叶绿素荧光技术是光合作用研究过程中应用广泛的技术之一。通过测量植物光合作用过程中发出的叶绿素荧光强度，可以研究光合作用光能捕获、能量转换和电子传递相关的信息。叶绿素荧光技术在评估藻类和植物的光合性能差异，检测它们在面临生物或非生物胁迫时光合生理活性的变化等领域有着非常广泛的应用。
基于叶绿素荧光技术和CCD成像技术联合开发出来的叶绿素荧光成像系统则为光合作用研究开辟了另外一种可能，即光合性能差异的可视化。从此，叶绿素荧光测量实现了由点到面的飞跃。叶绿素荧光成像系统的主要优势是能够直接测量完整叶片或者同时测量多个植物材料，评估单个叶片不同位置，同株植物不同叶片或者多株植物不同叶片的空间异质性。基于以上特点，叶绿素荧光成像技术在植物光合生理研究、病理研究、突变体筛选等领域都积累了大量的应用，逐渐成为一种提高实验通量，洞察植物叶片细微差异的强大工具。至此，我们可以清楚地知道，叶绿素荧光成像系统是用于研究植物光合作用的测量设备。如何选择一款适合自己的叶绿素荧光成像系统？您该重点关注哪些基本的技术细节？使用叶绿素荧光成像系统需要注意哪些问题？蜂巢矩阵叶绿素荧光成像系统HEXAGON-IMAGING-PAM可以给您答案，了解HEXAGONG-IMAGING-PAM可以帮您从技术背景入手，让叶绿素荧光成像系统回归光合作用研究，助力您的科研梦想。叶绿素荧光成像系统的核心技术是荧光测量+CCD成像。叶绿素荧光测量目前广受欢迎的仍然是脉冲振幅调制（PAM）技术，CCD成像现在普遍用的是CMOS相机。叶绿素荧光成像系统的关键技术是成像单元中光源的设计。只有在保证成像区域有效面积内的所有位置光强一致，即光场均匀的情况下，叶绿素荧光成像系统才能够用来评价叶片的横向异质性。HEXAGON-IMAGING-PAM是德国WALZ公司新推出的大型蜂巢矩阵叶绿素荧光成像系统。它凭借脉冲振幅调制（PAM）技术和高精度的CCD成像单元，可以对480 cm2（20×24 cm）的区域进行成像，分辨率高达1.2 MP，像素尺寸3.45 x 3.45 µm。超高分辨率的基础是成像区域光场的均匀性（±7%），在设计过程中，光源阵列中LED的位置是经过精心布局的，以保证测量区域内无阴影，所有成像区域内的样品均匀照光，样品间的差异可以尽收眼底。光场均匀的要求既是多方面的，也是高度统一的，对于PAM技术而言，成像单元需要为测量提供测量光ML，光化光AL和饱和脉冲SP，这就要求它们必须全部做到对样品的均匀照光。与此同时，还要做到测量光强度必须足够低（＜1 µmolm-2s-1），低到可以在反应中心完全开放时测量最小荧光Fo，饱和脉冲强度足够高（＞3000 µmolm-2s-1），高到可以诱导出反应中心完全关闭的最大荧光Fm，光化光强度必须高于绝大部分样品的光饱和点（＞2000 µmolm-2s-1），可以用于测量光响应曲线或模拟光抑制。HEXAGON-IMAGING-PAM搭载451 nm高强度LED，测量光ML，光化光AL，饱和脉冲SP同源。测量光1-8H可调，最小强度可低至约0.5 µmolm-2s-1，充分满足Fo的测量。光化光AL的最大光强为2100 µmolm-2s-1，可以覆盖绝大部分植物的光饱和点。饱和脉冲SP的最大光强可达4100 µmolm-2s-1，足以关闭所有光系统的反应中心，测量Fm。此外HEXAGON-IMAGING-PAM还搭载了730 nm的远红光，以用于测量Fo’和状态转换。光场均匀是叶绿素荧光成像系统的基本要求，除此之外，光源的稳定性也非常重要，因为光源阵列中的LED在实验过程中为测量提供强光脉冲，不可避免地要发热。发热会对LED的性能产生影响，因此除了稳定的电源供给外还要重点考虑LED工作时的性能补偿。HEXAGON-IMAGING-PAM成像单元的LED阵列采用六边形蜂巢矩阵式设计，这种经过充分考量的设计为实现样品区域的理想照明提供了最佳可能性。独立的的六边形面板单元可以更好地补偿LED的不平衡，为LED面板提供非常有效的冷却系统，从而获得可重复性的结果，同时还可以最大限度的延长LED的使用寿命。叶绿素荧光成像系统的本质是光学成像设备，因此在使用时还要考虑测量时的工作距离，因为样品与光源和镜头的距离会对测量产生非常大的影响，所以，当样品与光源的距离发生改变时，最好重新校准光强。还要注意镜头的光圈，焦距与对焦，特别是光圈的大小直接影响CCD检测信号的强度。HEXAGON-IMAGING-PAM标准工作距离20 cm，可提供480 cm2面积内的均匀照光和成像。成像面积及足够大才可以兼容多种样品类型的测量，它可以直接测量穴盘或培养皿中的高等植物，也可以测量多孔板中的微藻，苔藓，底泥，单次即可完成4块96孔板的测量。如果您的样品需要保持无菌，它也可以透过透明盖直接测量样品的叶绿素荧光。如果您的样品是种在单独的培养盆里，可以借助植物样品托盘支架IMAG-HEX/PH，支架允许一次放置9个直径6 cm的培养盆，大大提高了实验的通量。叶绿素荧光成像系统是用于研究植物光合作用的测量设备，让叶绿素荧光成像系统回归光合作用研究。HEXAGON-IMAGING-PAM可以测量慢速荧光诱导动力学曲线，快速光曲线，如果您特别关注样品间NPQ的差异，它可以在慢速诱导动力学曲线，快速光曲线后自动增加暗弛豫测量过程，细分NPQ的各种组分，如qE, qT, qI等。软件界面可以显示所有荧光参数的动态过程，单次测量的诱导曲线和光曲线参数的变化可以动态播放，同一条曲线中单个荧光参数的所有图片可以一键导出。如果您正在植物状态转换相关的研究，软件可以持续监测荧光参数Ft，并可以以150 ms的采样频率导出动力学轨迹。实验安全非常重要，为了避免实验过程中强光脉冲可能会损害实验者眼睛的潜在风险，为此WALZ为HEXAGON-IMAGING-PAM设计了滑动门，集成安全关闭功能，开门状态下，饱和脉冲的强度会被抑制，这样可以保护操作人员的眼睛。HEXAGON-IMAGING-PAM是叶绿素荧光成像技术在M系列IMAGING-PAM基础上传承与发展的新产品。IMAGING-PAM有非常多的应用，在我们整理的光合作用文献数据库中，是发表文章最多的，单个型号超过1600篇。2021年，IMAGING-PAM参与发表的相关论文曾两次登上专业期刊杂志的封面。德国WALZ掌握PAM的核心技术，在此基础上，HEXAGON-IMAGING-PAM集成像面积大、精度高、功能全、应用广、文献多、数据可视化于一身，它就是叶绿素荧光成像系统的“六边形战士”。
让叶绿素荧光成像回归光合作用研究
不忘初心！
