
實(shí)驗(yàn)室高通量植物成像系統(tǒng)——Scanalyzer HTS是一套可以全自動(dòng)、高通量對(duì)大量小植株進(jìn)行成像的系統(tǒng),是植物表型和生理研究的強(qiáng)大助手,是遺傳育種、突變株篩選、表型篩選的強(qiáng)大工具。可以選擇配置可見(jiàn)光(VIS)成像、近紅外(NIR)成像、紅外(IR)成像、熒光成像或激光掃描3D成像(只適合高度15 cm以下的小植株)中的一種或多種。成像系統(tǒng)帶程控移動(dòng)裝置,可以在X軸和Y軸上進(jìn)行移動(dòng),并配有射頻或條形碼讀取器。Scanalyzer HTS系統(tǒng)通過(guò)軟件控制攝像頭移動(dòng)到樣品上方(多孔板或小盆)進(jìn)行拍照,照片數(shù)據(jù)與該樣品的電子標(biāo)記(射頻或條形碼)一起存儲(chǔ)。軟件也可控制攝像頭對(duì)多孔板上的每個(gè)孔進(jìn)行單獨(dú)成像,每個(gè)孔的數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)(告訴軟件多孔板類(lèi)型,然后自動(dòng)編碼,如A01、A02……)。(下載演示視頻)
軟件可以控制系統(tǒng)每天自動(dòng)對(duì)樣品進(jìn)行成像,獲得樣品成像的時(shí)間動(dòng)力學(xué)變化。只要點(diǎn)擊樣品的編碼,就可以獲得樣品的圖像及分析數(shù)據(jù)的時(shí)間動(dòng)力學(xué)變化,并可進(jìn)行復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和圖表分析。
系統(tǒng)提供頂部光源和底部光源,并可通過(guò)軟件控制光強(qiáng)變化。根據(jù)測(cè)量樣品數(shù)目的多少,可以選擇配置4、21、42、63或84個(gè)多孔板的版本,不同版本的外觀尺寸差別很大。如有特殊需要,可以定制更大版本。
由于全自動(dòng)、高通量測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)非常龐大,本系統(tǒng)必須配置服務(wù)器來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。選購(gòu)PHP遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)軟件,還可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程原理、控制和分析。


主要功能
◆全自動(dòng)、高通量對(duì)植物等小型樣品進(jìn)行可見(jiàn)光成像、近紅外成像、紅外成像、熒光成像(包括整株GFP成像)和/或激光掃描3D成像(每套系統(tǒng)可選擇一種或多種)
◆通過(guò)可見(jiàn)光成像可以測(cè)量植物的結(jié)構(gòu)、寬度、密度、對(duì)稱(chēng)性、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積、葉角度、葉顏色、葉病斑、種子顏色、種子顏色面積等等50多個(gè)參數(shù)
◆通過(guò)近紅外成像可以分析植物的水分分布狀態(tài)、水力學(xué)研究、脅迫生理學(xué)研究等
◆通過(guò)紅外成像可以進(jìn)行植物干旱脅迫研究、蒸騰研究等
◆通過(guò)熒光成像可以分析植物的生理狀態(tài)
◆樣品可以是培養(yǎng)在多孔板中(如12、24、48、96孔板),也可以是長(zhǎng)在小花盆中。
◆高通量測(cè)量大量樣品,標(biāo)準(zhǔn)配置可選擇裝4、21、42、63或84個(gè)多孔板的版本
◆花盆大小范圍,直徑3.64 ~ 20.51 cm,高2.79 ~ 15.44 cm
◆可選擇成像分辨率,特別適用于96孔板高精度測(cè)量
◆進(jìn)行動(dòng)物/昆蟲(chóng)的游動(dòng)/運(yùn)動(dòng)測(cè)試時(shí),可自動(dòng)獲取圖像
應(yīng)用領(lǐng)域
植物生理學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、植物病理學(xué)、遺傳育種、突變株篩選、植物形態(tài)建模、種子生理學(xué)、種子病理學(xué)、植物脅迫生理學(xué)、植物水力學(xué)、毒理學(xué)等研究領(lǐng)域。
不同版本Scanalyzer HTS系統(tǒng)的外觀尺寸
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多孔板數(shù)目 |
4 |
21 |
42 |
63 |
84 |
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系統(tǒng)高度(Z軸) |
200 cm |
200 cm |
200 cm |
200 cm |
200 cm |
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系統(tǒng)長(zhǎng)度(X軸) |
110 cm |
137 cm |
210 cm |
275 cm |
330 cm |
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系統(tǒng)寬(厚)度(Y軸) |
100 cm |
100 cm |
100 cm |
100 cm |
100 cm |
HTS系統(tǒng)的成像掃描模式
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多孔板掃描模式 |
整個(gè)多孔板像素 |
每個(gè)孔的像素 |
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每個(gè)板掃描1次 |
1 228 800 |
12 800 |
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每個(gè)板掃描4次 |
4 915 200 |
51 200 |
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每個(gè)板掃描9次 |
11 059 200 |
115 200 |
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每個(gè)板掃描16次 |
19 660 800 |
204 800 |
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每個(gè)板掃描96次 |
117 964 800 |
1 228 800 |
應(yīng)用實(shí)例
◆整盆擬南芥的GFP成像
實(shí)驗(yàn)室型高通量植物成像系統(tǒng)Scanalyzer HTS特別適合于擬南芥植株的整株甚至是整盆的GFP成像。軟件可以自動(dòng)過(guò)濾掉盆和土壤引起的噪音,把有用的圖像抽提出來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步分析。對(duì)于不同的GFP,可以定制激發(fā)波長(zhǎng)。下圖是整盆擬南芥的eGFP成像。

◆通過(guò)熒光成像進(jìn)一步分析植物的生理狀態(tài)
植物的可見(jiàn)光成像更多的是反映植物的表觀信息,對(duì)生理狀態(tài)的反映有限。而熒光成像可以較深入的反映到植物的生理狀態(tài),如下圖中,熱水處理部分葉片后,可見(jiàn)光成像看不出有什么區(qū)別,而熒光成像則可以反映出受損傷的部位。
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熱水處理部分葉片(紅框區(qū)域)后的可見(jiàn)光成像原始照片和軟件成像 |
熱水處理部分葉片(紅框區(qū)域)后的熒光成像原始照片和軟件成像 |

◆植物的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)變化
高通量Scanalyzer HTS系統(tǒng)特別適合于研究植物的形態(tài)學(xué)指標(biāo)和在生長(zhǎng)過(guò)程中這些指標(biāo)隨時(shí)間的動(dòng)力學(xué)變化,如下圖就是利用Scanalyzer HTS系統(tǒng)研究的擬南芥植株面積隨時(shí)間的動(dòng)力學(xué)變化。利用Scanalyzer 3D系統(tǒng)可以研究玉米等大植株整個(gè)生活史的動(dòng)力學(xué)曲線,各種形態(tài)學(xué)指標(biāo)都可以測(cè)量。

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t = 0 d |
t = 4 d |
t = 7 d |
t = 11 d |
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基于面積的植株生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)曲線 |
Scanalyzer HTS系統(tǒng)與PL和3D系統(tǒng)的比較
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Scanalyzer PL |
Scanalyzer HTS |
Scanalyzer 3D | |
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高通量 |
否 |
是 |
是 |
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小植株成像 |
是 |
是 |
是 |
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96孔板成像 |
是 |
是 |
否 |
|
大植株成像 |
否 |
否 |
是 |
|
根系研究 |
否 |
否 |
是 |
|
可見(jiàn)光成像 |
可以 |
可以 |
可以,3D |
|
熒光成像 |
可以 |
可以 |
可以,3D |
|
紅外成像 |
可以 |
可以 |
可以,3D |
|
近紅外成像 |
可以 |
可以 |
可以,3D |
|
根系近紅外成像 |
否 |
否 |
可以,3D |
|
激光掃描3D成像 |
否 |
可以 |
可以,只限高度15 cm以下的小植株 |
