xu)能量(liang)的(de)量度(du)）、QY、PI（Performance Index）等(deng)20多(duo)個參(can)數

· 是世(shi)界上(shang)*可進行(xing)QA再氧化(hua)動力學成像分析(xi)的(de)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光技術設備(bei)，可運(yun)行(xing)單周轉(zhuan)飽和光閃（STF）葉綠素(su)熒(ying)光誘導動態，光強在100µs內(nei)可(ke)達(da)到(dao)120,000 µmol(photons)/m².s

· 具(ju)備(bei)功(gong)能(neng)較全(quan)的(de)、可編(bian)輯(ji)的(de)葉綠(lv)素(su)熒(ying)光實驗程(cheng)序(xu)（Protocols），包括(kuo)快照模式(shi)、Fv/Fm、Kautsky誘導效(xiao)應、2個(ge)葉(ye)綠素(su)熒(ying)光淬(cui)滅分析（NPQ）protocolas（2套定(ding)制(zhi)給(gei)光方案）、LC光響應曲線、PAR吸(xi)收與NDVI成像分析(xi)、QA再(zai)氧化(hua)動力學分析（選配(pei)）、OJIP快(kuai)速(su)熒光動力學分析（選配(pei)）及GFP綠色熒光蛋白(bai)成像（選配(pei)）等(deng)

· 可(ke)進行(xing)自動重復成像測量(liang)分(fen)析，預設壹(yi)個實(shi)驗程(cheng)序(xu)（Protocols）、測量(liang)次數(shu)及間隔，系(xi)統將自(zi)動循環運行(xing)成像測量(liang)，並自(zi)動將數據按時(shi)間日期(qi)存(cun)入(ru)計(ji)算機(ji)（帶(dai)時(shi)間戳(chuo)）；還可(ke)預(yu)設兩個實驗程(cheng)序(xu)（Protocols）；比如使(shi)系(xi)統白(bai)天(tian)自動運行Fv/Fm，夜間自動運行NPQ分析(xi)等(deng)

· 具(ju)備(bei)雙色光化(hua)學光激(ji)發(fa)光源(yuan)，標(biao)準(zhun)配(pei)置(zhi)為(wei)紅(hong)色和白(bai)色，可選配(pei)紅(hong)色與藍(lan)色等雙波(bo)段光化(hua)學光，雙色光化(hua)學光可按不(bu)同(tong)比例(li)搭配(pei)使(shi)用(yong)，以便(bian)實驗不(bu)同(tong)光質對作物／植物的(de)光合(he)效(xiao)益(yi)

左(zuo)圖(tu)A為100％紅(hong)色光源(yuan)條(tiao)件(jian)下(xia)黃(huang)瓜葉片(pian)的(de)Fv/Fm，左(zuo)圖(tu)B為30%藍色光源(yuan)條(tiao)件(jian)下(xia)黃(huang)瓜葉片(pian)的(de)Fv/Fm；右上(shang)圖(tu)為(wei)光合(he)作用(yong)強度(du)隨(sui)光照強度(du)（不(bu)同(tong)比例(li)藍色光）的(de)關(guan)系(xi)，右下(xia)圖為氣(qi)孔(kong)導(dao)度(du)隨(sui)光照強度(du)（不(bu)同(tong)比例(li)藍色光）的(de)關(guan)系(xi)

· 可(ke)運(yun)行葉綠素(su)熒(ying)光成像、多(duo)光譜熒光成像、GFP穩態熒(ying)光成像

· 可(ke)選(xuan)配(pei)TetraCam彩(cai)色成像模塊，大成像面積(ji)20x25cm，用(yong)於葉片(pian)或(huo)植物形(xing)態成像分析(xi)和葉綠素(su)熒(ying)光成像對比分(fen)析(xi)

· 可(ke)選(xuan)配(pei)高(gao)光譜成像單元(yuan)和紅(hong)外熱成像單元(yuan)，植物性(xing)狀(zhuang)數字(zi)化(hua)、可(ke)視(shi)化(hua)，全(quan)面測量(liang)分(fen)析植物形(xing)態、光合(he)效(xiao)率(lv)、生化(hua)性(xing)狀(zhuang)、氣孔(kong)導(dao)度(du)、脅迫與抗(kang)性(xing)等

· 可(ke)選(xuan)配(pei)大型版(ban)移動式植物成像分析(xi)系(xi)統，成像面積(ji)35x35cm，可(ke)運(yun)行葉綠素(su)熒(ying)光成像、紅(hong)外熱成像及RGB成像分析(xi)

新(xin)應用(yong)案例(li)：

Hendrik Kupper與Zuzana Benedikty等(deng)，在2019年2月出(chu)版(ban)的(de)《Plant Physiology》，發(fa)表(biao)了Analysis of OJIP Chlorophyll Fluorescence Kinetics and QA Reoxidation Kinetics by Direct Fast Imaging，該研究*采(cai)用(yong)超高(gao)速成像傳感(gan)器FluorCam臺式(shi)植物葉綠素(su)熒(ying)光成像系(xi)統與FKM多(duo)光譜顯微(wei)熒光成像系(xi)統，成像速度(du)可達(da)4000fps@640x512，QA再(zai)氧(yang)化(hua)葉(ye)綠(lv)素(su)熒(ying)光動力學成像測量(liang)單脈(mai)沖飽(bao)和光閃達(da)150,000 μmol/m2.s1。

附：OJIP快(kuai)速(su)熒光動力學測定(ding)分(fen)析參數包(bao)括(kuo)：

a) Fo：初(chu)始熒光或(huo)稱(cheng)小熒光，50μs時(shi)的(de)熒光

b) Fj：2ms時(shi)的(de)熒光

c) Fi：60ms時(shi)的(de)熒光

d) P或(huo)Fm：大熒(ying)光

e) Vj＝(Fj-Fo)/(Fm-Fo):j階(jie)熒(ying)光相對變(bian)量(liang)

f) Vi＝(Fi-Fo)/(Fm-Fo)：i階(jie)熒(ying)光相對變(bian)量(liang)

g) Mo＝TRo/RC-ETo/RC=4(F300-Fo)/(Fm-Fo)：熒(ying)光瞬變初(chu)始斜率(lv)，或(huo)稱(cheng)OJIP曲線初(chu)始斜率(lv)

h) Area：OJIP曲線與Fm之(zhi)間的(de)面積(ji)，可稱(cheng)為補償面積(ji)（complementary area）為了對不(bu)同(tong)樣(yang)品(pin)進行(xing)比較，Area需(xu)要(yao)標(biao)準(zhun)化(hua)為(wei)：Sm＝Area/(Fm-Fo)，Sm是對關(guan)閉(bi)所(suo)有(you)光反應中心(xin)所(suo)需(xu)能量(liang)的(de)量度(du)

i) Fix Area：OJIP固(gu)定(ding)面積(ji)，OJIP曲線40微(wei)妙時(shi)的(de)F值(zhi)至1秒(miao)時(shi)的(de)F值(zhi)下(xia)面的(de)面積(ji)

j) Sm：標(biao)準(zhun)化(hua)OJIP補償面積(ji)，反映QA還原(yuan)多(duo)次周轉(zhuan)

k) Ss＝Vj/Mo：標(biao)準(zhun)化(hua)OJ相補償面積(ji)，反映單周轉(zhuan)QA還原(yuan)

l) N=Sm/Ss=Sm Mo(1/Vj)：OJIP QA還原(yuan)周轉(zhuan)數量(liang)（between 0 and t_Fm）

m) Phi_Po＝QY＝φpo＝TRo/ABS＝Fv/Fm，大光量子產量(liang)，吸(xi)收(shou)光量子通量(liang)反應中心(xin)初(chu)始捕(bu)獲(huo)比率(lv)

n) Psi_o＝ψo＝ETo/TRo＝1-Vj，捕(bu)獲(huo)光量子通量(liang)中電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)光量子通量(liang)比率(lv)

o) Phi_Eo＝φ_Eo=ETo/ABS=(1-(Fo/Fm))(1-Vj)，吸(xi)收(shou)光量子通量(liang)中電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)光量子通量(liang)比率(lv)，或(huo)稱(cheng)電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)光量子產量(liang)（quantum yield of electron transport at t=0）

p) Phi_Do＝φ_Do＝1-φpo＝Fo/Fm，能(neng)量(liang)散失(shi)光量子產量(liang)（t＝0）

q) Phi_pav＝φpav＝φpo（Sm/t_Fm），平均光量子產量(liang)，t_Fm為(wei)達(da)到(dao)Fm所(suo)需(xu)時(shi)間（ms）

r) ABS/RC＝Mo(1/Vj)(1/QY)：為(wei)單位反(fan)應中心(xin)的(de)吸收(shou)光量子通量(liang)，這兒的(de)反應中心(xin)僅(jin)指(zhi)the active (QA to QA– reducing) centers（下(xia)同(tong)）。QY=TRo/ABS=Fv/Fm

s) TRo/RC＝Mo(1/Vj)：單位反(fan)應中心(xin)初(chu)始（或(huo)稱(cheng)大）捕(bu)獲(huo)光量子通量(liang)（導致QA的(de)還原(yuan)，也(ye)即(ji)反應中心(xin)關(guan)閉(bi)比率(lv)B的(de)增加(jia)）

t) ETo/RC＝Mo(1/Vj)（1-Vj）：單位反(fan)應中心(xin)初(chu)始電(dian)子(zi)傳(chuan)遞(di)光量子通量(liang)

u) DIo/RC＝（ABS/RC）－（TRo/RC）：單位反(fan)應中心(xin)能(neng)量(liang)散(san)失(shi)

v) ABS/CS：單位樣(yang)品截(jie)面的(de)吸收(shou)光量子通量(liang)，CS stands for the excited cross-section of the tested sample（下(xia)同(tong)）。ABS/CSo＝Fo，ABS/CSm＝Fm，TRo/CSx＝QY(ABS/CSx)——單位截(jie)面捕(bu)獲(huo)能(neng)量或(huo)光量子通量(liang)

w) TRo/CSo＝QY.Fo；ETo/CSo＝φ_Eo.Fo ＝QY.(1-Vj).Fo

x) RC/CSx：反(fan)應中心(xin)密(mi)度(du)，RC / CS0 (active RCs per excited cross-section)

y) PI_ABS＝(RC/ABS)(φpo/φ_Do)(ψo/Vj)：基(ji)於吸收(shou)光量子通量(liang)的(de)“性(xing)能”指(zhi)數(shu)或(huo)稱(cheng)生存(cun)指(zhi)數(shu)

z) PIcs＝(RC/CSx)(φpo/φ_Do)(ψo/Vj)：基(ji)於截(jie)面的(de)“性(xing)能”指(zhi)數(shu)或(huo)稱(cheng)生存(cun)指(zhi)數(shu)