BioMerk 植物幼苗动态监测系统是专门为实验室设计的一款多功能高通量植物形态拍摄分析系统。 硬件部分主要由成像模块、高精准三维移动平台、 样品舱和高性能工作站系统组成,并配套专门开发的 BioMerk Analysis 控制分析软件。

BioMerk 植物幼苗动态监测系统

产品特点

全密闭式样品舱

全密闭的样品舱可支持多种样品载体,一次可容纳大量样品,实现高通量检测。舱内具有多种光源, 既可满足拍照需求,也能完全满足植物幼苗和成苗生长所需的各种光学环境;内置温湿度控制模块与混气输入装置, 搭配灵敏的湿度、温度以及各种气体传感器,可方便地控制湿度、温度以及影响植物生长的各种气体条件。

荧光微距成像

独特的荧光光路设计,具备 Z 轴层扫成像功能,自动拍摄多层焦平面的图像并合成高分辨率投射图; 可连续动态成像,对样品进行动态观察记录,也可延时成像生成视频文件。支持自动细胞计数、自动荧光定量、 自动汇合率计算以及感兴趣区域面积、周长等测量。高精度电动移动平台搭载多位电动滤光片轮与多种可选荧光激发模块, 可灵活适配不同荧光染料与标记方案;深度制冷 CCD 相机配合微距镜头,可在较大视野范围内获得清晰的荧光图像。

发光成像

配备科研级深度制冷 CCD 相机,内置科研级 CCD 芯片,具备更高的光量子敏感性与量子转化率; 多级珀尔帖半导体制冷系统实现深度制冷,确保极低的背景噪音,从而获得超高的检测灵敏度。 多位滤光片轮可配置多种滤光片,用于各类荧光与发光实验检测。

广角成像

配备红外高分辨率相机,能够获得清晰的植物形态图像,用于研究植物的发育过程。红外感光成像, 成像效果不受培养光干扰,即便在黑暗环境中也能实现清晰成像。

微距成像

配备微距成像模块,搭配高像素红外相机、远心微距镜头及高精度位移系统,兼顾高空间分辨率与分钟级高时间分辨率, 能够捕捉下胚轴生长速率的细微变化,支持高通量检测,为植物动态表型研究提供准确数据。

光照

通过对多色 LED 光源的控制,模拟不同时间下的真实日光光谱及强度梯度,可对样本进行全范围的光照培养。 LED 光源包括全光谱白光以及蓝光、红光、远红光等多种单色光,各种颜色光源均可单独开启、能量连续可调, 并通过软件进行时间与光谱编程控制,可保持连续照射数周,模拟植物自然生长的关键光照条件。

温湿度

具备航空级保温材料,可使整个暗室内部温湿度维持稳定;采用全封闭卧式压缩机,控温迅速精确。 暗箱内配备循环风温控系统,通过空气循环进行整体暗室环境控温,具备制热与制冷两种模式, 可根据实验需要对植物样本施加特定的高温或低温刺激,用于高低温胁迫研究。

气体

具备气体控制系统,可通过多个气体接口连接不同气瓶,软件根据箱体内置气体传感器检测到的浓度值自动控制气体输入, 维持氧气、二氧化碳和乙烯的特定浓度,可开展植物气体代谢、呼吸作用等方面的研究。

样品台

高通量样品台支持培养皿自动切换,用于高通量自动检测。样品台兼容方形培养皿、圆形培养皿与花盆等多种样品载体, 配合高精准三维移动平台成像检测系统实现样品的精准定位和高通量检测。

三维定位平台

使用电动高精准三维移动平台作为成像系统的载物台,能够精确定位并记录每个拍摄样品的位置, 为连续自动高通量长周期拍摄提供良好的硬件基础。采用高精度高速直线电机,具备 XYZ 三轴精确定位功能, 重复定位精度高,为同一样品的连续成像奠定基础。

重力模块

专为植物重力响应相关研究设计,支持按软件预设实现固定角度旋转,通过调整培养皿旋转姿态, 捕捉植物在不同重力方向下的向重性生长变化;同时具备低速持续垂直旋转模式,通过匀速转动打破植物对常规重力信号的感知, 有效模拟失重环境,助力研究失重状态下植物生长发育规律。

专业的拍摄分析软件 BioMerk Analysis

采用图形化操作界面,逻辑清晰,易于使用。可通过拍摄前设定的方式,帮助用户轻松实现对样品培养条件 (光照条件、温度、湿度、气体浓度、重力等)的控制;标定好样品后,整个拍摄任务过程中可以全自动运行, 对样品自动对焦、自动跟踪幼苗生长,按照设置自动进行长时间的连续拍摄。软件还会对整个实验过程中样品舱内的温湿度、 气体浓度等环境条件进行实时记录,方便回溯实验过程;所有实验参数均可调整,也可保存为实验方案以供以后调用。

单次实验即可获得大量样品图片,BioMerk Analysis 图像分析软件可批量处理这些图片, 通过智能处理系统多线程同时处理,转化为可以直接使用的实验数据,分析结果以图表或曲线的形式显示和导出; 实验结果也能以视频形式导出,视频帧率可根据需要自由设置,并支持在视频中加入拍摄时间、实验处理条件、比例尺等信息, 信息的颜色与添加位置均可自定义。

通过图像分析功能,可自动批量分析表型相关结果:具备分析种子萌发率、根的生长速率与弯曲角度变化率、 根毛的位置分布与长度变化率、下胚轴的生长速率、顶端弯钩和子叶的角度变化率等功能;还可对荧光素酶报告基因等成像 进行发光荧光强度的定量检测,分析报告基因的动态变化,用于生物节律等研究。

应用方向

  • 活体基因表达调控研究
  • 基因育种筛选
  • 生物节律研究
  • 暗形态建成与光形态建成
  • 非生物(温度、光照等)胁迫研究
  • 光合与呼吸研究
  • 作物抗病虫害侵害
  • 生长的连续观察

成像效果

幼苗形态成像
幼苗形态成像(红外)
根系形态成像
根系形态成像(红外)
顶端弯钩成像
顶端弯钩成像(红外)
根毛荧光成像
根荧光成像
多株幼苗发光成像
多株幼苗发光成像
培养皿发光成像
培养皿发光成像