Videometer多光譜種子表型成像系統(tǒng)是用于種子研究先進的多光譜表型成像設(shè)備，典型客戶為ISTA國際種子檢驗協(xié)會、ESTA歐洲種子檢驗協(xié)會、John Innes Centre、LGC化學(xué)家集團、奧胡斯大學(xué)等等，利用該系統(tǒng)發(fā)表的文章已經(jīng)超過300篇。

Videometer種子表型表型成像系統(tǒng)可測量種子如尺寸、顏色、形狀等，間接測定種子參數(shù)如種子純度、發(fā)芽百分比、發(fā)芽率、種子健康度、種子成熟度、中壽命等。種子活力綜合種子活力是種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長的潛勢、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和（發(fā)芽和出苗期間的活性水平與行為），是種子品質(zhì)的重要指標，具體包括吸漲后旺盛的代謝強度、出苗能力、抗逆性、發(fā)芽速度及同步性、幼苗發(fā)育與產(chǎn)量潛力。種子活力是植物的重要表型特征，傳統(tǒng)檢測方法包括低溫測試、高溫加速衰老測試、幼苗生長測定等。

該系統(tǒng)也可以對細菌、蟲卵、真菌等進行高通量成像測量，進行病理學(xué)、毒理學(xué)或其它研究。對于擬南芥等冠層平展的植物，可以進行自動的葉片計數(shù)等。

黃曲霉毒素-B1 污染種子指紋圖譜的熒光光譜和多光譜成像：初步研究

摘要：谷物種子的安全性可能會因有毒污染物（如黃曲霉毒素）的存在而受到影響。除了致癌外，它們對人類和動物還有其他不利的健康影響。在這項初步研究中，我們使用了兩種非侵入性光學(xué)技術(shù)，即光纖熒光光譜和多光譜成像(MSI)，從未受污染的種子中區(qū)分出天然被黃曲霉毒素 B1(AFB1) 污染的玉米種子。與對照樣品相比，AFB1污染的種子表現(xiàn)出發(fā)射最大位置的紅移。使用線性判別分析對熒光數(shù)據(jù)進行分析，獲得了 100% 的分類準確度，以區(qū)分未污染和 AFB1 污染的種子。MSI分析與歸一化典型判別分析相結(jié)合，提供了分析種子的光譜和空間模式。與未受污染的種子相比，受AFB1污染的種子在VIS區(qū)域的種子反射率增加了7.9至9.6倍，在 NIR 光譜區(qū)域增加了10.4和12.2倍。因此，MSI方法成功地將受污染的種子與未受污染的種子進行了高精度分類。該結(jié)果可能對開發(fā)用于檢測種子中 AFs 存在的光譜非侵入性方法產(chǎn)生影響，為食品法醫(yī)和食品安全領(lǐng)域的種子摻假評估提供有價值的信息。

圖1 顯示了對照（未污染）和高度 AFB1 污染的玉米種子的平均熒光光譜。在激發(fā)波長為 340 nm 的分析發(fā)射區(qū)域（從 360 到 800 nm）中，光譜形狀和發(fā)射最大值位置的差異是顯著的。在對照種子中，在 435 nm 和 520 nm 處觀察到兩個發(fā)射峰。相比之下，高 AFB1 污染的種子在 475 nm 處表現(xiàn)出發(fā)射峰，表明與對照樣品相比，發(fā)射最大位置發(fā)生了紅移。對通過主成分法評估的分數(shù)進行線性判別分析 (LDA)。多重共線性問題經(jīng)常出現(xiàn)在熒光光譜中，但這個問題被 Principal 解決了成分分析。該方法將相關(guān)變量（預(yù)測變量）轉(zhuǎn)換為一組不相關(guān)的變量，稱為主成分。這樣就解決了多重共線性問題。在我們的例子中，我們保留了吸收?78.3% 總變異的前兩個主要成分。這兩個主成分的分數(shù)被輸入用于線性判別分析。圖 2 給出了前兩個主成分的分數(shù)的圖形表示，清楚地顯示了種子被 AFB1 污染和未受污染的區(qū)分，以及這種區(qū)分僅在 PC2 維度上實現(xiàn)的事實。左邊圖的一側(cè)顯示了這兩組的?PC2 分數(shù)的直方圖。初始數(shù)據(jù)集以 46:15 的比例分為訓(xùn)練集和測試集。 LDA 應(yīng)用的結(jié)果總結(jié)在混淆矩陣中（表 1）。兩組的分類可靠性均達到 100%。

基于反射率的多光譜成像分析?；?75 970nm 區(qū)域的反射強度，另外估計了AFB1污染和未污染種子之間的區(qū)別。圖 2A 顯示了未受污染 (a, c) 和受黃曲霉毒素污染 (b, d) 種子的圖像和相應(yīng)的 nCDA 轉(zhuǎn)換圖像。雖然分析的種子地塊在視覺上沒有差異，但它們的 nCDA 圖像顯示了對照種子和受黃曲霉毒素污染的種子之間的對比差異。我們觀察到對照種子的圖像顯示更多的藍色像素，而在高度 AFB1 污染的種子中，有更多的紅色像素。如圖 3B 所示，在 450 至 540 nm（可見區(qū)域（VIS））和?780 至 970 nm 兩個光譜區(qū)域，對照種子的平均反射率（%）高于受黃曲霉毒素污染的種子的平均反射率（%）。（近紅外區(qū)（NIR））。如圖 4 所示，AFB1 污染的種子在可見光區(qū)域的某些波長下的種子反射率增加了 7.9 到 9.6 倍。我們的結(jié)果顯示，與對照樣品相比，受黃曲霉毒素污染的種子在 880 nm 和 970 nm 處的反射率平均增加了大約 10.4 和 12.2 倍。

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