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X線數字直接成像裝置是我們多年科研工作的階段性成果。這是一種利用現代數字成像技術和計算機圖像處理系統，提高傳統X線機的質量和檔次的X線成像和明室透視裝置。該裝置采用了數字圖像凍結技術，實現明室透視，改善了放射醫生的工作環境。與普通X線透視相比，由于成像時間短，可以保持在屏幕上供醫生仔細觀察，從而降低了X線劑量。同X線電視系統相比，不僅價格低，而且可以得到同

該系統的分辨率可以達到傳統顯微成像系統的 2 倍以上，可以實現 80 納米 以下的寬場成像。

成果與項目的背景： 目前，一些熱力管線、石油部門采油現場由于泄漏的問題，每年造成國家資產的損失十分嚴重。且微滲漏是大事故的預警。本項目為生產第一線的檢測現場應用研發了一套輔助性地下管道巡線及檢測裝備。研究建立了熱力管道周圍溫場分布模型，進行了從管道到地表的土壤層中溫度梯度的研究。針對管道支路與滲漏檢測的生產第一線的迫切需要，設計了一種專用的復合紅外熱成像儀，兼有管道走向指示及泄漏報警等功能。 技術原理： 依據目標和背景之間的溫度差異來探測識別目標，采用紅外熱成像法檢測這些溫度異常，推測地下輸油管道的分布狀態，對地下熱力管道進行檢測，探知管道走向以及是否有偷油支管，并能夠準確定位管道的分支點，為長期、慢速的泄漏情況的檢測及準確定位提供了一種快捷、準確的檢測手段。該儀器由紅外鏡頭、紅外探測器、成像電路、分析軟件、顯示部分和電源部分構成。本項目為便攜結構，可以隨身攜帶，亦可以車載，便于實時觀察。 技術水平及專利與獲獎情況： 該成果經過天津市科委組織專家鑒定，鑒定結果為，該項目總體水平達到國際先進水平。目前專利正在受理中，受理號為：200520025335.5。 應用前景分析及效益預測： 在現場應用方面：本項目為熱力及石油管線檢測現場提供了一種急需裝備，大大降低了檢測成本，有效地減少了原油的漏失，節約了國家能源，提高了油田的經濟效益，具有良好的經濟效益和社會效益。在市場銷售方面：本項目研發儀器是一種新的地下輸油管道巡線及支路檢測輔助設備，該儀器成本為 12 萬元人民幣，按每臺售價 20 萬元來算，其經濟效益是可觀的。在產品化推廣方面：本產品擁有自主的知識產權，可以形成工業產品在全國油田相關部門進行推廣使用，具有廣闊的應用市場前景。 應用領域：石油行業及其相關領域。 產業化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）： 主要部件需要進口，加工設備和廠房面積要求不高，投資規模在 200 萬左右，預計產品化后的銷售額為每月 20~40 萬左右。 合作方式及條件： 技術轉讓或者技術合作，共同開發銷售并利潤分紅。

產品詳細介紹 植物葉綠素熒光成像系統PlantExplorer PlantExplorer系統的成像面積達到20 cm x 20 cm，最快每秒鐘可測量1000張葉綠素熒光成像圖片，在全球第一次實現對快速熒光誘導曲線O-J-I-P相的成像測量；可以基于單個像素或感興趣的區域（ROI）來計算熒光參數；可以實現多光譜測量，在測量光合作用之外，獲取葉綠素指數、花青素指數、NDVI、紅外成像和RGB成像。 利用PlantExplorer測量的熒光成像、葉綠素成像、花青素成像和RGB成像   利用PlantExplorer測量的OJIP曲線 葉綠素a熒光作為光合作用研究的探針，是研究各種逆境脅迫（干旱、高溫、低溫、營養缺失、污染、病害等）對植物影響的強大工具，亦被廣泛用于篩選同一植物品種的不同基因型。葉綠素a熒光不僅能反映光能吸收、激發能傳遞和光化學反應等光合作用的原初反應過程，而且與電子傳遞、質子梯度的建立及ATP合成和CO2固定等過程有關。幾乎所有光合作用過程的變化均可通過葉綠素a熒光反映出來，而熒光測定技術不需破碎細胞，不傷害生物體，因此通過研究葉綠素a熒光來間接研究光合作用的變化是一種簡便、快捷、可靠的方法。針對葉綠素a熒光的測量方法和參數分析方法已經成為光合作用研究的一個重要領域。 在過去的十余年中，針對植物光合作用測量的葉綠素熒光成像技術日趨成熟，并得到了廣泛的應用。隨著LED技術、CCD技術、通信技術等的不斷進步，傳統的葉綠素熒光成像也面臨著新技術的不斷挑戰。 來自荷蘭瓦赫寧根大學的Henk Jalink教授在數十年葉綠素熒光技術研究的基礎上，采用最新的LED技術、CCD技術和通信技術，掀起了對葉綠素熒光成像技術的革命！ Jalink教授設計的葉綠素熒光成像系統，包括標準版PlantExplorer和定制化設計版CropReporter，其中PlantExplorer系統可以： 最快每秒鐘測量1000張葉綠素熒光成像圖片，實現對快速熒光誘導曲線O-J-I-P相的成像測量（全球唯一?。。。?； 基于單個像素或感興趣的區域（ROI）來計算熒光參數 實現多光譜測量，在測量光合作用之外，獲取葉綠素指數、花青素指數、NDVI、紅外成像和RGB成像。 針對這些最新的葉綠素熒光技術（包括這里介紹的葉綠素熒光成像系統PlantExplorer和能監測16 m2面積里植物的群體光合作用的CropObserver系統等），Jalink教授創辦了PhenoVation公司進行商業化生產，在國際光合作用領域和植物表型領域都引起了巨大的震動。 PlantExplorer的版本 根據是否能進行多光譜測量，以及是采用高速（High Speed, HS）相機還是高清（High Resolution, HR）相機，植物葉綠素熒光成像系統PlantExplorer有四個版本： 版本 名稱 功能 多光譜高速版 PlantExplorer Spectral HS 高速測量葉綠素熒光成像、可見光成像、葉綠素成像、花青素成像 多光譜高清版 PlantExplorer Spectral HR 高清測量葉綠素熒光成像、可見光成像、葉綠素成像、花青素成像 PSII高速版 PlantExplorer PSII HS 高速測量葉綠素熒光成像 PSII高清版 PlantExplorer PSII HR 高清測量葉綠素熒光成像 主要應用領域 光合作用機理研究，全葉片和整株植物的光合作用測量 環境脅迫對植物的影響 基因型篩選、突變株篩選 脅迫損傷的早期檢測 植物病理學、毒理學、環境科學研究 其它和植物光合作用相關的領域 主要技術參數 相機傳感器類型：CCD 相機曝光時間：典型20-1 000 ms 相機分辨率：高速版30萬像素；高清版140萬像素 Binning：1 x 1到8 x 8 灰階：14比特或16 384級灰階 圖像采集速度：高速版260幀/秒（307 200像素時）～1 000幀/秒（100 000像素時）；高清版20幀/秒 圖像獲取時間：單張葉綠素熒光圖像5-1 000 ms，高速版誘導曲線測量時800 ms可以獲取208-800張圖像。 圖像格式：16位RAW格式 光譜范圍：350～950 nm 鏡頭類型：8 mm定焦，4 光學濾光片（僅適用于多光譜版）：6種高質量光學干涉濾光片，包括熒光、紅光、綠光、藍光、花青素和近紅外濾光片 數據傳輸方式：Ethernet 葉綠素熒光激發光源：紅色LED，光強0-3 000 mmol m-2 s-1 光化光源：紅色LED，光強0-1 000 mmol m-2 s-1 多光譜和彩色圖像光源：白色LED和近紅外LED 成像面積：20 x 20 cm 工作溫度：+5～+40℃ 尺寸：50(W) x 61(D) x 100(H) cm 重量：55 kg 供電需求：110-240 V交流電 功耗：測量葉綠素熒光時峰值3 kW，待機時200 W 成像參數： 多光譜高速版：Fo, FJ, FI, Fm, Ft, FJ’, FI’, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, FRO, φEO, φRO,  tFM, A, Sm, PIABS, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd, RNIR, R, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index, NDVI 多光譜高清版：Fo, Fm, Ft, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd, RNIR, R, RAnth, RRed, RGreen, RBlue, Chl. Index, Ant. Index, NDVI PS II高速版：Fo, FJ, FI, Fm, Ft, FJ’, FI’, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, FRO, φEO, φRO,  tFM, A, Sm, PIABS, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd PS II高清版：Fo, Fm, Ft, Ft=5min, Fm’, Fo’, Fv/Fm, φPSII, NPQ, qN, qP, Rfd 功能特性 功能特點 多光譜高速版PlantExplorerSpectral HS 多光譜高清版PlantExplorerSpectral HR PSII高速版PlantExplorerPSII HS PSII高清版PlantExplorerPSII HR 無與倫比的高速相機（1000幀/秒）測量快速誘導曲線 ● ○ ● ○ 出色的高清相機（1.4 M pixel）測量葉綠素熒光 ○ ● ○ ● 成像范圍20 cm x 20 cm ● ● ● ● 自動調節花盆底座高度，使得植物上部與相機保持恒定距離 ● ● ● ● 飽和脈沖強度達3000 mmol m-2 s-1 ● ● ● ● 光化光強度達1000 mmol m-2 s-1 ● ● ● ● 可進行多光譜測量 ● ● ○ ○ 精確獲知葉綠素熒光、葉綠素、花青素和R/G/B圖像每個像素的變化 ● ● ○ ○ 可設置進行延時成像測量 ● ● ● ● 嵌入式電腦進行精確的成像、時間控制、光強控制和數據存儲l  英特爾雙核處理器 8 GB內存 128 GB SSD固定硬盤，Windows 7操作系統 1 TB Hybrid混合硬盤用于數據存儲 ● ● ● ● 隨機配送27寸全高清顯示器 ● ● ● ● 功能強大的控制和分析軟件 ● ● ● ● 注：● 代表有，○ 代表無。 主要測量參數   成像參數 參數解釋 多光譜高速版 PlantExplorer Spectral HS 多光譜高清版 PlantExplorer Spectral HR PSII高速版 PlantExplorer PSII HS PSII高清版 PlantExplorer PSII HR 由儀器控制軟件直接測量出的成像參數 Fo 植物暗適應后當所有反應中心都處于開放態時的初始（最?。晒獬上? ● ● ● ● FJ 植物暗適應后測量JIP誘導曲線（快速熒光誘導曲線）時的J相成像 ● ○ ● ○ FI 植物暗適應后測量JIP誘導曲線（快速熒光誘導曲線）時的I相成像 ● ○ ● ○ Fm 植物暗適應后當所有反應中心都處于關閉狀態時的最大熒光成像 ● ● ● ● Ft 植物接受光照一段時間t后的實時熒光成像 ● ● ● ● FJ’ 植物照光后達到J項的熒光成像 ● ○ ● ○ FI’ 植物照光后達到I項的熒光成像 ● ○ ● ○ Ft=5min 植物照光5 min后的熒光成像 ● ● ● ● Fm’ 照光后當所有反應中心都處于關閉狀態時的最大熒光成像 ● ● ● ● RNIR 近紅外波段的反射光譜成像 ● ● ○ ○ RChl. 葉綠素的反射光譜成像 ● ● ○ ○ RAnth 花青素的反射光譜成像 ● ● ○ ○ RRed 可見光成像的R（紅色）通道反射光譜成像 ● ● ○ ○ RGreen 可見光成像的G（綠色）通道反射光譜成像 ● ● ○ ○ RBlue 可見光成像的B（藍色）通道反射光譜成像 ● ● ○ ○ 由儀器分析軟件分析得出的成像參數 Fv/Fm 植物暗適應后的最大光合效率成像 ● ● ● ● tFM 熒光上升達到Fm的時間 ● ● ● ● FRO 植物暗適應后與I項可變熒光相關的參數FRO=(Fm-Fi)/Fm ● ○ ● ○ jEO 植物照光后與I項可變熒光相關的參數?EO=(Fm’-FJ’)/Fm’ ● ○ ● ○ jRO 植物照光后與I項可變熒光相關的參數?RO=(Fm’-FI’)/Fm’ ● ○ ● ○ A 誘導曲線上部的互補面積 ● ○ ● ○ Sm Fm-Fo的面積歸一化參數 ● ○ ● ○ PIABS 光合性能指數 ● ○ ● ○ jPSII 植物照光后的實際光合效率jPSII =Fq’/Fm=(Fm’-Ft)/Fm’ ● ● ● ● NPQ 非光化學淬滅NPQ=(Fm-Fm’)Fm’ ● ● ● ● Rfd 植物活力指數Rfd=(Fm-Ft=5min)/Fm ● ● ● ● qN 非光化學淬滅qN=(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ● ● ● ● qP 光化學淬滅qP=Fm’-Ft)/(Fm’-Fo’) ● ● ● ● Fo’ 植物照光后當所有反應中心處于開放態時的最小熒光Fo‘=Fo/((Fv/Fm)+(Fo/Fm’)) ● ● ● ● Chl. Index 葉綠素指數，與葉綠素含量相關 ● ● ○ ○ Ant. Index 花青素指數，與花青素含量相關 ● ● ○ ○ NDVI 植被覆蓋指數 ● 代表有，○ 代表無。 應用實例 1）強光對不同基因型擬南芥的影響 2）缺磷對不同擬南芥的影響 3）熒光成像揭示肉眼看不到的葉片邊緣傷害 4）利用葉綠素熒光成像進行植物病理學研究 5）干旱處理對伽藍菜的影響   我們能提供的遠遠不止這些…… 如下，是1 m高的水稻整株側面成像結果： 此外， 我們的葉綠素熒光成像系統已被成功集成到WPS高通量植物表型平臺中，用于高通量植物葉綠素熒光成像（光合作用）測量！   產地：荷蘭 請訪問 www.phenotrait.com 了解更多詳細內容。

項目簡介： 表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的 用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比 較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測 等優點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗 研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件 偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制 一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了 第一套單通道 SPR 生物醫學檢測試驗系統。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津 市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支 持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫學檢測實驗系統。 這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優勢，而且符合 SPR 傳感系 統小型化、儀器化的發展趨勢，為系統最終產品化奠定了基礎。目前 已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使 非專業人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發，以 達到實用化。 技術水平及應用前景 所開發的試驗系統已經達到了國際先進水平，申請專利兩項。產 品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物 開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等， 具有很好的應用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫學檢測分析系統的批量生產成 本預計為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產品（瑞典 BIAcore 公 司生產）的最低售價為 10 萬美元左右?？梢?，SPR 生物醫學檢測分 析系統是一種高技術含量、高附加值的產品。 其次，SPR 生物醫學檢測分析系統中的傳感耦合部件因其進口成 本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理， 這樣可重復使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在 200 元人民幣以上。本項研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生 產的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術的研究成功，可以進一步 降低使用成本；若能大批量生產，在成本很低的情況下，也可實現一 次性使用。預計每個芯片的批量生產成本不到 50 元人民幣，售價如 果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統的推廣應用，另一方面傳感芯片作為一次性消耗品，需求量極大， 由耗材產生的利潤也是非常可觀的。 另外，我們還可以在此項研究的基礎上，進一步開發適合于藥物 靶標、藥物開發、案件偵破、環境監測、食品安全檢驗以及興奮劑檢 測等其它眾多領域進行檢測分析的系列產品，其巨大的經濟效益和社 會效益是不言而喻的。 

項目成果/簡介:表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測等優點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫學檢測試驗系統。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫學檢測實驗系統。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優勢，而且符合 SPR 傳感系統小型化、儀器化的發展趨勢，為系統最終產品化奠定了基礎。目前已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發，以達到實用化。應用范圍:所開發的試驗系統已經達到了國際先進水平，申請專利兩項。產品化后，可以用于疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等，具有很好的應用及市場前景。 首先，一套智能化的 SPR 生物醫學檢測分析系統的批量生產成本預計為 10 萬元人民幣左右，而國際上同類產品（瑞典 BIAcore 公司生產）的最低售價為 10 萬美元左右?？梢?，SPR 生物醫學檢測分析系統是一種高技術含量、高附加值的產品。 其次，SPR 生物醫學檢測分析系統中的傳感耦合部件因其進口成本很高，目前還是一種半消耗品，即每完成一次測試后需作再生處理，這樣可重復使用幾次，然后予以更換；即使這樣，單次檢測成本也在200 元人民幣以上。本項研究可以將傳感耦合部件集成為便于批量生產的傳感芯片，可大幅降低成本。再生技術的研究成功，可以進一步降低使用成本；若能大批量生產，在成本很低的情況下，也可實現一次性使用。預計每個芯片的批量生產成本不到 50 元人民幣，售價如果為 100 元人民幣，單次檢測的成本將大幅降低。這樣，一方面便于系統的推廣應用，另一方面傳感芯片作為一次性消耗品，需求量極大，由耗材產生的利潤也是非?？捎^的。 另外，我們還可以在此項研究的基礎上，進一步開發適合于藥物靶標、藥物開發、案件偵破、環境監測、食品安全檢驗以及興奮劑檢測等其它眾多領域進行檢測分析的系列產品，其巨大的經濟效益和社會效益是不言而喻的。

本發明公開了一種拋物柱面反射棱鏡耦合的表面等離子共振傳感器，包括光發射組件、光接收組件和用于接收光發射組件發出的光線并將其反射至光接收組件的光反射組件。所述的光發射組件沿光線方向依次設有光源、擴束鏡、準直鏡、濾光片和矩形光闌；所述的光反射組件由拋物柱面反射棱鏡和位于拋物柱面反射棱鏡的焦線部位的金屬薄膜組成；所述的光接收組件由接收光反射組件發出的光線的偏振分光棱鏡、用于接收偏振分光棱鏡發出s光的第一CCD陣列和用于接收偏振分光棱鏡發出p光的第二CCD陣列組成。本發明表面等離子共振傳感器結構簡單緊湊，光束匯聚準確，制作與調試簡便，有效提高了角度調制型表面等離子共振傳感器的檢測穩定性。

表面等離子共振（SPR）生物傳感技術是近年來迅速發展起來的用于分析生物分子相互作用的一項技術。這種檢測手段與傳統方法比較，具有樣品不需要純化、標記，并且可以實時、動態、高靈敏檢測等優點，因此 SPR 傳感器在很多領域具有廣闊的應用前景，如疫苗研制、疾病診斷、疾病治療、藥物靶標、藥物開發、基因測序、案件偵破、環境檢測、食品安檢以及興奮劑檢測等。本項目的目的是研制一種基于 SPR 技術的光機電一體化系統。 我校于 1999 年開始從事有關方面的研究，2004 年底研制完成了第一套單通道 SPR 生物醫學檢測試驗系統。最近幾年中，我們針對被廣泛采用的棱鏡耦合結構 SPR 傳感器存在的不足，課題組在天津市科技攻關培育項目、國家基金及天津市科技支撐計劃重點項目的支持下，研制成功基于傳感芯片的多通道 SPR 生物醫學檢測實驗系統。這種新穎的集成化結構具有明顯的技術優勢，而且符合 SPR 傳感系統小型化、儀器化的發展趨勢，為系統最終產品化奠定了基礎。目前已經完成儀器化，結構設計及操作便利方面還需進一步完善，以便使非專業人員能夠完成操作；數據分析算法及軟件需要進一步開發，以達到實用化。