高光譜成像技術在動物生理生態學領域的應用案例

高光譜成像技術在動物生理生態學領域的應用是多方面的，它通過捕獲和分析從紫外到中紅外區域的光譜信息，為動物健康監測、疾病診斷、生態行為研究等提供了新的視角和方法。例如，利用高光譜成像技術研究動物體色的反射率，分析其適應環境和躲避天敵的機制；或用于研究動物體內塑料微粒等污染物的積累情況，評估環境污染對動物健康的影響等。

應用案例

1、高光譜成像技術揭示高原蜥蜴色彩適應性奧秘

中國科學院動物研究所研究人員發表了題為《Genetically encoded lizard color divergence for camouflage and thermoregulation》的研究成果，該研究利用Specim IQ便攜式高光譜成像技術方案采集分析了高原蜥蜴（Phrynocephalus putjatai）在不同背景環境條件下的400-1000nm高光譜成像數據，并綜合了野外生態實驗、基因組測序和高光譜成像分析，為我們揭開了青藏高原蜥蜴如何通過體色變化來適應不同環境條件的神秘面紗。

2、利用高光譜成像技術輕松鑒別不同性別的蠶蛹

中國是蠶繭生產和出口國之一。在育種過程中，性別鑒定是一個重要環節。研究表明，使用VNIR波段高光譜成像技術及特征光譜信息，可實現多個品種蠶蛹性別的有效鑒別，準確率在96%以上。高光譜成像技術結合化學計量學方法可以作為一種新的、非破壞性的性別鑒定方法，對于自動化識別和分類蠶蛹性別具有實際應用價值。

3、利用高光譜技術快速檢測魚腸道中的塑料微粒

隨著環境的變化，水生生物會隨著進食而不斷在體內積累塑料微粒（MPs），濃度過高時會導致生物死亡，這對生態系統產生了巨大的威脅。因此，尋找一種快速檢測體內塑料微粒的方法將有利于及時針對性的治理當地的生態環境。相關研究學者提出了一種快速、準確且高效檢測魚體內微塑料的方法，該方法利用快速高光譜成像技術可以成功識別魚腸道組織中的多種塑料微粒（粒徑>0.2mm），具有簡化樣本制備、節省時間和減少試劑消耗等優點，為微塑料的環境監測和生態風險評估提供了新的技術手段。

4、近紅外高光譜技術輔助靜脈定位過程

醫療人員通常需要手動定位皮下靜脈，以便找到合適的靜脈進行藥物治療或抽血。當患者的靜脈因膚色深、體毛、高體脂或脫水等原因而不可見時，就會出現外周靜脈通路困難的問題。相關研究人員發現，使用近紅外高光譜成像設備可以增強靜脈的可見性，輔助醫療人員進行靜脈定位。

推薦儀器

1、Specim IQ 手持式智能VNIR高光譜成像儀

IQ手持式智能高光譜成像儀是一款極輕便型高光譜成像儀，將高光譜數據采集、數據處理和處理結果可視化集于一身，通過相機自帶的觸摸屏就可實時實現基本數據的采集和分析過程，實現智能化操作，在動物生理生態、疾病監測、健康監測等領域有著廣泛應用。

2、Specim FX10/FX17輕便型高光譜成像儀

FX10/FX17高光譜成像儀是世界上成像速度最快的輕便型高光譜成像儀，涵蓋400-1000nm（FX10）和900-1700nm（FX17）兩個波段，將可見光近紅外（VNIR）光譜與高分辨率成像相結合，在快速成像過程中的準確詳細捕獲高信噪比的目標光譜數據，進一步識別目標的生理生化指標及狀態等。

3、FluroTron多功能高光譜成像儀

FluorTron^®多功能高光譜成像分析系統，可同時進行高光譜成像分析和生物自發光成像分析，為生物樣品高光譜成像分析、熒光成像分析及光譜分析提供非接觸、非損傷、高通量、數字化、可視化研究檢測解決方案。可客戶定制“顯微級"多功能高光譜成像系統，分辨力可達10µm左右。

參考文獻：[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.