2020/12/24 10:45
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方案摘要:
产品配置单:
SisuRock高光谱样芯扫描平台
型号: SisuRock
产地: 芬兰
品牌: SPECIM
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SpectroSense2 冠层光谱测量系统
型号: SpectroSense2
产地: 英国
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DragonFly LIBS元素分析系统
型号: DragonFly LIBS
产地: 捷克
品牌: 捷克Lightigo
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方案详情:
易科泰样芯分析技术应用案例(十一)
高分辨率高光谱成像研究Jaczno半混合湖全新世光养生物群落和缺氧动态
上一期《易科泰样芯分析技术应用案例》, 我们介绍了利用CORESCANNER X光芯体密度扫描成像与元素分析技术(XRF)和SPECIM样芯高光谱成像技术(HSI)研究厄瓜多尔火山灰的案例,本期将介绍利用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。
淡水系统缺氧和混合方式改变在全球扩散传播是日益引起人们关注的主要环境问题,根据预测,未来的气候变化和人类影响将使水生生态系统日益恶化,对过去这种变化过程和驱动因素的研究可为将来预防和补救提供巨大助力。瑞士伯尔尼大学的研究人员使用多代理方法,将高分辨率高光谱成像(HSI)获得的色素数据、XRF数据与超高效液相色谱叶绿素和类胡萝卜素数据相结合,以研究波兰东北部Jaczno半混合湖全新世(1万年以内)营养状态变化和缺氧演变。研究结果发表于2020年《Biogeosciences》(Holocene phototrophic community and anoxia dynamics in meromictic Lake Jaczno (NE Poland) using high-resolution hyperspectral imaging and HPLC data)。
研究显示,9500年前,在盆地形成之后,Jaczno湖就具备了缺氧和硫化物条件;直到6700年前,湖泊的自养能力较低,浊度较高,并且在光养群落中绿色硫细菌(GSB)较为丰富,表明较深的有氧-缺氧边界和弱分层态;6700-500年前之间的时期特征是湖泊产量不断增加,并且从绿色硫细菌逐渐转变为紫色硫细菌(PSB),这表明有氧-缺氧边界更浅,分层明显,然而沉积物中的球状烯和精胺酮表明存在间歇性缺氧过程;500年前至今,人类影响力逐渐增强,森林砍伐和集约化农业加剧了湖泊的富营养化,紫色硫细菌占据主导地位,永久性缺氧和半混合态开始建立,这项研究明确了人类对富营养化和缺氧过程的影响
XRF扫描通过伯尔尼大学实验室的ITRAX CoreScanner(铬管)进行,连续扫描步长为2mm(曝光时间20s,30kv,50mA),结果以计数(峰面积)的形式给出。从检测到的元素中,Ti用作流域侵蚀输入的替代物,Ca用作内生碳酸钙的替代物,Si / Ti用作生物硅的替代物,S、Fe、Mn和Mn / Fe用作表征氧化还原条件的替代物。
同时,研究人员还使用了Specim V10E传感器(光谱范围400-1000nm,光谱分辨率2.8nm),对刚采集的半芯样品进行高光谱成像扫描,后经ENVI软件分析处理得到其相对吸收波段深度(RABD)数据。其中RABD673(光谱范围590–730 nm)用于指示叶绿素及其成岩产物(TChl),代表该阶段水体可正常进行初级生产;而RABD845(光谱范围790–895 nm)用于指示细菌脱镁叶绿素a和b(Bphe),代表该阶段水体处于缺氧或半混合状态。由于紫色硫细菌和非硫细菌在有光照的厌氧条件下产生大量Bphe a和b,而绿色硫细菌产生的Bphe c、d和e未被RABD845光谱范围内吸收,因此基于高光谱数据推断的细菌脱镁叶绿素反映了水体中紫色细菌的含量。
这项研究显示出结合HPLC数据进行校准和验证的HSI测量的巨大潜力,而Jaczno湖提供了很理想的样芯,可以探索在自然分层的湖泊系统中,从最小到极强烈的人类影响,可能导致湖泊混合,生产和持续的底部缺氧的变化机制。该研究,以及欧洲其它湖泊的相关研究,可以极大地扩展人类对这些主要环境问题的理解,同时为将来实施有效的技术修复提供可行性参考。
研究结果见下图:
ü 高分辨率样芯(芯体)扫描成像分析,全面反映二维密度/质地和化学成分分布
ü 岩矿样芯、海洋湖泊沉积样芯、树木年轮样芯等
ü RGB扫描成像与CT技术密度扫描成像
ü 高光谱扫描成像分析
ü XRF元素扫描分析
ü 高通量、非损伤
ü 可选配LIBS元素分析
Ø SisuROCK多样芯高通量高光谱成像扫描分析系统
Ø SisuSCS单样芯高光谱成像扫描分析系统
Ø SisuCHEMA高光谱成像分析系统
Ø SpectraScan高光谱成像扫描分析系统
Ø ITRAX CoreScanner样芯密度与元素扫描分析系统
Ø ITRAX XRF Scanner 岩矿/湖海样芯元素扫描分析系统
Ø ITRAX MultiScanner树木年轮分析系统
Ø VIS-NIR P4000土壤样芯理化性质勘测系统
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RhizoTron 根系高光谱成像技术应用:根际图像分割及形态分析
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2024/07/22
易科泰人体能量代谢测量技术助力北京市民健康体重行动
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生物产业
2024/07/19
SisuROCK 高光谱成像技术检测土壤有机碳(SOC)和总氮(TN)
土壤有机质,尤其是有机碳和氮,在陆地生态系统中起着重要的作用,通过土壤管理增加土壤固碳可抵消全球化石燃料排碳的5-15%。高光谱成像技术可以将土壤特性测量从点尺度提升至空间尺度,是土壤科学管理、土壤有机质研究的有力工具。 加拿大阿尔伯特大学的研究者Sorenson利用Specim SisuROCK高光谱成像系统,采集三种不同轮作土壤剖面(a连续作物、b连续牧草、c作物和牧草混合农业生态轮作)的VNIR-SWIR高光谱数据,结合元素分析仪获取的各土壤样品有机碳(SOC)和总氮(TN)含量数据,基于小波分析与贝叶斯正则化神经网络建立SOC和TN预测模型。 结果表明,轮作中添加牧草增加了土壤SOC和TN的含量,但这些变化多集中在表层。这一结果具有重要的土地利用与管理意义,为用户提供决策支持,同时证明SisuROCK高光谱成像技术是研究土壤剖面中有机质空间分布的重要工具。 北京易科泰生态技术有限公司长期致力于生态-农业-健康领域仪器的研发、应用与推广,为土壤养分、污染、重金属检测、土壤-植物互作关系研究提供从实验室到野外,从地面到无人机遥感全方位解决方案。
环保
2024/07/10
高光谱成像技术检测鸭梨 α-法尼烯和共轭三烯
近日,河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所果蔬贮运加工研究室程红博士团队,使用高光谱成像技术结合机器学习模型建立了一种无损快速检测方法,成功预测了鸭梨的虎皮病生物标志物α-法尼烯和CTols,并在国际化学光谱学TOP期刊Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy在线发表了题为“Potential of hyperspectral imaging for nondestructive determination of a-farnesene and conjugated trienol content in ‘Yali’ pear”的研究论文。 该论文采用北京易科泰生态技术公司提供的Specim-VNIR高光谱成像果品品质检测系统,借助其高分辨率、高信噪比、高帧频的特点,高效采集了大批量不同实验处理下的400-1000nm鸭梨高光谱数据集,将VIS-NIR高光谱成像技术和机器学习模型相结合,建立了一种基于高光谱成像技术的快速无损预测鸭梨中α-法尼烯和CTols含量的方法,以跟踪鸭梨的健康状态,预防鸭梨虎皮病。该研究结果为鸭梨虎皮病的无损检测提供了技术支撑,也充分体现了高光谱成像技术在果实品质高效、无损检测中的潜力。
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