高光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)在(zai)動物(wu)生(sheng)理生(sheng)態學領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用案(an)例(li)

高光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)在(zai)動物(wu)生(sheng)理生(sheng)態學領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用是多(duo)方面(mian)的(de)，它(ta)通過捕獲和分(fen)析(xi)從(cong)紫(zi)外到(dao)中紅外區域(yu)的(de)光譜信(xin)息，為動(dong)物(wu)健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)、疾(ji)病診(zhen)斷、生(sheng)態行為研究等(deng)提供(gong)了新(xin)的視角和方法(fa)。例(li)如，利(li)用高(gao)光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)研究動物(wu)體(ti)色(se)的(de)反射率，分(fen)析(xi)其(qi)適應(ying)環境(jing)和躲(duo)避(bi)天敵(di)的機制(zhi)；或用於(yu)研究動物(wu)體(ti)內(nei)塑(su)料(liao)微(wei)粒等(deng)汙染(ran)物(wu)的(de)積(ji)累情(qing)況(kuang)，評(ping)估(gu)環境(jing)汙染(ran)對動(dong)物(wu)健(jian)康(kang)的(de)影響等(deng)。

應(ying)用案(an)例(li)

1、高光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)揭(jie)示(shi)高原(yuan)蜥蜴(yi)色彩(cai)適應(ying)性奧(ao)秘(mi)

中國(guo)科學院(yuan)動(dong)物(wu)研究所(suo)研究人(ren)員發表(biao)了(le)題為《Genetically encoded lizard color divergence for camouflage and thermoregulation》的(de)研究成果(guo)，該研究利用Specim IQ便攜式高光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)方案(an)采(cai)集分(fen)析(xi)了(le)高(gao)原(yuan)蜥蜴(yi)（Phrynocephalus putjatai）在(zai)不(bu)同背景(jing)環境(jing)條件下的(de)400-1000nm高(gao)光譜成像(xiang)數(shu)據(ju)，並(bing)綜合(he)了野(ye)外(wai)生(sheng)態實驗(yan)、基因組(zu)測(ce)序(xu)和高(gao)光譜成像(xiang)分(fen)析(xi)，為我(wo)們(men)揭(jie)開(kai)了青藏高(gao)原(yuan)蜥蜴(yi)如何通過體色變(bian)化來(lai)適應(ying)不(bu)同環境條件的神(shen)秘(mi)面(mian)紗。

2、利用高(gao)光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)輕松(song)鑒(jian)別不(bu)同性別的蠶(can)蛹(yong)

中國(guo)是蠶(can)繭(jian)生(sheng)產和出口國(guo)之壹(yi)。在(zai)育種過程中，性別鑒(jian)定是壹(yi)個重要(yao)環節(jie)。研究表(biao)明，使(shi)用VNIR波(bo)段高(gao)光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)及(ji)特(te)征(zheng)光譜信(xin)息，可(ke)實現多個品(pin)種蠶(can)蛹(yong)性別的有效鑒(jian)別，準確率(lv)在(zai)96%以(yi)上(shang)。高(gao)光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)結(jie)合化學計(ji)量學方法(fa)可(ke)以(yi)作(zuo)為壹(yi)種新(xin)的、非破(po)壞(huai)性的性別鑒(jian)定方法(fa)，對(dui)於(yu)自動化識(shi)別和分(fen)類(lei)蠶(can)蛹(yong)性別具有實(shi)際(ji)應(ying)用價(jia)值。

3、利用高(gao)光譜技(ji)術(shu)快(kuai)速(su)檢測(ce)魚腸道(dao)中的塑(su)料(liao)微(wei)粒

隨著環境的變(bian)化，水(shui)生(sheng)生(sheng)物(wu)會(hui)隨著進(jin)食(shi)而不(bu)斷在(zai)體內(nei)積(ji)累塑(su)料(liao)微(wei)粒（MPs），濃度(du)過高時會(hui)導致(zhi)生(sheng)物(wu)死(si)亡(wang)，這(zhe)對生(sheng)態系(xi)統產生(sheng)了巨大(da)的威(wei)脅(xie)。因此，尋找壹(yi)種快(kuai)速(su)檢測(ce)體內(nei)塑(su)料(liao)微(wei)粒的方法(fa)將有利(li)於(yu)及(ji)時(shi)針對性的治(zhi)理當(dang)地(di)的(de)生(sheng)態環境(jing)。相關(guan)研究學者(zhe)提出了壹(yi)種快(kuai)速(su)、準確且(qie)高(gao)效檢測魚(yu)體內微(wei)塑(su)料(liao)的方法(fa)，該方法(fa)利(li)用快(kuai)速(su)高光譜成像(xiang)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)成(cheng)功(gong)識(shi)別魚腸道(dao)組(zu)織(zhi)中的多種塑(su)料(liao)微(wei)粒（粒徑>0.2mm），具有簡(jian)化樣本(ben)制(zhi)備(bei)、節(jie)省時(shi)間(jian)和減(jian)少(shao)試劑消(xiao)耗等(deng)優點，為微(wei)塑(su)料(liao)的環境(jing)監(jian)測(ce)和生(sheng)態風險評(ping)估(gu)提供(gong)了新(xin)的技(ji)術(shu)手段。

4、近紅外高(gao)光譜技(ji)術(shu)輔(fu)助(zhu)靜脈定(ding)位(wei)過程

醫(yi)療人(ren)員通常需要(yao)手動定(ding)位(wei)皮(pi)下靜脈，以(yi)便找到(dao)合(he)適的(de)靜脈進(jin)行藥物(wu)治(zhi)療(liao)或抽(chou)血(xue)。當(dang)患(huan)者(zhe)的靜脈因膚色(se)深、體(ti)毛(mao)、高體脂(zhi)或(huo)脫(tuo)水(shui)等(deng)原因而不(bu)可(ke)見(jian)時(shi)，就會(hui)出現外(wai)周靜脈通路困(kun)難的問題。相關(guan)研究人(ren)員發現，使(shi)用近紅外高(gao)光譜成像(xiang)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)增(zeng)強(qiang)靜脈的(de)可(ke)見(jian)性(xing)，輔(fu)助(zhu)醫(yi)療人(ren)員進(jin)行靜脈定(ding)位(wei)。

推薦儀器

1、Specim IQ 手持式智能VNIR高光譜成像(xiang)儀

IQ手持式智能高光譜成像(xiang)儀是壹(yi)款極輕便型(xing)高(gao)光譜成像(xiang)儀，將高光譜數據采(cai)集、數據處理和處(chu)理結(jie)果(guo)可(ke)視化集於(yu)壹(yi)身(shen)，通過相機自帶(dai)的觸(chu)摸(mo)屏就可(ke)實時實現(xian)基本(ben)數(shu)據的(de)采(cai)集和分(fen)析(xi)過程，實現(xian)智能化操(cao)作(zuo)，在(zai)動物(wu)生(sheng)理生(sheng)態、疾(ji)病監(jian)測(ce)、健(jian)康(kang)監(jian)測(ce)等(deng)領域(yu)有著廣泛應(ying)用。

2、Specim FX10/FX17輕便型(xing)高(gao)光譜成像(xiang)儀

FX10/FX17高光譜成像(xiang)儀是世界(jie)上(shang)成(cheng)像(xiang)速(su)度(du)最(zui)快(kuai)的(de)輕便型(xing)高(gao)光譜成像(xiang)儀，涵蓋(gai)400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）兩(liang)個波(bo)段，將可(ke)見(jian)光近紅外（VNIR）光譜與高(gao)分(fen)辨率成像(xiang)相(xiang)結(jie)合，在(zai)快(kuai)速(su)成像(xiang)過程中的準確詳細(xi)捕獲(huo)高信(xin)噪比的目標(biao)光譜數據，進(jin)壹(yi)步(bu)識(shi)別目標(biao)的生(sheng)理生(sheng)化指標(biao)及(ji)狀(zhuang)態等(deng)。

3、FluroTron多功(gong)能高光譜成像(xiang)儀

FluorTron^®多功(gong)能高光譜成像(xiang)分(fen)析(xi)系(xi)統，可(ke)同時進(jin)行高光譜成像(xiang)分(fen)析(xi)和生(sheng)物(wu)自發光成像(xiang)分(fen)析(xi)，為生(sheng)物(wu)樣品(pin)高(gao)光譜成像(xiang)分(fen)析(xi)、熒(ying)光成像(xiang)分(fen)析(xi)及(ji)光譜分(fen)析(xi)提供(gong)非接(jie)觸(chu)、非損(sun)傷(shang)、高(gao)通量、數字化、可(ke)視化研究檢測(ce)解(jie)決(jue)方案(an)。可(ke)客(ke)戶定(ding)制(zhi)“顯微(wei)級(ji)"多功(gong)能高光譜成像(xiang)系(xi)統，分(fen)辨力可(ke)達(da)10µm左右(you)。

參考文獻(xian)：[1] Hyperspectral venous image quality assessment for optimum illumination range selection based on skin tone characteristics

[2] Genetically encoded lizard color divergence for camouflage and thermoregulation

[3] Sex determination of silkworm pupae using VIS-NIR hyperspectral imaging combined with chemometrics

[4] Zhang, Yituo, et al. "Hyperspectral imaging based method for rapid detection of microplastics in the intestinal tracts of fish." Environmental science & technology 53.9 (2019): 5151-5158.