光生物學研究技術

智能LED光源與生長箱

SpectraPen手持式高光譜儀

Specim高光譜成像技術

FluorCam葉綠素熒光成像技術

Thermo-RGB紅外熱成像技術

智能LED光源與FytoScope生長箱

• 歐洲科研級智能LED光源技術
• 不同波段、不同光強智能LED光源供選配
• 調制式光源，可模擬晝夜節律、多云天氣等不同光照狀態
• 可選配不同光敏色素激發光源、不同比例光質（如不同比例紅光與遠紅光）
• 應用于植物科學、作物科學、光生物技術、光醫學與光療研究、生物培養與氣候室等

1. SL3500智能LED光源儀：

有白色、冷白色、紅色、綠色、藍色及遠紅不同光源，大光強達3,000 µmol.m^-2.s^-1 @ 20 cm，有13x13cm、20x20cm、20x30cm不同規格

2.Fyto智能LED光源板、智能LED光源管、智能LED培養臺（架）：

可選配單色光源、雙色光源或多色光源板，客戶定義protocols，每一種波段光源可獨立1%-100%調控，高穩定性、高均一性、低功耗，可連續使用70000小時；標配27x81cm或27x41cm。模塊式智能LED光源管，強度1%-100%可調，標配5700K冷白光（可選配其它顏色），光量子通量2000 µmol.m^-2.s^-1，用于溫室、培養臺架等。單層或多層培養臺或培養架，標配冷白光+紅外光（模擬自然光照），可選配其它波段其它顏色LED光源

3、FytoScope培養箱/生長室

基于智能LED光源技術，溫度、濕度及CO2調控。包括FS360臥式人工氣候箱/生長箱或FS130小型立柜式培養箱和FS-RI大型立柜式生長室、FS-WI步入式生長室等。

4、集裝箱式生長艙/氣候艙

Growth Capsule生長艙/氣候艙采用集裝箱式設計，可方便移動運輸,由一個獨立的單元或兩個單元組成。Growth Capsule意味著可以在任何地點、任何環境條件下進行生態環境模擬實驗和植物培養！

5、藻類培養與在線監測

包括FMT光養生物反應器、MC1000多通道藻類培養與監測系統等，可選配不同光源、多通道光源，光源、溫度及CO2/pH調控，可在線監測藻類葉綠素熒光、CO2/CH4/O2及光密度等，可與MS GAS-100質譜聯用。

SpectraPen手持式高光譜儀

1、SpectraPen mini高光譜儀

ü Mini版手持式高光譜儀，緊湊、防濺水，重量僅60g

ü 紫外光-可見光-近紅外波段，340-850nm

ü 光譜測量、光通量測量、光輻射測量

ü 手機APP在線數據采集測量

2、SpectraPen-LM手持式高光譜儀

SpectraPen LM510是目前功能為全面的多用途手持式高光譜儀，不但可以測量光譜特征曲線，同時計算用戶波段的Lux（勒克斯）、Lumen（流明）、PAR（光合有效輻射）和Watt（瓦特）值，用于在實驗室、溫室或野外進行光強、光質和光譜圖測量。還可以應用于環境、農業和生態學研究，比如人造光源測試、自然光監測等。

SpectraPen LM510通過觸控屏進行操作，配備余弦校正頭和內置GPS，由可充電鋰電池供電。光譜圖和所有計算數據都能夠實時顯示并自動存儲到儀器內存中。通過軟件包可將數據通過USB或藍牙下載到電腦中并進行進一步的數據處理。

3、SpectraPen-SP手持式高光譜儀

用于快速測量光譜吸收、反射、透射、顏色分析、熒光測量等，有UVIS和NIR兩個量程版本，前者光譜范圍為340-780nm，后者為640-1050nm。

4、PlantPen手持式NDVI/PRI測量儀

PlantPen是一款在葉片尺度上（帶葉夾）快速測量植物反射光譜指數的便攜式儀器，配置有NDVI或PRI這兩種應用為廣泛的植物光譜反射指數（用戶也可定制其它植物光譜反射指數）：PlantPen PRI 和PlantPen NDVI，PRI (Photochemical Reflectance Index) 為光化學反射指數。NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)為歸一化植被指數。

5、PolyPen手持式植物光譜反射指數測量儀

PolyPen（RP 410）是一款葉夾式高光譜儀，通過內置光源（氙氣白熾燈380-1050nm）和高靈敏度檢測器測定植物葉片的反射光譜，還可以測定透光度和光譜吸收率。PolyPen軟件內置了幾乎所有常用的植物光譜反射指數公式，例如NDVI，PRI，NDGI等，測得的數據以圖形或數據表的形式實時顯示在儀器的顯示屏上，并儲存在儀器的內存里，可通過USB或藍牙下載到電腦里。PolyPen有380-790nm和640-1050nm兩個波段范圍可供選擇。

6、PolyPen-Aqua試管式高光譜儀

PolyPen-Aqua試管式高光譜儀用于測量液體樣品的光吸收和光投射，波段范圍為380-790nm，內置氙氣燈光源、GPS，觸摸屏操作，既適于實驗室也適于野外使用（參見上右圖）

7、LaiPen手持式葉面積儀

LaiPen LP110葉面積指數測量儀用于測量闊葉冠層的葉面積指數（Leaf Area Index，LAI），其主要技術特點為：

• 結構緊湊、便攜性強，檢測器、控制單元、存儲單元集成于僅手機大小的儀器內，重量僅180g
• 環境適應性強，大部分日照條件下都可以得到準確的數據，無需其他測量LAI的儀器要求的有云或者特定日傾角等條件
• 內置藍牙與USB雙通訊模塊, GPS模塊，輸出帶時間戳和地理位置的數據
• 配置靈活，可以手持測量，也可配備三角架進行自動監測
• 可同時測量葉面積指數和光合有效輻射PAR

Specim高光譜成像技術

芬蘭Specim公司，高光譜成像技術的者，其產品技術涵蓋可見光-近紅外（VNIR）、短波紅外（SWIR）、中波紅外（MWIR）及長波紅外LWIR高光譜成像，廣泛應用于植物/作物科學、農業科學、中藥學、地質地球科學、生態與環境科學及工業領域等。

• 植物/作物表型組學研究分析
• 作物育種與種子品質檢測
• 食品檢測
• 植物/作物脅迫生理響應
• 作物病理學分析與病原檢測
• 中藥成分分析與品質檢測
• 光生物學研究

1. Specim IQ 手持式VNIR高光譜成像儀

IQ手持式高光譜成像儀是Specim于2017年研制生產的新輕便型高光譜成像儀，集高光譜數據采集、數據處理和處理結果可視化于一體，一經問世即引起的關注，并榮獲德國設計協會“紅點設計獎”——*的工業設計獎項、連續兩年獲得“inVISION創意獎”（inVISION Top Innovations 2018 award）。IQ通過自帶的觸摸屏就可實時實現基本數據的采集和分析過程，實現智能化操作，克服了市場上高光譜相機操作復雜、使用不便等缺點。

主要技術性能指標：

1) 機身小巧輕便，只有1.3kg，實現輕松手持操作；

2) 具備光譜和取景器雙鏡頭

3) 一體式設計，內置自動推掃、數據采集處理、操作系統、觸摸屏及操作鍵、GPS等

4) 現場實時快速檢測、全自動智能分析、高質量光譜大數據

5) 波段范圍400-1000nm，7nm光譜分辨率，204個波段

6) 圖像分辨率512x512像素，像素大小17.58um

7) 視野31度，物距15cm至無窮遠，1m視野55x55cm

8) 數據格式：Specim數據集，與ENVI等兼容

9) 32GB SD存儲卡，可通過USB輸出

10) 5200mAh鋰電電池

11) 防護級別：IP5x，可選配防護外套

2、Specim FX10/FX17/FX50輕便型高光譜成像儀

FX系列輕便型高光譜儀涵蓋可見光、近紅外及中波紅外三個波段，包括400-1000nm（FX10）、900-1700nm（FX17）和2700-5300nm（FX50）三款，具備便攜性強、成像速度快、信噪比高等特點，2017年被inVISION雜志評為“機器視覺超佳創新獎”。

功能特點：

1) 擁有GigE Vision和CameraLink兩種接口選擇，配置軟件開發包，滿足用戶的多樣化需求

2) 線陣推掃成像方式，在具有高速成像的同時，同一時間獲得目標區域的所有光譜信息數據，保證每一個空間像素的光譜純潔度，為客戶提供更加真實準確的高光譜數據

3) 采用高透光率的光學設計（F/1.7），把相機的聚光能力提升到了一個嶄新的標準，并且只需要一個線光源就可滿足設備需求

4) 經過實驗室統一進行波長標定，保障每臺設備都可產生相同的可重復光譜數據，方便安裝和替換，無需返廠再次標定

5) 高靈敏度快速光學結構，成像速度快，全譜段采集速度為330行/秒

6) 采集方式靈活，具備多區域選擇功能（MRO），波段可選，既可選擇采集全部220波段，也可選擇感興趣的任一波段

7) 結構緊湊小巧，操作簡便

8) 高速成像、高信噪比

9) 新推出MLIR中波段高光譜成像FX50，用于材料分類檢測（木材、紙、地質、塑料等）、溫度成像、氣體泄漏成像等

主要技術指標：

3、Specim AisaIBIS葉綠素熒光高光譜成像儀

AisaIBIS葉綠素熒光高光譜成像儀由Specim公司與德國Juelich研究中心為歐洲太空局（ESA）地球探測項目（FLEX）研制的Hyplant傳感器，是世界上一款商業化高光譜葉綠素熒光成像儀，采用夫瑯和費線深度法，可以檢測太陽輻射誘導葉綠素熒光（Sun-induced Fluorescence），用于陸空雙基植物葉綠素熒光高光譜成像測量分析，可得到NDVI、EVI、F760（植物葉綠素熒光）等參數。

4、SisuCHEMA高光譜成像分析系統

SisuCHEMA高光譜成像分析系統是一套完整的高光譜成像分析工作站，整合了VNIR至SWIR高光譜成像技術、自動掃描技術及高光譜物質分析技術（軟件），使用者只需要將放置在樣品盤中的待檢樣品置于推掃臺上，即可通過軟件進行掃描控制，實時進行光譜二維影像信息的獲取和保存，可同時對大量的樣品或不同形狀的樣品進行光譜成像測量分析，包括組成成分/化學組成量化數據及其分布信息等，樣品大為200x300x45mm，對10mm以下樣品其分辨率可達30μm。

• 植物表型組學研究分析
• 蛋白組學研究分析
• 代謝組學研究分析
• 藻類表型研究分析
• 種子品質檢測、活力檢測
• 植物病理、病原檢測
• 中草藥檢測研究
• 根系分析
• 食品檢測分析
• 海洋科學研究

主要技術指標：

5、SpectraScan推掃式高光譜成像系統

SpectraScan推掃式高光譜成像系統基于Specim推掃式高光譜成像分析技術，由高光譜成像儀、自動掃描臺架（可選配近地遙感平臺、EcoDrone無人機遙感平臺等）和數據采集處理軟件組成，用于植物表型分析、植物生理生態學研究、遺傳育種、種子質量檢測、中草藥鑒定、食品檢測、動物表型分析、文物鑒定、地礦探測等領域。

常用高光譜成像儀選型：

可根據需要選配其它技術指標高光譜成像如AisaOWL長波段紅外LWIR高光譜成像、AisaFENIX400-2500nm全波段高光譜成像、AisaKESTREL 600-1640nm高光譜成像等

葉綠素熒光技術與FluorCam葉綠素熒光成像

PSI公司總裁Trtilek博士與科學家Nedbal教授等先后研制生產了世界上雙調制葉綠素熒光儀（Martin Trtilek etc. Dual-modulation LED kinetic Fluorometer. Journal of Luminescene, 1997）、手持式葉綠素熒光儀，并將PAM葉綠素熒光技術與CCD技術結合在一起，研制成功了FluorCam葉綠素熒光成像技術（Nedbal etc. Kinetic imaging of chlorophyll fluorescence using modulated light. Photosynthesis research, 2000），并于1997年為美國華盛頓大學提供了*商業FluorCam系統。FluorCam葉綠素熒光成像技術成為上世紀90年代葉綠素熒光技術的重要突破，使科學家們對光合作用與葉綠素熒光的研究一下子進入二維世界，并成為現代基因組學、表型組學及遺傳育種研究的有力工具。（詳細介紹參見“FluorCam葉綠素熒光技術及其應用”）

易科泰生態技術公司提供葉綠素熒光技術全面解決方案：

• FluorPen、AquaPen手持式葉綠素熒光儀及葉綠素熒光監測方案，葉綠素熒光技術盡在掌握中
• FL6000雙調制葉綠素熒光儀，時間分辨率可達1微秒，PAM脈沖調制、OJIP快速熒光動力學、QA再氧化動力學、S狀態轉換、光響應曲線、STF單周轉飽和光脈沖葉綠素熒光動態、TTF雙周轉光脈沖葉綠素熒光動態、MTF多周轉脈沖葉綠素熒光動態、FRR、等protocols及多光譜激發葉綠素熒光和同步溶解氧（光合作用）測量全面技術方案，還可與TL6000葉綠素熱釋光測量技術配合應用。

• FKM葉綠素熒光動態顯微成像與光譜分析系統——細胞與亞細胞水平葉綠素熒光與多光譜熒光動態成像（參見上圖）
• FluorCam便攜式葉綠素熒光成像系統——野外便攜式葉綠素熒光成像分析的優良選擇
• FluorCam封閉式葉綠素熒光成像系統——植物生理生態研究、臺式高通量表型分析
• FluorCam模塊式葉綠素熒光成像系統——有13x13cm標準版和20x20大型版，可選配多激發光多光譜熒光成像
• FluorCam大型版葉綠素熒光成像平臺，有實驗室版和野外版供選配，成像面積35x35cm
• FluorCam多光譜熒光成像技術方案
• FluorCam樣帶掃描式葉綠素熒光成像系統
• FluorCam光合聯用葉綠素熒光成像系統
• FluorCam葉綠素熒光與高光譜成像聯用系統
• FluorCam葉綠素熒光成像與紅外熱成像聯用系統

Thermo-RGB紅外熱成像技術

所有高于零度（-273攝氏度）的物體都會發出紅外輻射（熱量），這種輻射熱可以用紅外輻射傳感器測量到，如易科泰生態技術公司提供的Spectra-Thermo光譜與熱輻射監測系統（參見下左圖），可以用于監測光合有效輻射、NDVI/PRI及葉片、冠層、樹干等的溫度（為非成像系統，可選配Thermo-RGB紅外熱成像）。

左圖：Spectra-Thermo光譜與熱輻射監測系統；右圖：Thermo-RGB紅外熱成像

紅外熱成像則可以對視野內物體發出的紅外輻射熱進行成像（參見上右圖），使物體表面溫度分布可視化（一般用偽彩顯示二維溫度變化）。

易科泰生態技術公司為植物科學研究提供紅外熱成像測量分析全面解決方案：

• Thermo-RGB技術，紅外熱成像與RGB融合成像分析，可自動測量分析陽光照射葉片（sunlit-leaves）溫度及覆蓋度、陰影葉片溫度及覆蓋度、土壤溫度及覆蓋度等，并進行冠層顏色分析測量、頻率直方圖分析等
• 科研級紅外熱成像，多點黑體和環境溫度校準并具備校準證書，保障每個像素都給出的溫度值
• 波段7.5-13.5μm，分辨率640x512像素，溫度靈敏度可達0.03攝氏度（30mk）
• 強大的軟件分析功能，可即時顯示任意點的點溫、線性范圍溫度分布曲線、任意區域范圍平均溫度及大小溫度、溫度分布頻率直方圖、3D溫度分布等等
• 手持式、在線式、固定監測式等不同選配方案
• 紅外熱成像與葉綠素熒光成像技術集成方案
• 紅外熱成像與高光譜成像技術集成方案
• 無人機紅外熱成像遙感技術方案
• 應用于植物氣孔導度研究、植物脅迫特別是干旱脅迫成像分析研究等
• 植物水分脅迫指數mapping技術方案

左圖：野外紅外熱成像監測；右圖：稻田干旱脅迫紅外熱成像分析研究

左圖：小麥抗旱性監測；右圖：無人機紅外熱成像遙感監測作物干旱脅迫