FluorCamクローズド葉緑素蛍光イメージングシステム

PSI社の科学者Nedbal教授とTrtilek博士らはPAM葉緑素蛍光技術とCCD技術を結合し、1996年に世界でFluorCam葉緑素蛍光イメージングシステム（Heckら、1999；Nedbalなど、2000、Govindjee and Nedbal, 2000）。FluorCam葉緑素蛍光イメージング技術は1990年代の葉緑素蛍光技術の重要な突破口となり、科学者たちの光合成と葉緑素蛍光に対する研究を一気に2次元世界と顕微世界に進出させた。現在PSI社は、使用、種類、論文の発表が最も多い葉緑素蛍光イメージングの専門メーカーとなっている。

上図は1990年代にNedbalなどが設計したFluorCam葉緑素蛍光イメージング技術（Photosynthesis Research、66：3-12、2000）、上図はレモンカラー図と葉緑素蛍光イメージング図（Photosynthetica、38：571-579、2000）

FluorCamクローズド葉緑素蛍光イメージングシステムは高度に集積され、高度に革新され、使いやすく、広く応用されている葉緑素蛍光技術設備であり、高感度CCDレンズ、4つの固定LED光源板及び制御システムなどは暗適応操作箱内に集積され、植物サンプルは暗適応操作箱内の仕切り板に置かれ、仕切り板は7段の高さで調整可能である。光源は高安定性給電ユニットから電源を供給し、4つの高エネルギー、高安定性LED光源板は均一性で植物サンプルに照射し、イメージング面積は13×13 cmに達することができる。制御システムはUSBを通じてコンピュータと接続し、FluorCamソフトウェアプログラムを通じて制御し、分析データを収集する。植物の葉や果実などの他の植物組織、植物全体または培養された複数の植物、コケ地衣などの低等植物、藻類などに適用され、植物には藻類光合生理生態、植物逆境ストレス生理と易感性、気孔機能、土壌重金属汚染応答と生物検査、植物抵抗性検査とスクリーニング、作物育種、Phenotypingなどの植物環境の研究に広く応用されている。

主な機能特徴：
•システムは暗適応操作箱に集積され、操作が簡便で、移動しやすく、実験室内でも屋外でも暗適応イメージング測定分析を行うことができる
•高感度CCDレンズ、時間分解能が50枚毎秒に達し、クロロフィル蛍光過渡を迅速に捕捉し、イメージング面積が13 x 13 cmに達する
•世界でOJIP高速蛍光動力学イメージング分析が可能なクロロフィル蛍光技術設備であり、OJIP高速クロロフィル蛍光動態曲線及びMo（OJIP曲線初期傾斜）、OJIP固定面積、Sm（すべての光反応中心を閉じるために必要なエネルギーの尺度）、QY、PI（Performance Index）など26個のパラメータを得ることができる
•世界でQA再酸化動力学イメージング分析が可能なクロロフィル蛍光技術設備であり、単回転飽和光フラッシュ（STF）クロロフィル蛍光誘導動態を運転でき、光強度は100µs内で120000µmol（photons）/m².sに達することができる
•スナップショットモード、Fv/Fm、Kautsky誘導効果、2つのクロロフィル蛍光消光分析（NPQ）protocolas（2セットのカスタム光供給スキーム）、LC光応答曲線、PAR吸収とNDVIイメージング解析、QA再酸化動力学解析、OJIP高速蛍光動力学解析、GFP緑色蛍光蛋白イメージングなどを含む機能を備えた編集可能なクロロフィル蛍光実験プログラム（Protocols）
•自動繰り返しイメージング測定分析を行うことができ、実験プログラム（Protocols）、測定回数及び間隔を予め設定し、システムは自動的に循環的にイメージング測定を実行し、データを自動的に時間と日付でコンピュータ（タイムスタンプ付き）に保存する、2つの実験プログラム（Protocols）を事前設定することもできます。例えばシステムを昼間にFv/Fmを自動運転し、夜間にNPQ分析を自動運転するなど
•2色光化学光励起光源を備え、標準配置は赤色と白色で、赤色と青色などの2バンド光化学光を選択して配合することができ、2色光化学光は異なる割合で組み合わせて使用することができ、それによって異なる光質の作物／植物に対する光合成効果を実験する

左図Aは100%赤色光源条件下のキュウリの葉のFv/Fm、左図Bは30%青色光源条件下のキュウリの葉のFv/Fm、右上の図は光合成強度の光照射強度（異なる比率の青色光）に対する関係であり、右下の図は光照射強度（異なる比率の青色光）に対する気孔導度の関係である

•葉または植物形態のイメージング分析とクロロフィル蛍光イメージングの比較分析のための20×25 cmのイメージング面積を有するTetraCamカラーイメージングモジュールを選択可能