MF4顯微分析、菌落計數(shù)篩選、抑菌圈聯(lián)用儀

• 更新時間：2024-11-15
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MF4多功能一體機由顯微成像分析系統(tǒng)、菌落/抑菌圈成像分析系統(tǒng)共同構(gòu)成，實現(xiàn)常規(guī)微生物實驗的數(shù)字化分析：顯微細胞觀察和分析、菌落自動計數(shù)和篩選、抑菌圈測量和效價分析。

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    MF4多功能一體機由顯微成像分析系統(tǒng)、菌落/抑菌圈成像分析系統(tǒng)共同構(gòu)成，實現(xiàn)常規(guī)微生物實驗的數(shù)字化分析：顯微細胞觀察和分析、菌落自動計數(shù)和篩選、抑菌圈測量和效價分析。

    根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理總局對食品、藥品檢測計算機信息系統(tǒng)要求而設(shè)計，以防篡改技術(shù)、測試環(huán)境-測試流程的智能重構(gòu)技術(shù)、水印簽章技術(shù)為核心，構(gòu)建多層次、相互制約的安全管理保障體系，確保了系統(tǒng)的安全性、數(shù)據(jù)的完整、真實性，滿足審計追蹤的要求。

顯微圖像分析

?    顯微數(shù)字影像觀察、保存

    采用奧林巴斯CX31顯微鏡，并搭配2000萬像素1英寸CMOS圖像傳感器。超大芯片使得屏幕觀察等同于目鏡肉眼觀察的視野，畫面細膩，細胞清晰度*。

?    細胞、孢子計數(shù)

    具備大量統(tǒng)計功能，可對孢子、細胞進行快速計數(shù)，如區(qū)域統(tǒng)計、直徑分類統(tǒng)計、顏色識別統(tǒng)計、粘連分割、雜質(zhì)剔除、鼠標點擊統(tǒng)計等。

?    顯微測量與圖像處理

    可以精確測量細胞、菌絲的直徑、角度、弧度、周長、面積，以及手動繪制的任意直線、弧線、曲線的長度等。內(nèi)置27種圖像處理方法，如自適應(yīng)增強、圖像平整、邊緣銳化、濾波、邊緣檢測、形態(tài)學(xué)運算等，文字和圖形嵌入工具，為科研論文的寫作提供幫助。

菌落計數(shù)與篩選

?    全封閉暗箱拍攝

    采用全封閉、寬光帶照明技術(shù)，符合人體工學(xué)的舷窗門設(shè)計，隔絕環(huán)境光的干擾，*消除雜散光在玻璃培養(yǎng)皿折射形成的光斑、光環(huán)現(xiàn)象，為精確活菌計數(shù)提供了*的光影條件。上光源呈360度柔性混合光照明，可突顯菌落的色澤和紋理，使菌落表面的皺折、凹陷、邊緣的鋸齒更富立體感；下光源為晶銳懸浮式暗視野照明，不僅清晰勾勒菌落輪廓，還能把霉菌或放線菌的基內(nèi)菌絲與氣生菌絲部分明顯區(qū)分。

?    三色LED混合光源、色溫調(diào)節(jié)

    長壽命、低功耗、環(huán)保型三色LED混合光，通過暖色光和冷色光的配比，控制色溫范圍為3500K-8500k，拍攝出zui真實的菌落色澤。

?    豐富的圖像算法

    迅數(shù)為常見平皿的菌落計數(shù)問題，如細菌、霉菌、放線菌、霉菌和酵母、大腸菌群、金黃色葡萄球菌、網(wǎng)格濾膜、3M測試片、螺旋平皿等，提供了方便快捷的一鍵智能統(tǒng)計和高級統(tǒng)計工具。

?    保證系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全的架構(gòu)設(shè)計

    “系統(tǒng)管理員、數(shù)據(jù)管理員、操作員、復(fù)核員”四重系統(tǒng)架構(gòu)，分設(shè)職能與權(quán)限，確保數(shù)據(jù)信息的安全、完整和真實。

    系統(tǒng)管理員：負責創(chuàng)建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。

    數(shù)據(jù)管理員：負責全部測試數(shù)據(jù)的檔案管理、封存、以及計算機的數(shù)據(jù)庫管理。

    操作員：負責培養(yǎng)皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印

    審核員：負責對操作員遞交的測試報告進行審核。

?    水印簽章、防篡改、測試流程智能重構(gòu)--實現(xiàn)有效的審計追蹤

①    多用戶密碼登入、電子簽名、操作審核日期計算機生成；

②    全部操作流程，如圖片、稀釋度、統(tǒng)計工具、所用參數(shù)、測試值、修正情況等，由計算機自動記錄在數(shù)據(jù)庫中，操作員無法進行改動；

③    通過測試環(huán)境和流程的重現(xiàn)，復(fù)核員可以追溯操作員的全部操作。

?    復(fù)雜菌落計數(shù)

    迅數(shù)-基于水平集活動輪廓模型的圖像分割方法，是將水平集方法和活動輪廓模型結(jié)合起來，在極小化能量泛函的過程中活動輪廓不斷逼近分割目標，直到活動輪廓線停止進化時（能量泛函zui小）分割完成。它適用于疑難菌落圖像的分割識別。

?    雜質(zhì)剔除統(tǒng)計

    微生物菌落計數(shù)過程中常存在雜質(zhì)問題：如未經(jīng)過濾的樣本直接注入培養(yǎng)皿，培養(yǎng)基中存在不溶物、氣泡、瓊脂凝塊等。利用菌落與雜質(zhì)在形態(tài)學(xué)上的差異，如大小、顏色、輪廓等，設(shè)置一定條件，可濾除特定的雜質(zhì)。

?    雙圈分析

    迅數(shù)為抑菌圈、透明圈、變色圈、生長圈等雙圈問題提供了專門的特性分析工具，通過精確測量外圈直徑和菌落直徑，自動計算二者面積比和直徑比。根據(jù)比值的大小自動排序，定位出相應(yīng)的菌落，可用于抗生素、酶制劑、有機酸等的篩選。

?    霉菌一鍵式測量

    傳統(tǒng)的菌絲生長速率、霉菌生長量、菌絲生長抑制率、室內(nèi)毒力測定等霉菌研究實驗采用十字交叉法測量菌落生長直徑。由于多數(shù)霉菌菌落蔓延、疏松、邊緣發(fā)散不規(guī)則，測量的人為誤差大，效率低。迅數(shù)“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。

?    多區(qū)域統(tǒng)計工具- 適用于OPKA、SBA、多孔板

    迅數(shù)-多區(qū)域統(tǒng)計算法可以輕松實現(xiàn)任意多個區(qū)域的同步一鍵計數(shù)，適用于調(diào)理吞噬殺菌試驗（OPKA）和血清殺菌試驗（SBA），多孔板分析。

抑菌圈測量

?    Szone 多模式測量技術(shù)

    管碟擴散法要求抑菌圈圓而邊緣清晰，但實驗中仍會出現(xiàn)抑菌圈邊緣不清晰、破裂等情況，迅數(shù)Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)，運用三種不同的高速算法，精確提取構(gòu)成抑菌圈邊緣的像素點，從而完成高精測量。

?    抗生素效價測定

    符合中國藥典2015版二劑量法、三劑量法及合并計算要求。高清晰成像、高精度數(shù)字測量保證了效價測定精度。重復(fù)性自檢的相對誤差小于0.01%；均勻性自檢的相對誤差小于0.05%；效價測量精度大于99.7%。

?    舒巴坦敏感β-內(nèi)酰胺酶檢驗

    抗生素殘留問題成為影響乳制品安全的重要因素之一。為了測試牛奶中是否添加β-內(nèi)酰胺酶，迅數(shù)提供了一款快速測量和智能判斷軟件，通過純水驗證、平行樣本檢測、平均值計算，智能判別β-內(nèi)酰胺酶陽性或陰性。

主要功能與技術(shù)指標

一、菌落、抑菌圈數(shù)字成像

1.    光源

?    可見光：高亮三色LED結(jié)構(gòu)光

?    254nm紫外：用于腔體消毒、紫外誘變

2.    光路與照明控制

?    全封閉暗箱：消除環(huán)境雜散光干擾

?    上光源：場景式360°柔性無影光照明

?    下光源：晶銳懸浮式暗視野照明

?    上光、下光、雙光、紫外，自由切換

?    色溫可調(diào)（3500K-8500K）、光強可調(diào) 

3.    光電轉(zhuǎn)換

?    高清工業(yè)定焦鏡頭：焦距8mm ，分辨率150 lp/mm

?    專業(yè)型CMOS相機：1/2.33”英寸彩色CMOS 傳感器、1600萬像素、C-Mount

二、菌落分析模塊

1.    基本菌落計數(shù)功能

?    平皿類型：傾注、涂布、膜濾、螺旋平皿、3M紙片、多孔板

?    一鍵智能計數(shù)（6模式）：平面感模式、立體感模式、小菌落優(yōu)先、大菌落優(yōu)先、同色菌優(yōu)先、培養(yǎng)基剔除模式

?    全皿菌落統(tǒng)計：菌落總數(shù)統(tǒng)計，并按25檔尺寸分類顯示

?    區(qū)域選擇統(tǒng)計：可選擇圓形、矩形、任意圈定區(qū)域進行統(tǒng)計

?    直徑分類統(tǒng)計：設(shè)置直徑范圍，統(tǒng)計特定大小的菌落

?    鼠標點擊統(tǒng)計：快速標記、添加菌落，適合培養(yǎng)皿邊緣菌落的計數(shù)

?    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.    高級菌落統(tǒng)計功能

?    螺旋菌落統(tǒng)計：螺旋菌落統(tǒng)計：根據(jù)FDA標準自動計數(shù)螺旋平板，支持指數(shù)模式、緩慢指數(shù)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。支持出入境檢驗檢疫行業(yè)標準SN/T 2098-2008 

?    動態(tài)調(diào)節(jié)統(tǒng)計：可對統(tǒng)計結(jié)果進行動態(tài)調(diào)節(jié)修正，快速獲取*統(tǒng)計效果。

?    偏差預(yù)估統(tǒng)計：適用于菌落顏色多且復(fù)雜的情況。

?    水平集多模型算法：搜索運算，獲取*圖像分割效果，適應(yīng)培養(yǎng)基背景變換

?    特定菌落統(tǒng)計：根據(jù)菌落色澤、大小、輪廓特征，識別特定菌落

?    反式統(tǒng)計：適合菌落類型極其復(fù)雜而培養(yǎng)基背景均勻

?    高粘連菌統(tǒng)計：適合多重粘連菌的分割計算

?    雜菌、雜質(zhì)剔除：根據(jù)形態(tài)、尺寸、顏色的區(qū)別，進行自動雜菌、雜質(zhì)剔除

3.    網(wǎng)格濾膜與3M測試片

?    黑色實線網(wǎng)格一鍵統(tǒng)計

?    3M細菌總數(shù)測試片、3M金黃色葡萄球菌測試片：一鍵統(tǒng)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(tǒng)計+人工選擇

4.    典型菌篩選

?    單色分類統(tǒng)計：根據(jù)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(jù)顏色聚類精度，自動區(qū)分24種不同顏色的菌落

?    多色篩選：一次篩選1-8種顏色菌落

?    透明圈特性分析：適用于抑菌圈、水解圈、變色圈、溶鈣圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析

?    雙色圈自動篩選

5.    菌落特征描述

?    細菌、酵母：顏色、大小、形狀、表面形態(tài)、邊緣、光澤、透明度等特征，智能描述和排序

?    霉菌、放線菌：正面顏色、反面顏色、大小、表面形態(tài)、邊緣、質(zhì)地等特征，智能描述和排序

6.    專項分析

?    串聯(lián)統(tǒng)計：適合培養(yǎng)基背景不均勻的復(fù)雜菌落

?    并聯(lián)統(tǒng)計：適合多孔板、OPKA、SBA分析

7.    高級工具

?    網(wǎng)格清除：消除濾膜網(wǎng)格背景干擾

?    人工計數(shù)修正：添加或刪除菌落

?    排除污染區(qū)域：鼠標勾勒任意污染區(qū)域，自動剔除污染區(qū)域的菌落數(shù)

?    背景文字消除：自動消除記號筆干擾

?    背景斑紋去除：自動消除培養(yǎng)皿污漬干擾

?    人工粘連分割：手動分割多重粘連菌落

?    參數(shù)自動換算：培養(yǎng)皿直徑、樣本稀釋度輸入，實現(xiàn)自動換算

?    文字、圖形標注：各類繪圖工具和中英文文字嵌入

8.    標定與測量

?    儀器標定：儀器自帶標定、人工修正標定

?    一鍵式快速測量：一鍵測定大菌落，適合真菌、放線菌的單菌落分析

?    全皿自動測量：全皿菌落的等效直徑、面積、長短徑、周長、圓度分析

?    手動精確測量：長度、角度、弧度、面積、弧線、任意曲線

9.    圖像處理

?    圖像調(diào)節(jié)：灰度圖、負相圖轉(zhuǎn)換；亮度、對比度、飽和度調(diào)節(jié)；RGB調(diào)節(jié)

?    圖像增強：銳化、自適應(yīng)增強

?    圖像濾波：中值濾波、高通濾波、高斯濾波、低通濾波、隊列濾波、高通高斯

?    邊緣檢測：Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直檢測、水平檢測

?    形態(tài)學(xué)運算：腐蝕、膨脹、開運算、閉運算

三、數(shù)據(jù)安全與管理

1.    “系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、操作、復(fù)核”四重系統(tǒng)架構(gòu)，分設(shè)職能與權(quán)限，確保數(shù)據(jù)信息的安全、完整和真實

?    系統(tǒng)管理員（zui高層）：負責創(chuàng)建、管理所有操作員與審核員的賬戶和登入密碼。確保操作員與操作員之間、操作員與審核員之間的賬戶隔離與數(shù)據(jù)隔離。

?    數(shù)據(jù)管理員（副高層）：負責全部測試數(shù)據(jù)的檔案管理、以及計算機的數(shù)據(jù)庫管理。封存所有審核通過的測試報告或?qū)⒃紙D片、測試數(shù)據(jù)備份、導(dǎo)出，保證了數(shù)據(jù)的完整性、安全性。

?    操作員：負責培養(yǎng)皿菌落的測試、自檢、修正、形成電子報告、遞交審核、對審核通過后的文件進行報告打印。

?    復(fù)核員：負責對操作員遞交的測試報告進行審核。核查數(shù)據(jù)輸入與處理過程，但無權(quán)修改；對存疑報告作“審核退回”處理，要求操作員重新測試；對“審核通過”的報告將*性存檔，無論審核員還是操作員都無權(quán)再刪除，以確保數(shù)據(jù)的原始性和真實性。

2.    數(shù)據(jù)存儲與導(dǎo)出

?    以電子數(shù)據(jù)為主，記錄：樣本來源、編號、稀釋度、平皿圖片、識別效果、計數(shù)值、所用統(tǒng)計工具、參數(shù)設(shè)置、修正情況，確保記錄信息完整。

?    滿足質(zhì)量審計，存儲的電子數(shù)據(jù)能以PDF或Excell格式打印輸出

3.    水印簽章技術(shù)、防篡改技術(shù)、測試流程智能重構(gòu)技術(shù)，實現(xiàn)有效的審計追蹤

4.    防篡改技術(shù)

?    采用多用戶登入管理，所有操作員、審核員的名字，被系統(tǒng)自動記錄在操作流程和測試報告中；所有操作日期、審核日期，由計算機自動生成，避免錯填或偽造。

?    全部操作流程，包括：菌落圖片、培養(yǎng)皿尺寸、樣本稀釋度、統(tǒng)計工具、所用參數(shù)、測試所得的菌落總數(shù)、自檢修正后的菌落總數(shù)等，由計算機自動記錄在數(shù)據(jù)庫中，操作員無法進行改動，為后續(xù)審計提供全部真實數(shù)據(jù)。

5.    水印簽章技術(shù)

?    “審核通過”的測試報告會自動生成操作員和審核員的賬戶電子簽名，并在報告上加印防偽的“審核通過”水印簽章。

6.    測試流程的智能重構(gòu)技術(shù)

?    “復(fù)核員”打開“等待審核”的測試記錄，計算機自動復(fù)原操作員的全部流程和測試環(huán)境，包括：當時所測的培養(yǎng)皿圖片、測試結(jié)果、培養(yǎng)皿尺寸、樣本稀釋度、采用的統(tǒng)計工具及所用參數(shù)、測試所得的菌落總數(shù)、修正情況……

?    通過測試環(huán)境和測試流程的重現(xiàn)，復(fù)核員可以追溯操作員的全部操作，復(fù)核測試結(jié)果的準確性，達到審計追蹤目的。

四、抑菌圈分析模塊

1.    Szone 抑菌圈多模式測量技術(shù)

?    自動檢測：基于抑菌圈輪廓的精確邊緣檢測，適合邊緣清晰、圓形抑菌圈

?    擬圓逼近：基于抑菌圈輪廓的圓形擬合逼近，適合邊緣破裂、非標準圓形抑菌圈

?    人工檢測：鼠標點擊抑菌圈邊緣上三點成圓，適合邊緣模糊的抑菌圈

2.    抗生素效價測定

?    一劑量法效價檢測：適合美國藥典

?    二劑量法、三劑量法及合并計算：適合中國藥典2015版

?    重復(fù)性自檢：相對誤差≤0.01%、重復(fù)測量精度 ≤0.002mm             

?    均勻性自檢：相對誤差≤0.05%

?    臺間測量差異≤0.2%

3.    舒巴坦敏感β-內(nèi)酰胺酶檢驗

?    純水驗證：根據(jù)（A）、（B）、（D）產(chǎn)生抑菌圈，D-C≧3， B-A≦3 ，判定系統(tǒng)成立

?    自動檢測三個平行樣本的（A）、（B）、（C）、（D）抑菌圈，并數(shù)據(jù)導(dǎo)入

?    自動計算平行試驗平均值，智能判別結(jié)果的陰陽性。

?    無效報告自動預(yù)警

五、顯微細胞分析模塊

1.    顯微成像

?    顯微鏡：奧林巴斯CX-31顯微鏡

?    SONY 1”英寸超大視場CMOS相機，2000萬像素，15fps

2.    圖像顯示、轉(zhuǎn)換

?    圖像顯示：實時動態(tài)觀察，隨時捕捉任意視野圖像

?    圖像觀察：具有旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、鏡像轉(zhuǎn)換、局部觀察功能

?    圖像編輯：具有對圖像任意區(qū)域剪切、復(fù)制、粘貼及文字輸入等功能

3.    顯微圖像處理

?    自適應(yīng)增強：通過對原圖像進行與其特征匹配的分辨增強處理，使圖像更清晰,邊緣更明顯,以便進行圖像細微結(jié)構(gòu)的觀察與識別。

?    圖像調(diào)整：圖像亮度、對比度、飽和度、RGB三色任意調(diào)節(jié)，灰度圖、負相圖的轉(zhuǎn)換

?    圖像補償：通過線性補償，對數(shù)補償，貝爾補償?shù)榷喾N數(shù)學(xué)方法對圖像的失真部分進行補償，使圖像更加清晰。

?    圖像銳化：通過增強圖像的高頻分量，使圖像邊緣變得更清晰。

?    圖像平整：通過圖像平整處理，使圖像背景均勻。

?    圖像濾波：高斯濾波、低通濾波、中值濾波等6種濾波方式有效提高圖像清晰度。

?    邊緣檢測：兩種檢測方式、三種算子結(jié)合多種檢測選項更精確地提取圖像輪廓。

?    形態(tài)學(xué)處理：腐蝕、膨脹、開啟、閉合等非線性數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理。

4.    目標測量

?    標 定：具有對系統(tǒng)在線標定功能，實現(xiàn)精確測量（系統(tǒng)內(nèi)置默認標定值）

?    測量功能：對顆粒直徑、長度、弧度、角度、任意曲線、面積等的在線測量

5.    顆粒統(tǒng)計

?    自動統(tǒng)計：自動顆粒計數(shù)，并顯示每個顆粒的面積、周長、直徑、圓度等形態(tài)參數(shù)

?    區(qū)域統(tǒng)計：可選擇長方形、圓形、傘形等任意形狀區(qū)域進行統(tǒng)計

?    直徑分類統(tǒng)計：設(shè)置直徑范圍，統(tǒng)計特定大小的顆粒

?    顏色識別統(tǒng)計：根據(jù)色度、亮度、飽和度篩選特定顆粒

?    鼠標點擊統(tǒng)計：鼠標點擊添加或刪除顆粒，方便、快捷

?    粘連分割處理：根據(jù)用戶需求可自動或手動分割相互粘連的顆粒

?    多種統(tǒng)計算法：采用多種分割算法，適合不同背景的顆粒統(tǒng)計

?    多樣本統(tǒng)計：對多張顯微圖像的綜合統(tǒng)計

?    參數(shù)自動換算：根據(jù)統(tǒng)計區(qū)域面積、樣本稀釋度，實現(xiàn)自動換算

6.    繪圖與標注

?    繪圖：對打開的圖像可根據(jù)需要，繪制直線、矩形、圓形、以及任意曲線

?    文字編輯：對打開的圖像進行文字編輯

?    標注：可方便的進行直線和角度的標注

六、儀器規(guī)格與配置

?    MF4 多功能一體機主機

?    奧林巴斯CX-31顯微鏡、攝像轉(zhuǎn)接口

?    2000萬像素 1英寸顯微相機

?    菌落分析軟件、自動抑菌圈測量軟件、抗生素效價測定軟件、舒巴坦敏感β-內(nèi)酰胺酶檢驗軟件、顯微分析軟件

?    一體電腦：雙核四線程CPU/4G內(nèi)存/1T硬盤/DVD刻錄/21.5"高清屏，Windows 7系統(tǒng)以上