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M320
技术规格
M320菌落计数/浮游生物分析联用仪


    Algacount M320菌落计数/浮游生物分析联用仪是2017年迅数科技基于M300型升级的高端多功能生物监测仪,集菌落计数、浮游动物智能鉴定计数、藻类智能鉴定计数三大功能于一体,是专门为淡水、海洋环境生物监测提供的智能图像分析工具。 
    全新设计的软件架构,结合精美的浮游生物大数据,满足用户对浮游生物快速智能鉴定、分析、计数的需求。首次采用迅数专利图像技术-“多维渐进相似藻搜索”,仅需3秒即可从海量图库中把最相似的藻找出来,同时具备:多层聚焦、超视野拼接、生物量分析、链状体和胶被群体的子细胞计数、单细胞微藻自动计数等多种浮游生物分析功能。 
    菌落软件方面,系统以防篡改技术、测试环境-测试流程的智能重构技术、水印签章技术为核心,构建多层次、相互制约的安全管理保障体系,确保了系统的安全性、数据的完整、真实性,满足审计追踪的要求。


浮游生物分析

多种模式智能搜索鉴定
  “多维渐进相似藻搜索”是迅数科技的革命性藻类智能鉴定工具,采用了"全新的Machine DeepFace(机器深脸)技术,通过当今先进的卷积神经网络,实现对任意图像的深度特征提取。能快速准确实现:侦测未知藻细胞的轮廓、提取特征信息、大数据匹配,从几万张图库中找出形态最相近的一组藻类,同时优先展现常见藻类。 
    此功能特点鲜明,实用性强,既满足图像搜索的效率,又兼顾了图形匹配的精度。

    “易混淆藻鉴别”:使用者可以选择2、4、6个或更多形态相似的藻类,在同一界面上展开快速比较,通过典型的组合特征图、概要性文字,迅速掌握它们之间的区别要点,指导自己从差异化的细节特征进行重点观察。


  “典型组合联想”形态学检索依据形态相似性、渐变性,选取真实典型藻细胞图像,组合归类, 并结合细胞或群体的结构特征,如鞭毛、色素体、花纹、胶被等 ,实现精确、快捷的形态学检索。 
    图形语言、组合联想、特征多选、淡水、海洋分库、浏览方便等特点,使得初学者能快速掌握。


浮游生物分类计数、优势种自动排序
    浮游生物流程式计数:连续获取200个视野图像,编辑计数表,点击标记不同种类,多视野相同属种自动累计,不同物种分类计数、总数累计、优势种自动排序和优势类群所占比例分析。 


单细胞微藻自动计数
    包含七种图像分割算法的“动态自动计数”,适合纯培养能源藻、药用或食用微藻的细胞浓度快速测定。


显微测量、生物量分析 
    系统提供了专门的显微分析工具。透明数字标尺可在不同物镜倍率下实现显微测量;生物量分析模块则汇聚了大量浮游生物几何模型,通过显微测量数据,自动计算浮游生物的生物量。

数据安全与管理 
    为保证环境监测数据的真实、安全,新设计的账户管理系统能实现多账户分级管理,赋予管理员(实验室负责人)最大的权限,可以监督、查看不同实验员的试验数据;而实验员之间无法查看、篡改各自的数据。 
    浮游生物统计信息以电子记录的方式保存,确保数据的完整性,有助于藻类监测的规范化、无纸化,极大地提高工作效率,符合实验室检测发展趋势。统计数据按优势藻排序,包含:计数总数、单细胞体积、百分比、藻密度、丰度、优势度、藻总体积、Shannon指数、物种均匀度指数、碳生物量、氮生物量、总碳生物量。


菌落计数 

全封闭照明 
    采用全封闭、宽光带照明技术,符合人体工学的舷窗门设计,隔绝环境光的干扰,彻底消除杂散光在玻璃培养皿折射形成的光斑、光环现象。


三色LED光源 
    采用长寿命、低功耗、环保型三色LED混合光,可以还原真实的菌落色泽,消除白光LED照明成像偏蓝的问题。


光照模式自由切换 
    系统采用双光源设计:上光源采用多维大面阵LED混合光模组,通过柔性导光板,营造出360度环绕漫射柔光;下光源采用晶锐悬浮式暗视野照明。上下光源可自由切换,并根据用户需要,调节亮度。










智能菌落计数 
    以国际前沿的图像分割技术“水平集活动轮廓模型”为核心,针对微生物菌落多样性创造性地开发出“快速活动轮廓模型”、“基于RGB约束的彩色水平集活动轮廓模型”、“多相水平集活动轮廓模型”等先进的图像分割技术,具备抗噪性强、数值求解稳定性好、分割边界光滑连续、可以处理拓扑结构等优点,实现了复杂菌落的准确计数。


保证系统安全、数据安全的架构设计
    “系统管理员、数据管理员、操作员、复核员”四重系统架构,分设职能与权限,确保数据信息的安全、完整和真实。 
    系统管理员:负责创建、管理所有操作员与审核员的账户和登入密码。 
    数据管理员:负责全部测试数据的档案管理、封存、以及计算机的数据库管理。 
    操作员:负责培养皿菌落的测试、自检、修正、形成电子报告、递交审核、对审核通过后的文件进行报告打印。
    审核员:负责对操作员递交的测试报告进行审核。











水印签章、防篡改、测试流程智能重构--实现有效的审计追踪
    ① 多用户密码登入、电子签名、操作审核日期计算机生成; 
    ② 全部操作流程,如图片、稀释度、统计工具、所用参数、测试值、修正情况等,由计算机自动记录在数据库中,操作员无法进行改动; 
    ③ 通过测试环境和流程的重现,复核员可以追溯操作员的全部操作。




主要功能与技术指标 

一、菌落数字成像 
1. 光源
  • 可见光:高亮三色LED结构光
  • 254nm紫外:用于腔体消毒、紫外诱变 
2. 光路与照明控制
  • 全封闭暗箱:消除环境杂散光干扰
  • 上光源:场景式360°柔性无影光照明
  • 下光源:晶锐悬浮式暗视野照明
  • 上光、下光、双光、紫外,自由切换,光强可调 
3. 光电转换
  • 标清工业定焦镜头:8mm、 3.0 mega-pixel、1/2"、Distortion <1%、 F1.4~F32 
  • 专业型CMOS相机:1/2.3"color CMOS sensor、8.5 Mega Pixels、C-Mount 

二、菌落计数模块 
1. 基本菌落计数功能
  • 平皿类型:倾注、涂布、膜滤、3M纸片
  • 一键智能计数(6模式):平面感模式、立体感模式、小菌落优先、大菌落优先、同色菌优先、培养基剔除模式
  • 全皿菌落统计:菌落总数统计,并按25档尺寸分类显示
  • 区域选择统计:可选择半圆、矩形、扇形、任意圈定区域进行统计
  • 直径分类统计:设置直径范围,统计特定大小的菌落
  • 鼠标点击统计:快速标记、添加菌落,适合培养皿边缘菌落的计数
  • 菌落粘连分割:自动分割相互粘连的菌落,链状菌落由用户选择分割或不分割 
2. 高级菌落统计功能
  • 动态调节统计:可对统计结果进行动态调节修正,快速获取最佳统计效果。
  • 偏差预估统计:适用于菌落颜色多且复杂的情况。
  • 水平集多模型算法:搜索运算,获取最佳图像分割效果,适应培养基背景变换
  • 特定菌落统计:根据菌落色泽、大小、轮廓特征,识别特定菌落
  • 反式统计:适合菌落类型极其复杂而培养基背景均匀
  • 杂菌、杂质剔除:根据形态、尺寸、颜色的区别,进行自动杂菌、杂质剔除 
3. 网格滤膜与3M测试片
  • 黑色实线网格一键统计
  • 3M细菌总数测试片、3M金黄色葡萄球菌测试片:一键统计
  • 3M大肠菌群测试片、3M大肠杆菌/大肠菌群快速测试片:一键统计+人工选择 
4. 高级工具
  • 网格清除:消除滤膜网格背景干扰
  • 人工计数修正:添加或删除菌落
  • 排除污染区域:鼠标勾勒任意污染区域,自动剔除污染区域的菌落数
  • 背景文字消除:自动消除记号笔干扰
  • 人工粘连分割:手动分割多重粘连菌落
  • 参数自动换算:培养皿直径、样本稀释度输入,实现自动换算
  • 文字、图形标注 
5. 标定与测量
  • 仪器标定:仪器自带标定、人工修正标定
  • 一键式快速测量:一键测定大菌落,适合真菌、放线菌的单菌落分析
  • 全皿自动测量:全皿菌落的等效直径、面积、长短径、周长、圆度分析
  • 手动精确测量:长度、角度、弧度、面积、弧线、任意曲线 

三、数据安全与管理 
1. “系统、数据、操作、复核”四重系统架构,分设职能与权限,确保数据信息的安全、完整和真实
  • 系统管理员(最高层):负责创建、管理所有操作员与审核员的账户和登入密码。确保操作员与操作员之间、操作员与审核员之间的账户隔离与数据隔离。
  • 数据管理员(副高层):负责全部测试数据的档案管理、以及计算机的数据库管理。封存所有审核通过的测试报告或将原始图片、测试数据备份、导出,保证了数据的完整性、安全性。
  • 操作员:负责培养皿菌落的测试、自检、修正、形成电子报告、递交审核、对审核通过后的文件进行报告打印。
  • 复核员:负责对操作员递交的测试报告进行审核。核查数据输入与处理过程,但无权修改;对存疑报告作“审核退回”处理,要求操作员重新测试;对“审核通过”的报告将永久性存档,无论审核员还是操作员都无权再删除,以确保数据的原始性和真实性。 
2. 数据存储与导出
  • 以电子数据为主,记录:样本来源、编号、稀释度、平皿图片、识别效果、计数值、所用统计工具、参数设置、修正情况,确保记录信息完整。
  • 满足质量审计,存储的电子数据能以PDF或Excel格式打印输出 
3. 水印签章技术、防篡改技术、测试流程智能重构技术,实现有效的审计追踪 
4. 防篡改技术
  • 采用多用户登入管理,所有操作员、审核员的名字,被系统自动记录在操作流程和测试报告中;所有操作日期、审核日期,由计算机自动生成,避免错填或伪造。
  • 全部操作流程,包括:菌落图片、培养皿尺寸、样本稀释度、统计工具、所用参数、测试所得的菌落总数、自检修正后的菌落总数等,由计算机自动记录在数据库中,操作员无法进行改动,为后续审计提供全部真实数据。 
5. 水印签章技术
  • “审核通过”的测试报告会自动生成操作员和审核员的账户电子签名,并在报告上加印防伪的“审核通过”水印签章。 
6. 测试流程的智能重构技术
  • “复核员”打开“等待审核”的测试记录,计算机自动复原操作员的全部流程和测试环境,包括:当时所测的培养皿图片、测试结果、培养皿尺寸、样本稀释度、采用的统计工具及所用参数、测试所得的菌落总数、修正情况…… 
  • 通过测试环境和测试流程的重现,复核员可以追溯操作员的全部操作,复核测试结果的准确性,达到审计追踪目的。 

四、浮游生物显微成像
  • 科研级彩色数字相机:SONY 1200万像素CMOS传感器;1/1.7”英寸;G光灵敏度280mv with 1/30s;FPS/分辨率::25@4000x3000;50@2048x1080;曝光时间:0.1ms~15s;USB3.0 
  • 显微成像:超大视场显微图像实时动态观察、快速捕获,批量图片保存
  • 三维景深融合:快速融合不同焦平面,解决藻细胞分布在不同液层造成的局部模糊问题,获取全景深、高清晰藻细胞图像
  • 超视野拼接:多视野横向、纵向自动拼接 

五、浮游生物数据库 
1. 藻类专家数据库
  • 由精美的彩色显微照片、手绘图、文字介绍构成淡水、海洋藻库;覆盖中国七大水系、28个重点湖库的淡水藻,以及东海、黄海、渤海、南海周边的海洋藻。 
2. 浮游动物数据库
  • 由原生动物鞭毛虫类、原生动物肉足虫类、原生动物纤毛虫类、轮虫类、枝角类、桡足类等24大类组成,以中文、拉丁文双语显示,附浮游动物文字介绍、手绘图、大量显微照片。 

六、浮游生物鉴定 
1. 藻类智能鉴定--“迅搜”模块
  • 多维渐进相似藻搜索:自动、智能的藻细胞图形识别工具,3-5秒即实现:侦测未知藻细胞轮廓、提取特征信息、大数据匹配,精确找出形态相近的可能藻类,“优先选择”项同步展现最相近的常见藻类。
  • 易混淆藻鉴别:针对经验欠缺的实验员设计,筛选多个因形态相似而易混淆的藻类,在同一界面上展开快速比较,通过典型的特征拼图、概要性文字,迅速掌握区别要点。
  • “典型组合联想”形态学检索:用图形语言、组合联想、并结合细胞或群体的结构特征,实现精确、快捷的形态学检索。具备:特征多选、淡水、海洋分库、浏览方便等特点,使得初学者能快速掌握。
  • 四级分类学检索:由精美的彩色显微照片、手绘图、文字介绍 构成淡水、海洋藻库;覆盖中国七大水系、28个重点湖库的淡水藻,以及东海、黄海、渤海、南海周边的海洋藻;按“门、目、属、种”四级展开检索。
  • 分栏编辑:浮游植物名称、分类地位、 形态、结构、生殖生态 ,一目了然。
  • 通用查询:关键词查询(根据藻细胞文字描述中的特征词进行查询);常见藻查询(水华、赤潮、有毒藻);名称查询(中文名、拉丁名) 
2. 浮游动物辅助鉴定
  • 按中文名称或拉丁文名称搜索
  • 选择类、属,展现该类别下的所有浮游动物 

七、浮游生物计数与分析 
1. 浮游生物流程式计数
  • 浮游生物分类统计:采用不同颜色、不同大小的色圈标记各种生物,按类点击、自动累积计数
  • 藻类总数统计:对样本各种生物的总数进行自动累计,优势种自动排序、按门排序、优势群落组成百分比分析
  • 自动计算:藻密度、生物量、香农-威纳指数、物种均匀性指数、优势度、丰度
  • 胶被群体分析:自动识别、计数群体中的子细胞,尤其适合微囊藻的计数分析
  • 链状体分析:用于估算单条丝状体、链状体的子细胞数 
2. 单细胞微藻自动计数
  • 动态自动计数:七种分割算法,适应单细胞微藻和成像背景的变化
3. 测量、生物量分析
  • 显微测量:可选择透明、不透明2种标尺,或直接鼠标点击划线测量生物细胞
  • 生物量分析:依据浮游生物形态数学模型,自动计算生物量 

八、实验数据安全
  • 多账户分级管理,管理员、实验员具不同权限,避免实验数据篡改
  • 电子记录方式保存数据库,确保数据的完整性
  • 数据库:自动保存每批显微照片、统计标识和统计数据
  • 标注:可在已拍摄的浮游生物细胞图片上,进行任意的文字、尺寸标注
  • 报告编辑、打印:提供报告编写模板、文本输入、打印预览
  • 数据导出:统计数据、图片导出到EXCEL或PDF文件 

九、仪器规格与配置
  • 新M320菌落计数/浮游生物分析联用仪主机1台
  • 菌落分析软件、藻类分析软件、浮游动物分析软件
  • 联想一体电脑(全国联保):双核CPU/4G内存/1T硬盘/21.5"彩显,Windows 7或Windows 10 
  • 显微摄像科研级彩色CMOS 
  • 用户选配:显微镜和摄像转接口
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