揭秘植物生长的“动态密码”:高通量成像系统

学术   2024-12-18 20:16   江苏  


植物幼苗高通量动态表型组学分析系统


DynaPlant® Seedlings是对植物幼苗进行高通量动态成像分析的大型仪器平台,能够对幼苗进行分钟尺度的动力学分析。高通量拍摄模式使得该系统可适用于突变体库、生态型库的大规模筛选及表型组的建立。多种实验条件的自动控制使得该系统真正适合于基础科研,能够对分子机制加以深入研究。

探索植物奥秘的利器植物活体

植物活体动态检测分析系统

传统的植物样品发光成像由于缺乏活体培养功能,一般只适用于“即拍即走”的单次成像检测。DynaPlant® Desktop通过整合精密环境控制、高灵敏度成像和图像处理技术,可以实现真正的植物活体连续培养,自动控制多种环境实验条件的施加,同时进行化学发光检测、荧光成像检测或热成像检测,以研究基因表达调控的动力学变化。

产品特点

多功能:具有发光成像、荧光成像、热成像等多种检测功能

双模式:具有顶置成像和侧置成像两种模式,可对样品进行全方位检测

条件控制:温度、湿度、气体、重力多种环境条件控制功能,可进行复杂处理处理条件下的成像检测

连续动态检测:可对样品进行长时间连续动态检测,突破静态检测的束缚

自动化成像:设置任务程序,仪器可进行无人值守的全自动拍摄任务

批量分析:批量自动化分析功能,可对实验获取的海量图片进行自动分析,并直接输出统计曲线

模块化设计:多种样品模块、多种成像模块,根据实验需求灵活组合,满足不同实验需求

应用方向


植物基因表达调控的动态变化

植物生物节律及其调控的动力学研究

植物生长发育及其调控研究

植物蛋白相互作用研究

植物克隆筛选基因育种筛选

植物体钙离子流相关研究

植物抗逆性研究(抗高温、抗寒、抗盐、抗缺氧等)

植物与大气环境影响


为了兼顾各种不同植物样品的检测,DynaPlant® Desktop提供了顶置侧置两种成像模式,在两种检测模式下均可进行发光成像、荧光成像或热成像。


part1


发光检测



应用案例:植物活体瞬时发光检测

通过使用深度制冷相机和大光圈镜头,DynaPlant® Desktop 的顶置成像系统或侧置成像系统,可用于植物中萤火虫荧光素酶(Luc)标记的自发光检测或真菌荧光素酶(Luz)等其他自发光标记检测。

part2


荧光检测


DynaPlant® Desktop 的荧光激发光采用鹅颈管光纤和大功率LED 光源,减少背景荧光的产生,获得纯净的荧光信号。

光源类型:大功率长寿命连续波长LED 激发光源,寿命是传统卤素灯光源的十倍以上。
滤光片轮:自动切换大通光口径滤光片轮,可满足植物全部常用荧光检测需求。
激发方式:光纤导光设计,并可调整激发光斑直径,可获得波长更纯净的激发光。
背景过滤:独特的光路设计,过滤荧光背景干扰,可有效消除植物组织、培养皿、土壤等产 生的非特异自发荧光干扰,显著提高信噪比。

应用案例:去除背景干扰

荧光检测时背景荧光会影响目标信号的分辨。DynaPlant® Desktop通过独特的硬件设计和软件算法,可有效消除活体植物组织、培养皿、土壤等产生的非特异自发荧光干扰。

part3


热成像检测


仪器顶部可以配置热成像模块,独特的相机切换组件可在多种成像功能模块之间自动切快速切换,并维持内腔严格避光。通过红外热成像技术,可以连续、非接触式地测量叶片温度,进行植物胁迫研究蒸腾作用、气孔调节研究等。


应用案例:ABA 参与气孔调节

气孔位于植物叶片以及茎的表面, 是植物与外界环境进行气体交换以及水分蒸腾的重要场所。激素ABA 在植物响应干旱胁迫诱导气孔关闭过程中发挥着关键的作用。烟草通过ABA 处理,气孔关闭,叶片温度明显升高。

培养光照系统

在植物的生物节律和光周期等研究实验中,通常需要长时间多次捕获样本内部目的基因的表达信号,为保证植物在此期间的生长状态,DynaPlant®Desktop 的培养光照系统提供了植物生长所需的多种培养光源。在光源系统中,专门包含了植物生长发育调控必需的 730nm 远红光独立通路,调节 730nm 远红光是进行光形态建成、光受体、避荫反应等光生物学研究的必备条件。

顶部LED 照射板,具有多种不同波长的培养光源,培养光源的光源可以单独启用或组合使用。光源强度、光周期可以在软件中设置,并由程序自动控制,用户还可以根据实验需要定制其它的组合方案。

温度与湿度控制系统

温度直接影响着植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等生理作用,从而影响到植物的萌发和生长。因此控制植物的生长环境温度,对植物研究具有重要意义。DynaPlant® Desktop 提供温度和湿度控制系统,可以控制整个箱体内的气体环境温度湿度,在长时间连续检测时提供合适的生长环境,并可根据程序定时改变设置。培养箱内置双循环风路系统,保证温度均一;可进行加湿或除湿,以确保环境湿度符合实验需求,并保证长时间连续成像时镜头表面不结露。


应用案例:生物节律检测

设带有CCA1-LUC 标记的拟南芥幼苗,在16h/8h 光周期下生长6d 后转入仪器内,设置22℃恒温、持续光照的培养条件,并加入发光底物进行连续发光检测,样品发光强度随生物节律产生周期性振荡。



拟南芥幼苗Luc发光


气体控制系统

气体浓度控制组件,通过实时测量氧气、二氧化碳、乙烯的浓度和实时调节相应气体的流量,可以控制仪器箱体内的氧气、乙烯、二氧化碳气体浓度,实现缺氧环境及二氧化碳、乙烯的快速处理与快速清除。

重力控制系统

侧视模式还可配备旋转控制组件,可以固定或持续改变样品在垂直方向的角度,进行重力相关实验。

定向旋转模式:按程序设定拍摄样本旋转固定角度,进行向重/ 背重性研究,角度控制精度优于0.1°。

重力扰乱模式:持续低速旋转扰乱重力方向,模拟失重条件。

持续扰乱重力方向-模拟失重

定量改变重力方向-向重性研究





闫胜龙

北京麦科伦科技有限公司

北京市海淀区中关村南大街甲6号铸诚大厦A1310室

13501367980

yansl@DynaPlant.cn

          

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