“微生物定量实验需要人工去计数手边叠放的一摞一摞培养皿中的菌落，实验人员十分辛苦，每天的工作量非常大，很多时间都花在了数平板上。”
2000年后，迅数科技的创始人方力总经理上网时发现美国有一款可进行自动菌落计数的产品，当时国内已有少数单位采购，价格比较贵。当即产生了创业设想，并和几位股东沟通于2004年创办公司。”经过2年的技术攻关，杭州迅数研制出了全自动菌落计数仪，成为国内最早研发同类型产品的国产仪器厂商之一，为菌落计数仪的国产替代做出了贡献。
2020年，在积累了众多的用户反馈意见及多次仪器性能测试后，迅数推出HD5000型多谱超分辨菌落成像系统。HD5000具有多样化的光照系统，132种光照组合能够明亮、通透、无暗影、高对比度、缤纷多彩的显现微生物菌落、细胞克隆、病毒蚀斑的形态和样貌；4/3英寸超大面阵CMOS传感器与大视场高清定焦镜头搭配捕捉和采集目标物的色彩和明暗细节，保证了高画质、高分辨率影像的实时动态还原和逼真呈现，能够拍摄出感官唯美的科研级菌落照片；精妙幽微的计数算法帮助用户完成不同种类微生物菌落的准确计数，数字化解析菌落的不同特征。包括中国科学院微生物研究所在内的多家单位已经配置了HD5000用于微生物的基础研究和污染检测。
今天实验猫就为大家详细介绍这一款迅数科技HD5000 多谱超分辨菌落成像系统。
HD5000多谱超分辨菌落成像系统
莱因伯格照明实际样张：
更多图像算法 提高菌落计数精度
迅数创造性地研究出适合复杂菌落分割计数的快速活动轮廓模型、多相水平集活动轮廓模型等先进的图像分割技术，实现了复杂菌落、高难度平皿的准确计数。
(a) 水平集函数示意
(b) 曲线演化过程
水平集活动轮廓模型的基本原理
主要功能与技术指标
一、 照明系统
Ø 全封闭钢铝合金机箱（32×34×46cm）：精密、坚固，确保光密闭
Ø 平皿载样舱：下拉式铝合金隔断窗，消除环境杂散光干扰，阻断紫外泄露、避免灰尘进入
Ø 雾光漫反射照明
1) 96颗LED列阵与纳米反射材料构成嵌入式雾光系统， 360°连续漫反射，凸显菌落色泽和纹理，消除玻璃培养皿折射形成的光斑、光环。
2) 色温变化范围：3100K－5800K 照度范围 50-—7000 Lux
3) LED寿命≧20000 小时
Ø 悬浮暗视野照明
白色LED光源，照度范围 100—5500 Lux 显色指数74％
Ø 彩色宽场凌透背光照明
1) 可调式LED导光列阵，形成均匀、高亮的11种色彩透射光
2) 照度均匀度大于90％，确保培养皿边缘与中间得到均匀照明
Ø 多谱莱茵伯格照明
1) 11通道可见激发光、环幕逆透射，与凌透背光可构成132种组合照明模式
2) 多光谱模式可降低培养基不平整、色变的影响，减少琼脂杂质的干扰
3) 无损光着色技术与抗干扰精密统计技术结合，增强菌落之间细微颜色差异辨别，显著提高菌落识别、筛选的精度
Ø 拟红外薄层干涉照明(HD5000M)
嵌入缝隙式可调光源，通过薄层干涉效应凸显滤膜表层的微菌落
Ø 紫外反射光源：254nm用于腔体消毒、紫外诱变
Ø 光源控制器
1) 隐形弹吸式控制面板，5路照明选择开关、3通道无级亮度调节、单通道色温调节
2) 照明组合 自由切换
二、 数字成像
Ø4/3英寸大靶面超清镜头，镜头分辨率180 lp/mm
Ø 超大面阵CMOS相机：SONY 4/3英寸彩色CMOS 传感器，
分辨率：2100万像素
单像素尺寸：4.54X4.54um
三、 菌落分析模块
1. 基本菌落计数功能
Ø 平皿类型：倾注、涂布、膜滤、螺旋平皿、3M纸片
Ø 全皿菌落统计：菌落总数统计，并按25档尺寸分类显示
Ø 区域选择统计：可选择圆形、矩形、任意圈定区域进行统计
Ø 多域平行统计：一次性多区域同步统计；多区域“镂空”统计
Ø 直径分类统计：设置直径范围，统计特定大小的菌落
Ø 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
Ø 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. 快速菌落统计
Ø 滚轮参数调节统计（4种）：均质平皿、背景不均、微小菌落、彩色背景
Ø 一键响应统计（3种）：单色统计、霉菌统计、反式统计
3. 高级菌落统计
Ø 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。
Ø 偏差预估统计：适用于菌落颜色多且复杂的情况。
Ø 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
Ø 特定菌落统计：根据菌落色泽、大小、轮廓特征，识别特定菌落
Ø 反式统计：适合菌落类型极其复杂而培养基背景均匀
Ø 高粘连菌统计：适合多重粘连菌的分割计算
Ø 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
Ø 螺旋菌落统计：根据FDA标准自动计数螺旋平板，支持指数模式、缓慢指数模式、均一模式、比例模式、草坪模式等。兼容美国SBI、西班牙IUL螺旋接种仪。
4. 网格滤膜与3M测试片
Ø 黑色实线网格一键统计
Ø 3M细菌总数测试片、3M金黄色葡萄球菌测试片：一键统计
Ø 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
5. 典型菌筛选
Ø 单色分类统计：根据颜色精度、扩散度和菌落大小、轮廓特征，筛选特定菌落
Ø 多色自动聚类：根据颜色聚类精度，自动区分24种不同颜色的菌落
Ø 指定多色筛选：一次筛选1-8种指定颜色菌落
Ø 透明圈特性分析：适用于抑菌圈、水解圈、变色圈、溶钙圈、溶血圈、排油圈、溶磷圈分析
Ø 双色圈自动筛选
6. 菌落特征描述
Ø 细菌、酵母：颜色、大小、形状、表面形态、边缘、光泽、透明度等特征，智能描述和排序
Ø 霉菌、放线菌：正面颜色、反面颜色、大小、表面形态、边缘、质地等特征，智能描述和排序
7. 微生物限度分析工具
Ø 培养基适用性检查
Ø 控制菌检查-菌落形态
8. 专项分析
Ø 防霉检测：定量分析防霉等级
Ø 多区域串联统计：适合培养基背景不均匀的复杂菌落
Ø 多区域并联统计：适合多孔板、OPKA、SBA分析
9. 高级工具
Ø 网格清除：消除滤膜网格背景干扰
Ø 人工计数修正：添加或删除菌落
Ø 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
Ø 背景文字清除：自动消除记号笔干扰
Ø 人工粘连分割：手动分割多重粘连菌落
Ø 参数自动换算：培养皿直径、样本稀释度输入，实现自动换算
Ø 文字、图形标注：各类绘图工具和中英文文字嵌入
10. 标定与测量
Ø 仪器标定：仪器自带标定、人工修正标定
Ø 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
Ø 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
Ø 多向标尺测量、手动精确测量：长度、角度、弧度、面积、弧线、任意曲线
11. 图像处理
Ø 图像调节：灰度图、负相图转换；亮度、对比度、饱和度调节；RGB调节
Ø 图像增强：锐化、自适应增强
Ø 图像滤波：中值滤波、高通滤波、高斯滤波、低通滤波、队列滤波、高通高斯
Ø 边缘检测：Sobel算子、Robert算子、Laplace算子、垂直检测、水平检测
Ø 形态学运算：腐蚀、膨胀、开运算、闭运算
四、 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
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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
Ø 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。
Ø 满足质量审计，存储的电子数据能以PDF或Excell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
Ø 防篡改技术
1) 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。
2) 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。
Ø 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。
Ø 测试流程的智能重构技术
1) “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……
2) 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。
五、 抑菌圈分析模块
1. Szone 抑菌圈多模式测量技术
Ø 自动检测：基于抑菌圈轮廓的精确边缘检测，适合边缘清晰、圆形抑菌圈
Ø 拟圆逼近：基于抑菌圈轮廓的圆形拟合逼近，适合边缘破裂、非标准圆形抑菌圈
Ø 人工检测：鼠标点击抑菌圈边缘上三点成圆，适合边缘模糊的抑菌圈
2. 抗生素效价测定
Ø 一剂量法效价检测：适合美国药典
Ø 二剂量法、三剂量法及合并计算：适合中国药典2020版
Ø 重复性自检：相对误差≤0.01％、重复测量精度 ≤0.002mm
Ø 均匀性自检：相对误差≤0.05％
Ø 台间测量差异≤0.2％
3. 舒巴坦敏感β-内酰胺酶检验
Ø 纯水验证：根据（A）、（B）、（D）产生抑菌圈，D-C≧3， B-A≦3 ，判定系统成立
Ø 自动检测三个平行样本的（A）、（B）、（C）、（D）抑菌圈，并数据导入
Ø 自动计算平行试验平均值，智能判别结果的阴阳性。
Ø 无效报告自动预警
六、 仪器规格与配置
Ø 多谱超分辨菌落成像系统主机1台
Ø 菌落分析软件、自动抑菌圈测量软件、抗生素效价测定软件、舒巴坦敏感β-内酰胺酶检验软件
Ø 高端一体电脑:：双核四线程CPU/4G内存/1T硬盘/23"高清屏，Windows 10系统
抓住国产替代机遇 ：
持续创新 关于近期国家支持国产仪器的形势，方力表示：“我们在招投标中已感受到这种利好，原来优先考虑进口产品的用户开始更多地找到迅数，因为迅数在同类产品中表现卓越。我们要抓住机遇，为用户提供更优质的产品。”
近年来，我国生物医药产业快速发展，生物技术突飞猛进，CAR-T等不同的癌症治疗技术取得了突破性进展，为生命科学领域带来了巨大改变，对自动化生命科学仪器的需求越来越迫切。方力说道：“许多初创的生物制药企业拿到了很多投资，迅数的很多新客户来自于初创企业，能够带来巨大的科研检测仪器需求。”迅数今后将在这些热点生命科学领域布局，认真钻研和学习国外先进仪器的制造工艺和技术，针对性地开发与市场和用户需求相契合的产品，并逐步衍生出许多新技术和新产品。在经典产品上，迅数将保持技术革新，推出更高通量、更高效率、更高安全性的仪器设备。
（以上图文资料来自迅数科技网站）