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FKM多功能熒光動(dòng)態(tài)顯微觀測(cè)系統(tǒng)

——光合作用研究的真正探針

FKM多功能熒光動(dòng)態(tài)顯微觀測(cè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)室研究的*設(shè)備，具備*的功能，是科研工作者夢(mèng)寐以求的科研利器。除了具備標(biāo)準(zhǔn)顯微葉綠素?zé)晒獬上竦墓δ芡猓?/span>FKM允許用戶(hù)進(jìn)行任意熒光激發(fā)和熒光釋放波段的測(cè)量，可對(duì)測(cè)量目標(biāo)進(jìn)行超高光譜分辨率和超快（µs）采樣頻率的熒光動(dòng)力學(xué)和吸光動(dòng)力學(xué)研究，能夠通過(guò)光譜分析區(qū)分各發(fā)色團(tuán)并進(jìn)行深入分析；可在同一測(cè)量過(guò)程中對(duì)光合機(jī)構(gòu)中的各種發(fā)色團(tuán)進(jìn)行測(cè)量（例如，PSI和PSII及其捕光色素復(fù)合體等），且不干擾細(xì)胞的正常生理代謝活動(dòng)。FKM多功能熒光動(dòng)態(tài)顯微觀測(cè)系統(tǒng)使熒光成像技術(shù)真正成為光合作用研究的探針，使深入理解光合作用過(guò)程及該過(guò)程中發(fā)生的各種變化變得*的容易。

FKM（Fluorescence Kinetic Microscope）不僅將葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)成像的全部功能擴(kuò)展到了單細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)水平，而且可以進(jìn)行其它熒光蛋白、熒光素或者自有發(fā)色團(tuán)的成像研究。所有的傳統(tǒng)熒光參數(shù)都可以測(cè)微計(jì)的分辨率成像，因此對(duì)單個(gè)細(xì)胞、單個(gè)葉綠體甚至基粒-基質(zhì)類(lèi)囊體片段的研究都可以實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用領(lǐng)域

· 植物光合特性和代謝紊亂研究

· 生物和非生物脅迫的研究

· 植物抗脅迫能力或者易感性研究

· 代謝混亂研究

· 藻類(lèi)長(zhǎng)勢(shì)與產(chǎn)量評(píng)估

· 植物——微生物交互作用研究

· 植物——原生動(dòng)物交互作用研究

· 基因工程與分子生物學(xué)研究，GFP、BFP、YFP、CY3、CY5等示蹤成像

典型樣品

· 植物細(xì)胞

· 綠藻

· 藻青菌

· 葉綠體

· 類(lèi)囊體

· 其它

工作原理

FKM由主機(jī)中的白色激發(fā)光源和一系列激發(fā)濾波器、分色鏡和檢測(cè)濾波器進(jìn)行波段選擇，可以激發(fā)植物樣品中各種發(fā)色團(tuán)的動(dòng)態(tài)熒光。分析過(guò)程中由溫控模塊調(diào)控實(shí)驗(yàn)樣品的溫度，并由蠕動(dòng)泵將其導(dǎo)入主機(jī)的分析室中。系統(tǒng)對(duì)樣品激發(fā)出的熒光進(jìn)行光譜分析和超快動(dòng)力學(xué)分析。激發(fā)光譜分析通過(guò)SM 9000光譜儀與圖像傳感器的同步來(lái)實(shí)現(xiàn)。超快動(dòng)力學(xué)分析通過(guò)系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)置的雙調(diào)制熒光儀來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣與圖像傳感器同步進(jìn)行。全部工作過(guò)程通過(guò)工作站和控制單元按照預(yù)先設(shè)定好的程序自動(dòng)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了由同一測(cè)量程序同時(shí)對(duì)同一樣品進(jìn)行超高分辨率光譜分析和超快動(dòng)力學(xué)測(cè)量。

功能特點(diǎn)：

· PAM脈沖調(diào)制模式的葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)和動(dòng)力學(xué)成像測(cè)量。 

· 通過(guò)選擇不同激發(fā)光波段，對(duì)捕光天線的各部分（如各種不同的藻膽蛋白vs葉綠素蛋白復(fù)合物）進(jìn)行選擇性激發(fā)。捕光天線的不同部分可在同一次測(cè)量中通過(guò)不同激發(fā)波段的自動(dòng)切換進(jìn)行激發(fā)和測(cè)量。

· 整個(gè)kautsky誘導(dǎo)過(guò)程，包括光化學(xué)熒光淬滅和非光化學(xué)熒光淬滅過(guò)程都可以進(jìn)行光譜分辨分析。這種方式可以確定光系統(tǒng)中的哪一個(gè)色素蛋白復(fù)合物對(duì)光化學(xué)淬滅或非光化學(xué)淬滅貢獻(xiàn)zui多，可以用于光合作用過(guò)程中光合機(jī)構(gòu)變化的分析。

· 其它非葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)過(guò)程分析，可原位監(jiān)測(cè)其它生理學(xué)過(guò)程，并與同一細(xì)胞的光合作用過(guò)程和表現(xiàn)進(jìn)行比較。與常規(guī)顯微葉綠素?zé)晒獬上裣啾龋哽`敏度相機(jī)與調(diào)制光測(cè)量過(guò)程使得成像可在不干擾細(xì)胞正常生理代謝的極弱光情況下進(jìn)行。

· 可直接測(cè)量快速過(guò)程，而這些過(guò)程以現(xiàn)有的相機(jī)技術(shù)是無(wú)法捕獲的。例如直接測(cè)量QA再氧化過(guò)程（非pump-and-probe技術(shù)），天線連通性與天線大小。

技術(shù)參數(shù)

· 快速熒光動(dòng)力學(xué)測(cè)量控制單元為F3500,配置顯微版的雙調(diào)整熒光儀,可與熒光成像同步化。

· SM9000光譜儀精細(xì)選調(diào)不同波長(zhǎng)的測(cè)量光、光化學(xué)光和飽和光源，光源進(jìn)口 70µm×1400µm （optical entrance） ，光波范圍200-980nm，波長(zhǎng)精確度<0.5nm，色素?cái)?shù)量1044×64，色素大小24×24mm2，16比特模數(shù)轉(zhuǎn)換。

· TR2000溫度調(diào)節(jié)器,包括控制單元和溫度控制器兩部分，溫度調(diào)節(jié)范圍 0℃－70℃，精確度0.1℃?？蓪?shí)現(xiàn)測(cè)量室的溫度控制。

· 可精細(xì)PAM活體熒光測(cè)量，Kautsky熒光動(dòng)力學(xué)、光化學(xué)熒光淬滅、非光化學(xué)熒光淬滅等可以以光譜分辨率測(cè)量分析，可以通過(guò)選調(diào)不同波長(zhǎng)的光源激發(fā)天線色素的不同部位。

· 單細(xì)胞光譜解析熒光動(dòng)力學(xué)，在細(xì)胞水平上解析空間異質(zhì)性和和熒光光譜異質(zhì)性。

· 8位濾波輪

· QA再氧化測(cè)量模塊（選配）

典型應(yīng)用：

1. CLAIRE M. M. GACHON etc. Single-cell chlorophyll fluorescence kinetic microscopy of Pylaiella littoralis （Phaeophyceae） infected by Chytridium polysiphoniae （Chytridiomycota）. Eur. J. Phycol., （2006）, 41（4）: 395–403

2. Hendrik Kupper etc. Reversible coupling of individual phycobiliprotein isoforms during state transitions in the cyanobacterium Trichodesmium analysed by single-cell fluorescence kinetic measurements. Biochimica et Biophysica Acta （BBA） - Bioenergetics, Volume 1787, Issue 3, March 2009, Pages 155-167

Fig. 1. 吸收光譜與熒光發(fā)射光譜：異構(gòu)藻青蛋白（APC）；藻青蛋白（PC）；藻紅蛋白（PE1、PE2、PE3）；藻尿后膽色素（PUB’s）

Fig.2.各種色素蛋白對(duì)F0的貢獻(xiàn)、光譜及其隨時(shí)間的變化：異構(gòu)藻青蛋白（APC）；藻青蛋白（PC）；藻紅蛋白（PE1、PE2、PE3）；藻尿后膽色素（PUB’s）

Fig. 3.Kaulstky誘導(dǎo)過(guò)程中各組分的熒光動(dòng)態(tài)：異構(gòu)藻青蛋白（APC）；藻青蛋白（PC）；藻紅蛋白（PE1、PE2、PE3）；藻尿后膽色素（PUB’s）

產(chǎn)地：歐洲

發(fā)表文獻(xiàn)：

1. Regulation of photosynthesis during heterocyst differentiation in Anabaena sp. strain PCC 7120 investigated in vivo at single-cell level by chlorophyll fluorescence kinetic microscopy, N Ferimazova, et. al, 2013, Photosynthesis Research

2. Toxicity and Deficiency of Copper in Elsholtzia splendens affect Photosynthesis Biophysics, Pigments and Metal Accumulation, H Peng, et. al, 2013, Environ. Sci. Technol.

3. Cadmium uptake and sequestration kinetics in individual leaf cell protoplasts of the Cd/Zn hyperaccumulator Thlaspi caerulescens, B Leitenmaier, et. al, 2011, Plant, cell & environment

4. Chromium‐and copper‐induced inhibition of photosynthesis in Euglena gracilis analysed on the single‐cell level by fluorescence kinetic microscopy, I Rocchetta, et. al, 2009, New Phytologist

5. Iron limitation in the marine cyanobacterium Trichodesmium reveals new insights into regulation of photosynthesis and nitrogen fixation, H Küpper, et. al, 2008, New Phytologist

6. Single-cell chlorophyll fluorescence kinetic microscopy of Pylaiella littoralis （Phaeophyceae） infected by Chytridium polysiphoniae （Chytridiomycota）, CMM Gachon, et. al, 2006, European Journal of Phycology