Specim IQ手持式高光谱仪

2020年8月24日，北京易科泰生态技术技术有限公司工程师为西北大学信息科学与技术学院交付SPECIM IQ手持式高光谱成像系统，用于文物分析、保护、修复等相关技术的研究应用。

2020年8月11日，易科泰SpectrAPP光谱成像应用创新项目技术人员，携高光谱成像设备前往中国文化遗产研究院和国家文物局水下文化遗产保护中心，就高光谱成像技术在文物保护及考古等领域的应用进行交流和现场演示。

高光谱成像分析技术具有无损、方便快捷和客观准确的特点，可快速获取文物/艺术品深层次的珍贵信息，凸显作品艺术性。目前该技术已广泛用于文物/艺术品的鉴赏、鉴定和修复工作中。

北京易科泰生态技术有限公司推出“便携水化学分析技术方案”，该方案可对水中常见营养盐离子及溶解氧、pH进行高灵敏度、研究级别的原位测定和监测，便携易用、性能出色，为广大水科学研究者提供了极大的便利。

上一期《易科泰样芯分析技术应用案例》, 我们介绍了利用XRF和HSI研究波兰东北部Jaczno半混合湖全新世光养生物群落和缺氧动态的案例，本期将介绍利用这两大技术应用于波兰?abińskie湖沉积物推断全新世10,800年间水体初级生产力及混合状况的案例。

本期案例将介绍利用XRF、HSI、超高效液相色谱（HPLC）技术分析波兰?azduny湖样芯用于推断水体生产力、季节性缺氧和半混合态状况。

北京易科泰生态技术公司提供LIBS元素分布成像与叶绿素荧光成像综合技术方案，全面研究植物对重金属污染的生态响应与生态毒理学、重金属迁移与聚集效应、种子萌发检测分析等。

易科泰生态技术公司生态健康研究中心依托Ecolab光谱成像实验室，对中药材高通量无损伤品种品质检测鉴定进行了系列研究探索，认为光谱成像技术具备快速无损、高灵敏度、“图谱合一”等优势，在中药材真伪优劣鉴别、品种鉴别、产地鉴别、质量控制以及中成药定性鉴定等多个方面具有广阔的的应用前景。

传统的通过肉眼识别经验评估病害已经远远不能满足需求，而一般的实验室检测费时费力。光谱成像技术具有高通量（可大范围快速检测）、非接触非损伤、高灵敏度（可以早起检测诊断）、可视化与数字化等特点，已成为植物病害检测的热点前沿技术。易科泰生态技术公司致力于光谱成像技术创新应用，提供植物病害早期检测光谱成像全面解决方案：FluorCam叶绿素荧光成像技术/多光谱荧光成像技术、Specim高光谱成像技术、Thermo-RGB红外热成像技术。

传统的根窗或微根窗彩色成像技术是利用颜色识别根系，前提是根系和土壤之间要有比较明显的反差，但实际根系生长在土壤中，颜色差异并不明显，这样根系识别可能会造成比较大的误差，RGB成像技术使用就会受限。高光谱成像技术基于光谱特征在根系识别上具备明显优势，并且光谱特征对于根系生化特性的识别例如细根发生、成熟、衰老、死亡的周转过程，根际分泌物成分的变化等，都显示了高光谱成像技术在根系研究领域的巨大潜力。

植物育种过程需要一种快速简便的工具来评估表型，从而可以对大量植物进行非破坏性筛选，使得尽可能在筛选过程的早期识别出所需的个体。北京易科泰生态技术有限公司为广大植物育种工作者提供了方便快捷的、非破坏性的表型筛选技术方案。

Specim高光谱成像技术，国际高光谱成像技术的领先者，其产品技术涵盖可见光-近红外（VNIR）、短波红外（SWIR）、中波红外（MWIR）及长波红外LWIR高光谱成像，广泛应用于植物/作物科学、农业科学、中药学、地质地球科学、生态与环境科学及工业领域等。 FluorCam叶绿素荧光成像技术是上世纪90年代叶绿素荧光技术的重要突破，使科学家们对光合作用与叶绿素荧光的研究一下子进入二维世界，并成为现代基因组学、表型组学及遗传育种研究的有力工具。 红外热成像技术监测系统，可以用于监测光合有效辐射、NDVI/PRI及叶片、冠层、树干等的温度。

易科泰Specim高光谱成像技术，包括Specim IQ手持式高光谱成像仪、FX10/FX17轻便型高光谱成像仪、SisuCHEMA高光谱扫描成像分析系统等，操作简便、应用范围广。

在当前全世界新冠疫情持续蔓延的背景下，进口海鲜产品样本频繁检出新冠病毒的新闻引起了全社会对海关检验检疫的关注。检验检疫实际上是为了保证进出口商品、动植物及其运输设备的安全和卫生符合国家有关法律法规规定；防止次劣产品、有害商品、动植物以及危害人类和环境的病虫害和传染源的输入和输出，保障生产建设安全和人类健康，维护国家权益。随着科技的进步与发展，发掘快速智能的新式检测方法的就显得极为重要。

生石花也是来自东芬兰大学的芬兰生物学家Tommi Nyman博士和他的南非同事、来自斯坦林布什大学的植物生态学家Allan Ellis教授从进化的角度长期研究的植物。他们选择了IQ高光谱相机来帮助研究。IQ小巧便携、高续航，使它成为野外调查研究的绝佳选择，此外高速拍摄的特点也能够出色应对沙漠地区强烈多变的光线。

光谱成像技术可以高效、无损、准确、非接触、高通量地记录和研究分析岩画、壁画、雕塑等的表面信息，实现物质文化遗产研究和保护的数字化。对于露地如岩画、石碑、雕塑等文化遗产，表层生物侵蚀如藻类、地衣侵蚀危害评估和防治，是文物保护的重要环节，对此可采用叶绿素荧光成像等技术进行研究监测分析。

近日，易科泰生态技术公司工程师赴中国水产科学研究院淡水渔业研究中心成功交付Specim FX17高通量台式高光谱成像系统，该设备可快速、无损的获取研究目标的空间及光谱信息，用于分析反映各种水产鱼类的外部特征、新鲜程度、脂肪含有率、水分含量、蛋白质含量分布等指标，为研究人员快速无损地进行水产渔业研究提供全新一代科研利器。

植物学研究领域，我们掌握基因组的能力已远超测量其对表型影响的能力。为应对这个不平衡的现状，近年来对植物表型研究的投入渐多，光学测量方法因其速度快、无损伤、可长期追踪监测等优势而发展迅速，其中HSI（高光谱成像）便是极具前景的一种：可适应实验室、温室、野外各种场景；可应用于细胞、叶片、冠层、遥感各种尺度；可实现便携、实验室静态系统、拖拉机和越野车、无人机、船、卫星各种搭载方案。因此高光谱技术在植物表型测量、实现作物优化管理领域应用广泛。澳大利亚拉筹伯大学的Rijad Sari?等学者同国际知名的植物表型设备厂商捷克PSI公司的CEO Martin Trtilek博士，于2021年1月在Trends in Plant Science杂志共同发表综述，全面介绍了高光谱技术在植物表型测量应用中的原理、技术和应用现状：HSI测量够得到植物的叶绿素、叶黄素、类胡萝卜素、花青素、氮、水分、磷、纤维素、蛋白质、矿物质、酚类等代谢物状况信息；植物组织的细胞结构、角质层厚度、细胞垛叠方式等导致的表面纹理特性的变化信息；植物冠层结构和形态信息等；可应用于植物生理生化研究、种子活力评估、光合及呼吸、根系表型、病虫害和非生物胁迫研究、产量预测和农产品质量检测等植物表型研究及应用领域。

在“3060双碳目标”时代背景下，易科泰生态技术公司推出EcoTech®多传感器碳源汇立体遥感监测方案，为我国早日实现双碳目标贡献力量。该方案由Ecodrone®空基无人机遥感成像系统和PhenoPlot®地面光谱成像监测系统组成，专为森林碳吸收量、植被碳氮损失与净汇、净光合作用、生物量、生态退化因子、生物多样性等碳源汇及生态系统监测研究领域提供全方位的空陆双基监测方案。

在陆地生态系统中，森林是最大的有机碳库，是陆地中重要的碳汇和碳源，因此了解森林生态系统在碳循环中的作用，对于研究陆气系统的碳循环乃至全球碳循环都是一个基础，具有重要的意义。易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心最新推出Ecodrone®一体式高光谱-激光雷达无人机遥感系统，助力森林碳循环研究及应用。

果实品质的快速、无损、批量检测评价对于果实分等定级、优化果树栽培品种及提升经济效益具有重要意义。易科泰生态技术公司推出PhenoTron®-HSI果实品质高光谱无损检测方案，结合专业的图像及光谱融合分析技术，可快速获取果实的空间及光谱信息，反映其外部特征、表面缺陷、病斑情况、内部结构及化学成分，为果实品质快速、无损、高通量分析检测提供了新思路。

易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心最新推出Ecodrone®一体式高光谱-激光雷达无人机遥感系统。该系统包括VNIR/NIR波段高光谱成像仪和激光雷达扫描仪，一次飞行可同时获取目标图谱信息及三维点云数据，应用于大范围、多维度的森林遥感研究、林木表型分析、植被资源调查、生态环境研究、林业测绘等领域。

由中国海洋大学和西安易科泰光谱成像与无人机遥感技术研究中心技术团队在国际著名植物学期刊Plant Methods上合作发表文章Biomass estimation of cultivated red algae Pyropia using unmanned aerial platform based multispectral imaging。该研究首次将无人机遥感技术引入海水养殖监测领域，通过Ecodrone® UAS-8高通量无人机遥感成像监测和实地采样，在历经两年实验及研究分析基础上，通过回归分析，建立了一套可靠的紫菜生物量快速评估方法。该方法有效弥补了传统劳动密集型方法耗时耗力、损坏性评估的缺陷，为大型藻类的培育管理、遗传育种、表型学研究及海洋牧场监测管理提供高效、可靠的解决方案。

水果在采摘、储存、销售等各个环节中，质量与品质评估都是非常重要的。决定水果质量的一项主要指标就是可溶性固形物（SSC），如果SSC的含量较高，则水果的口感会更甜。印度尼西亚大学的学者使用Specim FX10高光谱成像系统开发了杨桃的可溶性固形物含量预测系统，可有效地预测杨桃中的SSC含量及空间分布。

西班牙巴斯克大学、莱里达大学和阿尔梅里亚大学合作研究了芝麻菜在超市贮存过程中的生理变化。他们将从超市购买的密封包装芝麻菜在模拟超市贮存环境（包括温度、湿度、光照、光暗节律）中处理了3天。之后进行了一系列生理与营养成分分析。首先他们使用FluorPen手持式叶绿素荧光仪结合视觉品质分级来对芝麻菜处理的品质进行快速检测。最大光化学效率Fv/Fm是用来衡量植物受胁迫程度最灵敏也是应用最广泛的参数之一。结果证明，Fv/Fm与视觉品质分级有很好相关性，是非常好的检测贮存蔬菜品质的参数。

红辣椒营养价值丰富，除了在食品料理中可作为日常调味品，还有很大的药用价值。红辣椒含有丰富的维生素C和类胡萝卜素(维生素A前体)，但在黄色辣椒和绿色辣椒(未成熟状态)中这两种维生素含量则显著偏低。在自然生长环境中，红辣椒中的类胡萝卜素得到了很好的保护，但是采摘后的红辣椒或辣椒粉的储存条件如光照、温度、湿度等因素对类胡萝卜素的含量影响很大。有研究报告指出，在有光照和无光照的情况下，类胡萝卜素的损失量分别为9.6％到16.7％不等。

易科泰公司生态健康研究中心致力于生态-农业-健康研究发展与创新应用，专注于光谱成像技术在上述领域的研发集成及技术推广，凭借多年科研仪器技术研发集成经验，引进国际先进的高光谱成像传感器技术，通过“光谱指纹”特征差异来反映不同食品的理化特性，及有机化合物组成和分子结构信息，进而有效反映食品中的化学成分或微生物污染情况。充分将“图谱合一”、“光谱立方”应用到食品检测领域，为该领域提供全面的高光谱成像应用方案。

近年来，通过无损检测方法高精度地提高研究植物功能和结构的能力已成为植物育种和精准农业的主要目标，植物表型的新兴研究方法在揭示植物生长、产量、品质和抗各种胁迫的数量性状方面发挥着关键作用。除了全自动表型分析系统之外，其它一些成本可接受的高通量研究方案可以帮助研究人员更准确把握各种植物性状，例如高光谱成像与叶绿素荧光成像联用技术。

当前传统的矿物测定方法数据准确应用广泛，但是成本、人力及时间耗费高。为了满足开采策略和方法的新要求，矿物分析需构建高质量数据库，必须速度快、费用低，反而对准确度要求不高。近年来，包括HSI（高光谱成像技术）、LIBS（激光诱导击穿元素光谱分析技术）等在内的光谱成像技术日渐广泛地应用于矿物的种类识别和定量分析，由于非常契合上述数据库构建的要求，因而开启了岩相学和矿物学研究的新路径，为地理、构造地质、矿物、矿产勘查和加工等科学领域中的复杂过程研究提供了强大技术支撑。近日，我国“祝融号”火星车在火星乌托邦平原着陆区便是利用短波红外光谱等技术发现类似沉积岩的板状硬壳层富含含水硫酸盐等矿物。本文将介绍德国联邦地球科学和自然资源研究所（Wilhelm Nikonow et al.,2019）应用HSI、LIBS元素分布成像等光谱图像融合技术开展的矿物特征及岩相学分析研究，旨在为地球化学和矿物学科研工作者提供应用参考。

岩心高光谱成像扫描技术在地矿领域有着重要的应用前景，可以提供矿物填图、丰度评估、矿脉走向预测等一系列数据，但对很多地质专家来说，无法快速将光谱结果进行精确分析和地理信息融合是限制高光谱技术走向应用的门槛所在，针对这一现象，易科泰样芯分析技术现推出基于云服务的地矿高光谱成像分析解决方案，旨在为地矿高光谱大数据采集、数据库建设及在线分析填图提供技术支持。

易科泰光谱成像创新应用研究室致力于生物活体荧光成像、高光谱成像、红外热成像创新应用实验研究与合作，特别是中医药与生态健康创新应用技术研究与发展，实现高通量、非接触、非损伤、可视化研究、检测、溯源。

伤口愈合过程是各种组织的再生共同作用的结果。创伤愈合的基本过程为：急性炎症期→细胞增生期→瘢痕形成期→表皮及其它组织再生。治疗不同原因（如创伤或慢性疾病）造成的伤口需要完全不同的临床护理方式，所以伤口的严重程度及愈合活力的评估是确定治疗方法的先决条件。 传统的活体组织检查分析虽然可以使诊断结果更加准确，但是活检的组织学分析通常只显示出非特异性炎症，而没有细胞密度、活力或坏死的信息，采样操作也会导致额外的局部组织损伤。而高光谱成像技术可以无接触地获取生物组织的光谱和空间数据，以此来反应伤口愈合过程中的动态变化，为无损监测并治疗各类伤口提供帮助。

高光谱成像技术以其快速、无损、非接触、高通量和强大的光谱识别能力，日益引起生物医学研究和医疗检测的关注。意大利Brescia大学的科研人员Giovanni等对五种培养于显色琼脂上的UTI（尿路感染病原体）细菌进行了研究，他们使用Specim V10e采集了样本高光谱数据，并基于机器学习方法进行了细菌菌落分类。

烧伤深度分级对处理和治疗皮肤烧伤至关重要。尽管到目前为止测试评估烧伤深度种类繁多，但都没有获得广泛的临床应用。罗马尼亚卡罗尔戴维拉医药大学利用Specim高光谱成像结合光谱指数的技术进行烧伤深度评估的新方法，该技术利用特定的光谱带来绘制具有不同烧伤程度的皮肤区域。光谱指数放大了正常皮肤和具有不同烧伤程度的区域之间的对比度，利用了由于烧伤皮肤中发生的形态和生理变化而发生的光谱幅度的差异。通过使用新的可测量光谱指数证明，可以生成准确的烧伤分级图，显示不同烧伤类型的空间分布、治疗过程和愈后评估。