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北京萊闊生物科技有限公司

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LI-COR中國子公司「北京萊闊生物科技有限公司」來啦!

閱讀:950      發布時間:2023-10-17
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北京萊闊生物科技有限公司成立于2023年6月1日,是美國LI-COR公司在中國獨資設立的直銷及售后服務子公司。作為生態環境測量儀器制造商,自1971年創立以來,LI-COR公司秉承著“Impact Lives through Science"的使命,持續致力于研發滿足科研需求的先進技術,并推出了一系列高附加值的產品。我們的產品涵蓋植物光合作用測量、土壤溫室氣體通量測量、生態系統渦度相關通量測量以及大氣溫室氣體本底濃度測量四大核心領域。這些儀器能夠全面滿足用戶的系統測量需求,為生態學、農學、環境科學、大氣科學等多個學科的研究和發展做出了重要貢獻。北京萊闊生物科技有限公司將秉承LI-COR公司五十二年的創業理念,竭誠服務中國用戶,積極響應國家的“雙碳"目標,為國內廣大用戶提供更高效、更及時的優質服務。



從創業之初到現在,LI-COR一直追新。LI-COR研發的儀器和相關軟件,服務于全球100多個國家,無論是在全球氣候變化、溫室氣體排放、生物地球化學循環,還是在植物環境適應性機制、作物遺傳育種等研究領域,都得到了廣泛應用。


LI-COR的創業之初


1967年,比爾從內布拉斯加大學林肯分校(UNL)獲得工程學學士學位,隨后攻讀碩士。當時,洛克菲勒基金會正在資助一些項目,其中有一項是有關研發高產高粱的。這一項目為內布拉斯加大學林肯分校UNL提供了研發經費,支持了包括比爾在內的多位科學家的研究計劃。

比爾在高產高粱項目中的角色是與其他科學家合作,開發與植物光合作用相關的儀器。比爾設計了一款儀器,用于測量光合有效輻射PAR,相關成果在Journal of Ecology上得到了報道。項目結束后,很多科學家對這款儀器非常感興趣。于是Bill在1971年正式成立了Lambda儀器公司,專門生產制造這款產品。7年后,公司更名為LI-COR。


1973年Lambda 儀器公司辦公廠房

Lambda 儀器公司早期成員

隨著業務的展開,LI-COR的環境產品線日益豐富。相關儀器包括光量子傳感器、植物氣孔儀、光譜輻射計和光合作用測量系統等。另外,隨著現代生物研究的迅速發展,LI-COR開始涉足DNA和基因測序技術領域,這最終發展為LI-COR的另一條產品線——生物技術產品線。

盡管環境和生物技術產品線各自保持獨立,但它們具有共同的測量技術出發點,都是利用電磁輻射與物質之間的相互作用和關系來測量相關參數。

LI-COR 環境線產品發展史

LI-COR研發的生態環境類儀器在全球范圍內被廣泛應用于各種研究,包括農學、生態學、植物生理學、植物病理學、全球碳循環和氣候變化等。

光環境測量

比爾的碩士論文專注于開發光環境測量儀器,論文中的很多想法,后來都被應用于1971年推出的LI-185光合有效輻射/太陽總輻射/光照度測量儀上。在當時,光強主要是用尺燭光計(Foot Candle Meters)來測量,這種儀器常被攝影師青睞,測量的是人眼所能感知的光照強度。

LI-185光環境測量儀(1971)


然而,這種光照度測量對于衡量植物生長所處的光環境并不是特別有用。威斯康星大學的一組研究人員提出,應該使用光量子通量密度來衡量光強大小,即單位時間單位面積上通過的光量子數。使用玻璃濾光片,限定傳感器對特定波長的響應:400至700nm。這一波長范圍處于植物能吸收利用的光譜范圍內。LI-COR公司基于這個全新概念,在1972年推出LI-190光量子傳感器。經過不斷改進升級,該光量子傳感器升級為更方便維護校準的LI-190R型號。


LI-190R、LI-200R和LI-210R傳感器


目前,LI-COR生產的光環境傳感器不僅可以在陸地上應用,也可以提供水下光強的測量。整套測量系統包括光合有效輻射傳感器(LI-190R、LI-191R、LI-192、LI-193)、太陽總輻射傳感器(LI-200R)、可見光照度傳感器(LI-210R)和一起聯用的讀表LI-250A光照計、LI-1500輻射照度測量儀。

葉面積測量

在20世紀70年代初,LI-COR就開始著手研發葉面積測量儀。第一款LI-3000便攜式葉面積儀于1974年問世。LI-3000將一個讀數控制臺和一個掃描器結合在一起,用于野外便攜式非破壞性測量。掃描器在葉片上移動時,讀數控制臺會記錄葉片的面積、長度、平均和最大寬度。LI-3000的特別之處在于它使用脈沖LED作為光源,光電二極管陣列實現了1平方毫米的分辨率。此外,LI-3050透明傳送帶可以與LI-3000連用,從而可以在實驗室內對離體葉片面積進行測量。這兩款產品的升級款是LI-3000C和LI-3050C。

LI-3000 便攜式葉面積儀(1974)


為了讓葉面積測量更有效率,LI-COR考慮開發一款實驗室級別的葉面積儀。研發人員使用了相機鏡頭和一系列鏡片來感知樣品寬度。當葉片在熒光光源下移動時,它的圖像被三面鏡片系統反射到掃描相機上,相機鏡頭捕獲葉片的寬度。長度則由傳送帶行進速率確定。1976年,這一設計思路應用于LI-3100臺式面積儀。

1987年,另一種非破壞性冠層尺度葉面積測量系統——LAI-2000植被冠層分析儀問世。通過使用“魚眼"光學傳感器進行輻射測量,LAI-2000能獲取葉面積指數LAI和其他冠層結構參數。在冠層上方和下方進行的測量,用于確定冠層在5個天頂角上對光的截取情況,根據這些數據,結合冠層輻射傳輸模型來計算LAI。

LAI-2000冠層分析儀(1987)

LAI-2200C冠層分析儀(2013)

LAI-2000在2010年進行了更新,新型號是LAI-2200。三年后,再次升級為LAI-2200C。LAI-2200C集成了GPS模塊,能確定太陽位置并進行光散射修正,從而將儀器的使用天氣條件擴展到了晴天。LAI-2200C還能將葉面積指數直觀呈現在Google Earth地圖上,從而可對葉面積指數LAI的空間異質性進行評估。

光合作用測量

20世紀80年代初,LI-COR開發了一款便攜式光合作用測量系統LI-6000。這款儀器的原型類似于樂器風笛,也是當時最早的便攜式光合作用測量系統之一。

LI-6000便攜式光合作用測量系統

在開發這款產品時所面臨的技術上的挑戰,LI-COR的科學家和工程師們,都找到了創新的解決方法,但有一個問題無法解決:在當時,沒有公司能生產出高品質光合作用測量系統所需的紅外CO2和H2O氣體分析儀。這種紅外氣體分析儀需要性能穩定,并且體積要小。于是,LI-COR開始著手開發紅外氣體分析儀。最終,研發出的紅外氣體分析儀被用于第二代LI-6200光合作用測量系統中。

在LI-6200的成功基礎上,LI-COR著手開發它的升級款——LI-6400便攜式光合作用測量系統。LI-6400的問世,標志著現代光合作用測量系統的設計理念付諸實踐:CO2和H2O分析儀從主機內轉移到葉室頭部,減小了由于分析儀和葉室分離造成的H2O測量誤差,從而使葉片蒸騰速率以及與之相關的氣孔導度、胞間二氧化碳濃度數據更為準確可靠。
LI-6400XT便攜式光合作用測量系統

LI-6400的配件豐富,能夠滿足各種測量場景,并使科學家們能夠獲得全新的植物生理學參數。LI-6400后來升級為LI-6400XT,這也是目前在學術期刊上引用最多的光合作用測量系統。

2016年,LI-COR發布了LI-6800高級光合熒光測量系統,該系統具備測量光合氣體交換、脈沖調制式葉綠素熒光以及快速熒光誘導動力學曲線OJIP的能力。LI-6800的紅外氣體分析儀測量精準度更高、光源均勻性更好。此外,全新的氣路設計、強大的環境控制能力,結合觸摸屏界面,該系統能為用戶提供實時的智能反饋與操作指導。

LI-6800高級光合熒光測量系統(2016)

其具備的全量程預先匹配功能Range Matching,顯著節省了測量時間;動態同化測量技術Dynamic AssimilationTM,讓二氧化碳響應曲線的測量時間縮短至5min;基于Python語言開發的Background Program預編程功能,幫用戶實現了自定義的測量程序。所有這些創新,構建了LI-6800友好、實用的用戶體驗,為光合氣體交換和葉綠素熒光測量儀器樹立了全新的行業標準。

LI-600N針葉/小葉氣孔導度-熒光測量儀(2023)

為豐富當前的植物生理測量產品線,LI-COR于2020年推出LI-600熒光-氣孔測量儀。LI-600是一款緊湊便攜的手持設備,可在5-15秒內進行葉片氣孔導度和葉綠素a熒光的準確測量。2023年,為解決針葉/小葉氣孔導度測量困難的問題,LI-COR推出LI-600N針葉/小葉氣孔導度-熒光測量儀,這也是一款開路式準確測量針葉、小型葉片(包括草類葉片)氣孔導度和葉綠素熒光的儀器。LI-600/LI-600N與LI-6800的不同之處在于,LI-600/LI-600N在測量過程中不改變任何環境條件,如光照強度、葉片周圍CO2濃度等,能夠真實反映葉片在當前環境下的氣孔導度狀態。

LI-COR經典的紅外氣體分析儀

在20世紀80年代末,LI-COR推出了LI-6251。這是一款單獨的CO2分析儀,也是LI-COR設定紅外氣體分析儀測量標準后推出的第一代產品。

LI-6251 CO2分析儀, LI-6252 CO2 分析儀,LI-6262 CO2/H2O 分析儀

之后,在大氣科學、生態學、海洋科學等領域,LI-COR紅外氣體分析儀被廣泛使用。1999年推出LI-7500開路式CO2/H2O分析儀。一年后推出LI-7000高精度閉路式CO2/H2O分析儀。2010年將LI-7500升級為LI-7500A,開始支持冬季(5℃)和夏季(30℃)兩種溫度模式。在寒冷季節,5℃工作模式不僅降低了功耗,而且極大減小了儀器加熱對觀測的影響。

LI-7500開路式CO2/H2O分析儀(1999)

同年,LI-COR發布了LI-7200,這是一款緊湊型閉路式CO2/H2O分析儀,能耗較低,特別適合在惡劣的氣象條件下(如多雨)使用。LI-7200進氣管路短,減少了頻率衰減;另外高頻測量進氣溫度和壓強,直接計算氣體摩爾混合比。2016年,LI-7500A和LI-7200分別升級為LI-7500RS和LI-7200RS,適合霧霾嚴重的測量環境;隨后LI-7500RS再次升級為LI-7500DS。


LI-7200閉路式CO2/H2O分析儀(2010)

LI-7500和LI-7200系列CO2/H2O分析儀有別于其他儀器的特點在于:對紅外線發射源與檢測器端都進行有效的溫控,從而確保測量不受環境溫度波動的影響。

渦度相關通量測量系統

LI-7500和LI-7200系列氣體分析儀的成功研發,讓LI-COR步入了渦度相關通量測量領域。渦度相關通量測量技術是一種在生態系統尺度廣泛使用的直接測量方法,用于量化地表和大氣之間的氣體(如CO2、H2O和CH4)以及能量交換。LI-COR提供了一整套完整的解決方案來測量通量:從原始數據采集,到通量數據初步運算,再到通量數據可視化,包括數據插補、能量閉合分析、FootPrint成圖顯示等。


LI-COR開路渦度相關通量測量系統


2009年,LI-COR推出了LI-7700開路式CH4分析儀,這是一款用于渦度相關研究的開路式CH4分析儀。2010年,研發成果以“ A new low-power, open-path instrument for measuring methane flux by eddy covariance."為標題,發表在Applied Physics B: Lasers and Optics期刊上。

2013年,LI-COR公司發布了EddyPro®軟件,用于處理渦度協方差通量原始數據。截至目前,該軟件下載量超過5000次,涉及國家176個,文獻引用超400次。EddyPro®軟件已經成為歐洲綜合碳觀測系統ICOS、美洲通量網AmeriFlux以及中國生態系統研究網絡CERN處理通量原始數據的標準軟件(Standard Software)。


EddyPro®軟件(2013)

2015年,LI-COR開發出FluxSuite®智慧云平臺,它為研究者提供了一種在線訪問渦度相關通量站點的方式,研究人員可以實時查看渦度相關通量站點的數據結果和系統狀態。

FluxSuite®智慧云平臺(2015)

2018年,EddyPro®研發團隊與世界眾多科學家一道,帶來了深入處理通量數據軟件——Tovi®。該軟件內置了已被學術界廣泛認可的相關算法,通過簡單的點擊按鈕,輕松實現通量貢獻區FootPrint成圖,氣象和通量缺失數據插補,u *閾值檢測和QC篩選等。Tovi®提供了一個直觀、可視化的操作界面來指導用戶完成數據分析,無需編程,用戶就能更有效率的處理通量數據,數據結果精美,可直接用于發表論文。


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通量數據深入處理軟件Tovi®(2018)


土壤溫室氣體通量測量

土壤溫室氣體通量一直是全球變化研究的熱點。為此,LI-COR研發出經典的LI-8100土壤CO2/H2O通量自動測量系統。該系統減少對自然土壤微氣候環境擾動的同時,實現了高精準度土壤CO2/H2O通量測量。該系統不但可以進行短期調查式測量,還可以進行長期無人值守式測量。2010年,LI-COR將此系統升級為LI-8100A,開始支持以太網的連接。在這套系統使用的觀測方法以及科學理論,成為了如今土壤溫室氣體通量觀測領域的「教科書」。

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LI-8100A土壤CO2/H2O通量自動測量系統(2010

為滿足長期測量的需求,LI-COR研發出LI-8150多通道土壤溫室氣體通量測量系統,該系統能連接16個長期測量室。根據實驗需要,這些測量室可以是不透明的,如8100-104;也可以是透明的,如8100-104C。這些測量室的嚴謹設計,最大限度地減少了測量儀器自身對自然狀態下溫室氣體通量的擾動。2020年,這三款儀器升級發布為LI-8250、8200-104和8200-104C。


LI-8250土壤CO2/CH4/N2O/H2O通量測量系統(2020

為了滿足科研對多參數溫室氣體通量的測量需求,LI-COR發展出一條全新的基于激光測量技術的產品線。這條產品線上的產品包括:LI-7810便攜式高精度 CH4/CO2/H2O氣體分析儀(2018)、LI-7815 便攜式高精度CO2/H2O氣體分析儀(2018)、LI-7820便攜式高精度 N2O/H2O氣體分析儀(2020)、LI-7825便攜式高精度CO2同位素/NH3分析儀(2023)。這些基于光反饋-腔增強激光吸收光譜技術研發出的新型氣體分析儀,測量精度高、功耗低、輕量便攜,非常適合部署在野外,用于土壤溫室氣體通量的測量。
LI-7825高精度CO2同位素/NH3分析儀(2023)




與此同時,專業的SoilFluxProTM軟件,能夠在土壤溫室氣體通量數據采集后,實現通量數據的重計算和成圖顯示等功能。


大氣溫室氣體濃度測量

近年來,全球溫室氣體排放備受關注,研究者們急需能在野外和室內進行高精準度溫室氣體測量的儀器。LI-COR也繼續在成熟的紅外氣體分析技術的基礎上,使用了全新的激光測量技術:光反饋-腔增強激光吸收光譜測量技術。以上文提到的LI-7810便攜式高精度 CH4/CO2/H2O氣體分析儀、LI-7815 便攜式高精度CO2/H2O氣體分析儀、LI-7820便攜式高精度 N2O/H2O氣體分析儀為代表,真正實現了溫室氣體測量從室內走向野外的轉變。

LI-7810便攜式高精度CH4/CO2/H2O分析儀(2018)


大氣溫室氣體的測量方向主要有兩個,一個是面向大氣本底濃度的測量,一個是對近地表不同環境的測量。

對大氣溫室氣體濃度的本底監測,需要儀器符合世界氣象組織/全球大氣觀測計劃(WMO/GAW)規定的測量精準度。LI-COR研發的新型溫室氣體分析儀,采用先進的光反饋-腔增強激光吸收光譜技術(OF-CEAS),高精準度測量大氣中的CO2、CH4和N2O濃度。

光反饋-腔增強激光吸收光譜技術(OF-CEAS)

2020年,LI-7810和LI-7815分析儀通過了歐洲綜合碳觀測系統(ICOS)標準評估。該測試由第三方專業學術機構法國國家科學研究中心氣候與環境科學實驗室(LSCE)承擔。

另外,加利福尼亞大學斯克里普斯海洋研究所的大氣研究人員,參照世界氣象組織/全球大氣觀測計劃WMO/GAW 實驗室間測量兼容性目標,通過一系列實驗,評估了這兩款儀器的性能。數據結果顯示,LI-7810和LI-7815適用于大氣CH4和CO2的本底濃度監測。

同年,研究者們把LI-7810和LI-7815部署在了愛爾蘭的梅斯黑德大氣研究站,并定期向歐洲綜合碳觀測系統(ICOS)和世界氣象組織/全球大氣觀測計劃(WMO/GAW)網絡報告數據。

A 梅斯黑德大氣研究站;B LI-7810和LI-7815氣體分析儀;C是氣體樣品測量氣路和校準裝置。A圖由Gavin Kelly拍攝,版權所有 Colin O'Dowd,LI-COR有轉載授權(2020)

機載高精度CH4/CO2溫室氣體測量平臺(2022,天津飛眼拍攝)

對近地表不同環境溫室氣體濃度的測量,是目前一個新的發展趨勢。LI-COR研發的系列激光氣體分析儀,整機輕至10.5kg;功耗僅為22W(鋰電續航8小時以上);測量響應時間<2s;能夠在零下25℃至零上45℃溫度內正常工作。這些性能特點,擺脫了傳統激光氣體分析儀體積龐大、沉重、高功耗、響應時間慢及無法在零下環境中使用的束縛,極大拓展了其應用場景。

回顧與展望

LI-COR Biosciences成立于1971年,從創業之初就一直秉承“Impacting Lives through Science"的理念。從美國內布拉斯加州林肯,到德國巴德洪堡、英國劍橋、中國北京,LI-COR員工已經超過330人。

LI-COR在發展過程中,曾獲得多個獎項。包括林肯商會年度制造商獎、R&D 100獎、Quantum Workplace杰出員工參與度獎、內布拉斯加州年度出口商獎、Frost and Sullivan新產品獎、國際扶輪社致敬企業獎、內布拉斯加州商務發展委員會創新年度企業獎以及州長生物科學獎等。在2021年,聯合創始人比爾和伊蓮·比格斯被列入內布拉斯加州商業名人堂。

2021年,格雷格·比格斯(Greg Biggs)退休,湯姆·雷斯勒維克(Tom Reslewic)接掌成為新任執行官。

2023年6月,LI-COR海外分公司——北京萊闊生物科技有限公司正式成立,這是LI-COR在全球化發展過程中的重要里程碑。

展望未來,LI-COR將深入扎根中國市場。我們將與眾多合作伙伴攜手,共同推動技術創新和測量解決方案本土化發展,助力國家的“雙碳"目標,為越來越多的國內用戶提供更優質、便捷的產品與服務!



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