多譜超分辨菌落成像系統

• 更新時(shí)間：2024-07-24
• 產(chǎn)品型號：HD5000
• 產(chǎn)品價(jià)格：

HD5000多譜超分辨菌落成像系統是迅數科技2020出品、軟硬件配置的旗艦機型，符合人體工學(xué)的全金屬機箱設計，精致、堅固。
*設計的平皿萊因伯格照明系統，具有156種組合照明模式，可為平皿、多孔板菌落、細胞克隆、病毒蝕斑拍攝華美的影像，是圖像數據保存、文獻發(fā)表的有力工具。

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HD5000多譜超分辨菌落成像系統是迅數科技2020出品、軟硬件配置的旗艦機型，符合人體工學(xué)的全金屬機箱設計，精致、堅固。

*設計的平皿萊因伯格照明系統，具有156種組合照明模式，可為平皿、多孔板菌落、細胞克隆、病毒蝕斑拍攝華美的影像，是圖像數據保存、文獻發(fā)表的有力工具。

4/3英寸超大面陣CMOS傳感器與大視場(chǎng)高清定焦鏡頭搭配，菌落影像通透、色彩細膩，展現培養基深層微小菌落，抑菌圈輪廓清晰、銳利，保證了圖像分割的精度和重現性。

軟件功能豐富、易用，融菌落計數、抑菌圈測量、菌種篩選三大功能于一體?？蓪?shí)現：快速統計、多算法高級統計、網(wǎng)格濾膜、3M測試片、典型菌篩選、菌株特性描述、雙圈分析、抑菌圈測量。

微生物平皿成像的“數字影棚”

• “數字影棚”的光源控制

專(zhuān)業(yè)設計的平皿載樣艙，可實(shí)現培養皿的霧光漫反射照明、懸浮暗視野照明、彩色凌透背光照明、多譜萊茵伯格照明，紫外激發(fā)照明，拍出不同尋常的科研級精美照片。

光源控制器采用隱藏式吸彈門(mén)設計，具6路照明選擇開(kāi)關(guān)、4通道無(wú)級亮度調節、雙通道色溫調節、12路彩色背景選擇、12路萊因伯格光選擇。

• 多譜萊因伯格照明

多譜萊因伯格照明是迅數創(chuàng )造的平皿大視場(chǎng)暗域照明技術(shù)，12通道不同波長(cháng)的可見(jiàn)激發(fā)光以環(huán)幕逆透射聚光照明菌落，輔以不同的彩色凌透光，可構成156種組合照明模式，使培養基形成均勻的背景色，菌落勾勒出鮮亮的自然色澤與輪廓。

無(wú)需化學(xué)染色，即可使菌落或細胞克隆實(shí)現無(wú)損光著(zhù)色，便于觀(guān)察細微結構，識別、計數。

萊因伯格照明實(shí)際樣張：

• 懸浮式暗視野照明

懸浮式暗視野由暗域輪廓光與黑色背景構成。柔和的白色LED輪廓光，使平皿中央到邊緣的菌落得到均勻的照明，而光線(xiàn)幾乎穿透培養基，形成黑色背景下的亮色菌落，菌落與培養基形成高反差，可清晰勾勒菌落輪廓。

超分辨率 銳利展現菌落細節

1.1英寸大視場(chǎng)高清定焦鏡頭，通過(guò)較大程度地控制多種像差，無(wú)論是暗視野照明、霧光漫反射照明、萊因伯格照明，都能呈現高分辨力、高對比度的畫(huà)質(zhì)。

2100萬(wàn)像素 4/3英寸超大面陣彩色SONY CMOS 傳感器，采用雙層降噪技術(shù)，具有高靈敏度以及超低噪聲，能以無(wú)損圖像品質(zhì)呈現細微的色差和豐富的細節信息。

高保真鏡頭與大面陣相機的搭配，更能區分不同菌落、菌落與雜質(zhì)、菌落與培養基之間的差異，從而提高菌落計數、篩選的精度。

更多圖像算法 提高菌落計數精度

迅數創(chuàng )造性地研究出適合復雜菌落分割計數的快速活動(dòng)輪廓模型、多相水平集活動(dòng)輪廓模型等先進(jìn)的圖像分割技術(shù)，實(shí)現了復雜菌落、高難度平皿的準確計數。

(a) 水平集函數示意                            (b) 曲線(xiàn)演化過(guò)程

水平集活動(dòng)輪廓模型的基本原理

圖像識別分割案例：

多粘連細菌菌落計數

微小菌的識別計數：適合支原體、AMES 、嗜冷菌分析

真菌菌落計數

濾膜菌落的識別計數

顯色菌落的識別計數

高效 菌種數字化篩選

• 無(wú)損傷的多譜光學(xué)染色識別技術(shù)

通過(guò)多光譜萊茵伯格照明的光學(xué)染色技術(shù)，讓菌落或克隆形成鮮艷的顏色，便于觀(guān)察、辨別菌落的色彩和紋理細節，結合染色抗干擾精密統計技術(shù)，可以提高不同菌落識別的精度，減少培養基不平整、雜質(zhì)干擾的影響。

• 不同菌群自動(dòng)分類(lèi)識別

微生物研究中有時(shí)需要在多菌混雜情況下把目標菌分類(lèi)統計出來(lái)。不同菌種菌落的色澤、大小、輪廓存在微小特征差異。

HD5000的“單色分類(lèi)統計、多色篩選、多色自動(dòng)聚類(lèi)”工具可實(shí)現高精度識別某一類(lèi)菌落，或自動(dòng)聚類(lèi)區分不同顏色的菌落。

• 雙圈分析

通過(guò)測量透明外圈直徑和菌落直徑，自動(dòng)計算二者面積比和直徑比，并根據比值的大小自動(dòng)排序，定位出相應的菌落。適用于“抑菌圈、透明圈、變色圈、生長(cháng)圈、水解圈、溶磷圈、排油圈、溶鈣圈、溶血圈”分析，輔助抗生素、酶制劑、有機酸產(chǎn)生菌和石油、農藥降解菌的高效篩選。

• 病毒滴度分析-蝕斑/噬菌斑計數

懸浮式暗視野照明使得敏感細菌菌層為白色，烈性噬菌斑形成的透明斑為黑色；萊茵伯格照明可讓結晶紫或中性紅染色的細胞層著(zhù)色明艷，病毒空斑更易觀(guān)察。影像的銳度與反差，幫助實(shí)現蝕斑/噬菌斑的準確分割計數。

• 菌絲生長(cháng)速率分析工具

菌絲生長(cháng)速率、菌絲生長(cháng)抑制率、對峙培養分析、室內毒力測定等實(shí)驗常采用十字交叉法測量菌落直徑。由于多數霉菌菌落蔓延、疏松、邊緣發(fā)散不規則，測量的人為誤差大，效率低。迅數“霉菌一鍵測量”模塊，只需用“魔棒”在菌落邊緣點(diǎn)擊一次，即可瞬間測出大霉菌的面積、周長(cháng)、長(cháng)徑、短徑。

• 免疫學(xué)研究

迅數-多區域統計算法可以輕松實(shí)現任意多個(gè)區域的同步一鍵計數，可用于肺炎鏈球菌莢膜多糖特異性抗體調理吞噬殺菌試驗（OPKA）和抗體依賴(lài)補體介導的體外血清殺菌試驗（SBA）

• 多孔板克隆計數

高分辨率的HD5000還可用于多孔板的克隆成像。萊茵伯格照明能使結晶紫染色的腫瘤或干細胞克隆鮮艷明亮；懸浮式暗視野照明，可使軟瓊脂克隆形成高反差的圖像，自動(dòng)計數大于50um的克隆或細胞團。

• Spot assay 點(diǎn)陣分析

Spot assay常用于檢測不同培養液中細菌或酵母的生長(cháng)率、培養液的連續梯度稀釋或某個(gè)菌株基因突變型的高通量篩選 。“多區域動(dòng)態(tài)調節統計”適用于此類(lèi)分析。

抑菌圈自動(dòng)測量

• Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)

抑菌圈測量常采用鋼圈雙碟法、紙片法、瓊脂打孔法，由于試驗環(huán)節諸多因素，如：抗生素溶液濃度、培養基質(zhì)量、PH值、試驗菌菌齡、培養時(shí)間等，使得后形成的抑菌圈有些輪廓清晰，有些邊緣模糊或不整齊并伴有破裂現象。

迅數“自動(dòng)檢測、擬圓逼近、三點(diǎn)定圓”三種算法，可適應不同類(lèi)型抑菌圈的測量。

• 高對比、高分辨成像---保證測量精度

抑菌圈測量的關(guān)鍵是準確找到透明圈與底層菌的“邊界線(xiàn)”。迅數設計的懸浮式暗視野，使得透明的抑菌圈構成“黑背景”，與周邊灰白色的菌層形成高反差。

測量精度取決于數字影像畫(huà)質(zhì)，而鏡頭與相機的組合對畫(huà)質(zhì)至關(guān)重要。HD5000采用光學(xué)分辨率達150LP/mm的大靶面定焦鏡頭，將通透無(wú)畸變的光信號通過(guò)4/3英寸大面陣CMOS芯片相機，轉為高清細膩的抑菌圈數字圖像。

• 抗生素效價(jià)測定

提供一劑量法、二劑量法、三劑量法及合并計算。一劑量法符合美國藥典，二劑量法和三劑量法符合中國藥典2020版。儀器重復性自檢，測量相對誤差率≤0.002mm；均勻性自檢，相對誤差率≤0.1％。

主要功能與技術(shù)指標

• 照明系統

Ø 全封閉鋼鋁合金機箱（32×34×46cm）：精密、堅固，確保光密閉

• 平皿載樣艙：下拉式鋁合金隔斷窗，消除環(huán)境雜散光干擾，阻斷紫外泄露、避免灰塵進(jìn)入

Ø 霧光漫反射照明

1) 96顆LED列陣與納米反射材料構成嵌入式霧光系統， 360°連續漫反射，凸顯菌落色澤和紋理，消除玻璃培養皿折射形成的光斑、光環(huán)。

2) 色溫變化范圍：3100K－5800K  照度范圍 50-—7000 Lux  

3) LED壽命≧20000 小時(shí)

Ø 懸浮暗視野照明

白色LED光源，照度范圍 100—5500 Lux 顯色指數74%

Ø 彩色（12色）凌透背光照明

1) 可調式LED導光列陣，形成均勻、高亮的12種色彩透射光

2) 照度均勻度大于90%，確保培養皿邊緣與中間得到均勻照明

Ø 多譜萊茵伯格照明

1) 12通道可見(jiàn)激發(fā)光、環(huán)幕逆透射，與凌透背光可構成156種組合照明模式

2) 多光譜模式可降低培養基不平整、色變的影響，減少瓊脂雜質(zhì)的干擾

3) 無(wú)損光著(zhù)色技術(shù)與抗干擾精密統計技術(shù)結合，增強菌落之間細微顏色差異辨別，顯著(zhù)提高菌落識別、篩選的精度

Ø 紫外反射光源：254nm用于腔體消毒、紫外誘變 ；366nm 可用于熒光激發(fā)

Ø 光源控制器

1) 隱形彈吸式控制面板，6路照明選擇開(kāi)關(guān)、4通道無(wú)級亮度調節、雙通道色溫調節

2) 照明組合 自由切換

• 數字成像

Ø 1.1英寸大靶面高清工業(yè)定焦鏡頭，鏡頭中央與邊緣都保持150 lp/mm的分辨率

Ø 超大面陣CMOS相機： SONY 4/3英寸彩色CMOS 傳感器，

分辨率：2100萬(wàn)像素

單像素尺寸：4.54X4.54um

• 菌落分析模塊

1. 基本菌落計數功能

Ø 平皿類(lèi)型：傾注、涂布、膜濾、螺旋平皿、3M紙片

Ø 全皿菌落統計：菌落總數統計，并按25檔尺寸分類(lèi)顯示

Ø 區域選擇統計：可選擇圓形、矩形、任意圈定區域進(jìn)行統計

Ø 多域平行統計：一次性多區域同步統計；多區域“鏤空”統計

Ø 直徑分類(lèi)統計：設置直徑范圍，統計特定大小的菌落

Ø 鼠標點(diǎn)擊統計：快速標記、添加菌落，適合培養皿邊緣菌落的計數

Ø 菌落粘連分割：自動(dòng)分割相互粘連的菌落，鏈狀菌落由用戶(hù)選擇分割或不分割

2. 快速菌落統計

Ø 滾輪參數調節統計（4種）：均質(zhì)平皿、背景不均、微小菌落、彩色背景

Ø 一鍵響應統計（3種）：?jiǎn)紊y計、霉菌統計、反式統計

3. 高級菌落統計

Ø 動(dòng)態(tài)調節統計：可對統計結果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節修正，快速獲取統計效果。

Ø 偏差預估統計：適用于菌落顏色多且復雜的情況。

Ø 水平集多模型算法：搜索運算，獲取圖像分割效果，適應培養基背景變換

Ø 特定菌落統計：根據菌落色澤、大小、輪廓特征，識別特定菌落

Ø 反式統計：適合菌落類(lèi)型極其復雜而培養基背景均勻

Ø 高粘連菌統計：適合多重粘連菌的分割計算

Ø 雜菌、雜質(zhì)剔除：根據形態(tài)、尺寸、顏色的區別，進(jìn)行自動(dòng)雜菌、雜質(zhì)剔除

Ø 螺旋菌落統計：根據FDA標準自動(dòng)計數螺旋平板，支持指數模式、緩慢指數模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美國SBI、西班牙IUL螺旋接種儀。

4. 網(wǎng)格濾膜與3M測試片

Ø 黑色實(shí)線(xiàn)網(wǎng)格一鍵統計

Ø 3M細菌總數測試片、3M測試片：一鍵統計

Ø 3M大腸菌群測試片、3M大腸桿菌/大腸菌群快速測試片：一鍵統計+人工選擇

5. 典型菌篩選

Ø 單色分類(lèi)統計：根據顏色精度、擴散度和菌落大小、輪廓特征，篩選特定菌落

Ø 多色自動(dòng)聚類(lèi)：根據顏色聚類(lèi)精度，自動(dòng)區分24種不同顏色的菌落

Ø 多色篩選：一次篩選1-8種顏色菌落

Ø 透明圈特性分析：適用于抑菌圈、水解圈、變色圈、溶鈣圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析

Ø 雙色圈自動(dòng)篩選

6. 菌落特征描述

Ø 細菌、酵母：顏色、大小、形狀、表面形態(tài)、邊緣、光澤、透明度等特征，智能描述和排序

Ø 霉菌、放線(xiàn)菌：正面顏色、反面顏色、大小、表面形態(tài)、邊緣、質(zhì)地等特征，智能描述和排序

7. 微生物限度分析工具

Ø 培養基適用性檢查

Ø 控制菌檢查-菌落形態(tài)

8. 專(zhuān)項分析

Ø 防霉檢測：定量分析防霉等級

Ø 多區域串聯(lián)統計：適合培養基背景不均勻的復雜菌落

Ø 多區域并聯(lián)統計：適合多孔板、OPKA、SBA分析

9. 高級工具

Ø 網(wǎng)格清除：消除濾膜網(wǎng)格背景干擾

Ø 人工計數修正：添加或刪除菌落

Ø 排除污染區域：鼠標勾勒任意污染區域，自動(dòng)剔除污染區域的菌落數

Ø 背景文字清除：自動(dòng)消除記號筆干擾

Ø 人工粘連分割：手動(dòng)分割多重粘連菌落

Ø 參數自動(dòng)換算：培養皿直徑、樣本稀釋度輸入，實(shí)現自動(dòng)換算

Ø 文字、圖形標注：各類(lèi)繪圖工具和中英文文字嵌入

10. 標定與測量

Ø 儀器標定：儀器自帶標定、人工修正標定

Ø 一鍵式快速測量：一鍵測定大菌落，適合真菌、放線(xiàn)菌的單菌落分析

Ø 全皿自動(dòng)測量：全皿菌落的等效直徑、面積、長(cháng)短徑、周長(cháng)、圓度分析

Ø 多向標尺測量、手動(dòng)測量：長(cháng)度、角度、弧度、面積、弧線(xiàn)、任意曲線(xiàn)

11. 圖像處理

Ø 圖像調節：灰度圖、負相圖轉換；亮度、對比度、飽和度調節；RGB調節

Ø 圖像增強：銳化、自適應增強

Ø 圖像濾波：中值濾波、高通濾波、高斯濾波、低通濾波、隊列濾波、高通高斯

Ø 邊緣檢測：Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直檢測、水平檢測

Ø 形態(tài)學(xué)運算：腐蝕、膨脹、開(kāi)運算、閉運算

• 數據安全與管理

1. “系統、數據、操作、復核”四重系統架構，分設職能與權限，確保數據信息的安全、完整和真實(shí)

• 系統管理員：負責創(chuàng )建、管理所有操作員與審核員的賬戶(hù)和登入密碼。確保操作員與操作員之間、操作員與審核員之間的賬戶(hù)隔離與數據隔離。

• 數據管理員（副高層）：負責全部測試數據的檔案管理、以及計算機的數據庫管理。封存所有審核通過(guò)的測試報告或將原始圖片、測試數據備份、導出，保證了數據的完整性、安全性。

• 操作員：負責培養皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過(guò)后的文件進(jìn)行報告打印。

• 復核員：負責對操作員遞交的測試報告進(jìn)行審核。核查數據輸入與處理過(guò)程，但無(wú)權修改；對存疑報告作“審核退回”處理，要求操作員重新測試；對“審核通過(guò)”的報告將存檔，無(wú)論審核員還是操作員都無(wú)權再刪除，以確保數據的原始性和真實(shí)性。

2. 數據存儲與導出

• 以電子數據為主，記錄：樣本來(lái)源、編號、稀釋度、平皿圖片、識別效果、計數值、所用統計工具、參數設置、修正情況，確保記錄信息完整。

• 滿(mǎn)足質(zhì)量審計，存儲的電子數據能以PDF或Excell格式打印輸出

3. 水印簽章技術(shù)、防篡改技術(shù)、測試流程智能重構技術(shù)，實(shí)現有效的審計追蹤

Ø 防篡改技術(shù)

1) 采用多用戶(hù)登入管理，所有操作員、審核員的名字，被系統自動(dòng)記錄在操作流程和測試報告中；所有操作日期、審核日期，由計算機自動(dòng)生成，避免錯填或偽造。

2) 全部操作流程，包括：菌落圖片、培養皿尺寸、樣本稀釋度、統計工具、所用參數、測試所得的菌落總數、自檢修正后的菌落總數等，由計算機自動(dòng)記錄在數據庫中，操作員無(wú)法進(jìn)行改動(dòng)，為后續審計提供全部真實(shí)數據。

Ø 水印簽章技術(shù)

“審核通過(guò)”的測試報告會(huì )自動(dòng)生成操作員和審核員的賬戶(hù)電子簽名，并在報告上加印防偽的“審核通過(guò)”水印簽章。

Ø 測試流程的智能重構技術(shù)

1) “復核員”打開(kāi)“等待審核”的測試記錄，計算機自動(dòng)復原操作員的全部流程和測試環(huán)境，包括：當時(shí)所測的培養皿圖片、測試結果、培養皿尺寸、樣本稀釋度、采用的統計工具及所用參數、測試所得的菌落總數、修正情況……

2) 通過(guò)測試環(huán)境和測試流程的重現，復核員可以追溯操作員的全部操作，復核測試結果的準確性，達到審計追蹤目的。

• 抑菌圈分析模塊

1. Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)

Ø 自動(dòng)檢測：基于抑菌圈輪廓的邊緣檢測，適合邊緣清晰、圓形抑菌圈

Ø 擬圓逼近：基于抑菌圈輪廓的圓形擬合逼近，適合邊緣破裂、非標準圓形抑菌圈

Ø 人工檢測：鼠標點(diǎn)擊抑菌圈邊緣上三點(diǎn)成圓，適合邊緣模糊的抑菌圈

2. 抗生素效價(jià)測定

Ø 一劑量法效價(jià)檢測：適合美國藥典

Ø 二劑量法、三劑量法及合并計算：適合中國藥典2020版

Ø 重復性自檢：相對誤差率≤0.01%、重復測量精度≤0.002mm

Ø 均勻性自檢：相對誤差率≤0.05%

Ø 臺間測量差異≤0.2%

3. 舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗

Ø 純水驗證：根據（A）、（B）、（D）產(chǎn)生抑菌圈，D-C≧3， B-A≦3 ，判定系統成立

Ø 自動(dòng)檢測三個(gè)平行樣本的（A）、（B）、（C）、（D）抑菌圈，并數據導入

Ø 自動(dòng)計算平行試驗平均值，智能判別結果的陰陽(yáng)性。

Ø 無(wú)效報告自動(dòng)預警

• 儀器規格與配置

Ø 多譜超分辨菌落成像系統主機1臺

Ø 菌落分析軟件、自動(dòng)抑菌圈測量軟件、抗生素效價(jià)測定軟件、舒巴坦敏感β-內酰胺酶檢驗軟件

Ø 一體電腦:：雙核四線(xiàn)程CPU/4G內存/1T硬盤(pán)/23"高清屏，Windows 10系統。