南宫NG28

  南宫NG28FireFly LIBS急剧元素分析与成像系统凭借无需样品预处置、多元素同时检测及原位成像的能力，正成为种质资源钻研中极具潜力的分析工具。其使用的LIBS技术有效解决了传统化学分析耗时长、粉碎性强的问题，可直接对植物叶片、种子甚至泥土进行急剧扫描，实现对氮（N）、磷（P）、钾（K）等关键营养元素及沉金属的实时监测。该系统可能获取样本表表的空间散布信息（Mapping），通过机械进建算法分析分歧种类间的元素特点差距，从而辅助作物种类甄别、产地溯源与遗传布景分析。在逆境胁迫钻研与品质评估领域，这项技术被宽泛利用于探索植物在沉金属传染或干旱胁迫下的生理响应——例如通过监测叶片中硅（Si）或钙（Ca）的堆集模式，评估作物对非生物胁迫的耐受性。

种子活力检测

图1. 左图：凹凸活力种子的元素成分差距；右图：分歧波段低活力与高活力种子样品的聚类分离趋向

  巴西作为全球最大的大豆出口国，其钻研团队与意大利团队携手，使用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术，结合多元分析与机械进建算法，索求急剧高效分辨低活力与高活力大豆种子批次的可行性。钻研发现，两类种子的重要元素（C、Mg、Ca、N、K）发射峰强度存在差距，其中高活力种子的Ca I、C、C=N、Mg I/II等峰强度低于低活力种子。了局批注，LIBS技术结合主成分分析（PCA）及支持向量机（SVM）等机械进建算法，可能高效分辨低活力与高活力大豆种子批次——350-450 nm光谱波段为最佳甄别区域，钙元素是主题分辨因子；SVM算法的分类正确率最高可达98.9%，其中二次SVM和三次SVM别离在高活力、低活力种子鉴别中实现100%正确率。

种子种类鉴别

图2. 左图：10 个种类大豆的均匀 LIBS 光谱图；右图：基于前 3 个主成分（PC）的 3D 散点图

  浙江大学技术团队在《PLANT SCIENCES》颁发题为“Fast identification of soybean seed varieties using laser-induced breakdown spectroscopy combined with convolutional neural network”的钻研文章，通过激光诱导击穿光谱（LIBS）结合深度进建技术，实现了大豆种子种类的急剧甄别，单粒种子检测耗时仅30秒；其中以“光谱矩阵”为输入的2D-PCSA-ResNet模型阐发最优，预测正确率达91.75%；钻研中显著性图与元素峰地位的对应关系批注，大豆中碳（C）、硅（Si）、镁（Mg）、钙（Ca）、钠（Na）等元素的含量及比例是分辨种类差距的关键；该步骤为农产品种类甄别提供了全新范式，拥有辽阔的现实利用远景。

稻米品质检测

图3. 左图：LIBS 光谱峰分析图；右图：光谱数据与瓢荼鸶标的有关性分析：（A）支链淀粉有关性，（B）蛋白质有关性；

  华中农业大学与中国科学院长春景学精密机械与物理钻研所，针对显微高光谱成像、拉曼光谱、激光诱导击穿光谱（LIBS）三种技术在水稻支链淀粉与蛋白质含量检测中的合用性发展钻研，分析了稻谷、糙米、精米、米粉四类样品对光谱检测建模了局的影响，并筛选出与支链淀粉、蛋白质等指标成分有关的特点变量，旨在为水稻品质无损检测技术的优化提供参考。尝试了局显示，在三种光谱技术中，LIBS在水稻支链淀粉和蛋白质含量检测中的阐发最优（R²最高达0.81），拉曼光谱次之，显微高光谱成像成效相对较差。此表，LIBS筛选的特点变量与指标成分的元素组成匹配度较高，而拉曼光谱的特点变量受分子结构及尝试前提的影响较大。本钻研为水稻品质无损检测提供了技术对比凭据，LIBS与拉曼光谱可作为优先选用的技术伎俩，且需结合样品类型进一步优化检测规划。

营养元素与农药检测

图4. 左图：菠菜和稻米的Mg元素归一化曲线；右图：（A）清洁菠菜 vs 对硫磷传染菠菜、（B）清洁菠菜 vs 三乙膦酸铝传染菠菜、（C）清洁糙米 vs 对硫磷传染糙米 PLS-DA 得分图

  美韩科研团队使用LIBS技术，对菠菜和大米中的关键营养元素（Mg、Ca、Na、K）发展急剧定量分析；同时结合化学计量学步骤，实现了农药传染与未传染农产品（菠菜、大米）的急剧分辨，有效解决了传统步骤难以甄别农药传染的问题。只管农药所含元素与农产品自身元素存在沉叠，无法通过单一元素检测甄别传染，但PLS-DA步骤可借助LIBS光谱的多元素发射线散布特点，高效分辨传染与未传染样品。其中，清洁菠菜的误分类率为0%，10 ppm农药传染菠菜的误分类率仅为2%，且该步骤对硫磷、三乙膦酸铝传染均合用，充分验证了此项技术的实用性。

FireFly LIBS已颁发文件内容

注：沉金属元素在植物及水体中的元素散布图

注：锂矿石表表的元素空间散布

注：皮肤玄色素瘤的Ca、Mg、Na元素散布图

  作为中关村高新技术企业，北京南宫NG28专一于先进农业科研设备的研发与技术推广，为国内科研机构提供涵盖种子活力检测、质量评估、营养成分分析及在线分选的全套仪器设备，为种质资源创新、种类选育与产业化钻研提供高效技术支持，具体蕴含：

• PhenoTron种质资源检测系统
• SeedSort种子高光谱成像在线分析平台
• PhenoTron复式智能LED光源造就与光谱成像分析系统
• Thermo-RGB种子状态与动态热成像融合分析系统
• 高通量种子呼吸和活力丈量系统
• Grainsense谷物成分分析系统
• 种子X射线成像分析仪
• PhenoTron-APP：种子抽芽率急剧丈量APP

1. Kim G, Kwak J, Choi J, et al. Detection of nutrient elements and contamination by pesticides in spinach and rice samples using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)[J]. Journal of agricultural and food chemistry, 2012, 60(3): 718-724.
2. Larios G S, Nicolodelli G, Senesi G S, et al. Laser-induced breakdown spectroscopy as a powerful tool for distinguishing high-and low-vigor soybean seed lots[J]. Food Analytical Methods, 2020, 13(9): 1691-1698.
3. Li X, He Z, Liu F, et al. Fast identification of soybean seed varieties using laser-induced breakdown spectroscopy combined with convolutional neural network[J]. Frontiers in plant science, 2021, 12: 714557.
4. Guo J, Jiang S, Lu B, et al. Exploring the potential of microscopic hyperspectral, Raman, and LIBS for nondestructive quality assessment of diverse rice samples[J]. Plant Methods, 2025, 21(1): 25.