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M320
技術(shù)規(guī)格
M320菌落計數(shù)/浮游生物分析聯(lián)用儀


    Algacount M320菌落計數(shù)/浮游生物分析聯(lián)用儀是迅數(shù)科技基于M300型升級的高端多功能生物監(jiān)測儀,集菌落計數(shù)、浮游動物智能鑒定計數(shù)、藻類智能鑒定計數(shù)三大功能于一體,是專門為淡水、海洋環(huán)境生物監(jiān)測提供的智能圖像分析工具。 
    全新設計的軟件架構(gòu),結(jié)合精美的浮游生物大數(shù)據(jù),滿足用戶對浮游生物快速智能鑒定、分析、計數(shù)的需求。首次采用迅數(shù)專利圖像技術(shù)-“多維漸進相似藻搜索”,僅需3秒即可從海量圖庫中把最相似的藻找出來,同時具備:多層聚焦、超視野拼接、生物量分析、鏈狀體和膠被群體的子細胞計數(shù)、單細胞微藻自動計數(shù)等多種浮游生物分析功能。 
    菌落軟件方面,系統(tǒng)以防篡改技術(shù)、測試環(huán)境-測試流程的智能重構(gòu)技術(shù)、水印簽章技術(shù)為核心,構(gòu)建多層次、相互制約的安全管理保障體系,確保了系統(tǒng)的安全性、數(shù)據(jù)的完整、真實性,滿足審計追蹤的要求。


浮游生物分析

多種模式智能搜索鑒定
  “多維漸進相似藻搜索”是迅數(shù)科技的革命性藻類智能鑒定工具,采用了"全新的Machine DeepFace(機器深臉)技術(shù),通過當今先進的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,實現(xiàn)對任意圖像的深度特征提取。能快速準確實現(xiàn):偵測未知藻細胞的輪廓、提取特征信息、大數(shù)據(jù)匹配,從幾萬張圖庫中找出形態(tài)最相近的一組藻類,同時優(yōu)先展現(xiàn)常見藻類。 
    此功能特點鮮明,實用性強,既滿足圖像搜索的效率,又兼顧了圖形匹配的精度。

    “易混淆藻鑒別”:使用者可以選擇2、4、6個或更多形態(tài)相似的藻類,在同一界面上展開快速比較,通過典型的組合特征圖、概要性文字,迅速掌握它們之間的區(qū)別要點,指導自己從差異化的細節(jié)特征進行重點觀察。


  “典型組合聯(lián)想”形態(tài)學檢索依據(jù)形態(tài)相似性、漸變性,選取真實典型藻細胞圖像,組合歸類, 并結(jié)合細胞或群體的結(jié)構(gòu)特征,如鞭毛、色素體、花紋、膠被等 ,實現(xiàn)精確、快捷的形態(tài)學檢索。 
    圖形語言、組合聯(lián)想、特征多選、淡水、海洋分庫、瀏覽方便等特點,使得初學者能快速掌握。


浮游生物分類計數(shù)、優(yōu)勢種自動排序
    浮游生物流程式計數(shù):連續(xù)獲取200個視野圖像,編輯計數(shù)表,點擊標記不同種類,多視野相同屬種自動累計,不同物種分類計數(shù)、總數(shù)累計、優(yōu)勢種自動排序和優(yōu)勢類群所占比例分析。 


單細胞微藻自動計數(shù)
    包含七種圖像分割算法的“動態(tài)自動計數(shù)”,適合純培養(yǎng)能源藻、藥用或食用微藻的細胞濃度快速測定。


顯微測量、生物量分析 
    系統(tǒng)提供了專門的顯微分析工具。透明數(shù)字標尺可在不同物鏡倍率下實現(xiàn)顯微測量;生物量分析模塊則匯聚了大量浮游生物幾何模型,通過顯微測量數(shù)據(jù),自動計算浮游生物的生物量。

數(shù)據(jù)安全與管理 
    為保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實、安全,新設計的賬戶管理系統(tǒng)能實現(xiàn)多賬戶分級管理,賦予管理員(實驗室負責人)最大的權(quán)限,可以監(jiān)督、查看不同實驗員的試驗數(shù)據(jù);而實驗員之間無法查看、篡改各自的數(shù)據(jù)。 
    浮游生物統(tǒng)計信息以電子記錄的方式保存,確保數(shù)據(jù)的完整性,有助于藻類監(jiān)測的規(guī)范化、無紙化,極大地提高工作效率,符合實驗室檢測發(fā)展趨勢。統(tǒng)計數(shù)據(jù)按優(yōu)勢藻排序,包含:計數(shù)總數(shù)、單細胞體積、百分比、藻密度、豐度、優(yōu)勢度、藻總體積、Shannon指數(shù)、物種均勻度指數(shù)、碳生物量、氮生物量、總碳生物量。


菌落計數(shù) 

全封閉照明 
    采用全封閉、寬光帶照明技術(shù),符合人體工學的舷窗門設計,隔絕環(huán)境光的干擾,徹底消除雜散光在玻璃培養(yǎng)皿折射形成的光斑、光環(huán)現(xiàn)象。


三色LED光源 
    采用長壽命、低功耗、環(huán)保型三色LED混合光,可以還原真實的菌落色澤,消除白光LED照明成像偏藍的問題。


光照模式自由切換 
    系統(tǒng)采用雙光源設計:上光源采用多維大面陣LED混合光模組,通過柔性導光板,營造出360度環(huán)繞漫射柔光;下光源采用晶銳懸浮式暗視野照明。上下光源可自由切換,并根據(jù)用戶需要,調(diào)節(jié)亮度。










智能菌落計數(shù) 
    以國際前沿的圖像分割技術(shù)“水平集活動輪廓模型”為核心,針對微生物菌落多樣性創(chuàng)造性地開發(fā)出“快速活動輪廓模型”、“基于RGB約束的彩色水平集活動輪廓模型”、“多相水平集活動輪廓模型”等先進的圖像分割技術(shù),具備抗噪性強、數(shù)值求解穩(wěn)定性好、分割邊界光滑連續(xù)、可以處理拓撲結(jié)構(gòu)等優(yōu)點,實現(xiàn)了復雜菌落的準確計數(shù)。


保證系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全的架構(gòu)設計
    “系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、操作員、復核員”四重系統(tǒng)架構(gòu),分設職能與權(quán)限,確保數(shù)據(jù)信息的安全、完整和真實。 
    系統(tǒng)管理員:負責創(chuàng)建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。 
    數(shù)據(jù)管理員:負責全部測試數(shù)據(jù)的檔案管理、封存、以及計算機的數(shù)據(jù)庫管理。 
    操作員:負責培養(yǎng)皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印。
    審核員:負責對操作員遞交的測試報告進行審核。











水印簽章、防篡改、測試流程智能重構(gòu)--實現(xiàn)有效的審計追蹤
    ① 多用戶密碼登入、電子簽名、操作審核日期計算機生成; 
    ② 全部操作流程,如圖片、稀釋度、統(tǒng)計工具、所用參數(shù)、測試值、修正情況等,由計算機自動記錄在數(shù)據(jù)庫中,操作員無法進行改動; 
    ③ 通過測試環(huán)境和流程的重現(xiàn),復核員可以追溯操作員的全部操作。




主要功能與技術(shù)指標 

一、菌落數(shù)字成像 
1. 光源
  • 可見光:高亮三色LED結(jié)構(gòu)光
  • 254nm紫外:用于腔體消毒、紫外誘變 
2. 光路與照明控制
  • 全封閉暗箱:消除環(huán)境雜散光干擾
  • 上光源:場景式360°柔性無影光照明
  • 下光源:晶銳懸浮式暗視野照明
  • 上光、下光、雙光、紫外,自由切換,光強可調(diào) 
3. 光電轉(zhuǎn)換
  • 標清工業(yè)定焦鏡頭:8mm、 3.0 mega-pixel、1/2"、Distortion <1%、 F1.4~F16 
  • 專業(yè)型CMOS相機:1/2.3"color CMOS sensor、8.5 Mega Pixels、C-Mount 

二、菌落計數(shù)模塊 
1. 基本菌落計數(shù)功能
  • 平皿類型:傾注、涂布、膜濾、3M紙片
  • 一鍵智能計數(shù)(6模式):平面感模式、立體感模式、小菌落優(yōu)先、大菌落優(yōu)先、同色菌優(yōu)先、培養(yǎng)基剔除模式
  • 全皿菌落統(tǒng)計:菌落總數(shù)統(tǒng)計,并按25檔尺寸分類顯示
  • 區(qū)域選擇統(tǒng)計:可選擇半圓、矩形、扇形、任意圈定區(qū)域進行統(tǒng)計
  • 直徑分類統(tǒng)計:設置直徑范圍,統(tǒng)計特定大小的菌落
  • 鼠標點擊統(tǒng)計:快速標記、添加菌落,適合培養(yǎng)皿邊緣菌落的計數(shù)
  • 菌落粘連分割:自動分割相互粘連的菌落,鏈狀菌落由用戶選擇分割或不分割 
2. 高級菌落統(tǒng)計功能
  • 動態(tài)調(diào)節(jié)統(tǒng)計:可對統(tǒng)計結(jié)果進行動態(tài)調(diào)節(jié)修正,快速獲取最佳統(tǒng)計效果。
  • 偏差預估統(tǒng)計:適用于菌落顏色多且復雜的情況。
  • 水平集多模型算法:搜索運算,獲取最佳圖像分割效果,適應培養(yǎng)基背景變換
  • 特定菌落統(tǒng)計:根據(jù)菌落色澤、大小、輪廓特征,識別特定菌落
  • 反式統(tǒng)計:適合菌落類型極其復雜而培養(yǎng)基背景均勻
  • 雜菌、雜質(zhì)剔除:根據(jù)形態(tài)、尺寸、顏色的區(qū)別,進行自動雜菌、雜質(zhì)剔除 
3. 網(wǎng)格濾膜與3M測試片
  • 黑色實線網(wǎng)格一鍵統(tǒng)計
  • 3M細菌總數(shù)測試片、3M金黃色葡萄球菌測試片:一鍵統(tǒng)計
  • 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(tǒng)計+人工選擇 
4. 高級工具
  • 網(wǎng)格清除:消除濾膜網(wǎng)格背景干擾
  • 人工計數(shù)修正:添加或刪除菌落
  • 排除污染區(qū)域:鼠標勾勒任意污染區(qū)域,自動剔除污染區(qū)域的菌落數(shù)
  • 背景文字消除:自動消除記號筆干擾
  • 人工粘連分割:手動分割多重粘連菌落
  • 參數(shù)自動換算:培養(yǎng)皿直徑、樣本稀釋度輸入,實現(xiàn)自動換算
  • 文字、圖形標注 
5. 標定與測量
  • 儀器標定:儀器自帶標定、人工修正標定
  • 一鍵式快速測量:一鍵測定大菌落,適合真菌、放線菌的單菌落分析
  • 全皿自動測量:全皿菌落的等效直徑、面積、長短徑、周長、圓度分析
  • 手動精確測量:長度、角度、弧度、面積、弧線、任意曲線 

三、數(shù)據(jù)安全與管理 
1. “系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、操作、復核”四重系統(tǒng)架構(gòu),分設職能與權(quán)限,確保數(shù)據(jù)信息的安全、完整和真實
  • 系統(tǒng)管理員(最高層):負責創(chuàng)建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。確保操作員與操作員之間、操作員與審核員之間的賬戶隔離與數(shù)據(jù)隔離。
  • 數(shù)據(jù)管理員(副高層):負責全部測試數(shù)據(jù)的檔案管理、以及計算機的數(shù)據(jù)庫管理。封存所有審核通過的測試報告或?qū)⒃紙D片、測試數(shù)據(jù)備份、導出,保證了數(shù)據(jù)的完整性、安全性。
  • 操作員:負責培養(yǎng)皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印。
  • 復核員:負責對操作員遞交的測試報告進行審核。核查數(shù)據(jù)輸入與處理過程,但無權(quán)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”的報告將永久性存檔,無論審核員還是操作員都無權(quán)再刪除,以確保數(shù)據(jù)的原始性和真實性。 
2. 數(shù)據(jù)存儲與導出
  • 以電子數(shù)據(jù)為主,記錄:樣本來源、編號、稀釋度、平皿圖片、識別效果、計數(shù)值、所用統(tǒng)計工具、參數(shù)設置、修正情況,確保記錄信息完整。
  • 滿足質(zhì)量審計,存儲的電子數(shù)據(jù)能以PDF或Excel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(gòu)技術(shù),實現(xiàn)有效的審計追蹤 
4. 防篡改技術(shù)
  • 采用多用戶登入管理,所有操作員、審核員的名字,被系統(tǒng)自動記錄在操作流程和測試報告中;所有操作日期、審核日期,由計算機自動生成,避免錯填或偽造。
  • 全部操作流程,包括:菌落圖片、培養(yǎng)皿尺寸、樣本稀釋度、統(tǒng)計工具、所用參數(shù)、測試所得的菌落總數(shù)、自檢修正后的菌落總數(shù)等,由計算機自動記錄在數(shù)據(jù)庫中,操作員無法進行改動,為后續(xù)審計提供全部真實數(shù)據(jù)。 
5. 水印簽章技術(shù)
  • “審核通過”的測試報告會自動生成操作員和審核員的賬戶電子簽名,并在報告上加印防偽的“審核通過”水印簽章。 
6. 測試流程的智能重構(gòu)技術(shù)
  • “復核員”打開“等待審核”的測試記錄,計算機自動復原操作員的全部流程和測試環(huán)境,包括:當時所測的培養(yǎng)皿圖片、測試結(jié)果、培養(yǎng)皿尺寸、樣本稀釋度、采用的統(tǒng)計工具及所用參數(shù)、測試所得的菌落總數(shù)、修正情況…… 
  • 通過測試環(huán)境和測試流程的重現(xiàn),復核員可以追溯操作員的全部操作,復核測試結(jié)果的準確性,達到審計追蹤目的。 

四、浮游生物顯微成像
  • 科研級彩色數(shù)字相機:SONY 1200萬像素CMOS傳感器;1/1.7”英寸;G光靈敏度280mv with 1/30s;FPS/分辨率::25@4000x3000;50@2048x1080;曝光時間:0.1ms~15s;USB3.0 
  • 顯微成像:超大視場顯微圖像實時動態(tài)觀察、快速捕獲,批量圖片保存
  • 三維景深融合:快速融合不同焦平面,解決藻細胞分布在不同液層造成的局部模糊問題,獲取全景深、高清晰藻細胞圖像
  • 超視野拼接:多視野橫向、縱向自動拼接 

五、浮游生物數(shù)據(jù)庫 
1. 藻類專家數(shù)據(jù)庫
  • 由精美的彩色顯微照片、手繪圖、文字介紹構(gòu)成淡水、海洋藻庫;覆蓋中國七大水系、28個重點湖庫的淡水藻,以及東海、黃海、渤海、南海周邊的海洋藻。 
2. 浮游動物數(shù)據(jù)庫
  • 由原生動物鞭毛蟲類、原生動物肉足蟲類、原生動物纖毛蟲類、輪蟲類、枝角類、橈足類等24大類組成,以中文、拉丁文雙語顯示,附浮游動物文字介紹、手繪圖、大量顯微照片。 

六、浮游生物鑒定 
1. 藻類智能鑒定--“迅搜”模塊
  • 多維漸進相似藻搜索:自動、智能的藻細胞圖形識別工具,3-5秒即實現(xiàn):偵測未知藻細胞輪廓、提取特征信息、大數(shù)據(jù)匹配,精確找出形態(tài)相近的可能藻類,“優(yōu)先選擇”項同步展現(xiàn)最相近的常見藻類。
  • 易混淆藻鑒別:針對經(jīng)驗欠缺的實驗員設計,篩選多個因形態(tài)相似而易混淆的藻類,在同一界面上展開快速比較,通過典型的特征拼圖、概要性文字,迅速掌握區(qū)別要點。
  • “典型組合聯(lián)想”形態(tài)學檢索:用圖形語言、組合聯(lián)想、并結(jié)合細胞或群體的結(jié)構(gòu)特征,實現(xiàn)精確、快捷的形態(tài)學檢索。具備:特征多選、淡水、海洋分庫、瀏覽方便等特點,使得初學者能快速掌握。
  • 四級分類學檢索:由精美的彩色顯微照片、手繪圖、文字介紹 構(gòu)成淡水、海洋藻庫;覆蓋中國七大水系、28個重點湖庫的淡水藻,以及東海、黃海、渤海、南海周邊的海洋藻;按“門、目、屬、種”四級展開檢索。
  • 分欄編輯:浮游植物名稱、分類地位、 形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生殖生態(tài) ,一目了然。
  • 通用查詢:關鍵詞查詢(根據(jù)藻細胞文字描述中的特征詞進行查詢);常見藻查詢(水華、赤潮、有毒藻);名稱查詢(中文名、拉丁名) 
2. 浮游動物輔助鑒定
  • 按中文名稱或拉丁文名稱搜索
  • 選擇類、屬,展現(xiàn)該類別下的所有浮游動物 

七、浮游生物計數(shù)與分析 
1. 浮游生物流程式計數(shù)
  • 浮游生物分類統(tǒng)計:采用不同顏色、不同大小的色圈標記各種生物,按類點擊、自動累積計數(shù)
  • 藻類總數(shù)統(tǒng)計:對樣本各種生物的總數(shù)進行自動累計,優(yōu)勢種自動排序、按門排序、優(yōu)勢群落組成百分比分析
  • 自動計算:藻密度、生物量、香農(nóng)-威納指數(shù)、物種均勻性指數(shù)、優(yōu)勢度、豐度
  • 膠被群體分析:自動識別、計數(shù)群體中的子細胞,尤其適合微囊藻的計數(shù)分析
  • 鏈狀體分析:用于估算單條絲狀體、鏈狀體的子細胞數(shù) 
2. 單細胞微藻自動計數(shù)
  • 動態(tài)自動計數(shù):七種分割算法,適應單細胞微藻和成像背景的變化
3. 測量、生物量分析
  • 顯微測量:可選擇透明、不透明2種標尺,或直接鼠標點擊劃線測量生物細胞
  • 生物量分析:依據(jù)浮游生物形態(tài)數(shù)學模型,自動計算生物量 

八、實驗數(shù)據(jù)安全
  • 多賬戶分級管理,管理員、實驗員具不同權(quán)限,避免實驗數(shù)據(jù)篡改
  • 電子記錄方式保存數(shù)據(jù)庫,確保數(shù)據(jù)的完整性
  • 數(shù)據(jù)庫:自動保存每批顯微照片、統(tǒng)計標識和統(tǒng)計數(shù)據(jù)
  • 標注:可在已拍攝的浮游生物細胞圖片上,進行任意的文字、尺寸標注
  • 報告編輯、打印:提供報告編寫模板、文本輸入、打印預覽
  • 數(shù)據(jù)導出:統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖片導出到EXCEL或PDF文件 

九、儀器規(guī)格與配置
  • 新M320菌落計數(shù)/浮游生物分析聯(lián)用儀主機1臺
  • 菌落分析軟件、藻類分析軟件、浮游動物分析軟件
  • 聯(lián)想一體電腦(全國聯(lián)保):雙核CPU/4G內(nèi)存/1T硬盤/21.5"彩顯,Windows 7或Windows 10 
  • 顯微攝像科研級彩色CMOS 
  • 用戶選配:顯微鏡和攝像轉(zhuǎn)接口
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