HD5000多譜超分辨菌落成像系統

迅數科技HD5000菌落計數器、菌落分析儀

HD5000多譜超分辨菌落成像系統是迅數科技2020出品、軟硬件頂級配置的旗艦機型，符合人體工學的全金屬機箱設計，精致、堅固。

獨特設計的平皿萊因伯格照明系統，具有132種組合照明模式，可為平皿、多孔板菌落、細胞克隆、病毒蝕斑拍攝華美的影像，是圖像數據保存、文獻發表的有力工具。

4/3英寸超大面陣CMOS傳感器與大視場高清定焦鏡頭搭配，菌落影像通透、色彩細膩，完美展現培養基深層微小菌落，抑菌圈輪廓清晰、銳利，保證了圖像分割的精度和重現性。

軟件功能豐富、易用，融菌落計數、抑菌圈測量、菌種篩選三大功能于一體。可實現：快速統計、多算法高級統計、網格濾膜、3M測試片、典型菌篩選、菌株特性描述、雙圈分析、抑菌圈測量。。。

2022款HD5000M融合擬紅外薄層干涉技術，更適合微孔濾膜的分析。

微生物平皿成像的“數字影棚”

“數字影棚”的光源控制

專業設計的平皿載樣艙，可實現培養皿的霧光漫反射照明、懸浮暗視野照明、彩色凌透背光照明、多譜萊茵伯格照明，擬紅外薄層干涉照明，拍出不同尋常的科研級精美照片。

光源控制器采用隱藏式吸彈門設計，具5路照明選擇開關、3通道無級亮度調節、單通道色溫調節、11路彩色背景選擇、11路萊因伯格光選擇。

多譜萊因伯格照明

多譜萊因伯格照明是迅數獨創的平皿大視場暗域照明技術，11通道不同波長的可見激發光以環幕逆透射聚光照明菌落，輔以不同的彩色凌透光，可構成132種組合照明模式，使培養基形成均勻的背景色，菌落勾勒出鮮亮的自然色澤與輪廓。

無需化學染色，即可使菌落或細胞克隆實現無損光著色，便于觀察細微結構，識別、計數。

萊因伯格照明實際樣張：

懸浮式暗視野照明

懸浮式暗視野由暗域輪廓光與黑色背景構成。柔和的白色LED輪廓光，使平皿中央到邊緣的菌落得到均勻的照明，而光線幾乎穿透培養基，形成黑色背景下的亮色菌落，菌落與培養基形成高反差，可清晰勾勒菌落輪廓。

擬紅外薄層干涉（HD5000M）

微生物薄膜過濾法通常采用白色濾膜，導致灰白色的微小菌落難以觀察，濾膜的網格線也會對統計形成干擾。“迅數”獨創的擬紅外薄層干涉與萊因伯格照明組合，能使膜形成均勻背景色，類白色微小菌落以近紅色立體突顯，提高了自動識別計數的精度。

超分辨率 銳利展現菌落細節

1.1英寸大視場高清定焦鏡頭，通過較大程度地控制多種像差，無論是暗視野照明、霧光漫反射照明、萊因伯格照明，都能呈現高分辨力、高對比度的畫質。

2100萬像素 4/3英寸超大面陣彩色SONY CMOS 傳感器，采用雙層降噪技術，具有極高的靈敏度以及超低噪聲，能以無損圖像品質呈現細微的色差和豐富的細節信息。

高保真鏡頭與大面陣相機的完美搭配，更能區分不同菌落、菌落與雜質、菌落與培養基之間的差異，從而提高菌落計數、篩選的精度。

更多圖像算法 提高菌落計數精度

迅數創造性地研究出適合復雜菌落分割計數的快速活動輪廓模型、多相水平集活動輪廓模型等先進的圖像分割技術，實現了復雜菌落、高難度平皿的準確計數。

  (a) 水平集函數示意     

      (b) 曲線演化過程

水平集活動輪廓模型的基本原理

圖像識別分割案例：

多粘連細菌菌落計數

 微小菌的識別計數：適合支原體、AMES 、嗜冷菌分析

真菌菌落計數

濾膜菌落的識別計數

顯色菌落的識別計數

高效、精確 菌種數字化篩選

無損傷的多譜光學染色識別技術   

通過多光譜萊茵伯格照明的光學染色技術，讓菌落或克隆形成鮮艷的顏色，便于觀察、辨別菌落的色彩和紋理細節，結合染色抗干擾精密統計技術，可以提高不同菌落識別的精度，減少培養基不平整、雜質干擾的影響。

不同菌群自動分類識別

微生物研究中有時需要在多菌混雜情況下把目標菌分類統計出來。不同菌種菌落的色澤、大小、輪廓存在微小特征差異。

HD5000的“單色分類統計、指定多色篩選、多色自動聚類”工具可實現高精度識別某一類菌落，或自動聚類區分不同顏色的菌落。

雙圈分析

通過精確測量透明外圈直徑和菌落直徑，自動計算二者面積比和直徑比，并根據比值的大小自動排序，定位出相應的菌落。適用于“抑菌圈、透明圈、變色圈、生長圈、水解圈、溶磷圈、排油圈、溶鈣圈、溶血圈”分析，輔助抗生素、酶制劑、有機酸產生菌和石油、農藥降解菌的高效篩選。

病毒滴度分析-蝕斑/噬菌斑計數

懸浮式暗視野照明使得敏感細菌菌層為白色，烈性噬菌斑形成的透明斑為黑色；萊茵伯格照明可讓結晶紫或中性紅染色的細胞層著色明艷，病毒空斑更易觀察。影像的銳度與反差，幫助實現蝕斑/噬菌斑的準確分割和精確計數。

菌絲生長速率分析工具

菌絲生長速率、菌絲生長抑制率、對峙培養分析、室內毒力測定等實驗常采用十字交叉法測量菌落直徑。由于多數霉菌菌落蔓延、疏松、邊緣發散不規則，測量的人為誤差大，效率低。迅數“霉菌一鍵測量”模塊，只需用“魔棒”在菌落邊緣點擊一次，即可瞬間測出大霉菌的面積、周長、長徑、短徑。

免疫學研究

迅數-多區域統計算法可以輕松實現任意多個區域的同步一鍵計數，可用于肺炎鏈球菌莢膜多糖特異性抗體調理吞噬殺菌試驗（OPKA）和抗體依賴補體介導的體外血清殺菌試驗（SBA）

多孔板克隆計數

高分辨率的HD5000還可用于多孔板的克隆成像。萊茵伯格照明能使結晶紫染色的腫瘤或干細胞克隆鮮艷明亮；懸浮式暗視野照明，可使軟瓊脂克隆形成高反差的圖像，自動計數大于50um的克隆或細胞團。

Spot assay 點陣分析

Spot assay常用于檢測不同培養液中細菌或酵母的生長率、培養液的連續梯度稀釋或某個菌株基因突變型的高通量篩選 。“多區域動態調節統計”適用于此類分析。

抑菌圈自動測量

Szone 抑菌圈多模式測量技術

抑菌圈測量常采用鋼圈雙碟法、紙片法、瓊脂打孔法，由于試驗環節諸多因素，如：抗生素溶液濃度、培養基質量、PH值、試驗菌菌齡、培養時間等，使得最后形成的抑菌圈有些輪廓清晰，有些邊緣模糊或不整齊并伴有破裂現象。

迅數“自動檢測、擬圓逼近、三點定圓”三種算法，可適應不同類型抑菌圈的測量。

高對比、高分辨成像－－-保證測量精度

抑菌圈測量的關鍵是準確找到透明圈與底層菌的“邊界線”。迅數專利設計的懸浮式暗視野，使得透明的抑菌圈構成“黑背景”，與周邊灰白色的菌層形成高反差。

測量精度取決于數字影像畫質，而鏡頭與相機的組合對畫質至關重要。HD5000采用光學分辨率達150LP/mm的大靶面定焦鏡頭，將通透無畸變的光信號通過4/3英寸大面陣CMOS芯片相機，轉為高清細膩的抑菌圈數字圖像。

抗生素效價測定

提供一劑量法、二劑量法、三劑量法及合并計算。一劑量法符合美國藥典，二劑量法和三劑量法符合中國藥典2020版。儀器重復性自檢，測量相對誤差≤0.002mm；均勻性自檢，相對誤差≤0.1％。

主要功能與技術指標

一、 照明系統

? 全封閉鋼鋁合金機箱（32×34×46cm）：精密、堅固，確保光密閉

? 平皿載樣艙：下拉式鋁合金隔斷窗，消除環境雜散光干擾，阻斷紫外泄露、避免灰塵進入

? 霧光漫反射照明

1) 96顆LED列陣與納米反射材料構成嵌入式霧光系統， 360°連續漫反射，凸顯菌落色澤和紋理，消除玻璃培養皿折射形成的光斑、光環。

2) 色溫變化范圍：3100K－5800K  照度范圍 50-—7000 Lux   

3) LED壽命≧20000 小時

? 懸浮暗視野照明

                白色LED光源，照度范圍 100—5500 Lux 顯色指數74％

? 彩色寬場凌透背光照明

1) 可調式LED導光列陣，形成均勻、高亮的11種色彩透射光

2) 照度均勻度大于90％，確保培養皿邊緣與中間得到均勻照明

? 多譜萊茵伯格照明

1) 11通道可見激發光、環幕逆透射，與凌透背光可構成132種組合照明模式

2) 多光譜模式可降低培養基不平整、色變的影響，減少瓊脂雜質的干擾

3) 無損光著色技術與抗干擾精密統計技術結合，增強菌落之間細微顏色差異辨別，顯著提高菌落識別、篩選的精度

? 擬紅外薄層干涉照明(HD5000M)

嵌入縫隙式可調光源，通過薄層干涉效應凸顯濾膜表層的微菌落

? 紫外反射光源：254nm用于腔體消毒、紫外誘變

? 光源控制器

1) 隱形彈吸式控制面板，5路照明選擇開關、3通道無級亮度調節、單通道色溫調節

2) 照明組合 自由切換

二、 數字成像

? HD5000：1.1英寸大靶面高清工業定焦鏡頭，鏡頭中央與邊緣都保持150 lp/mm的分辨率

? HD5000M：4/3英寸大靶面超清鏡頭，鏡頭分辨率180 lp/mm

? 超大面陣CMOS相機： SONY 4/3英寸彩色CMOS 傳感器，

  分辨率：2100萬像素 

單像素尺寸：4.54X4.54um

三、 菌落分析模塊

1. 基本菌落計數功能

? 平皿類型：傾注、涂布、膜濾、螺旋平皿、3M紙片 

? 全皿菌落統計：菌落總數統計，并按25檔尺寸分類顯示

? 區域選擇統計：可選擇圓形、矩形、任意圈定區域進行統計

? 多域平行統計：一次性多區域同步統計；多區域“鏤空”統計

? 直徑分類統計：設置直徑范圍，統計特定大小的菌落

? 鼠標點擊統計：快速標記、添加菌落，適合培養皿邊緣菌落的計數

? 菌落粘連分割：自動分割相互粘連的菌落，鏈狀菌落由用戶選擇分割或不分割

2. 快速菌落統計

? 滾輪參數調節統計（4種）：均質平皿、背景不均、微小菌落、彩色背景

? 一鍵響應統計（3種）：單色統計、霉菌統計、反式統計

3. 高級菌落統計

? 動態調節統計：可對統計結果進行動態調節修正，快速獲取最佳統計效果。

? 偏差預估統計：適用于菌落顏色多且復雜的情況。

? 水平集多模型算法：搜索運算，獲取最佳圖像分割效果，適應培養基背景變換

? 特定菌落統計：根據菌落色澤、大小、輪廓特征，識別特定菌落

? 反式統計：適合菌落類型極其復雜而培養基背景均勻

? 高粘連菌統計：適合多重粘連菌的分割計算

? 雜菌、雜質剔除：根據形態、尺寸、顏色的區別，進行自動雜菌、雜質剔除

? 螺旋菌落統計：根據FDA標準自動計數螺旋平板，支持指數模式、緩慢指數模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美國SBI、西班牙IUL螺旋接種儀。 

4. 網格濾膜與3M測試片

? 黑色實線網格一鍵統計

? 3M細菌總數測試片、3M金黃色葡萄球菌測試片：一鍵統計

? 3M大腸菌群測試片、3M大腸桿菌/大腸菌群快速測試片：一鍵統計+人工選擇

5. 典型菌篩選

? 單色分類統計：根據顏色精度、擴散度和菌落大小、輪廓特征，篩選特定菌落

? 多色自動聚類：根據顏色聚類精度，自動區分24種不同顏色的菌落

? 指定多色篩選：一次篩選1-8種指定顏色菌落

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注：該產品未在中華人民共和國食品藥品監督管理部門申請醫療器械注冊和備案，不可用于臨床診斷或治療等相關用途