智能型测斜仪

2019 年 10 月 23 – 26 日，2019北京分析测试学术报告会暨展览会 (BCEIA 2019) 在北京国家会议中心举行。力扬企业在会上正式展出了旗下子公司 LABVO TECH 首度推出的智能型实验室。技术人员在展台上通过实时操作展示了此款集创新、智能化和人性化于一体的智能型实验室，吸引了众多观展用户到场围观。 BCEIA 大会创办于 1985 年，至今已成为中国分析测试领域规模最大、最具影响力的国际性学术会议及展览会，为推动我国分析测试科学和仪器制造技术的发展起到了重要作用。国家 “十三五” 生物产业发展规划中明确指出，要加快制药装备的升级换代，提升装备的自动化、数字化和智能化水平，实验室科学仪器设备革新已蓄势待发。BCEIA 2019 云集了诸多知名的科学家、仪器厂商以及国内外分析测试领域大咖，为响应我国科学仪器设备自主创新发展积攒能量。 力扬企业引领中国科研实验室变革 如今大部分实验室的设计仍旧沿用几十年前的模式，然而常规和高端的实验室仪器在过去几十年里已有了翻天覆地的变化，如功能的多样性及仪器的精准度，这要求实验室的整体规模要更加个性化和先进化。面对实验步骤的复杂程度一再提升，样品量规模的持续上涨，不难发现市场的需求在不断改变和升级，移动通讯方式也在迅速发展，实验室智能化不再是片刻的需求，而是长远的规划。此次力扬企业展出的LABVO智能型实验室，结合AI、云计算、智能设备以及混合现实技术等，把智能型实验室这一概念落地，现场为大家演示了智能管理系统SmartAssistant，这个系统由SmartGuide、SmartLogistic、AutoStep、SmartMatch、SuperVision这五大重要功能单元组成。LABVO智能型实验室是全国首家集合了以上五大元素且成功运行的智能化实验室平台。 将国际上先进的科学理念、技术及性能引进国内，并与中国的传统文化及元素相结合，助力中国企业在科研领域的快速发展是力扬一直以来的追求。力扬企业行政总裁黄凯扬先生表示：“从仪器设备代理商到提供实验室自动化解决方案，再到如今 LABVO智能型实验室的诞生，我们要做的很简单，就是迎合时代发展，响应政策纲要，革新中国科研实验室。” LABVO智能型实验室模型 实验室开启 “智能化” 革新之旅 LABVO智能型实验室能够帮助实验人员更好的实现人机互动。无论是多项目多终端同时进行，还是突发状况应急响应，智能管理系统SmartAssistant都能保证各项目顺畅进行。SmartGuide充分利用了混合现实技术快速指导实验。SmartLogistic根据资源前置期遇到的问题进行自动化采购，保证实验顺利进行。AutoStep是通过智能运算，进行互斥资源的最优排程。SmartMatch则通过统计拟合等方法，对现有数据进行多维度分析，以达到对下一步实验数据进行推演和预测模拟。SuperVision实现了让实验人员以第一人称视角远程参与实验，并且协助问题解决。力扬研究员正在进行TCM中药提取实验（左）QueChERS农产品检测实验（右） 力扬研究员正在进行DNA检测实验力扬企业的三位研发人员现场在SmartAssistant系统的帮助下进行了三个不同的实验项目，在同一平台上，同时进行，并且有效互动，真正实现了资源共享，且高效优质的完成了各自的实验成果。力扬企业仍在不断拓展和升级 LABVO 智能型实验室的应用及技术。“相信在不久的未来，我们能看到 LABVO 智能型实验室与国际水平接轨，并为中国越来越多的企业带来可观的效益”，黄凯扬先生补充道。 力扬企业技术副总裁卢富荣（左）、力扬企业CEO黄凯扬（中）、力扬企业项目经理安守星（右）LABVO 智能型实验室应用广泛，未来可期 LABVO 智能型实验室的应用领域十分广泛，生物样品前处理毋庸置疑优先享受到了 “智能化” 所带来的益处。现场演示过程中力扬将高通量高产出的瑞士 Chemspeed 自动化模块工具应用在 LABVO 智能型实验室当中，并且结合了机械臂标准化和规范化的操作流程提取样品，使得实验结果更加精准高效。 随着越来越多利好政策的出台，我国也在持续加大对科研实验室的建设力度，引进更智能化的软硬件设备已经成为一种趋势，但基于多方面综合因素考虑，一个全智能化和数字化实验室的落成是一个漫长的过程，力扬企业则抢先一步，推出了 LABVO智能型实验室。“今天我们所看到的智能型实验室只是一个概念雏形，面对5G和人工智能快速发展的时代，智能型实验室的发展必将拥有无限可能。未来，希望有更多的伙伴可以加入我们，让这段漫长的革新旅程不再孤单。” 历经二十余年发展的力扬企业服务过各个领域，包括医药、石油化工、食品领域的质量控制和研发实验、政府部门及大学研究所等。如今我们看到了 LABVO智能型实验室在样品前处理的应用前景广阔，未来，期待随着 LABVO 智能型实验室的不断完善和成熟，为更多不同领域的中国企业带来效益。

HORIBA Scientific在智能型显微拉曼光谱仪XploRA广受赞誉的基础上，发布了新的智能型倒置显微拉曼光谱仪XploRA INV 。 XploRA INV 继承了XploRA 高自动化和结构紧凑占地面积小的优势，同时还具有倒置显微镜独有的分析功能，对于难度大、要求高的生物样品研究具有特别重要的意义，例如细胞研究、癌症探测、细胞内药物活性的表征、微反应器监控等。此外，XploRA INV 系统能够方便的和AFM联用，进行Raman-AFM联合分析以及TERS(针尖增强拉曼光谱)分析，使得超高空间分辨率的结构分析以及样品表面形貌分析得以同时实现。 XploRA INV 的开放性结构确保了倒置显微镜的所有附件或其它附加装置，如微型操控器、光镊以及细胞研究所需要的特定附件都能自由添加以及使用。XploRA INV 系统还拥有一些特有的模块和技术可以选择性集成。例如HORIBA拥有的DuoScan扫描技术，该技术拥有多种工作模式，可以快速进行拉曼和荧光光谱成像；又如新型的3D共焦快速荧光成像模块，可以进行超快速激光扫描成像，快速得到样品成分分布，并迅速对感兴趣的区域进行定位。 XploRA INV 可配置多至3个内置半导体激光器，如532 nm, 640 nm, 785 nm， 还可以选择外置的其他激发波长，从而实现共振拉曼或用户其它特殊需求。 点击此处,获得有关XploRA INV 的展示视频

导读 高光谱成像传感器是近几年研究用于监测不同环境中农作物和植被的有效工具。植物的生理学，形态学或生物化学信息可以通过非接触的方式以及不同尺度下评估。例如，利用高光谱传感器用于植物表型分析或农业中的生理胁迫研究。截至目前，市面上有各种非成像和成像高光谱传感器可供选择，这些仪器进行测量的过程相当复杂。因此，现代化检测及研究中对易于用户操作的高光谱传感器的需求日益增加。芬兰新发布的一款新型小型手持式智能型高光谱相机——SPECIM IQ，就是基于用户的现代化便携操作而设计的。SPECIM IQ的机身小巧轻便，只有1.3kg，实现轻松手持操作；同时在相机中直接集成了操作控制系统，通过相机自带的触摸屏就可实时实现基本数据的采集和分析过程（如预处理和分类例程），实现智能化操作。便携手持、现场实时快速检测、全自动智能分析、高质量数据，相信 SPECIM IQ 如此多的现代化特征会让您的高光谱研究更加得心应手！以下我们将SPECIM IQ采集的高光谱数据与已经十分成熟高光谱成像仪技术SPECIM V10E 进行定性对比，发现SPECIM IQ便携手持的设计并未影响到相机的数据准确性，一致地获得了高质量高光谱数据。同时，手持智能型SPECIM IQ还可以实现对植物表型的鉴定以及病害研究检测等，在植物科学研究及其他领域具有无限可能。1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ与SPECIM V10E的定性对比 通过与性能的SPECIM V10E相机对比，我们评估了新型SPECIM IQ的成像质量。SPECIM V10E在推扫式高光谱相机领域是一款具有代表性且广受好评的产品，与SPECIM IQ具有相同的光谱范围（400-1000nm）。在实验过程中，通过采用4倍的光谱合并，达到与SPECIM IQ相似的光谱采集，共有211个波段，每行数据具有1600个像素。研究人员利用两款设备分别在室内（卤素灯光源）和室外（自然光光源）对具有不同颜色的样本：纸片和聚乙烯胶片，进行了高光谱数据采集和对比。 图1 智能型高光谱相机SPECIM IQ（207mm*91mm*74mm） 经过对比，得到如图2所示结果。对相同样本，两款设备采集的光谱形状高度重合：实验室的平均值是0.009，室外平均值为0.043。SPECIM IQ和SPECIM V10E的平均标准偏差分别为室内（0.017和0.021）和室外相同（0.029和0.029），但SPECIM IQ更为均，SPECIM V10E在光谱边界处具有更高的噪声水平（400 -450nm和400-450nm）900-1000nm，见图2）。研究表明，除了925-970nm范围内的大气水汽吸收带之外，周围光谱的原始信号较弱，导致反射信号的快速增加。 图2 平均光谱包含绿色纸片（A）和紫色聚乙烯片（B）的标准差，C表示室内测试的不同颜色的样本 图3 室外数据的光谱对比（A-D）：绿色纸片、暗黄色纸片、紫色聚乙烯胶片以及蓝色聚乙烯胶片 2、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对拟南芥的生理胁迫研究 通过植被指数可评估不同状态下植被的生理结构和功能特性，包括生物量、冠层结构、叶面积指数、叶绿素含量以及植物冠层的光利用效率等。研究人员利用SPECIM IQ对拟南芥的两个变种在胁迫状态下的生理状态分别进行了研究。由于缺乏PsbS蛋白质和紫黄质脱环氧化酶，拟南芥的变种样本对光能量利用能力减弱（非光化学淬灭），但在室温条件下可正常发育，在高光照条件下，突变体可能受光损伤，这些都是肉眼无法察觉的。利用SPECIM IQ对18个样本进行数据采集，并对所采集的数据进行植被指数计算，在此基础上，对样本的叶绿素含量和类胡萝卜素转化的敏感程度进行了评估（图4）。 图4 在非胁迫适应（NSA）和胁迫适应（SA）拟南芥野生型（Col-0）和PQ缺陷突变体（npq1和npq4）之间观察到的差异。 左侧面板显示选定感兴趣区域的假彩色图像（A） NDVI（C） REIP（E） 和由SPECIM IQ采集数据计算的PRI（G）。 右侧面板显示计算出的平均值和标准差（B） NDVI（D） REIP（F） 和PRI（H）从三个单的植物随机分布在成像框架，不同的字母表示基于LSD的显着差异（a = 0.05）。 研究表明，SPECIM IQ可用于拟南芥中叶绿素（NDVI）和叶黄素（PRI）的含量的检测，并能评估植株样本的状态。通过验证具有代表性的植被指数，可为其它植被指数的评估计算提供样例，并为在植被研究领域获得更多生理信息奠定了基础。 3、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ对大麦白粉病的研究 高光谱成像作为非接触式的测量传感器，在植物疾病严重程度与宿主植物对特定植物病原体的易感性的评估方面有很大的应用。本研究利用SPECIM IQ评估了不同大麦品种在冠层尺度上的白粉病严重程度，并对品种Milford和Tocada进行了4个和7个不同的白粉病易感性等的比较。研究准确地检测了两个品种的白粉病症状，并通过高光谱成像结合数据分析方法评估品种的不同疾病严重程度。研究人员利用SPECIM IQ对在温室中培养的360个大麦植物样本（稳定的漫射光条件下培养）进行检测，并使用的白色参考板（见图5）和SPECIM IQ的内置功能对高光谱数据进行归一化。研究人员利用SPECIM IQ Studio的光谱角匹配方法（SAM）进行感染检测并与支持向量机分类（SVM）方法进行对比，检测到上部叶中具有类似病状的区域。 图5 使用光谱角匹配（SAM）和支持向量机（SVM）对白粉病进行分类，图像左侧包含白色参考面板研究表明，大麦白粉病的样本检测到的疾病症状分别为所有植物像素的25.8％和4.4％，而健康部分只有2.0％和2.2％。现有的错误分类主要是白色参考边界处（看起来像叶面上的白色菌丝体）混合像素的影响。为了消除这种系统偏差，通过减去错误分类像素量来确定疾病严重程度，预测分析的品种的2.2％至23.7％的强烈差异。因此，SPECIM IQ可用来测量评估复杂冠层的疾病严重性，控制光源照明条件保证高信号质量，此项研究也证明SPECIM IQ空间分辨率足以确定大麦叶片上的单一症状。4、总结 手持智能型SPECIM IQ相机在植物生理和病害检测中具有巨大潜力。通过SPECIM IQ与SPECIM V10E室内和室外环境中对不同材质色卡辐射测量评估，得到两者的光谱特性高度一致性。根据植被指数分析得到的结果表明手持智能型SPECIM IQ在植物研究和表型分型策略的背景下的应用潜力：对于白粉病的评估，表明SPECIM IQ具有足够的测量能力，并且与SVM相结合，在量化中对视觉评估的高度一致性。作为新智能型的高光谱相机设备，手持式SPECIM IQ除具有高精度的数据质量外，其设备本身具有高紧凑性、可移动性强和快速集成处理能力，为科技新领域的应用创造了有利条件。手持智能型SPECIM IQ的发布让高光谱传感器技术以实验室设备的质量水平传输到温室和现场，而无需任何载体平台或控制和存储设备，因此，该款设备的诞生无疑可以支持各个场景下的不同应用，并推动现代高光谱技术在更多领域的发展和影响。 相关产品及其链接1、手持智能型高光谱相机SPECIM IQ：http://www.instrument.com.cn/netshow/C282348.htm 2、芬兰SPECIM高光谱航空遥感成像系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/C160539.htm 3、芬兰SPECIM 工业高光谱相机FX系列：http://www.instrument.com.cn/netshow/C265811.htm