PhenoTron® PTS植物表型成像分析系统
- 公司名称 北京易科泰生态技术有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型号
- 产地
- 厂商性质 代理商
- 更新时间 2023/1/28 10:03:54
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北京易科泰生态技术有限公司成立于2002年，为中关村高新技术企业，致力于生态-农业-健康研究监测技术推广、研发与服务，特别是在光谱成像技术（高光谱成像技术、叶绿素荧光成像技术、红外热成像技术、无人机遥感等）、植物表型分析技术、呼吸与能量代谢测量技术等方面，与专业企业PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科学、土壤与地球科学、动物能量代谢、水体与藻类及生态环境领域先进仪器技术的引进推广和技术研发集成，为植物/作物表型分析、生态修复及生态保护、能量代谢测量等提供规划设计、技术方案与系统集成、技术咨询与科技服务。公司技术团队80％以上具备硕士或硕士以上学位，并与*研究生院、中科院植物研究所、中科院动物所、中科院地理科学与资源研究所、中国农科院、中国林科院、中国环科院、中国水科院、清华大学、中国农业大学、北京林业大学、北京大学、中国海洋大学、陕西师范大学、内蒙古大学等建立了长期的技术合作交流关系。
公司下设有叶绿素荧光技术与植物表型业务部、EcoTech®实验室、光谱成像与无人机遥感事业部及无人机遥感研究中心（与陕西师范大学合作建立）、动物能量代谢实验室、内蒙古阿拉善蒙古牛生态牧业研究院及青岛分公司。实验室拥有叶绿素荧光成像、叶绿素荧光仪、水体藻类荧光仪、SPECIM高光谱仪、WORKSWELL红外热成像仪、EasyChem全自动化学分析仪、MicroMac1000水质在线监测系统、ACE土壤呼吸自动监测系统、SoilBox便携式土壤气体通量测量系统、动物呼吸测量系统、LCpro 光合作用测量仪、Hood土壤入渗仪、年轮分析仪等各种仪器设备，可以进行实验研究分析、实验培训等，欢迎与易科泰生态研究室开展合作研究。
易科泰公司与欧洲PSI公司（叶绿素荧光技术与表型分析技术）、美国SABLE公司（动物能量代谢技术）、欧洲SPECIM公司（高光谱成像技术）、欧洲WORKSWELL公司（红外热成像技术）、欧洲ATOMTRACE公司（LIBS元素分析技术）、欧洲BCN无人机遥感中心、欧洲ITRAX公司（样芯密度扫描与元素分析）、美国VERIS公司、英国ADC公司、德国UGT公司、欧洲SYSTEA公司等著名生态仪器技术领域的研发机构和厂商建立了密切的合作关系，在FluorCam叶绿素荧光成像与荧光测量技术、PlantScreen植物表型分析技术、高光谱成像技术、红外热成像技术、光合作用与植物生理生态研究监测、土壤呼吸与碳通量研究监测、动物呼吸代谢测量、水质分析与藻类研究监测、CoreScanner样芯密度CT与元素分析技术、LIBS元素分析技术、无人机生态遥感技术等生态仪器技术及其系统方案集成有着丰富的经验，成为我国农业、林业、地球科学、生态环境研究等领域科技进步的重要研究技术支持力量。由公司研制生产的EcoDrone®无人机遥感平台、SoilTron®多功能小型蒸渗仪技术、SoilBox®土壤呼吸测量技术、PhenoPlot®轻便型作物表型分析系统、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度监测系统、植物生理生态监测技术、动物能量代谢测量技术等，在中科院修购项目、*学科群项目、CERN网络（生态系统监测网络）等项目中发挥重要作用。
“工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司将秉承“利其器，善其事”的经营理念，为国内生态-农业-健康研究与发展提供优秀的技术方案和服务。
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土壤与植物生理生态研究监测、环境气象监测、水文水质及地下水监测、水土保持研究监测、荒漠化监测、精准农业以及动物生态研究等仪器技术的引进推广和系统集成,并为生态环境实验研究和规划设计提供技术方案和分析测量。
| 产地类别 | 国产 | 应用领域 | 农业,综合 |
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PhenoTron® PTS植物表型成像分析系统，采用PTS（Plant-To-Sensor）植物自动传送技术，集成高光谱成像技术及FluorCam叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像技术，可选配RGB成像及红外热成像，样品依次自动传送至相应成像工作站，采集多传感器表型成像大数据，实现一站式、高通量、无损伤反射光成像、叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像及红外热辐射成像分析等。
主要应用于：
l 作物表型成像分析
l 种质资源检测
l 遗传育种
l 抗性筛选
l 植物生理生态研究
l 藻类表型研究
l 光生物学研究
l 果实蔬菜品质检测
主要特点：
1) PTS（Plant-to-Sensor）技术平台，SpectraScan©高精度移动扫描平台，样品可放置在精准位移平台上自动运送至成像单元进行一站式成像分析
2) 多传感器成像，标配包括VNIR高光谱成像、FluorCam叶绿素荧光成像、多光谱荧光成像，可选配900-1700nm高光谱成像、红外热成像、Thermo-RGB©成像或高倍放大RGB成像（具备显微成像功能）
3) 多激发光，调制多光谱光源板，7位滤波轮等，可实现植物及藻类不同光源培养光生物学研究、光合生理研究
4) 可选配叶绿素荧光高光谱成像分析、UV-MCF高光谱活体荧光成像分析
5) 可对培养植株、叶片、果实、种子萌发与种苗、根系及藻类等进行表型性状成像检测分析
6) 组合命令+位置记忆：可一键保存、读取、删除当前位置，自动移动精准定位，精度优于1mm，适用于周期性重复移动扫描，可设置10条protocols命令，实现系统自动运行
7) 主机箱：全中文操作系统，PC端GUI软件界面，可实现远程操控，内置10寸触控屏，全波段对称成像光源，0-100%线性调控，角度、高度可调，集开关控制、平台控制、杂散光隔离于一体，确保光场均一、稳定的最佳测量环境
8) 系统有效行程：Z轴高度400mm，有效扫描面积大于1200×300mm
主要技术指标：
1) 叶绿素荧光成像：
a) 专业高灵敏度高分辨率叶绿素荧光成像CCD，帧频20fps，分辨率1360×1024像素，binning2x2：680 x 512像素
b) A/D转换分辨率：16比特、65536级灰阶；像素大小6.45×6.45µm
c) 具快照模式和叶绿素荧光动态视频模式
d) 标配617nm和6500K冷白双色光化学光，最大光化学光2000µmol.m-2. s-1，可选配3000µmol.m-2. s-1
e) 饱和脉冲4000µmol.m-2. s-1，可选配6000µmol.m-2. s-1
f) 可选配365nm或385nm紫外光、447nm品蓝、470nm蓝色、530nm绿色、505青色、627nm红色、660nm深红、590nm琥珀色、740nm远红等不同光源
g) 可自动运行Fv/Fm、Kautsky诱导效应、荧光淬灭分析、光响应曲线等protocols
h) 50多个叶绿素荧光自动测量分析参数，包括：Fv/Fm、Fv’/Fm’、Y(II)、NPQ、qN、qP、Rfd、ETR等，自动形成叶绿素荧光参数图
i) 自动同步显示叶绿素荧光参数及参数图、叶绿素荧光动态曲线、叶绿素荧光参数频率直方图
2) 多光谱荧光成像：紫外光激发多光谱荧光成像，反映多酚与黄酮类等次级代谢产物动态变化、叶绿素动态变化、植物衰老、植物病虫害胁迫及非生物胁迫等
a) 高分辨率CCD镜头，1392x1040像素，有效像素大小为6.45μm，可像素叠加（binning）以提高灵敏度（2x2，3x3，4x4）
b) 7位滤波轮及滤波器，用于测量多光谱荧光F440、F520、F690、F740及其它生物荧光现象及GFP等不同波段稳态荧光成像
3) 自动测量分析功能（无人值守）：可预设1个或2个试验程序，系统可自动测量储存，比如白天自动定时运行Kautsky诱导效应程序，夜间自动定时运行荧光淬灭分析程序
4) 可选配GFP/YFP等稳态荧光成像，或选配LUC荧光素酶成像
5) 叶绿素荧光成像与多光谱荧光成像具Live（实况测试）、Protocol（实验程序选择）、Pre-processing（成像预处理）、Result（成像分析结果）等菜单，Protocol实验程序可自由编辑，也可利用Protocol菜单中的向导程序模版客户自由创建新的实验程序
6) 高光谱成像站：标配为400-1000nm高光谱成像分析，可选配900-1700nm或1000-2500nm
a) 波段数：224通道
b) 光谱分辨率：FWHM 5.5nm
c) 空间分辨率：1024x
d) 数值孔径：F/1.7
e) 可成像测量分析作物生化、生理指标如叶绿素含量、花青素含量、胡萝卜素含量、光利用效率、健康指数、覆盖度、胁迫等近百种光谱指数
7) 红外热成像（选配）：
a) 分辨率：640×512像素，可选配其它高分辨率红外热成像传感器
b) 测量温度范围：-25℃－150℃
c) 灵敏度：0.03℃（30mK）@30℃
d) 光谱范围：7.5－13.5μm
e) 传感器：非制冷红外焦平面感应器，已多点校准（具校准证书）
f) 1-14倍数码变焦
g) 软件具备调色板（自然、彩虹、灰度、梯度等14种颜色组合）、差值技术、温度范围设置（以改变颜色分布或突出选择范围等）、等温线模式、选区分析（点、线、多边形等）、温度扫描（显示所选线的温度分布曲线等）、剖面温度、时间图等；具备报告模式等；
8) RGB成像（选配）：高灵敏度RGB成像，1-40倍放大，可进行micro和macro成像分析，可选配其它高分辨率成像传感器
应用案例：生菜幼苗病害快速无损检测与抗性品种鉴定
德国莱布尼茨蔬菜和观赏植物研究所IGZ的Sandmann研究组将刚发芽的生菜幼苗人工感染立枯丝核菌（Rhizoctonia solani），然后综合采用叶绿素荧光成像技术、多光谱荧光成像技术、红外热成像技术及植物反射光谱NDVI成像，对不同成像参数进行了分析，以确定哪些技术的哪些参数能够更灵敏地将感染病害的植株和未感染的植株区分开，实现高通量非损伤在线分析测量筛选：
结果发现，感染病害的植株和未感染的植株之间，最大光化学效率Fv/Fm、荧光衰减指数Rfd、NDVI、作物水胁迫指数I1、光合有效叶面积日相对生长速率Arel、多光谱荧光F440、F520等参数都表现出显著差异。通过进一步数据统计分析最终发现Fv/Fm、Rfd在本次实验中的识别效果好，误差小于等于0.052，Fv/Fm＞0.73的生菜幼苗即可认为是健康的。研究人员希望通过进一步工作，将这一发现应用于园艺和农业生产实践，比如优良抗病蔬菜品种的选育、病害的早期发现与防治等。
参考文献：
1.Ali Moghimi etc. A Novel Approach to Assess Salt Stress Tolerance in Wheat Using Hyperspectral Imaging. Frontiers in Plant Science, 2018
2.Brooke Bruning etc. The development of Hyperspectral distribution maps to predict the content and distribution of nitrogen and water in wheat. Frontiers in Plant Science, 2019）
3.E．Alisaac etc. Hyperspectral quantification of wheat resistance to Fusarium head blight: comparison of two Fusarium species. Eur J Plant Pathol, 2018
4.Sandmann M, et al. 2018. The use of features from fluorescence, thermography and NDVI imaging to detect biotic stress in lettuce. Plant Disease 102: 1101-1107
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