瓊脂根系表型系統(tǒng)是一套新型高通量、自動(dòng)化的植物表型成像系統(tǒng)。植物樣品種植于專門設(shè)計(jì)的方形瓊脂培養(yǎng)皿中。該系統(tǒng)可容納數(shù)千個(gè)培養(yǎng)皿滿負(fù)荷運(yùn)行。瓊脂根表型系統(tǒng)是一個(gè)開創(chuàng)性的解決方案，重新定義了植物根系的研究方法。
瓊脂根表型系統(tǒng)從樣品制備開始（包括介質(zhì)澆注和自動(dòng)機(jī)械臂播種等），進(jìn)行5℃種子層化和專用生長艙的長期培養(yǎng)，同時(shí)通過機(jī)械臂和多個(gè)表型成像站操作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的表型成像分析。整個(gè)過程無需人為干預(yù)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對植物根系及萌發(fā)幼苗的連續(xù)無損表型測量，包括自動(dòng)檢測植物根系的生長動(dòng)態(tài)與各種熒光蛋白的表達(dá)，以及測量植物萌發(fā)幼苗的葉綠素?zé)晒獾取Ｔ撓到y(tǒng)還包括熒光高光譜成像功能，可進(jìn)行香豆素等成像分析。此外，它還包含一個(gè)操作臺(tái)，可以將細(xì)菌施加到指定的根系位置。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別考慮了無菌實(shí)驗(yàn)條件，以及對轉(zhuǎn)基因植物和細(xì)菌的操作。
主要模塊功能：
培養(yǎng)皿制備工作站：準(zhǔn)備培養(yǎng)介質(zhì)、自動(dòng)澆注培養(yǎng)皿、機(jī)械臂自動(dòng)播種
種子層化艙：精確控溫5℃、暗培養(yǎng)、容量2×360培養(yǎng)皿
植物培養(yǎng)艙：多通道LED培養(yǎng)光源（白光/紅光/遠(yuǎn)紅光）、最大光強(qiáng)400μmol/m2.s、可調(diào)控紅光/遠(yuǎn)紅光比例模擬光調(diào)控條件
表型成像站：形態(tài)、葉綠素?zé)晒猓ü夂媳硇停?、熒光蛋白、多光譜熒光（次生代謝）、高光譜等表型成像分析
液體操作臺(tái)：自動(dòng)化液體操作、生物安全柜、機(jī)械臂自動(dòng)細(xì)菌接種
機(jī)械臂：高精度SCARA機(jī)械臂，完成培養(yǎng)皿在各功能模塊間的全部自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)
技術(shù)指標(biāo)：
培養(yǎng)艙布局：共3個(gè)培養(yǎng)艙，4培養(yǎng)架/艙，9培養(yǎng)盒/架，20培養(yǎng)皿/盒
系統(tǒng)通量：2160專用培養(yǎng)皿
樣品托盤類型：專用培養(yǎng)皿，129×129×16.5mm
培養(yǎng)光源：每層培養(yǎng)架上均配備光源，每個(gè)培養(yǎng)架和LED通道均可獨(dú)立調(diào)控
光質(zhì)：配備冷白光、紅光和遠(yuǎn)紅光，紅光/遠(yuǎn)紅光比例調(diào)控范圍：0.5-0.82
光強(qiáng)：距離光源30cm處最大光強(qiáng)400μmol/m2.s
種子層化艙：精確控溫5℃、暗培養(yǎng)、容量2×360培養(yǎng)皿
培養(yǎng)皿制備工作站容量：1500培養(yǎng)皿
無菌處理：HEPA高效空氣過濾，UV-C紫外殺菌
成像站：2臺(tái)葉綠素?zé)晒馀c多光譜熒光成像站、形態(tài)成像站、VNIR高光譜成像
成像傳感器：
傳感器類型：CMOS
分辨率：4112×3006，12.36MP；binning模式2056×1503，3.09MP
位深度：12bit
傳感器尺寸：1.1”
快門：全域快門
自由運(yùn)行模式最大fps：2
像素尺寸：3.45μm；binning模式6.9μm
通訊接口：GigE千兆以太網(wǎng)
葉綠素?zé)晒鉁y量光源：620nm紅橙光、5700K冷白光、735nm遠(yuǎn)紅光
多光譜熒光與熒光蛋白測量光源：365nm紫外光，445nm品藍(lán)光，470nm藍(lán)光，505nm青光，530nm綠光，590nm琥珀色光
形態(tài)測量光源：5700K冷白光
葉綠素?zé)晒獬上駞?shù)：Fo, Fo’, Fs, Fm, Fm’, Fp, FtDn, FtLn, Fv, Fv'/ Fm', Fv/ Fm, Fv', Ft, NPQ_Dn, NPQ_Ln, Qp_Dn, Qp_Ln, qN, qL, QY, QY_Ln, Rfd, ETR等50多個(gè)葉綠素?zé)晒鈪?shù)
熒光蛋白成像：GFP、YFP、RFP、BFP等
濾波器：F469、F483、F513、F565、F586、F593、F520、F635、glass等（選配）
VNIR高光譜成像
光譜范圍：350-900nm
譜帶尺寸：520nm
入射狹縫寬度：50μm
像素色散：0.28nm/pixel
波長分辨率：2nm FWHM
光譜分辨率：480pixels
空間分辨率：500pixels
幀頻：45fps
傳感器類型：CMOS
圖像分辨率：1920×1000
位深度：12bit
像素尺寸：5.86μm
動(dòng)態(tài)范圍：67dB
光源：反射模式：白光；熒光模式：紫外光
控制與數(shù)據(jù)接口：GigE千兆以太網(wǎng)
應(yīng)用案例：
荷蘭植物生態(tài)表型中心NPEC已經(jīng)從易科泰的歐洲合作公司購置了多套植物表型成像系統(tǒng)。瓊脂根系表型成像分析系統(tǒng)是他們的最新合作成果，于2023年剛剛建設(shè)完成。
產(chǎn)地：歐洲
