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植物表型成像分析系統（植物自動傳送版）
產品詳細介紹
PlantScreen植物表型成像分析系統（植物自動傳送版）
PlantScreen植物表型成像系統由捷克PSI公司研制生產，整合了LED植物智能培養、自動化控制系統、葉綠素熒光成像測量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、自動條碼識別管理、RGB真彩3D成像、自動稱重與澆灌系統等多項先進技術，以最優化的方式實現大量植物樣品——從擬南芥、玉米到各種其它植物的全方位生理生態與形態結構成像分析，用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應成像分析測量、植物生長分析測量、生態毒理學研究、性狀識別及植物生理生態分析研究等。作為全球第一家研制生產植物葉綠素熒光成像系統的廠家，PSI公司在植物表型成像分析領域處于全球的技術前列，大面積葉綠素熒光成像分析功能使PlantScreen成為植物表型分析與功能成像分析的最為先進的儀器設備，使植物生長、脅迫響應等測量參數達100多個。
左圖為整套PlantScreen系統，中圖為成像室，右圖為成像室中的玉米
PlantScreen系統包括如下成像分析功能：
1. 葉綠素熒光成像分析：單幅成像面積35x35cm，成像測量參數包括Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd等幾十個葉綠素熒光參數
2. RGB成像分析：成像測量參數包括：
1) 葉面積（Leaf Area: Useful for monitoring growth rate）
2) 植物緊實度／緊密度（Solidity/Compactness. Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the area covered by the actual plant）
3) 葉片周長（Leaf Perimeter: Particularly useful for the basic leaf shape and width evaluation (combined with leaf area)）
4) 偏心率（Eccentricity: Plant shape estimation, scalar number, eccentricity of the ellipse with same second moments as the plant (0...circle, 1...line segment)）
5) 葉圓度（Roundness: Based on evaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information about leaf roundness）
6) 葉寬指數（Medium Leaf Width Index: Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)）
7) 葉片細長度SOL (Slenderness of Leaves)
8) 植物圓直徑（Circle Diameter. Diameter of a circle with the same area as the plant）
9) 凸包面積（Convex Hull Area. Useful for compactness evaluation）
10) 植物質心（Centroid. Center of the plant mass position (particularly useful for the eccentricity evaluation)）
11) 節間距（Internodal Distances）
12) 生長高度（Growth Height）
13) 植物三維最大高度和寬度（Maximum Height and Width of Plant in 3 Dimensions）
14) 相對生長速率（Relative growth rate）
15) 葉傾角（Leaf Angle）
16) 節葉片數量（Leaf Number at Nodes）
17) 其它參數如用于植物適合度估算的顏色定量分級、綠度指數（Other parameters such as color segmentation for plant fitness evaluation, greening index and others）
3. 高光譜成像分析（選配），可成像并分析如下參數：
1) 歸一化指數（Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)）
2) 簡單比值指數（Simple Ratio Index, Equation: SR = RNIR / RRED）
3) 改進的葉綠素吸收反射指數（Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI1), ?Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]）
4) 最優化土壤調整植被指數（Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI)?, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)）
5) 綠度指數（Greenness Index (G), Equation: G = R554 / R677）
6) 改進的葉綠素吸收反射指數（Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI), ?Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)）
7) 轉換類胡羅卜素指數（Transformed CAR Index (TCARI)?, Equation: TSARI = 3 * [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550) * (R700/ R670)]）
8) 三角植被指數（Triangular Vegetation Index (TVI)?, ?Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]）
9) ZMI指數（Zarco-Tejada & Miller Index (ZMI), Equation: ZMI = R750 / R710）
10) 簡單比值色素指數（Simple Ratio Pigment Index (SRPI), Equation: SRPI = R430 / R680）
11) 歸一化脫鎂作用指數（Normalized Phaeophytinization Index (NPQI), Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)）
12) 光化學植被反射指數（Photochemical Reflectance Index (PRI), Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)）
13) 歸一化葉綠素指數（Normalized Pigment Chlorophyll Index (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)）
14) Carter指數（Carter Indices?, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760）
15) Lichtenthaler指數（Lichtenthaler Indices?, Equation: Lic1 = (R790 - R680) / (R790 + R680); Lic2 = R440 / R690）
16) SIPI指數（Structure Intensive Pigment Index (SIPI), Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)）
17) Gitelson－Merzlyak指數（Gitelson and Merzlyak Indices?, ?Equation: GM1 = R750/ R550; GM2 = R750/ R700）
4. 熱成像分析（選配）：用于成像分析植物在光輻射情況下的二維發熱分布，良好的散熱可以使植物耐受較長時間的高光輻射或低水條件（干旱）
5. 近紅外成像分析（選配）：用于觀測分析植物的水分狀態及其在不同組織間的分布變異，處于良好澆灌狀態的植物表現出對近紅外光譜的高吸收性，而處于干旱狀態的植物則表現出對近紅外光譜的高反射性，通過分析軟件可以監測分析從干旱脅迫到再澆灌過程中的整個過程動態及植物對干旱脅迫的響應和水分利用效率，并形成假彩圖像，可以與植物的形態指數及葉綠素熒光指數進行相關分析研究。
系統配置與工作原理：
整套系統由自動化植物傳送系統、光適應室、RGB成像、FluorCam葉綠素熒光成像、高光譜成像、植物熱成像、植物近紅外成像、自動澆灌施肥與稱重系統、植物標識系統等組成，光適應室內的植物可由傳送帶傳送到成像室進行成像分析等。
技術指標：
1. 自動裝載與卸載植物樣品，通過條形碼或RFID標簽識別跟蹤樣品
2. 光適應室：用于光照適應或植物培養，LED光源光照強度達1000μmol/m2.s，無熱效應，強度0－100%可調，可通過實驗程序預設光照周期變化，可選配通用型或專用型如水稻生長觀測室等，還可選配三維掃瞄成像分析功能（包括XYZ三維掃瞄成像系統和軟件）
3. 標配托盤架30x30cm，用于安放盆栽植物或可以盛放多個小花盆的托盤
4. 自動傳送系統由光適應室到成像室形成一個環形傳送通道，傳送帶采用具變速器的三相異步馬達，200-1000W，傳送帶寬320mm，負載力130kg，速度9m/min
5. 移動控制系統中央處理單元：CJ2M-CPU33；數字I/O：最大2560點；PLC通訊：通過以太網100Mb/s高端PC；OMRON MECHATROLINK-II 最大16軸精確定位
6. 植物成像測量室：150cm(長)x150cm(寬)x220cm(高)，與環境光隔離（light-isolated），快速自動開啟關閉門，開啟關閉周期小于3秒，傳送帶入口具光幕傳感系統、條碼識別器和RFID讀取器
7. RFID讀取器辨識距離：2-20cm；通訊：RS485；條碼識別器可讀取1維、2維和QR碼，具LED光源便于弱光下辨識，RS485通訊
8. F3EM2光幕系統，精確測量植物高度和寬度以便進入成像測量室后攝像頭自動精確定位，測量范圍150cm，分辨率5mm
9. 葉綠素熒光成像：包括光隔離成像室、自動開啟與關閉門、傳送帶、PLC控制自動上下移動聚焦系統、4個LED光源板、8位綠波輪等，單幅成像面積35x35cm，測量光橙色620nm，橙色和白色雙波長光化學光，飽和光閃為白色或藍色
10. 自動灌溉與稱重，可同時對5個植物種植盆進行澆灌和稱重，精確度±1g；稱重后精確澆灌，可通過實驗程序（protocol）預設澆灌過程（regime）或干旱脅迫狀態，還可選配營養供給系統隨澆灌定量供給植物營養（如氮肥等）；稱重前自動零校準，還可通過已知重量（如砝碼）物品自動進行再校準；防護級別：IP66
11. 稱重系統由4個稱重單元組成，安全承載限：150% Ln；溫度補償：-10－40°C，標配測量范圍7kg，可選配10kg、15kg或20kg
12. RGB成像：頂部和側面三維成像（3個攝像頭），每個攝像頭各自擁有獨立的控制面盤以設置曝光時間、增益、白平衡等，通過控制面盤的快照鍵可即時拍照并顯示分辨率等信息，還可通過自動模式自動成像并存儲至數據庫，每次掃瞄成像時間小于10秒
13. RGB成像系統包括成像室（光隔離）、傳送帶及位置傳感器、3個攝像頭、光源及成像分析軟件，標配成像范圍150cm(長)x150cm(寬)x150cm(高)，LED冷白光源（不對植物產生熱效應）
14. 標配USB以太網攝像頭，有效像素4008x2672，像素大小9.0μm，比特分辨率12比特，光量子效率：藍光峰值465nm，綠色峰值540nm，紅色峰值610nm；28mm光學鏡頭，口徑43.2mm，光圈范圍2.8－F16
15. NIR近紅外成像單元：可成像采集1450－1600nm水吸收波段，以反映植物水分狀況，在供水充沛情況下表現出高NIR吸收值，干旱脅迫情況下則表現出高NIR反射，NIR假彩色成像可以通過軟件反映和分析植物水分狀況
16. 高光譜成像單元包括光隔離成像測量室、自動開啟關閉門、傳送帶、PLC控制自動移動聚焦鏡頭包括SWIR和VNIR鏡頭、光源、成像分析系統等，VNIR鏡頭波段380nm－1000nm，光圈F/0.2，縫隙寬度25μm，縫隙長度18mm，幀速12－236 fps；SWIR鏡頭波段900－2500nm，光圈F/0.2，縫隙寬度25μm，縫隙長度18mm，幀速60或100 fps，視野150x100cm
17. 用戶可通過實驗程序選擇SWIR成像、VNIR成像或兩個鏡頭全波段成像，每個鏡頭成像時間分別為15秒
18. 熱成像單元：分辨率640x480像素，溫度范圍20－120°C，靈敏度NETD<0.05°C@30°C/50mK，成像面積可達150x150cm
19. 可選配人工氣候室，植物生長面積9.5m2，生長高度2.0m，溫度穩定性±1°C，430nm－730nm白色和IR LED 光源，1000μmol/m2/s（距離植物100cm高度的光強）,可預設自動光照周期動態，
20. 系統控制與數據采集分析系統：
? 用戶友好的圖形界面
? 用戶定義、可編輯自動測量程序（protocols）
? MySQL數據庫管理系統，可以處理擁有上千萬條記錄的大型數據庫，支持多種存儲引擎，相關數據自動存儲于數據庫中的不同表中
? 植物編碼注冊功能：包括植物識別碼、所在托盤的識別碼等存儲在數據庫中，測量時自動提取自動讀取條形碼或RFID標簽
? 觸摸屏操作界面，在線顯示植物托盤數量、光線強度、分析測量狀態及結果等，輕松通過軟件完全控制所有的機械部件和成像工作站
? 可用默認程序進行所有測量，也可通過開發工具創建自定義的工作過程，或者手動操作LED光源開啟或關閉、RGB掃面成像、葉綠素熒光成像、稱重及澆灌等
? 實驗程序（Protocols）具備起始鍵、終止鍵、暫停鍵
? 可根據實驗需求自動控制植物樣品的移動和單一成像站的激活
? 可提供3個相機視角的RGB數字生長分析，包含閾值分析和顏色分析
? 對于葉綠素熒光成像圖片，軟件可批量進行淬滅參數分析，包含了在背景去除圖像上用戶感興趣區域和像素值的平均。分析數據以原始圖像和分析數據的形式存儲在數據庫中。
? 對FIR熱成像圖，16位圖可直接導出到MATLAB或通過軟件生成溫度分布的假彩圖像。
部分用戶：
1. 國際水稻研究所（菲律賓）The International Rice Research Institute, Los Banos Philippines
2. 澳大利亞聯邦科學與工業研究組織植物表型組學中心The CSIRO Plant Phenomics Center, Canberra, Australia
3. 澳大利亞國立大學The Australian National University, Canberra. Australia
4. 孟山都公司（美國）Monsanto Corporation, St. Louis, USA.
5. 杜邦先鋒國際良種公司Pioneer-Dupont, Des Moines, Iowa
6. 巴斯夫公司Metanomics（柏林）Metanomics (BASF), Berlin, GDR
7. 巴斯夫公司CropDesign（比利時）CropDesign (BASF), Nevele, Belgium
8. 美國合成基因公司Synthetic Genomics, La Jolla, USA
9. Palacky 大學Palacky University Olomouc, Czech Republic
10. Masaryk 大學Masaryk University Brno, Czech Republic
產地：歐洲
北京易科泰生態技術有限公司
2021-08-23
JP-K600化學發光成像系統
使用范圍介紹:
化學發光成像系統適用于化學發光、多色熒光檢測與普通凝膠檢測，選用了高分辨率低照度進口制冷CCD，并完美結合大光圈電動鏡頭，可捕獲到極微弱的熒光和化學發光信號。化學發光成像系統JP-K600深度制冷的CCD，較大程度的消除了背景噪聲，超大光圈鏡頭，收集微弱信號。化學發光成像系統JP-600可選的多種熒光光源以及多位電動濾光片輪，滿足核酸成像、ECL成像等多種實驗需求。
主要應用范圍：
核酸檢測：各種熒光染料，如Ethidium bromide,SYBRTMGold, SYBRTMGreen, SYBRTMSafe, GelStarTM, Fluorescein, Texas Red標記的DNA/RNA檢測。
蛋白檢測：考馬斯亮藍膠，銀染膠，以及熒光染料如SyproTMRed, SyproTMOrange,Pro-Q Diamond, Deep Purple 標記膠/膜/芯片等。
印跡膜：Western Lightning、ECL、ECLplus、CDP Star、SuperSignal、CSPD、LumiGlo、Cy2、Cy3、Cy5、FITC、AlexaDyes、DyLight dyes、ProQDiamond、ProQ Emerald 300、ProQEmerald 488、IR Dye 680 等。
JP-K600化學發光成像系統產品介紹:
集凝膠成像、化學發光和生物發光成像一體的全自動多功能成像系統；
用于凝膠和膜中蛋白質與DNA樣品的數字圖像的檢測和分析；；
JP-K600化學發光成像系統產品特色：
采用最新一代冷卻CCD相機，605萬像素（可選配890萬像素）；
配備F/0.95大光圈定焦鏡頭，（可選配F/0.8鏡頭）具有超高的檢測靈敏度。
超光密閉的暗箱設計為化學發光和生物發光成像提供了最適和的環境
防散射樣品臺使光散射產生的影響降低到最小
暗箱配有頂置白光光源，具有頂部白光燈
標配抽屜式雙位載物對焦平臺，可兼容拍攝各種厚度的樣品，自動對焦升降平臺
可選配電腦控制自動定位樣品載物升降平臺，并可通過電腦進行無級定位控制
用戶可自行設定定時自動關閉光源時間（0-60分鐘）
JP-K600化學發光成像系統技術參數：
CCD芯片
Sony ICX695，4/3英寸，2750×2200 (605萬像素)
動態范圍
4.8OD.16bit灰階（0-65535）
像數尺寸
5.4um×5.4um
像素合并
1×1，2×2，3×3,4×4 ,6×6,8×8
CCD溫度
-45℃"絕對溫度，相對于溫室-65℃
感光效率
High QE: >75%
鏡頭
F/0.95定焦鏡頭
頂置白光光源
極高的均勻性對低亮度的圖像進行增強
靈敏度
最低可檢測0.01ngEB染色體DNA
暗電流
＜0.0005e-/pixelc.
激發光源
300nm透射UV 254、365nm反射UV
透射臺
超亮紫外透射臺，面積200×250mm
濾光片輪
5位濾光片輪.自動控制.標配F590干涉濾色鏡
上海金鵬分析儀器有限公司
2021-12-09
浙江省關于印發 《2021年科技體制改革與發展工作要點》的通知
堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，全面貫徹落實黨的十九屆五中全會和省委十四屆七次、八次全會精神，忠實踐行“八八戰略”，奮力打造“重要窗口”，深入實施人才強省、創新強省首位戰略，堅持創新在現代化建設全局中的核心地位，堅持科技創新和制度創新雙輪驅動，以數字化改革為總抓手，謀深做實牽一發動全身的人才科創體制重大改革，加快完善科技創新體制機制，全面提升科技創新體系化能力和治理效能，努力為建設三大科創高地、打造高水平創新型省份提供體制機制保障，為國家科技自立自強貢獻更多浙江力量。
浙江省科技領導小組辦公室
2021-05-25
以食品大分子為基質的脂溶性功能因子納米載體制備關鍵技 術
項目針對國內外脂溶性功能因子微膠囊化產品儲藏穩定性差、生物利用率低、 配料安全性問題等諸多品質不足，提出以構建乳化和成膜特性俱佳的食品大分子乳化體系為基礎，進行包載脂溶性功能因子的高生物利用率、高穩態化、可控型納米顆粒及固態粉末產品的綠色制備。產品結構多樣，填補了國內市場空白，縮小了我國食品配料產業與發達國家的差距。取得了一系列創新性成果。 針對脂溶性營養素微膠囊化產品載量低、生物利用率差等問題，利用天然蛋白質的分子柔順性和復雜大分子結構，采用增溶、乳化-溶劑揮發高效制備技術，提高營養素載量，同時收縮載體分子體積、減小粒徑，制備獲得高載量、安全、無油型包載營養素的蛋白質納米顆粒。該產品粒徑范圍在 60-100nm，β-胡蘿卜素載量較普通含油型載體提高了 100 倍，具有抗胃蛋白酶消化和完全的小腸吸收特性，β-胡蘿卜素生物利用率是未包埋時的 25 倍，抗氧化活性提高了 2-8 倍。針對蛋白質易在等電點 pH、高鹽、高溫等極端環境下因變性而失穩，采用Maillard 糖基化反應對其進行接枝，通過控制反應進程及糖基供體，獲得等電點不沉淀、乳化穩定性提高 5-7 倍，變性溫度提高 10℃以上的高穩定蛋白。以 其為載體制備的抗環境因子干擾型納米顆粒在pH2.0-10.0 范圍內粒徑均穩定在 100nm 以下，4 °C 下儲藏 6 個月，營養素保留率達 92%以上。 針對液態乳化產品在儲藏過程中的不穩定性，利用淀粉的結構可塑性，在確低黏度且兼具乳化和成膜雙重特性的辛烯基琥珀酸（OSA）酯化淀粉的改性機制的基礎上，提出同步改性-乳化-干燥技術，構建了脂溶性營養素的粉末化制品。通過分析 OSA 淀粉分子分散密度和取代度與功能因子儲藏穩定性及生物有效性之間的相關性，獲得了生物利用率提高 10 倍以上的乳化粉末產品。復水后乳液 保持納米級粒徑，室溫下儲藏半年保留率達 95%以上。
針對不易使用熱處理手段的熱敏性風味油脂，提出納米乳液包埋-多孔淀粉 吸附的兩步非熱固化技術。創新性的采用“熱液處理”原淀粉結合生物酶法打孔，制備得到吸油率為 135%的高吸附型多孔淀粉。強揮發性薄荷油納米乳液多孔淀粉吸附產品，在室溫敞口放置 40 天，保留率可達 98%以上，且產物在 160-200℃ 高溫條件下具有緩釋特性。
江南大學
2021-04-11
湖北省科技廳關于組織申報2023年科技人才服務企業項目的通知
為充分發揮科技第一生產力、人才第一資源、創新第一動力的作用，引導科技人才向基層一線流動，打破區域人才流動壁壘，促進產才深度融合，現組織實施2023年科技人才服務企業項目，著重促進武漢市內高校、科研院所科技人才資源與武漢市外企業創新資源充分融合，推進區域協調發展。
湖北省科技廳
2023-02-22
聚變等離子體微波反射成像系統
主要功能和應用領域：微波反射結合準光學技術是測量等離子體密度漲落空間分布在國際上新的發展方向。微波反射成像診斷是近十年來在微波反射技術和準光學成像技術基礎之上發展起來的，主要用于測量等離子體二維或三維磁流體不穩定性以及電子密度漲落的新技術。 微波反射成像系統照片 特色及先進性：采用微波反射及準光成像相結合的方式，探測聚變等離子體內部密度擾動，為診斷等離子體提供新的更有力工具。 技術指標：縱向分辨率3-8cm可調；接收陣列：2*8。 能為產業解決的關鍵問題和實施后可取得的效果：可以通過多個頻率，將通常的二維密度擾動診斷變為三維診斷，為更深入的研究聚變等離子體內部機理提供有力手段。
電子科技大學
2021-04-10
基于圖像序列的超分辨率成像技術
基于真實成像模型，圖像序列/視頻數據的通用超分辨率重建方法；對弱紋理目標的高清重建，對超精細紋理的精確預測與重建。
東南大學
2021-04-11
生物醫學電磁信息檢測與功能成像
一、 項目簡介生物電磁信號攜帶有生物活體的生理、病理信息，檢測和提取有用生物電磁信號并據此分析其內部電磁過程，對于揭示生命活動本質和醫學診斷治療都具有重要意義。課題組于1995年開始對生物醫學電磁場問題數值求解方法及應用進行研究，1997年主持了國家自然科學基金電工學科首個生物電磁領域課題“生物醫學電磁逆問題求解的數值方法研究”。二、 項目技術成熟程度在生物醫學電磁問題數學建模與求解方法方面，針對腦電（EEG）和電阻抗成像（EIT）的正、逆問題，分別建立了二維與三維數學模型、靜態和動態求解模型，研究高效快速的求解方法。在功能成像方面，針對肺功能、乳腺癌以及腔內心肌瘢痕等檢測問題，研制了128通道多頻電阻抗實時監測與成像系統，對人體胸腔和乳腺的電阻抗特性進行檢測與功能成像。三、 技術指標（包括鑒定、知識產權專利、獲獎等情況）近年來獲河北省自然科學二、三等獎各1項；完成和承擔國家自然科學基金重點項目2項，國家自然科學基金面上項目2項，省部級項目10余項；出版專著2本，發表論文百余篇，其中大部分被SCI、EI檢索；申請專利2項。四、 高清成果圖片3-4張 人體胸腔呼吸過程電阻抗信息檢測與功能成像
河北工業大學
2021-04-11
遠程熱成像人體體溫檢測報警裝置
福州大學物信學院黃衍堂教授團隊與福建美營自動化科技有限公司進行產學研合作，成功研發“遠程熱成像人體體溫檢測報警裝置”。該設備已經在福州高新區管委會試點投入使用，被應用于抗擊新冠病毒疫情的戰疫。
福州大學
2021-04-10
聚變等離子體微波反射成像系統
微波反射結合準光學技術是測量等離子體密度漲落空間分布在國際上新的發展方向。微波反射成像診斷是近十年來在微波反射技術和準光學成像技術基礎之上發展起來的，主要用于測量等離子體二維或三維磁流體不穩定性以及電子密度漲落的新技術。
電子科技大學
2021-04-10