多光譜植物根系顯微觀測系統(tǒng)

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一、功能

多光譜植物根系顯微觀測系統(tǒng)具有原位掃描加雙目攝像拍攝的功能，通過拍照加掃描的方式獲取根系圖像。同時(shí)，該系統(tǒng)具有4種熒光蛋白激發(fā)光源，分別是CFP、GFP、RFP，YFP，這4種不同熒光光源實(shí)現(xiàn)蛋白的激發(fā)。主機(jī)獲取根系對應(yīng)圖像后，通過分析軟件進(jìn)行根系圖像描繪，得出根系參數(shù)值。

二、技術(shù)參數(shù)

2.1工作方式：系統(tǒng)具有熒光激發(fā)光源激發(fā)熒光蛋白產(chǎn)生熒光效應(yīng)功能。該系統(tǒng)主機(jī)是1200萬像素雙目拍照加掃描一體機(jī)，可直接由筆記本或平板USB 3.0接口驅(qū)動控制，無須外接控制箱或電源；同時(shí)，該主機(jī)系統(tǒng)并配有熒光激發(fā)光源功能；

2.2相機(jī)部件參數(shù)：該部分能夠結(jié)合熒光成像功能。9cm外徑根管，主機(jī)程序控制自動切換濾光片和光源，無需手動操作；一次性拍照非拼接成像范圍尺寸為100mm*80mm，最大分辨率4800DPI，拍照時(shí)間1秒；

2.3掃描部件參數(shù)：掃描部件為主機(jī)360°原位旋轉(zhuǎn)掃描成像部分，該部分能夠獲取等比例根系圖像。掃描功能下，有100DPI、300DPI、600DPI、1200DPI四種分辨率可選，在1200DPI高分辨率模式下旋轉(zhuǎn)掃描360度時(shí)間10秒，旋轉(zhuǎn)一次性掃描非拼接成像范圍尺寸為22cm*28cm；控制軟件可設(shè)定掃描圖像傳感器的增益系數(shù)來調(diào)節(jié)圖像明暗；

2.4溫度浸水模塊：溫度浸水模塊為主機(jī)自帶功能，該功能能夠通過控制終端界面顯示出來實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和浸水報(bào)警提示。該模塊能夠探測主機(jī)是否發(fā)生浸水，如果浸水，系統(tǒng)將自動進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)對主機(jī)進(jìn)行斷電保護(hù)。溫度模塊能夠測量微根管內(nèi)環(huán)境溫度，（以上模塊，與主機(jī)相兼容）；

2.5熒光激發(fā)光源：該熒光光源模塊化設(shè)計(jì)安裝，便于更換，濾光片輪由程序控制自動切換，無需手動操作；并且可以獨(dú)立調(diào)節(jié)熒光激發(fā)光源的強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)對CFP、GFP、RFP、YFP等熒光蛋白的有效激發(fā)；

2.6光源系統(tǒng)：系統(tǒng)可獨(dú)立的在白光、UV紫外光、紅光、綠光、藍(lán)光、黃光和熒光激發(fā)光源之間切換，熒光激發(fā)光源分別有CFP、GFP、RFP、YFP四種；

2.7 微根管：微根管外徑為9cm，管口采用硅膠內(nèi)外雙層密封圈密封，達(dá)到100%氣密性；管體整體為非PMMA透明抗摔PC材質(zhì)，底部含雙層非膠粘密封圈密封；

2.8延長桿：主機(jī)延長桿整體為不銹鋼材質(zhì)，帶有毫米刻度，采用分段鏈接方式進(jìn)行組裝。每節(jié)延長桿長度25cm，定位孔結(jié)合定位卡蓋可便于鎖定深度；

2.9軟件程控調(diào)光：在顯微拍照的視野功能中，軟件無需手動旋鈕即可調(diào)節(jié)光源，自動記憶設(shè)置檔位，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和一致性；

2.10控制模塊：包含儀器控制模塊1套；

2.11根系分析軟件：

2.11.1根系分析軟件具備測量多種單根或總根參數(shù)的能力，涵蓋了加權(quán)平均角度、角度標(biāo)準(zhǔn)差、投影面積、長度、表面積、加權(quán)平均寬度以及寬度標(biāo)準(zhǔn)差等多項(xiàng)指標(biāo)；

2.11.2根系分析軟件的功能界面支持多語言，并具備放大縮小、圖像拼接、圖像分析、旋轉(zhuǎn)等多樣化功能；

2.11.3軟件能夠打開圖像界面，并對圖像在X和Y方向上的分辨率進(jìn)行獨(dú)立矯正，同時(shí)對圖像進(jìn)行明暗對比度的銳化處理；

2.11.4軟件能夠一鍵分析根系水平、垂直分布參數(shù)，同時(shí)生物量界面具有去除土壤背景功能；

2.11.5軟件支持根系的復(fù)制粘貼、多節(jié)點(diǎn)框選與反選功能，以及拖拽和平移操作；

2.11.6軟件操作界面支持多文檔功能，允許同時(shí)打開多個(gè)文檔進(jìn)行根系時(shí)空對比分析；

2.11.7在軟件的拓?fù)潢P(guān)系功能中，可以利用Pregizer、Topology以及自定義的三種拓?fù)淠Ｊ絹磉M(jìn)行根系關(guān)系的分析；

2.11.8軟件具有RHS和UCL兩種色彩模式進(jìn)行顏色分析；能夠?qū)D像對象進(jìn)行顏色信息分析，如通過顏色分析確定根系存活數(shù)量，輸出不同顏色標(biāo)記根系的直徑、長度、投影面積、表面積、體積等參數(shù)。

2.11.9信息及屬性編輯功能：屬性編輯功能能夠?qū)?dǎo)入的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、分辨率（DPI）更改、圖像尺寸修改、圖像對比度調(diào)整、圖像銳化處理等操作；信息編輯功能能夠?qū)Σ杉瘓D像的時(shí)間、地點(diǎn)、命名、事件記錄、注釋等信息進(jìn)行編輯管理；

2.11.10盒維數(shù)法能夠自動測量根系的分形維數(shù)。它能夠分析根瘤菌體積在根系中的占比，客觀地確定根瘤菌的貢獻(xiàn)量。此外，該軟件還具備3D圖形、折線圖、柱狀圖、散點(diǎn)圖、面積圖等多種豐富的數(shù)據(jù)圖表展示方式。

三、配置

主機(jī) 1臺，

植物根系數(shù)據(jù)分析軟件 1套；

1.5米掃描延長桿 1套；1.5米拍照延長桿 1套；

掃描深度定位卡蓋1個(gè)；拍照深度定位卡蓋1個(gè)；

電子材料 1份；

控制連接線 2根；

儀器箱 1個(gè)；

微根管10根；

安裝工具1套；

儀器控制模塊 1臺。