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奥谱天成(厦门)光电有限公司

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公司动态

奥谱天成与华东交通大学刘燕德院长团队达成战略合作

农业强国是社会主义现代化强国的根基。在全面推进乡村振兴、大力推进农业农村现代化、加快建设农业强国的战略进程中,各方力量都在尽己所能为农业农村现代化贡献力量。奥谱天成作为国内领先的光谱仪器提供商,成立之初便瞄准以农业为代表的多个领域,以促进行业智能化、高效化发展为目标,联合产学研各界形成一体化创新发展模式,持续进行产品的研发。刘燕德院长到访奥谱天成近日,奥谱天成·集团董事长刘鸿飞博士到访华东交通大学,受到江西省光电检测工程技术研究中心主任、华东交通大学机电工程学院院长、国内知名水果分选研究团队带头人刘燕德院长的热情接待,此次到访,奥谱天成与刘燕德院长果蔬分拣研究团队达成战略合作。双方约定,将在水果分拣智能化方向上的设备研究、项目申报、技术攻关等问题进行深入交流与合作,此外,奥谱天成董事长刘鸿飞博士被正式聘为华东交通大学校外研究生导师。奥谱天成董事长刘鸿飞博士被正式聘为华东交通大学校外研究生导师刘燕德院长是“新世纪百千万人才工程国家级人选”、“全国三八红旗手”,是国内知名水果分选智能装备研究团队带头人、所带领的华东交通大学水果研究团队在水果技术检测的准确性和高效性方面成果显著,该团队拥有完全自主知识产权的“水果内部品质快速无损检测与分选装备”现已在全国多个水果主产区推广应用,示范面积达4万亩,培训技术人员100余人,培训果农1200余人,拥有江西定南、吉安、万安等地建立果园智能化管理与装备示范基地,显著增强了区域特色农产品的产业化水平和市场竞争力。奥谱天成集团成立于2015年,经过9年的发展,已在长沙、武汉、徐州、成都、芜湖等地拥有多家分公司,全国18个办事处,是国内一流、国际知名的光谱仪器提供商。截至2023年底,奥谱天成总人数已达300余人,研发人数超150人,研发投入超30%,发展至今,奥谱天成保持平均每年发布30余款新品的研发速度,被多家媒体誉为“光谱仪器界的‘华为’”。公司具备包括拉曼光谱仪、光纤光谱仪、高光谱成像仪、地物光谱仪、分光光度计、工业、气体和水质在内的十余条成熟的产品线,广泛应用于科学研究、食药品安全、遥感、水质与环保等多个领域。奥谱天成多年来始终专注于光谱仪器领域,凭借卓越的研发效率及自主研发能力,已经是当之无愧的行业领跑者。本次与刘燕德院长团队进行合作是强强联合,双方将共同推进在国家层面技术攻关,形成一批具备世界领先水平大成果、实现水果智能装备分选国产化、推动中国水果智能装备进入世界前列;

企业动态

2024.04.08

奥谱天成公司要闻丨分体式共聚焦显微拉曼焕新发布 奥谱天成受邀参加长沙天心区人才科技创新发展大会

2024年3月25日,“人才引领科技创新,全力建设全球研发城区”长沙市天心区2024年人才科技创新发展大会在湖南省人才集团召开,通过政策、表彰等组合拳,从爱才重才聚才到创新创业创造,全力营造创新生态。奥谱天成·集团作为天心区企业商会会长单位受邀深度参与本次盛会,刘鸿飞博士携多款产品重磅亮相。作为本次大会的重要环节,奥谱天成焕新发布新一代ATR8700型分体式共聚焦显微拉曼光谱成像仪,刘鸿飞博士在产品推介过程中表示“ATR8700系列综合了显微镜及拉曼光谱仪两者的优点,具备真共聚焦、超高光谱分辨率、超高空间分辨率、-70℃深度制冷探测器、超高信噪比等多重优势,并在以上技术方面均已达到行业领先水平,能够为拉曼研究提供有力保障。”此外,奥谱天成携手持式拉曼光谱识别仪ATR6500、显微高光谱成像仪ATH5010参会,向与会领导展示国产光谱仪器最新技术成果及魅力。ATR6500具有超轻、超薄、小尺寸等特点,在公共安全、食品安全、制药安全等领域得到广泛应用;ATH5010具有快速、准确、光谱分辨率高、空间分辨率高及通用性强等特点,可进行医学、病理学、制药以及生命科学等方面的研究。同时,会议进行了“一事一议”奖补资金发放,为研发人才提供全方位支持。奥谱天成作为高科技企业,始终把研发能力作为公司发展的首要驱动力,感谢政府政策的大力支持,未来,奥谱天成将继续秉持“科技创新不停步,产品研发加速度”的宗旨,完成更多尖端光谱仪器研发,让中国人用自己的高端光谱仪器,让全世界用中国的高端光谱仪器!

企业动态

2024.03.29

响应设备更新政策丨奥谱天成极完善拉曼光谱产品清单请查收

国务院下发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》,要求严格落实学科教学装备配置标准,保质保量配置并及时更新教学仪器设备。国内仪器设备厂商多,怎么才能找到靠谱的?可供选择的产品太多,眼花缭乱,如何选?奥天成产品选型指南系列现已正式上线为科研工作者提供参考选型从此 So easy!(拉曼光谱仪篇)极完善产品线拉曼光谱系列是奥谱天成的主打产品线具备极高的品类丰富度拉曼光谱仪本身应用范围便十分广泛,涉及医药、食品、公共安全、工业、军事与航天等领域,在拉曼光谱领域,奥谱天成不仅做到国内知名,在全球范围内亦是佼佼者。作为中国拉曼****,奥谱天成拉曼产品系列品类丰富,使用场景多元,能够满足不同使用者的需求。奥谱天成共聚焦显微拉曼光谱仪ATR8800是媲美国际**水准的光谱仪器产品,结合了显微镜及拉曼光谱仪两者的优点,集智能化、一体化于一身,使得“所见即所测”成为可能,灵敏度、信噪比、稳定性等方面优异的表现,使得其畅销海内外。针对“卡脖子”问题研制的显微拉曼光谱仪ATR8300一经问世,便打破显微拉曼仪器国外垄断的局面,不仅得到国内专业用户的认可,在海外市场也收获颇丰,截至目前已出口百余台。强研发实力奥谱天成集团成立于2015年,经过9年的发展,已在长沙、武汉、徐州、成都、芜湖等地拥有多家分公司,全国18个办事处,是国内**、国际知名的光谱仪器提供商。截至2023年底,奥谱天成总人数已达300余人,研发人数超150人,研发投入超30%,发展至今,奥谱天成保持平均每年发布30余款新品的研发速度,被多家媒体誉为“光谱仪器界的‘华为’”。公司具备包括拉曼光谱仪、光纤光谱仪、高光谱成像仪、地物光谱仪、分光光度计、工业、气体和水质在内的十余条成熟的产品线,广泛应用于科学研究、食药品安全、遥感、水质与环保等多个领域。原厂服务奥谱天成销售和售后团队覆盖全国,能够实现7*24h快速响应。奥谱天成ATR8800在俄安装验收ATR8500在上海交大验收 客户评价“非常满意”本次设备更新覆盖广泛、前景广阔,是推进科研工作者设备升级,提升工作效率的重要契机。奥谱天成作为“一站式光谱仪器提供商”将从专业角度为客户科学配置选型提供精准参考,以更优质的光谱仪器产品和贴心的服务为科研突破提供助力。

企业动态

2024.03.22

应用案例|基于多光谱影像的小麦叶绿素含量及产量定量反演研究

一.前言小麦作为世界三大粮食作物之一,是全球40%人口的主食来源。小麦作为我国主要的粮食作物之一,种植范围十分广泛。专用品种小麦的生长状况对我国国民经济发展方面有着重要的作用,因此对小麦长势进行高效、无损地监测,对小麦产量进行及时、准确地预测变得尤为重要。二.技术思路与主要内容奥谱天成利用全国产化的多光谱成像仪,以十个不同品种的小麦为研究对象,一方面利用多光谱相机采集的小麦扬花早、晚期的影像数据,利用影像计算的植被指数构建不同相机下的小麦扬花早期和晚期的叶绿素反演模型;另一方面利用无人机多光谱获取小麦灌浆中期高分辨率影像,基于颜色特征和植被指数构建小麦灌浆中期的叶绿素和小麦产量反演模型。图1 总体技术路线需实现内容:1)多光谱影像预处理:利用多光谱采集小麦田间可见光和多光谱影像时,为保证后续图像处理的统一性,需要人为提前设置好曝光时间、光圈等参数。采集影像后为方便后续实验定量化的使用,对获取影像数据需要进行辐射校正、影响拼接、正射校正、几何校正和影像裁剪等预处理操作。2)基于可见光和多光谱影像的小麦叶绿素含量反演:以10个不同品种小麦为研究对象,利用可见光和多光谱相机获取小麦扬花早、晚期的影像数据。通过实测的小麦叶绿素含量与两种影像计算多种植被指数的相关性分析,选取反演小麦叶绿素含量**的植被指数。最后基于选取的植被指数建立了不同相机下小麦扬花期和晚期的叶绿素含量反演模型。3)基于高分辨率无人机影像的小麦叶绿素及产量反演:利用无人机搭载的多光谱相机获取小麦灌浆中期的影像数据。引入偏最小二乘算法,筛选出与实测参数相关性最高的多个特征作为自变量,分别构建小麦灌浆中期叶绿素和小麦产量反演模型。4)无人搭载的多光谱相机飞行一个月一次,基于长时间序列的监测影像数据,从而对精准监控提供参考依据。技术要点多光谱影像预处理由于受到传感器自身特性、天气等多种因素的限制,在数据获取过程中难免会产生误差,这些误差不仅会降低影像数据的质量,也会影响后续影响分析的精度。因此,在进行多光谱遥感影像分析之前,需要对原始影像进行预处理操作。影像数据预处理流程图如图2所示。图2 影像数据预处理流程图(1)辐射校正:无人机在飞行过程中,因光线及天气情况的不同,获取的影像在光谱维上会产生畸变。为保证后续影像拼接任务顺利完成, 需要对数据进行辐射校正。本文中可见光影像辐射校正采用的是伪 标准地物法——白板法,通过地面目标测得的反射率将影像的值转换为图像反射率,够较真实的反映地表反射率,从而达到试验的要求和目的。多光谱影像辐射校正是使用奥谱天成多光谱成像仪自带的数据处理软件来完成的。(2)正射校正:无人机在采集影像数据时,受自然风的影响机身不可避免地会出现抖动、倾斜等情况、同时相机镜头也会因飞行姿态变化而引起投影变形,因此有必要对影像进行正射校正。正射校正是基于纠正变换函数将原始影像的像元逐个变换到校正影像的坐标系中。其处理流程如图3所示。图3 无人机影像正射校正处理流程(3)几何校正:由于无人机自带的定位系统精度有限,加之飞行过程中容易受到空中气流、风速和风向等外界因素的影响,导致获取影像的地理坐标与实际坐标存在误差,因此需要通过地面控制点高精度定位系统的坐标数据对航拍影响做几何校正。偏最小二乘回归在实际问题中,经常遇到需要研究两组多重相关变量间的相互依赖关系,并研究用一组变量(自变量或预测变量)去预测另一组变量(因变量或响应变量),除了最小二乘准则下的经典多元线性回归分析(MLR),提取自变量组分成分的主成分回归分析(PCR)等方法外,还有近年来发展起来的偏最小二乘(PLS)回归方法。偏最小二乘回归提供一种多对多线性回归建模的方法,特别当两组变量的个数很多,且都存在多重相关性,而观测数据的数量(样本量)又较少时,用偏最小二乘回归建立的模型具有传统的经典回归分析等方法所没有的优点。偏最小二乘回归分析在建模过程中集中了主成分分析,典型相关分析和线性回归分析方法的特点,因此在分析结果中,除了可以提供一个更为合理的回归模型外,还可以 同时完成一些类似于主成分分析和典型相关分析的研究内容,提供更丰富、深入的一些信息。植被各类指数计算公式表1 植被指数计算公式英文简称植被指数名称计算公式GI绿度指数R544/R677SIPI结构不敏感植被指数(R800-R445)/(R800-R680)NPCI归一化总色素叶绿素指数(R680-R430)/(R680+R430)MSR修正简单植被指数(R800/R670- 1)/(R800/R670+l)^1/2NRI氮反射率指数(R570-R670)/(R570+R670)PRI光化学反射指数(R570-R531)/(R570+R531)TCARI转换型叶绿素指数3*[(R700-R670)-0.2*(R700-R550)*(R700/R670)]PSRI植被衰减指数(R800-R445)/(R800-R680)PHRI生理反射指数(R550-R531)/(R550+R531)ARI花青素反射指数(R550)^(- 1)-(R700)^(-1)TVI三角植被指数0.5*[120*(R750-R550)-200*(R670-R550)]RVSI红边植被胁迫指数[(R712+R752)/2]-R732MCARI调节型叶绿素吸收比率指数[(R701-R671)-0.2*(R701-R549)]/(R701/R671)AR VI抗大气植被指数R800-(2*R700-R436)]/[R800+2*R700-R436)DVI差值植被指数R800-R700EVI增强型植被指数2*(R800-R700)/(R800+6*R700-7.5*R436+1)GNDVI绿度归一化植被指数(R546-R700)/(R546+R700)LMI叶片湿度指数R1650/R830OSAVI**化土壤调节植被指数[(R800-R700)/(R800+R700+0.16)]*(1+0.16)NDVI归一化差值植被指数(R800-R700)/(R800+R700)RVI比值植被指数R800/R700SAVI土壤调节植被指数1.5*(R800-R700)/(R800+R700+0.5)SLAVI特殊叶面积植被指数R800/(R700+R800)VARI可见光抗大气指数(R546-R700)/(R546+R700-R436)YI黄度指数(R580-2*R630+R680)/2500WBI水波段指数R950/R900四.方案实施4.1多光谱无人机飞行服务多光谱成像是指同时能够获取多个光谱波段(通常大于等于3个),并在可见光的基础上向红外光和紫外光两个方向扩展的光谱探测技术。常见实现方法是通过各种滤光片或分光器与数字图像传感器的组合,使其在同一时刻分别接收同一目标在不同窄光谱波段范围内辐射或反射的光信号,得到目标在几张不同光谱带的照片。多光谱图像是由成像光谱仪获取的,多光谱成像仪是一种能够同时获取光谱特征和空间图像信息的设备,是光电成像系统发展的重要方向。多光谱成像系统可提供具有3至20个非连续波段的图像,并已在农业和食品领域得到广泛应用。从成像原理上来讲,多光谱成像技术就是把入射的全波段或宽波段的光信号分成若干个窄波段的光束,然后把他们分别成像在相应的探测器上,从而获得不同光谱波段的图像。因此,利用多光谱特性可以将植被与非植被分离,并且与无人机进行结合,可以实现植被健康状态分析。无人机多光谱具有以下特点:采集速度快。多光谱因其采集的波段相对较少,故采集速度相对较快;复杂性低。由于波段数量的限制,多光谱复杂性较低,更容易理解和应用,处理工作相对较少。数据量丰富。随着波段数的增加,数据量呈指数增加。可提供空间域信息和光谱域信息,即“图谱合一”,并且由成像光谱仪得到的光谱曲线可以与地面实测的同类地物光谱曲线相类比。在规划的研究区域,根据需求采集高光谱影像。具体步骤如下:无人机端设置:组装无人机高光谱设备,设置航高、航速,根据相机参数和影像重叠度需求设置影像航线间距;相机端设置:根据航高航速设置相机帧率,根据白板测量值设置积分时间(曝光时间);标准反射率白板:在航线区域摆放标准反射率白板,采集影像时需拍摄到白板。图8 无人机高光谱数据采集示意图4.2无人机高光谱图像处理无人机高光谱影像数据采集后,需要进行以下预处理工作:波长定标:采集的原始影像没有波长信息,需要添加波长定标文件;影像裁剪:高光谱采用推扫式成像,需要对采集的测区影像进行裁剪;配准拼接:对裁剪后的测区影像进行地理配准或相对配准,之后对配准后的影像拼接成完整影像;辐射校正:原始影像中的值代表反射强度,需要利用白板反射值和标准反射率进行校正,计算整个影像的反射率。混合光谱分解:无人机采集的光谱数据受空间分辨率影像,导致一个像元中可能由不同地物或者植被混合平均而成,为提高精度,需要对影像进行混合光谱分解操作;(6)光谱滤波(平滑):原始影像中的光谱信息存在一定的噪声,在应用之前需要进行光谱滤波。光谱图像处理软件界面:图9 无人机高光谱图像处理软件界面示意图4.3地物样本数据采集奥谱天成利用全国产化的高光谱成像仪和地物光谱仪在实地开展现场调查,目的是为无人机遥感图像的分类提供现场分类模型真实训练样本和分类结果的检验样本。现场调查的主要内容是测量感染穗颈瘟的水稻光谱数据,将地物光谱仪采集到的所有穗颈瘟水稻光谱数据进行不同感染程度的等级划分,作为无人机高光谱影像数据处理的标准训练样本数据集。4.4结果分析图12 植被含水量反演结果4.4.1估算结果可靠性模型精度检验可以根据均方跟误差(Root Mean Square Error, RMSE)和相关系数(r)两个指标来进行分析。式中,n为样本数,为样本i的实验室测定值,为所有验证样本的平均值;为利用模型预测值,为所有对应验证样本的预测值的平均值。RMSE值越小,R相关系数值越大,说明模型精度越高。4.4.2估算精度影响因素影响反演结果精度的因素主要包含以下几个方面:1. 光谱数据:受外业数据采集时的环境影响和不确定性的人为操作影响,导致拍摄的高光谱影像质量存在一定的差异。但该因素不是主要因素。2. 实测数据:实测数据包含叶片的光谱数据和参数定量测量数据。受仪器设备和人为操作因素等的影响,这两种实测数据可能会存在一定误差,但对反演结果的影响较小。重要的是,在测量这两种实测值时的时间差是影像反演模型的主要因素之一。尽量避免叶片采摘后长时间再测量,并保证光谱测量和参数定量测量同时进行。3. 反演模型:反演模型的构建是影响反演精度的主要因素。受特征光谱的选择、变量的形式以及反演模型的形式等的影响,导致反演结果存在很大的不确定性。

应用实例

2024.03.20

新品推荐:光栅光谱仪(单色仪)ATP7330/ATP7300

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       奥谱天成(厦门)光电有限公司(应用文档)新品推荐:光栅光谱仪(单色仪)ATP7330/ATP7300新品推荐:光栅光谱仪(单色仪)ATP7300光谱仪是一种高端的科学仪器,它的主要功能是利用折射或衍射的原理,将复色光分离成各光谱成分。在科学研究和工业生产中,光谱仪发挥着至关重要的作用。其中,光栅光谱仪以其卓越的性能和广泛的应用,成为了光谱测量领域中的佼佼者。光栅光谱仪采用了先进的光栅技术,实现高精度的光谱测量。它的测量精度高、稳定性好、抗干扰能力强,因此在各个领域中都得到了广泛的应用。无论是科学研究、环境监测、能源开发,还是工业生产、产品质量控制,光栅光谱仪都发挥着不可替代的作用。光栅光谱仪/光栅单色仪的原理结构当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝,首先由光学准直镜汇聚成平行光,再通过衍射光栅色散为分开的波长(颜色)。利用每个波长离开光栅的角度不同,由聚焦反射镜聚焦后,再照射在CCD上(ATP7330型光栅光谱仪)或者出射狭缝形成单色光(ATP7300型光栅单色仪)。仪器可以通过电脑控制,精确地改变波段范围或出射波长。光栅单色仪加上探测器,就是光栅光谱仪。图 1 光栅单色仪加上探测器,就是光栅光谱仪,ATP7330=ATP7300+ATD探测器图 2光栅光谱仪光栅单色仪的基本结构     基本结构如图1所示:它由入射狭缝、准直球面反射镜、光栅、聚焦球面反射镜以及输出狭缝构成。复色入射光进入狭缝后,经准直球面反射镜变成复色平行光照射到光栅上,经光栅色散后,形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射,聚焦球面反射镜将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝上,再由出射狭缝后面的探测器记录该光谱信息。图 3光栅工作原理光栅安装在一个转台上,当光栅旋转时,就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上,探测器记录不同光栅旋转角度(不同的角度代表不同的波长)时的输出光信号强度,即记录了光谱。这种光谱仪通过输出狭缝选择特定的波长进行记录,称为光栅单色仪。奥谱天成的光栅光谱仪系列    ATP7330系列光栅光谱仪,是基于奥谱天成20余年光谱仪研制经验的基础上,借鉴国外进口的多种同类产品技术,凭借其卓越的性能和创新的设计,形成全新一代的光栅光谱仪/光栅单色仪,目前,已获得用户的广泛称赞,已成为科研领域的翘楚。该系列采用反射式光栅,精准度高,稳定性强。通过精密的软件控制,光栅塔轮高精度运转,确保光栅与测试波长的精确匹配。这为科研工作者提供了可靠的数据来源,大大提高了测量的准确性和可靠性。ATP7300系列包含四种不同焦长的型号,分别为210毫米、350毫米、510毫米及810毫米,满足了不同实验和应用的需求。这一系列光谱仪充分利用仿真优化的光学系统,确保了超高的分辨率。特别值得一提的是,ATP7300-FL810型号能够达到惊人的0.03纳米分辨率,堪称光学领域的巅峰之作。图 4 ATP7330-FL210实物图(焦距为210mm)图 5ATP7330-FL350实物图(焦距为350mm)图 6ATP7330-FL510实物图(焦距为510mm)图 7 ATP7330-FL810实物图(焦距为810mm)相比传统的棱镜型光谱仪或透射式光栅,ATP7300系列展现了独特的优势。它能覆盖从紫外到近红外、中长波红外的宽广波段,这一范围是其他类型光谱仪难以匹敌的。通过简单地更换光栅和探测器,科研人员即可在波长和分辨率的选择上获得更大的自由度,从而更加灵活地应对各种实验条件和需求。图 8ATP7300所使用的背靠背塔式高衍射效率光栅(3片)ATP7300系列内置的塔式转动光栅是其核心组件,设计精良、工艺卓越。ATP7300采用交错式背靠背配准技术,实现最高衍射效率,最快就位速度,每片光栅均经过特殊检测。精密配准确保每片光栅具有独立的三维调整装置,经过钟表式精细调校,保证垂直度高达99.9%。全包围式装配结构,结合机械与高强度光学胶。精密光学编码器控制光栅的绝对指向角,最小转动角度为0.0016°,确保每片光栅均能处于最佳工作角度。ATP7300可容纳2至4片光栅片,提供了丰富的选择。从90线、150线到3600线,各种不同规格的光栅一应俱全,满足了科研人员对于不同分辨率和测量精度的要求。图 9 ATP7330-FL210实测光谱图图 11 ATP7330-FL210实测光谱图(测试条件:氖灯,1800线光栅,狭缝50μm)图 12 ATP7330-FL510实测光谱图(应用在拉曼光谱测试,1200线光栅)图 13ATP7330-FL510的光谱图(用在拉曼光谱测试中,600线光栅)ATP7300支持双入口设计,允许同时接入两种不同的入射光,为并行实验提供了便利。此外,ATP7300兼容多种光输入接口,包括SMA905光纤接口和自由空间输入。这一灵活性使得该光谱仪能够与各种不同的实验装置和设备无缝对接,进一步拓展了其应用范围。更为出色的是,ATP7300支持双出口配置。这一设计允许用户同时连接两个探测器,大大提高了光谱数据采集的范围和效率。同时,ATP7300配备了丰富的高性能探测器(ATD系列探测器)供用户选择。无论是使用单元探测器还是阵列相机,科研人员都能找到最适合自己实验需求的配置。    总结而言,ATP7300系列以其卓越的性能、创新的设计和多样化的配置为科研工作者提供了无限的可能性。这一系列的引进无疑将为实验室带来前所未有的实验效率和精确度,推动科学研究的进步。为什么选择奥谱天成ATP7300系列光栅光谱仪优势1完全自研、全面国产化ATP7300系列的光学、结构全部国产化,95%的探测器国产化,95%的芯片国产化。高度国产化的设备能确保企业在关键时刻具备主动权,避免外部技术供应商的制约。降低对外部技术的依赖,避免外部技术故障或问题对企业造成重大损失,确保技术稳定性和安全性。有助于企业降低采购成本,优化生产流程,提高生产效率,进一步降低成本。进而推动我国的科技创新和产业升级。优势2 仅需2根线ATP7300只需要一个+12V/24V直流电源供电,和一更通过USB线,便可通过软件进行电动控制,测量所得的光谱数据。通过精简线缆数量,有效提升了设备的方便性,避免了线缆混乱带来的困扰。同时,由于减少了连接点,设备的可靠性也得到了显著提升,降低了潜在的故障风险。此外,这种连接方式还具备高效性,能够提供更快的连接速度和数据传输速率。非常便于用户使用。优势3详尽的应力分析和可靠性设计详尽的应力分析和可靠性设计可以预测产品性能,优化结构,降低失败风险和维护成本,延长使用寿命。可靠性设计则强调在满足性能要求的同时提高产品的可靠性和可用性,确保产品在各种环境和条件下稳定运行,提高用户满意度。这些方法还有助于减少产品开发时间和成本,提高产品质量和可靠性。有助于减少产品在使用过程中的故障和失效风险,提高产品的性能、寿命和生产效率。优势4自动波长校准技术自动波长校准技术能够利用先进的算法和传感器,实现高精度的波长校准,从而保证测量的准确性和精度。相较传统的波长校准方式:需要人工操作和测量,费时费力,而自动波长校准技术能够自动完成校准过程,大大提高了工作效率。通过自动化程序执行校准任务,排除了人为因素可能对校准结果造成的影响,增强了校准的客观性和公正性。ATP7300光栅光谱仪的应用场景ATP7300旋转光栅光谱仪,作为一款高性能的光谱分析仪器,具备广泛的应用范围和出色的性能表现。该设备可进行荧光、拉曼、透射/反射以及吸收等多种类型的光谱分析,适用于生物、化学、材料科学以及环境科学等多个研究领域。在荧光光谱分析方面,ATP7300光栅光谱仪具备高灵敏度和快速扫描的特点,可以精确捕捉荧光信号,为生物和化学研究提供有力支持。同时,该设备还具备优秀的可靠性设计,有效保证了测量结果的准确性。在拉曼光谱分析方面,ATP7300光栅光谱仪作为奥谱天成ATR8300PRO,ATR8800等高性能显微拉曼设备的重要组成部分,能够更精确,高效的检测样品,为材料科学研究和化学分析等领域提供了便捷的工具。此外,透射/反射光谱系统和吸收光谱系统也是ATP7300光栅光谱仪的重要应用方向。这些系统可广泛应用于光学特性研究、化学分析以及环境监测等领域,为科研工作者提供了全面的光谱分析解决方案。同时,ATP7300光栅光谱仪还可应用于光源发射光谱的测量。凭借高灵敏度、宽光谱范围和快速扫描等特点,该设备在照明、显示和通信等领域中发挥着重要作用,为光源特性的研究提供了有力支持。总体而言,ATP7300旋转光栅光谱仪是一款功能强大、应用广泛的光谱分析仪器。无论是在科研领域还是日常应用中,它都能提供出色的性能表现和准确可靠的测量结果,为科研工作者和工业界提供强大的技术支持。

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2024.03.12

拉曼光谱在制药领域中的应用:从分子结构到质量控制

引言拉曼光谱技术作为一种快速、非破坏性的分析方法,正在成为制药领域中最受欢迎的分析测量工具之一,在原料验证、药物生产过程监控以及产品质量控制中都发挥了重要作用。拉曼光谱技术基于拉曼散射原理,通过测量样品与激光光束相互作用后发生的光子能量变化,获取样品的化学成分和结构信息。在实际运用中,激光首先聚焦到样品表面,激发出的非弹性散射信号(即拉曼信号)被收集并导入到光谱仪中,光谱仪对该信号进行波长分离,再由探测器将光子能量转换为电信号以供分析。拉曼光谱技术的一个显著优点是无需提取或制备样品,并且激光可以轻松地聚焦到样品来进行化学测量,这通常可以在一分钟或更短的时间内完成。其快速、高灵敏度和高分辨率的优势使其成为了药物研发和生产中的一项重要工具。本文将深入探讨拉曼光谱在制药领域中的具体应用,包括药物结构表征、药物形态分析、药物质量控制以及药物相互作用研究,并结合真实案例进行详细分析。1. 药物合成研究一旦确定了潜在的新药,就可以开发、优化该分子的合成方法。拉曼光谱非常适合监测反应物、中间体和产物浓度,确定各种反应类型(例如Diels-Alder反应、Fischer酯化反应、格氏反应和酰基化反应等)的路径、动力学、机制、终点和产率。阿司匹林的合成是一个经典的酰基化反应,反应的历程一般认为有四面体结构的中间体出现,但由于其纯净物难以分离获取,所以一直没有直接的证据证明该中间体的存在。利用拉曼光谱技术在反应过程中进行实时跟踪检测,可以得到在反应过程中不同时刻的拉曼光谱(图1 A),发现了阿司匹林的合成反应过程中有中间体出现,并直接观测到此中间体在波数为1694cm-1的位置有一明显的拉曼特征峰。光谱经数据处理后,还可以获得到各组分含量的相对变化曲线(图1 B)。图1 (A)实验过程中的拉曼光谱随时间的变化;(B)阿司匹林合成过程中各组分的回归系数及1694cm-1位置的相对峰高随时间的变化。通过在线拉曼光谱可以清楚、直接地看到反应的进程,轻松确定反应速率、速率常数和产量;在优化反应器温度、催化剂浓度和类型的影响的同时,还可用于确定活化能和反应终点以及优化产率。2. 药物晶型研究大多数情况下,原研药企业会使用API最稳定的晶型以避免在生产储存过程中发生晶型转变。为保险起见,仿制药企业通常会选择与参比制剂(RLD)或原研制剂相同的API晶型,以保证相似的稳定性和溶出特性。因此,确定原研制剂中API晶型是仿制药研发的关键步骤,这也是逆向工程中最重要的任务。晶型检测有着一系列可选择的分析方法,如X射线粉末衍射、差示扫描量热、热重分析、红外光谱及拉曼光谱等。然而,对于制剂中无定形或低含量API的晶型检测,可用的方法就相对较为局限。2.1制剂中无定形API的检测X射线粉末衍射被认为是多晶型化学物质指纹性和专属性的首选表征手段。一般制剂中的API晶型检测相对直接,但当API为无定形时,X射线粉末衍射检测失去作用,如下所述案例。已知某制剂中API有2种固态形式:无定形和半水合物。为确定2个不同厂家生产的片剂(药片A、B)中API晶型是否一致,首先需要应用X射线粉末衍射对药片A、B中API晶型进行鉴定。对比药片A、B与API的X射线粉末衍射图可见,药片A的X射线粉末衍射图谱与API半水合物特征峰在整个图谱上都有很高的吻合度(见图2a和2d)。因为该API只能以无定形和半水合物形式存在,因此可以基本肯定药片A所含API为半水合物。当比较药片B的X射线粉末衍射图谱(见图2b)与API半水合物时,很难判断药片B中的API是否也为半水合物。由于药片中同时含有晶体辅料(如乳糖)和其他无定形辅料,药片B中API的晶型无法通过X射线粉末衍射来确定。图2 药片A、药片B、无定形API和API半水合物的X射线粉末衍射图应用拉曼光谱技术,比对图3中药片A、B与API的拉曼光谱图。药片A的拉曼图谱与API半水合物的图谱基本一致(见图3a和3d)。同时,药片B的拉曼图谱与无定形API的图谱基本一致(见图3b和3c)。因此,在这种情况下,拉曼光谱可以很好地解决无定形API在制剂中的鉴定问题。通常,不同固态形式API的拉曼光谱间有一定差异。与结晶形API相比,无定形API的拉曼光谱表现为更宽的峰形,且有波数偏移。通过将实测样品的拉曼光谱与不同晶型API的参考拉曼光谱进行比对,可鉴定制剂中API的晶型。图3 药片A、药片B、无定形API和API半水合物的拉曼光谱图值得一提的是,通常辅料拉曼信号很弱,低于API信号,故拉曼技术用于不同厂家不同辅料的相同制剂时,可以在某些情况下完全排除辅料对API的干扰。该特性极利于制剂中低含量API的晶型检测,即使API的含量较低,其在制剂中的信号仍然有可能被检测到,这对于制剂中API的晶型鉴定尤为重要。2.2制剂中低含量API的检测某原研片中API含量较低,仅为0.5%。文献报道API有A、B、E这3种晶型,且晶型E很难制备。比较原研片与文献中3种晶型的X射线粉末衍射图,未找到与3种晶型相对应的衍射峰,再将原研片与片剂中主要辅料一水乳糖的X射线粉末衍射图比较,发现其X射线粉末衍射图与一水乳糖几乎一致(见图4),表明辅料一水乳糖严重干扰了制剂中API的衍射信号。图4 原研片与一水乳糖以及文献中API晶型A、B、E的X射线衍射图应用拉曼技术采集原研制剂的单点拉曼光谱,因单次采集样品信号面积小,可相对有效避开大量辅料的影响,采集到较强的API信号。将已采集到的原研制剂中的拉曼图谱与不同晶型的拉曼图谱相比较,即可鉴定制剂中的API晶型。如图5所示,该原研片采集到的单点拉曼光谱为较纯的API光谱,不受一水乳糖的干扰,且晶型A、B有不同的拉曼特征峰,比对原研片与晶型A、B的拉曼光谱(见图6),可明显看出,原研片中的API为晶型A。图5 原研片和一水乳糖的拉曼光谱图6 原研片与文献中API晶型A和B的拉曼光谱3. 药物质量研究冻干制剂中药物分布均匀性在一定程度上可反映制剂微观结构的一致性,与冻干工艺密切相关。预冻方式、预冻时间、冻干曲线都可能影响到药物和辅料的析出速度与程度,从而影响冻干物结构和药物分布均匀性。良好的冻干结构能够保证冻干过程中溶剂顺利逸出,反之会增加溶剂挥发阻力。结构上的不均匀可能会导致局部溶剂残留增加,甚至可能会使活性药物成分局部降解,影响产品稳定性和体内药效以及毒性。因此药物分布均匀性是冻干制剂的一个重要质量属性,可在多方面影响产品质量和体内性质,有必要对其进行评价。近年来,基于不同光谱的显微成像技术在药物质量表征和研究中得到越来越多的应用,通过化学显微成像可以在保持样品完整的前提下直观获得样品内部的结构信息。其中,采用拉曼光谱成像法评价药物活性成分在制剂中的分布均匀性受到了较多关注,主要因为其可以在一定程度上反映产品制剂工艺特征,有助于产品质量评价、工艺分析优化以及伪药劣药鉴别。该评价方法在片剂中的应用已相对成熟,采用夹峰法进行成像处理,便可得到各成分在制剂中的分布成像图。在评价注射用冻干制剂中药物分布均匀性时,夹峰法进行成像处理,结果发现即使将图谱采集精度减小到步长1μm,也无法将制剂中的药物和辅料区分,这是因注射用冻干制剂生产工艺与片剂不同导致的。片剂生产工艺中药物和辅料为物理混合,且粉末粒度通常在微米级别,将图谱采集步长减小到药物辅料粉末粒度以下,采集到的拉曼光谱为单一成分的光谱图,因此采用夹峰法成像可将药物和辅料轻易区分,观察到制剂中药物成分分布的图像。而冻干制剂通常将药物和辅料先全部溶解于同一介质中,经过冷冻干燥过程将液体介质去除形成固体冻干物。此时药物在辅料中呈高度分散的状态,大部分扫描点下的光谱图中都同时含有药物和辅料的特征峰,采用夹峰法成像无法将二者区分。基于内标法拉曼光谱定量分析的原理,可采用药物-辅料峰强度比值法以二者特征峰的相对强度值对冻干制剂拉曼图谱进行成像处理。方法学验证结果表明,该方法可以准确反映冻干制剂中药物与辅料的相对含量,以此对冻干制剂中药物分布均匀性进行分析与评价。同时研究中也发现,由于冻干制剂为疏松多孔的块状物,进行拉曼光谱采集时扫描平面不如片剂平整,导致不同扫描点下的拉曼光谱图信号强弱不一,而采用峰强度比值法进行成像,以药物辅料相对含量进行评价,也可以很好地解决这一缺陷给均匀性分析带来的影响。因此峰强度比值法比经典的夹峰法更适合用于对冻干制剂中药物分布均匀性的评价。图7 五种产品中培美曲塞二钠(峰值1625cm-1)和甘露醇(峰值480 cm-1)在5个不同区域的拉曼强度相对比值成像图。标尺100μm。4. 药物制剂的鉴定拉曼光谱法是重要的分子光谱技术,同红外光谱一样,可用于化合物结构分析,可以对原料药、辅料、药物晶型、药物制剂实现鉴别,其准确度较高。由于水的拉曼散射效应很弱,用拉曼光谱对水溶性注射剂测定时,水不干扰光谱。因此,拉曼光谱在对注射液品种的鉴别上具有红外光谱无法比及的无前处理、简单、准确等优势。目前已建立了拉曼光谱无损检测液体制剂的快速筛查方法,其原理是通过从注射液的拉曼光谱中将来源于水及其他辅料部分有效排除,对活性药物成分的拉曼光谱与标准参考光谱进行对比判断药物的真伪来实现鉴别。《中国药典》2010年版附录已经收载拉曼光谱法指导原则,2015年版药典通则收录拉曼光谱法为药典方法,但还没有在品种项下得到体现。在对2010年版药典收录的注射液各论中〔鉴别〕项的调研中,发现有氨茶碱注射液、氨甲环酸注射液等8个品种采用了红外光谱法鉴别。由此可见,采用红外光谱鉴别注射液,主要通过提取、纯化、干燥,在得到纯的药物固体晶体或粉末的基础上实现的。前处理的主要目的是消除水及辅料对红外光谱图的影响。拉曼光谱不用提纯干燥,可以直接测试进行鉴别。因此可以针对上述8个液体品种,探讨使用拉曼光谱替代现有的红外光谱鉴别,或者作为红外光谱鉴别备选项的科学性和有效性。图8 氨茶碱注射液与氨茶碱对照品溶液的拉曼光谱图图9 氨甲环酸注射液与氨甲环酸对照品溶液的拉曼光谱图由图8、图9可知,采用拉曼光谱法进行鉴别,具有前处理简单,鉴别准确度与红外光谱法相当等优势,因此具有使用拉曼光谱替代现有的红外鉴别项,或者作为红外鉴别项的备选项的可能性。通过对152个注射液品种质量标准的调研,发现有23个注射液品种〔鉴别〕项下只有一般化学反应,没有采用仪器的方法;有143个品种的〔鉴别〕项下不包含分子光谱的方法。对于这些品种,拉曼光谱可以作为一个候选的鉴别方法,作为这些注射液品种鉴别的补充,结果将是科学的和有效的。结论综上所述,拉曼光谱技术作为一种先进的光谱分析方法,在制药工程中发挥着重要作用。随着技术的不断发展和完善,相信拉曼光谱技术将在制药工程中发挥越来越重要的作用,为药物研发和生产提供更加可靠、高效的分析手段,助力制药行业不断取得新的突破和进步。奥谱天成是国产拉曼光谱仪领军品牌,具有手持式、便携式、科研级、工业在线级全系列拉曼产品线,能够为药物研究单位及工业企业客户提供全场景的应用解决方案。奥谱天成生产的拉曼光谱仪产品系列(截止2020年12月)参考文献:李卫华,吕国伟,黄兰等.阿司匹林合成过程的在线拉曼光谱研究[J].物理化学学报,2003,(02):105-108.田芳,ZIMMERMANN Anne,MCGOVERIN Cushla等.拉曼技术在药物逆向工程中的应用[J].药学进展,2016,40(12):897-905.韩静,姚静,董美阳,等.共焦显微拉曼光谱成像技术探究冻干制剂-注射用培美曲塞二钠中药物分布均匀性[J].药学学报, 2022(007):057.赵瑜,尹利辉,曹丽梅,肖新月.拉曼光谱法用于药品注射液标准中鉴别项的探讨[J].中国药品标准,2015,16(06):416-420.

应用实例

2024.02.29

奥谱天成SM300位移传感器的应用

位移传感器是一种能够感知物体移动位置的电子设备,常用于自动控制、机器人、自动化设备、汽车、航天等领域。光谱谱共焦位移传感器是一种通过光学色散原理建立距离与波长间的对应关系,利用光谱仪解码光谱信息,从而获得位置信息的装置,白光LED光源发出的光通过光纤耦合器后可以近似看作点光源,经过准直和色散物镜聚焦后发生光谱色散,在光轴上形成连续的单色光焦点,且每一个单色光焦点到被测物体的距离都不同。其可广泛应用于3C制造、自动化设备、汽车行业、机器人技术、航空航天等领域。总之,光谱共聚焦位移传感器作为一种重要的位置检测设备,在各行业中发挥着重要作用。未来随着技术的不断发展,位移传感器的精度和可靠性将进一步提高,应用领域也将更加广泛。图片源自网络*奥谱天成作为国内光谱企业领头羊,致力于研发光谱解决行业位移测量痛点,并且着力推出SM300光谱共聚焦位移传感器对位移和玻璃厚度的测量。为样品测量位移提供了一种快速、便捷的方法。01产品特点采用白光共焦技术,测量结果准确、稳定,支持各种材质和形状混在一起进行测量。采用小光斑,形状轮廓更清晰,测量精度更高;小型化、轻量化可轻松并行安装到有限空间,有助于加快生产节拍;启动快速,减少大量措施所花费的设计、调整工时;01(1) SM300镜面测量应用量块测量数据表量块厚度(mm)理论位移测量1测量2测量3测量4测量5平均(mm)误差(mm)1.0050.0050.005470.005420.00530.005320.005260.0053540.0003541.010.010.010220.010250.010190.010180.010160.01020.00021.020.020.020320.020280.020240.020230.020220.0202580.0002581.030.030.030070.030140.030060.030040.030050.0300720.000071.040.040.040460.040420.040380.040400.040370.0404060.0004061.050.050.050790.050850.050760.050680.050660.0507480.0007481.060.060.060770.060760.060750.060740.060740.0607520.0007521.070.070.070570.070490.070480.070430.070400.0704740.0004741.080.080.079530.079480.079470.079440.079420.0794680.0005321.090.090.089230.089080.089030.089080.089090.0891020.0008981.10.10.098620.098600.098570.098550.098530.0985740.0014261.20.20.198420.198360.198330.198320.198310.1983480.0016521.30.30.299600.299200.299460.299440.299430.2994260.0005741.40.40.397740.397650.397610.397600.397510.3976220.0023781.50.50.499750.499720.499690.499640.499630.4996860.0003141.60.60.598240.598210.598190.598150.598160.598190.001811.70.70.699520.699480.699460.699320.696130.6987820.0012181.80.80.798560.798460.798400.798410.798330.7984320.0015681.90.90.896080.895990.895980.895960.895930.8959880.004012210.998580.998570.998570.998580.998570.9985740.001426321.997381.997771.997751.997781.997741.9976840.002316432.998742.998712.9982732.998702.998692.99862260.0013774543.997453.997523.997353.997463.997493.9974540.002546误差平均值0.001187如上所示对量块的厚度测量,误差范围在2微米以下。01SM300测量玻璃厚度的应用选择厚度测量的模式,对玻璃样品的厚度进行测量,结果如下       玻璃厚度测量数据表理论厚度测量1测量2测量3测量4测量5平均(mm)误差(mm)1.851.851831.852111.852051.851881.85201.8519740.0019741.581.583051.583211.583141.58381.583931.5834260.0034262.062.061522.061652.06172.060642.06062.0612220.001222误差平均值0.002207333如上所示对玻璃的厚度测量,误差范围在2微米以下。01仪器参数仪器参数型号SM3001输入输出类型NPN/PNP通用2传感器连接数13适用传感器SM300-S10、SM300-S20、SM300-S30、SM300-S504测量光源白色LED5显示5英寸LCD6LED显示状态指示灯:HIGH(橙色)、PASS(绿色)、LOW(橙色)、STABILITY(绿色)、ZERO(绿色)、ENABLE(绿色)、 THRESHOLD-H(橙色)、THRESHOLD-L(橙色)、RUN(绿色)7外部接口Ethernet100BASE-TX/10BASE-T 无协议(TCP/UDP)、EtherNet/IP,RJ458RS-232C/9模拟输出模拟量电压输出(OUTV):-10V~+10V、输出阻抗:100Ω模拟量电流输出(OUTA):4mA~20mA、**负载电阻:300Ω10USB/11主要功能曝光时间自动/固定12测量周期20μs~400μs13材质指定标准/镜面/粗糙面14滤波器处理中值/平均/微分/高通/低通/带通15输出缩放/各种保持/归零/测量值记录16显示测量值/阈值/模拟量输出电压值或电流值/判定结果/分辨率/曝光时间/内部记录状态/峰值受光量17系统保存/初始化/测量信息显示/通信设定/传感头校正/键锁定/归零存储/时间输入18测量项目高度/厚度/运算/19额定值电源电压DC 24V消耗电流1A以下绝缘电阻所有导线和FG端子间:20MΩ(250V兆欧表)耐压所有导线和FG端子间:AC500V、50/60Hz、1分钟20环环境特性防护等级/21振动(耐久)10~55Hz(单振幅0.35mm)、 X/Y/Z各方向 50分钟22冲击(耐久)150m/s2 、6个方向、各3次(上下、左右、前后)23温度范围工作时:0~+40℃、保存时:-15~+60℃ (不结冰、不凝露)24湿度范围工作时/保存时:35~85%RH(不凝露)25接地D型接地(接地电阻100Ω以下) *以往的第三种接地26精度2μm27材质箱体:铝合金28尺寸148mm(长)×214mm(宽)×246mm29重量小于1KG配件序号名称描述数量1SMA095光纤转接头用于光纤延长12光纤电缆2米/5米/10米/20米/30米,连接传感器和控制器13RS-232C电缆2米,连接PC和PLC24交换式集线器端口3个15电源适配器DC24V,用于控制器供电16校准ROM17自动化软件18用户手册101总结SM300利用光谱仪解码光谱信息,从而获得位置信息的装置可用于3C制造、自动化设备、汽车行业、机器人技术、航空航天等领域,相比于其它方法具有测量速度快,测试便捷等特点。因此SM300在位移测量领域具有广泛的应用场景,如您对以上方案感兴趣或者有其它的蛋白质测量应用场景,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询。

应用实例

2024.02.22

紫外可见分光光度计UV3100

走进仪器 | 紫外可见分光光度计UV3100紫外可见分光光度计是基于紫外可见分光光度法原理,利用物质分子对紫外可见光谱区的辐射吸收来进行分析的一种分析仪器。发展历史1852年比尔(Beer)参考了布给尔(Bouguer)在1729年和朗伯(Lambert)在1760年所发表的文章,提出了分光光度的基本定律,即液层厚度相等时,颜色的强度与呈色溶液的浓度成比例,从而奠定了分光光度法的理论基础,这就是著名的朗伯比尔定律。1854年杜包斯克(Duboscq)和奈斯勒(Nessler)等人将朗伯比尔定律应用于定量分析化学领域,并且设计了第一台比色计。1918年美国国家标准局制成了第一台紫外可见分光光度计。此后,紫外可见分光光度计经不断改进,又出现自动记录、自动打印、数字显示等各种类型的仪器,使分光光度法的灵敏度和准确度也不断提高,应用范围不断扩大。结构与功能紫外可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号处理器等部件组成。(1)光源:提供符合要求的入射光;(2)单色器:将光源产生的复合光分解为单色光和分出所需的单色光束;(3)吸收池:又叫比色皿,用于盛放待测溶液和决定透光液层厚度的器件;(4)检测器:将透过吸收池的光信号变成可测的电信号;(5)信号显示系统:数字显示和自动记录型装置。应用领域(1)细菌培养:OD测量通常使用600nm的波长快速进行测试,以估计细胞浓度并跟踪生长。(2)药物分析:最常见的用途之一是在制药行业。如:Kuljan in 等人通过将阿仑膦酸钠与Fe3+络合,用紫外分光光度法测定了阿仑膦酸钠的含量。(3)水质分析:如《GB/T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验方法 金属指标》水中铝离子与水杨基荧光酮及阳离子表面活性剂氯代十六烷基呲淀在 pH 5.2~6.8 范围内形成玫瑰红色三元络合物,可比色定量。(4)其他应用:环境监测、教学研究、计量校准、石油化工等。各项指标的重要性(1)波长准确度的重要性波长准确度是指波长的实际测定值与理论值(真值)的差,其波长准确度是很重要的技术指标。若要比对两台紫外可见分光光度计对同一样品的分析测试结果,如果仪器的波长准确度不好,就无法进行比较,或比较不出正确的结果。同一物质进行测试时,由于不同波长时摩尔吸光系数不同,就会有不同的灵敏度,即使是同一样品,测试的数据也会不相同。如果使用者要用一台紫外可见分光光度计做定量分析,若仪器的波长准确度不好,也会因仪器的波长误差而产生很大的分析误差。(2)稳定性的重要性其稳定性应包括基线漂移和光度重复性两个方面。使用时有一个很重要的原则或宗旨就是仪器要稳定可靠。如果一台仪器的稳定性差,就不可能得到满意的分析测试结果。仪器的稳定性是制造、挑选或使用紫外可见分光光度计的关键问题之一。有些使用者把基线漂移作为稳定性,实际上基线漂移只是稳定性的内容之一。如果一台紫外可见分光光度计的基线漂移符合使用要求,但其光度重复性很差,它仍然不能满足使用者的使用要求;反之,如果一台紫外可见分光光度计的光度重复性符合使用要求,但其基线漂移大,它也不能满足使用要求。只有基线漂移很小、重复性也很好的仪器才能满足使用要求,才是好仪器。(3)基线平直度的重要性基线平直度是指每个波长上的光度噪声,它是用户最关心的技术指标之一,也是仪器各个波长上主要分析误差的来源之一,它决定仪器在各个波长下的分析检测浓度的下限(或决定各个波长下仪器的灵敏度)。(4)线性动态范围的重要性线性动态范围是影响分析测试误差的技术指标。如果仪器的线性动态范围很宽,则无论是对很稀的样品还是对很浓的样品进行分析时,其分析测试的结果都在所要求的误差范围内。所以应选择线性动态范围大的紫外可见分光光度计。其线性动态范围取决于仪器的杂散光和噪声,它们是分测试误差的主要来源。杂散光限制被分析测试样品浓度的上限,噪声限制被分析样品浓度的下限。其线性动态范围非常重要,它限制仪器的使用范围(即限制仪器的适用性)。好仪器推荐(紫外可见分光光度计UV3100)免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢!

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2024.01.25

国产高端光谱仪器厂家奥谱天成推动国产高端仪器产业发展

让中国人用自己的高端光谱仪器让世界用中国的高端光谱仪器2009年,国际权威刊物《仪器市场展望》公布的全球分析仪器行业Top40的名单中,美国厂商占据了半数以上,日本和德国各有6家上榜,而中国却没有一家企业跻身榜单。由于仪器研发制造技术含量高、所需时间长等问题,国内仪器用户不得不接受进口仪器高昂的价格,仅科研领域采购进口仪器费用便高达上万亿,更有甚者针对某些用户,国外仪器有价无市,卡脖子问题亟须解决。本着“让中国人用自己的高端光谱仪器 让全世界用中国的高端光谱仪器”的目的,2015年,刘鸿飞博士创办奥谱天成,将其二十余年的仪器行业研究及从业经历正式向市场化运营方向转化。产品线成熟丰富一站式光谱仪器提供商经过八年多的发展,奥谱天成已经成为光谱仪器行业的龙头企业,拥有拉曼光谱仪、光纤光谱仪、地物光谱仪、高光谱成像仪、分光光度计等十余条成熟的产品线。在拉曼光谱仪器领域,奥谱天成不仅做到国内知名,在全球范围内亦是佼佼者。作为中国拉曼第一品牌,奥谱天成拉曼产品系列品类丰富,使用场景多元,能够满足不同使用者的需求。奥谱天成共聚焦显微拉曼光谱仪ATR8800是媲美国际一流水准的光谱仪器产品,结合了显微镜及拉曼光谱仪两者的优点,集智能化、一体化于一身,使得“所见即所测”成为可能,灵敏度、信噪比、稳定性等方面优异的表现,使得其畅销海内外。针对“掐脖子”问题研制的显微拉曼光谱仪ATR8300一经问世,便打破显微拉曼仪器国外垄断的局面,不仅得到国内专业用户的认可,在海外市场也收获颇丰,截至目前已出口百余台。此外,奥谱天成无人机高光谱系列、光纤光谱系列产品凭借其技术先进、产品线丰富的特点,也是现今仪器行业国产替代的流行选择。立足产品研发,放眼全球市场奥谱天成——做世界性的伟大仪器公司“产品力是我们的根基,加大研发投入,是我们迅速达到行业领先水平的基础”奥谱天成创始人刘鸿飞博士曾提到。奥谱天成自成立起便立足于自主研发,截止2023年底,拥有员工近300人,仅研发工程师便超过150人,研发占比超50%,研发投入占营收的30%以上。重研发投入,多条产品线共同推进,奥谱天成年均推出新品40余款,产品广泛服务于科研教学、农业、地理信息、食药品安全等领域。奥谱天成成立之初便制定海内外市场同步发力的策略,在欧美、俄罗斯、印度、巴基斯坦等海外市场销量可观,海外市场销售性能及可靠性是关键,奥谱天成凭借卓越的产品实力,赢得海外客户的信赖,目前海外销售额占奥谱天成总营收的30%以上。在国产高端光谱仪器市场百花齐放的背景下,国产仪器技术突破之势迅猛,已能够满足多数高端场景的需求,面向广阔的世界仪器市场,在奥谱天成等国产厂商的发力之下,相信中国仪器必有其立足之地。

企业动态

2024.01.24

喜讯丨奥谱天成联合创始人刘鸿飞博士获评福建省高层次人才(A类人才)

近日,中共厦门市委组织部发布了福建省高层次人才认定名单的公告,经过严格的审核及公示,奥谱天成创始人刘鸿飞博士,荣获“福建省高层次人才认定(A类人才)”。据悉,为加快建设人才强省,福建省高度重视人才工作,实行更加积极、更加开放、更加有效的人才政策,持续推进人才发展体制机制改革,深入实施“海纳百川”高端人才聚集计划,为省内各项事业发展提供坚强有力的人才支撑。由福建省委人才工作领导小组印发的《福建省高层次人才认定和支持办法(试行)》于2020年7月1日起施行,根据资格条件分为特级人才、A类人才、B类人才、C类人才四类。实行认期制管理,认期为6年。认期自认定单位发文确认之日起计算。认期高层次人才取得新业绩满足更高层次人才对应条件的,可随时申请晋级;晋级后,认期重新计算。2021年,刘鸿飞博士获评福建省高层次人才(B类人才),2年内,凭借入选中组部“万人计划”、参与国家重大科学仪器专项“等离激元拉曼光谱仪的研制与应用”等众多成就,晋级为福建省高层次人才(A类人才)。作为高端光谱仪器提供商,人才是奥谱天成产品线完善,保持领先地位的基础,奥谱天成自成立起便把人才发展视为企业成功的关键因素,持续推进“人才强企”战略,坚持“创新驱动”发展,目前在职研发人员超150人,研发人数占比超50%,每年的研发投入超30%。在刘鸿飞博士的带领下,奥谱天成·集团专注高端仪器赛道,深耕光谱仪器关键技术领域,公司先后荣获国家高新技术企业、福建省“瞪羚企业”、科技部“创新人才推进计划”等多项荣誉,主持并参与《拉曼光谱仪》等多项国家标准制定。未来,奥谱天成将坚守初心,继续坚持“人才强企”战略,努力开拓创新,持续稳健、高质量、可持续经营发展,为推动国产高端光谱仪器产业高质量发展贡献力量。

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2024.01.17

方案推荐|显微拉曼在纸类样品分析中的应用

引言:作为我国古代四大发明之一,造纸术在推动世界文明进程中发挥了重要作用。纸质文物是人类文明的传承载体,促进了知识的传播。纸质文物的保护修复是历史文化传承和研究的关键所在。利用现代仪器分析技术研究古代纸质文物和现代修复用纸对于了解其制作工艺、保存状况、真伪鉴别和制定保护修复方案等具有指导作用。大多数纸类样品都存在珍贵、已损坏的特点,如何无损且快速地对样品进行测试、鉴别,一直是纸类样品研究的一大方向。拉曼光谱法是一种基于拉曼散射的分子光谱分析技术,具有无损、快速、灵敏等特点,已被广泛应用于材料科学、化学、生物学等领域,近年来,随着纸张制造业和文物保护领域的不断发展,拉曼光谱法在纸张分析中也逐渐发挥出其独特的应用价值。02应用原理:拉曼光谱实验一般采用激光作为激发光源,将激光照射到样品上,收集散射的光谱信息,通过对光谱信息的分析和处理,得到样品的分子结构和化学成分等信息。拉曼光谱作为分子指纹图谱,具备无损、微区、快速、简便等优点,是物质成分鉴别的有力工具。03仪器介绍:奥谱天成作为国产拉曼的引领者,自主研发的ATR8300系列将显微镜和拉曼光谱仪两者的优点结合。显微拉曼检测平台使得“所见即所测”成为可能,观测者可以检测样品上不同表面状态的拉曼信号,并可在计算机上同步显示所检测位置的微区形态,极大便利了拉曼微区检测。ATR8300配备专门为拉曼系统设计的物镜,使得激光光斑接近衍射极限,再通过500万相机将焦点信息准确直观的显示在电脑上,克服了普通的拉曼系统收集拉曼信号的焦面稍高于或稍低于实际最佳焦面的问题,从而提高拉曼光谱质量。ATR8300无光路切换运动部件,所有光学部件均固态装配,工作非常稳定,完美地解决了相机成像时光路的损失,实现了相机成像与拉曼信号收集的分离,从而得到最佳的信号强度。ATR8300实体图04实际应用案例:案例一:检测真 假 证书QA样品显微画面:白板签名QC样品显微画面:白板签名Q不同证书样品显微拉曼谱图:白板拉曼谱图签名拉曼谱图ATR8300显微画面能够清晰地分辨出AC样品的不同,白板部分在281cm-1和1083cm-1位置有出拉曼峰,AB样品白板和签字部分相比较C样品荧光比较严重。ATR8300能够明显区分真 假 证书区别。案例二:检测纸张样品上的不同油墨Q纸张样品不同油墨样品显微拉曼谱图:红色油墨黄色油墨白色小纸片使用 ATR8300-785 显微拉曼光谱仪可以 0.1s 积分时间内测试出红色油墨、黄色油墨样品拉曼特征峰,出峰明显。案例三:检测纸币油墨Q欧元油墨显微拉曼谱图:欧元桥洞部分显微拉曼光谱法在纸张分析中的应用具有以下优势:无损性:拉曼光谱法是一种非侵入性的分析方法,不会对样品造成损伤,适用珍贵样品的检测和保护;灵敏度高:可以检测到样品的微小变化,灵敏度远高于传统的化学分析方法;快速性:实验操作简单,短时间内即可完成样品的检测和分析;可靠性:所得结果具有较高的重现性和可靠性,能够为纸类样品分析提供了有力的依据;直观性:观测者可以检测样品上不同表面状态的拉曼信号,并可在计算机上同步显示所检测位置的微区形态,极大便利了拉曼微区检测。拉曼光谱技术在纸类样品分析中具有重要的应用价值和前景,有望为纸类样品分析提供更为可靠和高效的技术支持,推动文化传承和发展。

应用实例

2024.01.12

应用案例|紫外可见光纤光谱仪在吸光度应用中的示例

紫外可见光纤光谱仪光谱仪器是光学仪器的重要组成部分,它是应用光学原理,对物质的结构和成分等进行测量、分析和处理的基本设备,具有分析精度高、测量范围大、速度快等优点,普通的光谱仪只能探测400~800nm波长的可见光波段,而在一些特殊领域,需要探测200~400nm波长的紫外光波段。目前市面上的微型紫外光谱仪多采用背向减薄式或镀膜CCD作为感光元件,价格都比较昂贵,所以本文提出了将高性价比的CMOS传感器芯片应用于紫外-可见光谱仪中的设计方案,系统采用光纤作为导光元件,通过光栅进行分光处理,处理过的光束平行投射在传感器的表面,进而转化为电信号,再通过电路部分的A/D转化、信号存储和传输,将数据上传到上位机,进行光谱图像显示和分析设计中,为了让传感器感光元件得到均匀单色性好、分辨率高的平行光束,需要搭建一套结构大小合理的光学系统。文章最后通过设计实验对比,验证了用该方案设计的微型紫外-可见光纤光谱仪,具有良好的紫外敏感性,频谱范围为200nm~400nm,分辨率可达2.0nm。应用原理在检测时,将光纤光谱仪与计算机连接(USB接口)并通电,开启仪器对应的软件,开启氘卤灯的光源,氘卤灯发出的复合光经过光纤并通过光纤探头到达光程为10mm的开放流通池,被部分吸收后的光再经镀层镜面反射后通过光纤到达狭缝和平面光栅单色器,由CMOS传感器将光信号转化成相应的电信号,再经过核心数据芯片处理后,将电信号转化为数字信号在计算机显示。该仪器选用的光谱仪其波长范围为200-400nm,波长准确度为±0.3nm,波长重现性为±0.1nm(波长温度漂移0.4nm/10℃)。样品及测试方法本次测试样品为五种类型的测试样品:氯化钙、氯化钾、溴化钠、碘化纳、氯化钠溶液(100ppm,200ppm,500ppm,800ppm,1200ppm,2000ppm,3000ppm,5000ppm,8000ppm,10000ppm)采用奥谱天成(厦门)光电有限公司生产的紫外可见微型光纤光谱仪ATP2002。测试条件:积分时间7 ms,平均次数5次,扫描范围180-420nm,室温。测试结果和分析4.1 氯化钙溶液100-10000ppm吸光度对比图4.2 氯化钾溶液100-10000ppm吸光度对比图4.3 溴化钠溶液100-10000ppm吸光度对比图   4.4 碘化纳溶液100-10000ppm吸光度对比图4.5 氯化钠溶液100-10000ppm吸光度对比图4.6五种样品吸光横向对比数据4.6.1   100ppm吸光度对比图4.6.2   1200ppm吸光度对比图4.6.3   2000ppm吸光度对比图4.6.4   10000ppm吸光度对比图结论本文介绍了分光光度法的基本原理,通过相关实验验证了该光谱仪具有良好测量精度、较好稳定性,为使用光纤光谱仪测试溶液吸光度提供了大量的原始数据。该光谱仪可以广泛应用于溶液吸光度的检测。

应用实例

2024.01.10

方案推荐|奥谱天成ATR8800冬季高发呼吸道疾病的快速检验

引言冬季是呼吸道感染疾病的高发期,目前我国流行的呼吸道疾病由多种病原体引起,包括细菌、支原体、流感病毒以及引发全球大流行的新型冠状病毒等。鉴于呼吸道疾病具有传染性高、传播速度快的特点,且不同病原体引发的呼吸道感染在症状和治疗方面存在显著的差异,因此及早进行检测和确诊是有效遏制呼吸道疾病扩散的重要手段。尽管传统的分离培养方法在准确性和权威性方面具备显著优势,但由于其操作繁琐、耗时较长,以及涉及生物安全风险等缺点,已经无法满足当前临床检测的实际需求。目前主要采用的检测方法包括核酸检测和免疫学检测,然而这些方法都要求配备专业实验室设备,操作人员需要接受专业培训,成本相对较高,同时检测周期也较为冗长,无法满足迅速增加的呼吸道疾病样本大规模现场检测的迫切需求,因此迫切需要开发新型的呼吸道病毒检测技术。当光照射到物质上发生散射时,波长发生变化的散射光被称为拉曼散射。波长发生改变的原因是光子与被照射物质分子间发生能量转移后,分子振动能级发生了改变,而光子在不同物质上发生拉曼散射时转移的能量不同,就可特异性识别被照射物质种类。而表面增强拉曼光谱(SERS)技术则是在普通拉曼散射的基础上将被照射物质吸附或连接于粗糙贵金属表面,使拉曼信号强度获得极大提升。在普通拉曼散射固有的无损分析、不受水成分影响、样品不需要复杂处理、检测速度快、使用便携式仪器可进行现场分析等优势基础上,SERS技术具有更高的灵敏度,在某些条件下可以达到单分子检测水平。通过分析患者的生物样本,这项技术可以迅速检测特定的分子标志物,从而确定引发呼吸道疾病的特异致病原。有助于医疗专业人员更早地作出确切的诊断,为患者提供更及时、个体化的治疗方案。通过缩短诊断时间和减少传统检查的繁琐过程,快速检验方法有望在防控传染病、提高医疗效率和减轻医疗负担等方面发挥关键作用,为呼吸道疾病的治疗提供更为有效的支持。SERS技术在新冠病毒(COVID-19)检测方面的应用新型冠状病毒是第7种能感染人类的冠状病毒且具有极高的传染性,因此开发一种超快速、高灵敏的新型检测方法显得尤为紧迫。LEONG等人设计了一款基于SERS技术的手持式新型冠状病毒检测仪。该仪器内部集成了三种芯片,分别搭载了2-巯基苯甲酸、4-巯基吡啶和三磷酸腺苷3组SERS探针分子。这些SERS探针分子被固定在银纳米颗粒表面上。在检测过程中,被检者向设备呼气约10秒,由于呼气中的新型冠状病毒生物标志物与传感器发生化学反应,因此可以通过SERS信号的变化对反应后的化合物进行表征。对于在医院和机场对501人进行的新型冠状病毒现场检测,LEONG等人的研究结果显示,该检测方法的假阴性率为3.8%,假阳性率为0.1%。这与聚合酶链反应检测相比具有相当的准确性,而且成本更低,检测时间仅需5分钟。值得注意的是,该仪器不仅能够检测生物源挥发性有机物的种类变化,还可用于筛查其他类型的呼吸道病毒感染。图1 基于呼吸挥发性有机化合物识别新冠病毒阳性个体的方案设计。SERS技术在流感病毒检测方面的应用流感病毒具有较高的传染性和变异率,可能引发季节性流行,甚至导致全球性大流行,对公共卫生造成严重负担。因此,迫切需要研究一种准确和迅速的流感病毒检测方法,以在流感爆发前通过及时、精确的检测来遏制其传播。Chen等研发了一种基于双模式表面增强拉曼散射(SERS)的适体传感器,可同时准确诊断和区分新冠病毒和甲型H1N1流感。在这一技术中,具有选择性结合SARS-CoV-2和甲型H1N1流感的DNA适体被共同固定在爆米花状的金纳米基底上。拉曼报告基因(Cy3和RRX),连接到DNA适体末端,可在金纳米基底的纳米间隙中产生强烈的SERS信号。同时,内标拉曼报告基因(4-MBA)与适体DNA一同固定在金纳米基底上,以减小测量环境变化引起的误差。当SARS-CoV-2或甲型流感病毒接近金纳米基底时,由于相应的DNA适体与病毒之间存在显着的结合亲和力,相关的DNA适体会选择性地从基底上分离。因此,随着目标病毒浓度的增加,相应的SERS强度逐渐降低。这种基于SERS的DNA适体传感器可迅速确定疑似患者是否感染了SARS-CoV-2或甲型流感,同时以高灵敏度定量评估目标病毒浓度,不受交叉反应的影响。图2 (a) 感染SARS-CoV-2或甲型流感时出现的症状,以及用于诊断的RT-PCR和快速抗原试剂盒;(b)爆米花状金纳米基底的照片和SEM图像;(c)用于病毒检测的双适体固定爆米花状金纳米基底的工作原理。SERS技术在细菌感染检测方面的应用细菌感染是致死的主要原因,在发达国家和发展中国家每年夺去670万人的生命。这些感染的治疗费用也很高,仅在美国就占年度医疗支出的8.7%,即330亿美元。目前的诊断方法需要进行样本培养来检测和识别细菌及其抗生素敏感性,这是一个缓慢的过程,即使在***的实验室中也可能需要数天的时间。通常在等待培养结果时会开出广谱抗生素,根据疾病控制和预防中心的数据,超过30%的患者接受了不必要的治疗。因此需要快速、无培养诊断细菌感染的新方法,以便能够更早地开出针对性抗生素并帮助减轻抗菌素耐药性。拉曼光谱有潜力识别细菌的种类和抗生素耐药性,当与共焦光谱结合时,可以机械能单个细菌细胞的分析。不同的细菌表型具有独特的分子组成,导致其相应的拉曼光谱存在细微的差异。然而,由于拉曼散射效率较低(~10−8散射概率),这些细微的光谱差异很容易被背景噪声掩盖。因此,需要高信噪比才能达到高识别精度,通常需要很长的测量时间,而这阻碍了高通量单细胞技术的发展。此外,大量临床相关物种、菌株和抗生素耐药性模式需要全面的数据集,而这些数据集在专注于区分物种分离株或抗生素敏感性的研究中并未收集到。Ho等人通过SERS技术结合卷积神经网络训练应对了这一挑战,通过分离、经验治疗和抗生素耐药性对细菌SERS光谱进行分类。图3 卷积神经网络用于从SERS光谱中识别细菌。小结随着SERS技术的进步,目前在检测领域主要有三种应用思路:(1) 将特异性核酸序列和抗体附着在纳米颗粒表面,构建SERS标签,从而在复杂体液中实现对呼吸道病毒的准确检测;(2) 利用新型增强基底制备技术,使纳米颗粒之间的“热点”尺寸更适合病毒颗粒,提高检测效率、降低成本,同时有效避免了唾液、血液等生物背景对检测结果的干扰;(3) 与其他检测技术联合应用,如SERS-色谱联合技术,将SERS增强基底组装到光纤上作为高灵敏的检测传感器。此外,结合SERS和等离子体传感可用于生物分子相互作用的高灵敏度定量检测。SERS技术克服了普通拉曼光谱信号较弱的缺点,提供了难以获得的结构信息。SERS技术在呼吸道疾病病原检测中取得显著进展,然而,为了更全面、深入地研究和诊断呼吸道病毒,研究者通常会选择使用共聚焦显微拉曼光谱仪。这种仪器结合了激光共聚焦显微镜和拉曼光谱仪的特点,为呼吸道疾病病原的SERS检测提供了独特的优势:高空间分辨率:共聚焦显微拉曼光谱仪具有高分辨率的成像能力,能够在微观尺度上观察样品的结构和组织。在呼吸道疾病病原检测中,这种高空间分辨率能够帮助研究者准确定位和观察微小的病毒颗粒或细胞结构。深度信息获取:共聚焦显微拉曼光谱仪可以实现三维成像,为研究者提供样品内部的深度信息。这对于理解病原体在不同细胞层次上的分布和相互作用至关重要,有助于更全面地了解呼吸道疾病的发展过程。实时监测:共聚焦显微拉曼光谱仪具备实时监测功能,可以追踪样品中病原体的动态变化。在呼吸道疾病的研究中,实时监测有助于研究者了解病毒的生命周期、感染过程以及治疗干预的效果。减少背景干扰:共聚焦显微拉曼光谱仪通过对焦点进行精确控制,能够减少背景信号的干扰。这对于在复杂的生物样本中进行高灵敏度的SERS检测尤为重要,以确保检测结果的准确性和可靠性。奥谱天成ATR8800系列显微拉曼光谱仪,集成了最多达4个激光器,并结合了显微镜及拉曼光谱仪两者的优点,显微拉曼检测平台使得“所见即所测”成为可能,可视化的精确定位拉曼检测平台,使得观测者可以检测样品上不同表面状态的拉曼信号,并可在计算机上同步显示所检测位置的微区形态,极大便利了拉曼微区检测。ATR8800全系列可以进行全自动对焦、全自动扫描,一键操作,可以进行批量实验、均匀性扫描等,无需等待,且可以获得高可靠性的扫描成像拉曼数据;ATR8800配备不同焦距的光谱仪,以达到不同分辨率的要求,ATR8800还配备专门为拉曼系统设计的物镜,使得激光光斑接近衍射极限,再通过500万相机将焦点信息准确直观的显示在电脑上。克服了普通的拉曼系统中收集拉曼信号的焦面稍高于或稍低于实际**焦面的问题,从而提高拉曼光谱质量。ATR8800完美地解决了相机成像时光路的损失,实现了相机成像与拉曼信号收集的分离,从而得到**的信号强度。同时,ATR8800使用专门为显微拉曼系统优化的高性能拉曼,无论是灵敏度,信噪比,稳定性等,都是行业领先水平,为拉曼研究提供了强有力的保障。参考文献:姜恒,张哲,江申综述,等.表面增强拉曼光谱在呼吸道病毒检测中的研究进展[J].检验医学与临床, 2023, 20(14):2096-2099.Leong, Shi Xuan, et al. "Noninvasive and point-of-care surface-enhanced Raman scattering (SERS)-based breathalyzer for mass screening of coronavirus disease 2019 (COVID-19) under 5 min." ACS nano 16.2 (2022): 2629-2639.Chen, Hao, et al. "SERS-based dual-mode DNA aptasensors for rapid classification of SARS-CoV-2 and influenza A/H1N1 infection."Sensors and Actuators B: Chemical355 (2022): 131324.Ho, Chi-Sing, et al. "Rapid identification of pathogenic bacteria using Raman spectroscopy and deep learning." Nature communications 10.1 (2019): 4927.

应用实例

2024.01.03

应用案例|奥谱天成ATF4500荧光分光光度法在药材方面的应用

荧光分光光度法广泛应用于药材研究1、 前言当今社会随着群众思想的转变,中药逐渐又成为了大众热点。目前中药市场鱼龙混杂,假中药、劣质药层出不穷。中药市场中药质量评价和质量控制是保证中药有效性、安全性的手段,也是一直困扰中药现代化发展的瓶颈。首先,中药的质量受多环节多因素影响。中药材种类繁多、产地分散,加上生长环境、采收季节、炮制工艺等因素,造成所含化学成分的差异。随着中医药事业的不断发展,荧光分析法在中药材鉴别上的优势逐渐显现,中药材中含有多种具有荧光特性的化学物质,如环状化合物、芳香化合物等,叶类药材因在采收、加工、运输、储存的过程中较易皱缩破碎,性状鉴别较为困难;又因叶类药材含有较多的鞣质、叶绿素等成分,一般理化鉴别也较为困难。可以通过荧光法简便快速鉴别。二、荧光分光光度法鉴别番泻叶药材和大青叶药材番泻叶是一种常见的导泻剂,被广泛运用于各种茶饮。其来源多为进口,国内产量较少,导致伪劣品泛滥。大青叶目前应用混乱,市场上的品质良莠不齐。且随着大青叶被北京市药品监督管理局列为预防甲型H1N1的药物之列,大青叶的用量剧增,市面上出现大量伪品混淆使用的现象。王鑫瑞等人通过对番泻叶和大青叶粉碎,加入水、稀乙醇、甲醇、稀盐酸、氢氧化钠溶液,经过超声和离心,获得浸出液。通过查阅资料后将激发波长设置为254nm和365nm图一二大青叶不同溶剂超声激发波长254nm荧光光谱番泻叶不同溶剂超声激发波254nm荧光光谱图三四大青叶不同溶剂超声激发波长365nm荧光光谱番泻叶不同溶剂超声激发波长365nm荧光光谱本研究发现,两种药材的浸出液经荧光分光光度计可得到不同的图谱。激发波长254nm时,大青叶水、盐酸浸出液有两个荧光峰,番泻叶均只有一个荧光峰;激发波长为365nm时,番泻叶甲醇、氢氧化钠、乙醇浸出液有两个荧光峰,大青叶均只有一个荧光峰。且大青叶荧光峰强度明显强于番泻叶。三、荧光分光光度法测定枸杞中核黄素浓度核黄素又称维生素B2,英国化学家布鲁斯首先从乳清中发现的。核黄素是维持机体正常的必需营养物质,具有多种生理功能,能促进多种有机物的代谢,促进机体生长发育,它参与体内蛋白质、脂肪和碳水化合物的代谢,还与动物视觉有关,是动物必需的营养物质。当今社会最广泛用来测定核黄素浓度的方法是荧光分光光度法,荧光法利用核黄素在pH4~9的环境下,激发波长在440~500nm的范围内产生黄绿色荧光,且该荧光强度与核黄素浓度成正比的原理对核黄素进行测定荧光强度,方法操作简单易行。宋吉英等人通过对枸杞加入盐酸溶液,经过离心之后取上层清液过滤。滤液倒入比色皿中,设置参数:波长扫描范围狭缝宽度扫描速度延迟时间重复次数EX-490.0nm,EM-512.0nmEX-300~600nm,EM-300~600nmEX-2.5nm,EM-2.5nm300nm/Min0s1次图五 不同盐酸溶液提取样品的激发波长荧光强度图六 不同料液比提取样品的激发波长荧光强度图七 不同搅拌时间提取样品的激发波长荧光强度通过不同对照组实验,课题组获得了最佳实验条件,课题组准确称取1.000g核黄素标品用0.5%的醋酸定容为1000ml做为母液,移取母液分别配制0.2,0.4,0.6,0.8,1μg/ml的核黄素标准溶液,以核黄素浓度为横坐标,激发波长荧光强度为纵坐标,做标准工作曲线,所得标准曲线方程F=15.998c+0.7684,F为荧光强度,c为核黄素浓度,线性相关系数r2=0.9993。四、产品推荐图八 ATF4500 荧光分光光度计1)综合概述:荧光分光光度计是用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的一种仪器。其能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数,从各个角度反映了分子的成键和结构情况。通过对这些参数的测定,不但可以做一般的定量分析,而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化,从而阐明分子结构与功能之间的关系。可以用于液体和固体样品的扫描。针对于随着使用年限的增长,仪器灯源性能下降的问题,ATF4500采用性能优越的氙灯,同时改进了灯电源,光源亮度得到了提升,并有效延长氙灯的使用寿命至1000小时。延长灯泡更换周期可降低耗材成本,减轻灯泡更换等作业负担。搭配上凝聚了奥谱天成长期发展的高超技术与全新科技,科学设计的光路系统,确保荧光分析所追求的优越精度与出类拔萃的测定精度,确保结果准确的同时,高速的三维荧光采集也能保证高速的扫描速度,不仅如此还有多种配件可供选择,满足用户各种测定需求。这款产品配置了奥谱天成特有的简洁直观的操作页面,从用户的角度出发,智能一体化的系统,只需稍微培训,就能让用户快速上手。数据处理方面,可联机通过谱图处理来更好地整理数据。2)产品选型型号波长范围ATF4500185-900nmATF4500-17185-1700nmATF4500-TM185-900nm,带时间分辨功能,可测量荧光寿命150ps~100nsATF4500-17-TM185-1700nm,带时间分辨功能,可测量荧光寿命150ps~100ns3)产品参数型号ATF4500ATF4500-17波长范围185~900nm185~1700nm扫描速度30、60、240、1,200、2,400、12,000、30,000、60,000nm/min30、60、240、1,200、2,400、12,000、30,000、60,000nm/min灵敏度水拉曼峰处噪声:S/N>800(RMS)背景最低噪声:S/N>7500(RMS)水拉曼峰处噪声:S/N>800(RMS)背景最低噪声:S/N>7500(RMS)波长准确度±1.0nm±1.0nm光源150W氙灯150W氙灯光谱带宽激发:1.0/2.5/5/10nm可调发射:1.0/2.5/5/10/20.0nm可调激发:1.0/2.5/5/10nm可调发射:1.0/2.5/5/10/20.0nm可调分辨率1.0nm1.0nm平均采样时间荧光:0.0125-999sec磷光:1μsec-10sec生物/化学发光:40sec-10sec荧光:0.0125-999sec磷光:1μsec-10sec生物/化学发光:40μsec-10sec探测器PMTPMT和InGaAs通讯接口μSB2.0μSB2.0波长重复性±0.2nm±0.2nm工作湿度45-80%45-80%工作温度10-35℃10-35℃5、 参考文献[1] 王鑫瑞,冯帅,李峰.番泻叶和大青叶药材的荧光鉴别[J].山东中医药大学学报,2021,45(01):125-132.DOI:10.16294/j.cnki.1007-659x.2021.01.020[2] 宋吉英.荧光分光光度法测定枸杞中核黄素含量[J].化学世界,2012,53(12):720-722.DOI:10.19500/j.cnki.0367-6358.2012.12.005免责声明: 部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢

应用实例

2023.12.28

奥谱天成地物光谱仪:科技与自然的完美结合

奥谱天成地物光谱仪:科技与自然的完美结合在科技日新月异的今天,光谱仪的应用已经深入到各个领域,从天文学到环境监测,从医疗诊断到农业科研,无处不在。奥谱天成地物光谱仪,作为光谱仪家族中的一员,以其卓越的性能和广泛的应用,正引领着科技与自然的完美结合。奥谱天成地物光谱仪是一款集成了先进的光谱技术、精密的机械设计和高效的计算机算法的高科技产品。它能够快速准确地获取物质的光谱信息,从而实现对物质成分的定性和定量分析。这种仪器在环境保护、农业科研、地质勘探等领域有着广泛的应用。在环境保护领域,奥谱天成地物光谱仪可以用于空气、水质和土壤的监测。通过对空气中的有害气体、水质中的污染物以及土壤中的重金属进行光谱分析,我们可以及时了解环境状况,预防和治理环境污染。在农业科研领域,奥谱天成地物光谱仪可以帮助我们了解作物的生长状况,预测作物的产量。通过对作物的叶绿素、水分等成分进行光谱分析,我们可以精确掌握作物的生长状况,为农业生产提供科学依据。在地质勘探领域,奥谱天成地物光谱仪可以用于探测地下的矿产资源。通过对岩石、土壤等物质进行光谱分析,我们可以发现其中的矿物成分,为地质勘探和矿产资源开发提供有力支持。奥谱天成地物光谱仪以其卓越的性能、广泛的应用和重大的价值,赢得了众多科研人员和实际应用者的青睐。它不仅提高了我们对自然界的认知水平,也为我们解决实际问题提供了强有力的工具。在未来,我们有理由相信,奥谱天成地物光谱仪将继续发挥其重要作用,推动科技与自然的深度融合,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

企业动态

2023.12.26

奥谱天成超微量紫外分光光度计在食品领域上的应用

超微量紫外分光光度计在食品领域上的应用紫外分光光度计对于实验室分析人员来说是最有用的分析工具之一,几乎每一个分析实验都离不开紫外分光光度计,在食品检测中也是如此,应用十分广泛。紫外光谱   紫外光谱是电子吸收光谱,通常所说的紫外光谱的波长范围是200~400nm,通常的紫外光谱仪的测试范围可扩展到可见光区域,包括400~800nm的波长区域,当样品分子或原子吸收光子后,外层电子由基态跃迁到激发态,不同结构的样品分子,其电子的跃迁方式是不同的,而且吸收光的波长范围不同,吸收的比例也不同,因此可根据波长范围、吸光度,鉴别不同物质结构方面的差异。因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特性波长处的**吸收峰(峰值)和波形图来判断某种物质是否存在。NanoBio200超微量紫外分光光度计NanoBio200是奥谱天成研制的一款全波长(190-850 nm)超微量紫外分光光度计,采用自产的高性能光纤光谱仪和高稳定性脉冲氙灯,能够快速准确的检测核酸、蛋白质和细胞溶液等。时间短,效率高,检测效果精准。对于使用样品的量来说,超微量紫外分光光度计不会浪费样品,检测范围较宽,不用担心样品因为稀释的原因带来的误差,可以满足广大中小食品企业食品检测分析的需要。uv-vis模式界面在食品领域上的运用在食品生产中为了保证有颜色的饮料(如可乐、果汁、茶)产品的颜色一致,可以在可见光波长区域,用超微量紫外分光光度计来测定其吸光度值,使色差符合产品要求。对于一些成分比较单一的产品也可通过测定吸光度值来确定产品合格与否。比如,判定营养增强剂维生素Bl的质量就可以在400nm下测定其吸光度值,当其值不超过0.020时,即可确定为合格品。在食品生产中会使用一些食品添加剂,为了确定食品添加剂的质量,也可以用超微量紫外分光光度计对其进行光谱扫描。例如,对食品中涉及的一些复合甜味剂、复合防腐剂和复合鲜味剂等就可以用超微量紫外分光光度计进行一个全面扫描以排除违禁添加剂的使用。蛋白质为生物大分子,所产生的紫外光吸收往往是其分子内的小基团所引起的,例如嘌呤碱、嘧啶碱和肽键等。嘌呤碱、嘧啶碱以及由它们参与组成的核苷、核苷酸及核酸对紫外光有强烈的吸收,在吸收波长260nm处有最 大吸收值。在蛋白质分子中,酪氨酸、苯丙氨酸、色氨酸残基的苯环含有共轭双键,该共轭双键对紫外光有吸收(其中最 大吸收酪氨酸在吸收波长274nm;丙氨酸在吸收波长257nm;色氨酸在吸收波长280nm),从而导致蛋白质对紫外光有吸收。肽键对紫外光的最 大吸收在吸收波长238nm。利用这个特性可以准确、可靠地测定乳制品中蛋白质含量。 总之,随着科学技术的发展,超微量紫外分光光度计还可和其他分析仪器联机使其应用范围更加广泛,能在更多的领域发挥作用。

应用实例

2023.12.21

奥谱天成ATR3000拉曼光谱在宝石学研究中的应用

引言宝石学是一个复杂的领域,涉及自然科学、艺术、历史和考古学等多种学科。宝石学研究中一个最重要的问题是对宝石进行鉴定,包括对其种类、纯度、产地以及是否经过人工处理的鉴定。由于待分析的对象通常是宏观的宝石,具有很大的经济价值,并且有时可能镶嵌在饰品上或封装在容器里,因此必须以完全无损和非侵入的方式进行鉴别。拉曼光谱技术是一种完全非侵入、无接触、不需要任何样品准备的技术,是基于拉曼散射现象的分析手段,通过测量样品中分子振动引起入射光的微小频率变化来分析的分子结构和化学成分。拉曼光谱技术还具有测量时间短和对样品需求量少等优势。因此在宝石学领域备受青睐。过去很少有实验室能将拉曼光谱应用于宝石研究,但近十几年来,随着以奥谱天成ATR3000为代表的便携式拉曼光谱仪的问世,使得拉曼光谱技术充分展示了在这一领域的应用优势。近年来,许多宝石学实验室都配备了拉曼光谱仪以对祖母绿、钻石、宝石包裹体以及镶嵌宝石等进行研究,特别是使用便携式拉曼光谱仪对文物上的宝石等不能移动的对象进行分析。本文将探讨便携式拉曼光谱仪在宝石研究中的应用,重点介绍其在宝石的分类、鉴定以及实地分析方面所取得的显著成果。相信这一先进技术的引入能够为宝石学领域的研究提供全新的视角,为宝石的科学研究和鉴定注入新的活力。一、拉曼光谱在宝石学中的应用:鉴定当我们看到宝石时,想知道的**件事情很简单,那就是:面前这块宝石是什么?许多宝石都归属于明确的矿物种类,例如钻石的化学成分是碳;绿柱石、黄玉和锆石归属于硅酸盐矿物,而红宝石和蓝宝石的主要成分则是金属氧化物。在这种情况下,利用便携式拉曼光谱仪可以对宝石进行快速测试,宝石的矿物种类就很容易识别了,在获得图谱后与标准谱图库进行对比,即可获取待测物的信息。下图是海蓝宝石、蓝宝石、坦桑石、镁橄榄石以及堇青石的拉曼光谱图,通过拉曼光谱峰数量和位置,即可直观的区分不同的宝石。图1 使用633 nm激发获得的一些常见宝石(海蓝宝石和蓝宝石)和不常见宝石(坦桑石、镁橄榄石和堇青石)的拉曼光谱。二、拉曼光谱在宝石学中的应用:成分在许多情况下,宝石属于一系列同质异形构成的矿物组,其化学成分在特定范围内连续变化。组成范围的极端项就是所谓的端元,一般来说,矿物组中的宝石都可以被视为端元的固固溶物,电气石和石榴石都是不对应于矿物种类而是对应于矿物组的宝石的例子。了解宝石的实际成分(也就是说该矿物组中最各个端元的百分比)对于正确评估其价值和出处非常重要。这里举一个石榴石的例子,属于石榴石矿物组的宝石通常可以写作:A3B2(SiO4)3,其中A代表Ca2+、Fe2+、Mn2+、Mg2+,B代表Al3+、Cr3+、Fe3+。石榴石矿物组中的端元大致划分为以镁铝榴石(Pyr,Mg3Al2Si3O12)、铁铝榴石(Alm,Fe3Al2Si3O12)和锰铝榴石(Spe,Mn3Al2Si3O12)为代表铝榴石和以钙铬榴石(Uva,Ca3Cr2Si3O12)、钙铁榴石(And,Ca3Fe2Si3O12)和钙铝榴石(Gro,Ca3Al2Si3O12)为代表的钙榴石,纯端元对应的宝石在自然界中很少见,因此常见的石榴石都是通过这些端元组成的固溶物。红榴石系和黄榴石系的拉曼光谱如图2所示,通过Matlab进行数据建模,能够分析石榴石种不同端元的组成比例,为其价值评估提供依据。图2 红榴石( a )和黄榴石( b )系列石榴石的拉曼光谱。三、拉曼光谱在宝石学中的应用:仿制品、合成宝石和人工处理如前所述,宝石学中最重要的挑战之一是鉴别和识别天然宝石的强化处理方法,例如加热、裂痕填充、辐射暴露、涂层、漂白、染色等等。例如一些破裂的红宝石填充了高折射率玻璃以提高其净度,Fan等人就在红宝石的拉曼光谱中发现了铅玻璃在1500cm-1的宽的特征峰(图3),为人工处理宝石的识别提供了有力的工具。图3 天然红宝石及填充玻璃的拉曼光谱图:natural为红宝石的本征峰,P1、P2为红宝石上的填充物的特征峰。另一方面,对于拉曼光谱,检测仿制品是一项相对简单的任务,因为与真正的宝石相比,其成分往往不同,例如常常用来冒充钻石和其他宝石的立方氧化锆,它的化学成分与钻石完全不同,也就会呈现不一样的谱图。图4显示了金刚石、其最常见的仿品立方氧化锆以及另一种仿品钛酸锶的拉曼光谱。图4 钻石及其仿品、立方氧化锆和钛酸锶的拉曼光谱,从上到下依次为钻石、立方氧化锆和钛酸锶。总结拉曼光谱意味着速度、灵敏度和无损检测,满足宝石学的要求。使用拉曼光谱仪,在可见光和近红外波段范围配备不同的激光器,可以获得有关宝石性质、成分、结构和纯度的信息,以识别夹杂物并检测强化处理。最近的研究表明,拉曼光谱还可以用来获取宝石成分的定量信息。拉曼分析不**于无机晶体,还能够获取有机宝石材料(珊瑚、琥珀和珍珠)或无定形或纳米晶体材料(黑曜石、蛋白石)的信息。ATR3000便携式光谱仪还可以扩大研究范围,可以对博物馆中保存的宝石或考古或历史艺术品上镶嵌的宝石进行分析。拉曼光谱可用作宝石学实验室的标准工具,宝石销售商应广泛使用拉曼光谱以进行快速鉴定。拉曼测量既快速又没有购买仪器之外的费用,在宝石学研究领域显示出其应用,为宝石成因和出处的研究做出了重要贡献。对振动光谱的轻微变化的分析以及对微观流体和固体包裹体的精确研究可以揭示矿物地质历史的重要细节。从长远来看,使用拉曼光谱仪与不同技术(例如扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱或FT-IR光谱)将进一步扩展拉曼光谱在宝石学研究中的应用。另一方面,矿物拉曼光谱综合数据库的普及、大量样品常规测量的自动化,以及使用用户方法以足够的置信度快速识别宝石及其成分的可能性友好的软件和硬件系统,将有助于该技术在研究实验室之外的传播。参考文献:[1] Bersani, D. and Lottici, P.P., 2010. Applications of Raman spectroscopy to gemology. Analytical and bioanalytical chemistry, 397, pp.2631-2646.[2] Fan, J.L., Guo, S.G. and Liu, X.L., 2009. The Application of confocal micro-Raman spectrometer to nondestructive identification of filled gemstones. Spectroscopy Letters, 42(3), pp.129-135.[3] Bersani, D., Andò, S., Vignola, P., Marino, I.G. and Lottici, P.P., 2009, August. Micro‐Raman determination of the composition of ugrandite garnets. In AIP Conference Proceedings (Vol. 1163, No. 1, pp. 35-43). American Institute of Physics.[4] Aponick, A., Marchozzi, E., Johnston, C.R. and Wigal, C.T., 1998. Determining the authenticity of gemstones using Raman spectroscopy. Journal of chemical education, 75(4), p.465.

参数原理

2023.12.06

热烈祝贺长沙天心经开区商会正式成立,奥谱天成刘鸿飞博士当选会长

近日,长沙天心经济开发区商会正式成立,这是湖南省长沙市天心区经济开发区内的一个重要的商业组织。这个商会的成立得到了省市区领导的高度重视和亲临现场祝贺,其中包括省工商联主席张健,长沙市常委统战部长刘汇,天心区委书记吴新伟等。在这次成立大会上,奥谱天成总经理刘鸿飞博士被选为商会会长。刘鸿飞博士在科技和商业领域有着深厚的背景和丰富的经验,他的领导能力和远见卓识在科技和商业领域中都得到了广泛的认可。作为会长单位,奥谱天成将率领副会长单位、理事单位、会员单位等,齐心协力,发展好商会。刘鸿飞博士表示,商会将致力于推动长沙天心经开区的经济建设和社会进步,为区域内的企业和个人提供更多的商业机会和资源,同时也将积极参与到社会公益事业中去,为社会做出更多的贡献。长沙天心经开区商会的成立,无疑将为长沙天心区的经济发展注入新的活力。商会作为一个由企业组成的团体,可以有效地促进企业之间的交流与合作,推动区域经济的发展。同时,商会也将成为政府与企业之间的桥梁,帮助政府更好地了解和解决企业面临的问题,促进区域内的社会和谐与稳定。在未来的日子里,我们期待看到长沙天心经开区商会在刘鸿飞博士的领导下,发挥更大的作用,为长沙天心区的经济发展和社会进步做出更大的贡献。同时,我们也期待看到更多的企业加入到商会中来,共同推动区域经济的发展。

企业动态

2023.12.04

应用推荐丨奥谱天成显微拉曼光谱仪在保护肾脏健康中的应用

引言尿液结石肾脏疾病是一个全球化的问题,结晶是泌尿系统结石和肾损伤的重要诊断指标之一。泌尿系结石病因复杂,与代谢异常有明显关系。通过泌尿系统结石成分分析,可了解代谢危险因素,对于分析结石的成因、预防结石的形成和复发均起到了重要的作用。因此,本测试研究基于拉曼光谱技术对尿液结晶的鉴别及分析,用于泌尿系统结石及肾脏损伤的诊断。尿液结石肾脏疾病即使同一省份不同地区也存在差异,对地区性的泌尿系结石患者的性别、年龄、种族、遗传等不可变因素的研究,可以为当地泌尿系结石的筛查和早期干预治疗提供有效的依据;对地区性的泌尿系结石患者的环境因素和饮食习惯等可变因素的研究,可以为泌尿系结石复发的预防措施和当地的健康指南提供理论依据。1. 背景介绍泌尿系统结石在我国发病率为1%~5%,近年来,泌尿系统结石从基础研究到临床治疗都取得了巨大进步,不同的尿液结晶在临床诊断上有不同的意义,以往的尿液结晶检测主要借助化学试剂和显微镜观察进行鉴别,这种方法耗费人力、物力,且无法良好的保护样本。而随着拉曼光谱技术的快速发展,可以对尿液结晶进行快速的鉴别和分型。手术取出来的结石:2. 仪器介绍奥谱天成作为国产拉曼的引领者,自主研发的ATR8300系列将显微镜和拉曼光谱仪两者的优点结合。显微拉曼检测平台使得“所见即所测”成为可能,观测者可以检测样品上不同表面状态的拉曼信号,并可在计算机上同步显示所检测位置的微区形态,极大便利了拉曼微区检测。ATR8300配备专门为拉曼系统设计的物镜,使得激光光斑接近衍射极限,再通过300万相机将焦点信息准确直观的显示在电脑上,克服了普通的拉曼系统收集拉曼信号的焦面稍高于或稍低于实际最佳焦面的问题,从而提高拉曼光谱质量。ATR8300无光路切换运动部件,所有光学部件均固态装配,工作非常稳定,完美地解决了相机成像时光路的损失,实现了相机成像与拉曼信号收集的分离,从而得到最佳的信号强度。运用拉曼光谱一种反映分子振动和分子转动的光谱,实质上是一种特征频移即由分子和光子互相作用生成表征分子振动或转动能级差。拉曼频移通过拉曼光谱,在物质的分子层面对其进行结构分析和性质检测,根据拉曼光谱判断出分子的结构和化学性质,得到具体的分子类别或成分,从而对尿液结晶进行快速的鉴别和分析。图3-ATR8300实体图3测试结果A:显微结石图片1 B:显微结石图片2ATR8300-1064测试结果谱图‍‍图1图2物质拉曼频率/cm-1鸟粪石965、566碳酸磷灰石970、1078草酸钙石1474、910、597、1480、920、513、1467、1490、1630、895、9514.结论参照前人对泌尿系结石的拉曼光谱研究结果,草酸钙石的振动模式较磷酸盐复杂,包含多个强特征峰,拉曼谱图上不同振动模式的频率主要位于400~1800cm-1区间,包括羧酸根基团频率位于1400~1550cm-1区间的对称伸缩振动模式和位于 1550~1700cm-1区间的不对称伸缩振动模式,以及位于850~ 950cm-1区间的C-C对称伸缩振动模式和位于450~550cm-1区间的归属于O-C-O平面弯曲振动模式β( O-C-O)。此外,草酸钙石因结晶水含量不同会产生分子结构偏差,进而导致其拉曼特征光谱出现差异。泌尿系结石中的常见组分一水草酸钙石和二水草酸钙石的拉曼光谱存在明显区别。一水草酸钙在1467cm-1和1490cm-1处出现振动双峰、1629cm-1处出现以及895cm-1处出现(C-C)峰。本测试研究显示感染性结石物质组成,主要成分为草酸钙石(一水草酸钙/二水草酸钙),这表明感染性结石具有显著的非均一性,含有少量鸟粪石和碳磷灰石与结石成因、疾病成因有着极大的关联。获得了结石中矿物的种类和形态特征,结合结晶学和矿物学理论,初步查明结石矿物的形成过程受人体液环境体系和晶体习性共同约束的机制。完全有助于了解结石的形成环境以及探究结石的成因。参考文献:[1] 汤庆峰,赖维奇,宋才勇等.泌尿系结石成分分析及临床意义[J].临床医药文献电子杂志,2020,7(44):37-40+50.DOI:10.16281/j.cnki.jocml.2020.44.027.[2] 陈雪花,丁俊英,顾晓箭等.感染性泌尿系结石的显微观察与拉曼光谱研究[J].矿物岩石地球化学通报,2023,42(03):533-543.DOI:10.19658/j.issn.1007-2802.2023.42.042.[3] 叶雄俊.拉曼光谱技术鉴定睾丸曲细精管内羟磷灰石的微小结石成分[J].中华泌尿外科杂志,2004(06):72.[4] 覃天资,梁洁,吴计超等.壮族泌尿系结石患者的发病影响因素及结石成分特点[J].广西医学,2023,45(06):656-660.

应用实例

2023.12.01

应用案例|GY1000水分仪在制酒行业的应用

酒是世界上最常见的一种饮品,每个国家都有自己代表性的酒品。我国是世界上酿酒最早的国家之一,酒文化和制酒历史更是源远流长。中国酿酒行业品种繁多,名酒荟萃,享誉中外。白酒作为中国的国酒,主要原料为高粱、小麦、玉米等粮食,需经过选料、发酵、蒸馏、陈酿几个步骤完成,缺一不可。而在制酒过程中,酒糟的水分是影响白酒品质和口感的重要因素,所以检测酒糟的含水率也是酿酒过程中必要的一环。目前常用的含水率检测方法有干燥法、滴定法、仪器分析法等,这些方法大都存在操作繁琐,检测速度慢,离线测试不能实时监控的弊端。为了解决这些难题,奥谱天成结合行业特点与检测物质特性,推出了GY1000在线近红外水分仪,GY1000近红外在线水分仪是一款利用近红外光谱技术对物料进行实时的、非接触的测量系统,使用经优化设计的光路系统和完善的信号处理技术与算法,同时支持与其他工业设备组网联动功能,进一步提高了工业生产的智能化程度。结合奥谱天成多年积累的光谱分析技术,能够为用户提供全新一代领先的在线水分检测方案。GY1000在线近红外水分仪工作原理及过程结果水对一些特定波长的红外光表现出强烈的吸收特性(如下左图),当用这些特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多,因此可测量反射光的减少量计算物料的水分,基于以上原理GY1000使用应用更为广泛的水的漫反射理论开发。奥谱天成充分吸收行业痛点、深挖客户需求,GY1000于国内率先采用双制冷型进口硫化铅探测器、配合4波长8光束技术,辅以奥谱天成多年的光电积累,旨在打造一款国内领先的近红外在线水分含量测定仪,GY1000光路原理见如下图。在制酒行业的应用 现场环境图片首先进行定标操作,取适量酒糟样品称重烘干,并在仪器探头下测量特征值X,记录每次烘干的数据,反复操作后计算得到最终的含水率。再通过数据算法的线性拟合完成仪器的定标工作。然后将仪器探头安装在制酒产线酒糟传送带适当位置 最后联通仪器,可以直接测量出酒糟的含水率数值。测量数据经过在酒厂实际检测,酒糟测试定标在分段拟合过程中,数据匹配性高,线性趋势良好。实测含水率数值与烘干法验证数值偏差较小,比较适合用于酒厂制酒产线的在线分析检测。GY1000除了支持制酒生产线酒糟的在线检测,目前在烟草、粮油、煤炭、日化、造纸等行业也得到广泛的应用。

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2023.11.29

光纤光谱仪在药物浓度监测中的应用

一、引言在医疗和制药领域,准确的药品浓度监测是至关重要的。药物的疗效和副作用与药物的浓度密切相关,因此,精确的药物浓度监测对于确保治疗效果和降低副作用具有不可估量的价值。近年来,光纤光谱仪的发展为药物浓度监测提供了新的解决方案。本文将探讨奥谱天成光纤光谱仪在药物浓度监测中的应用。二、光纤光谱仪简介光纤光谱仪是一种基于光纤传输和光谱分析的仪器,它可以将样品中的光谱信息转化为电信号,再通过计算机进行数据处理和显示。这种仪器具有灵敏度高、抗干扰能力强、操作简便等优点,因此在药物浓度监测中具有很大的应用潜力。三、光纤光谱仪在药物浓度监测中的应用实时监测:光纤光谱仪可以实时监测药物在体内的浓度,这对于调整用药剂量、控制药物释放等具有重要意义。通过实时监测,可以确保药物在血液中的浓度始终保持在有效范围内,既可以避免药物浓度过低导致疗效不佳,也可以避免药物浓度过高导致副作用。质量控制:在药品生产和存储过程中,光纤光谱仪可以用于检测药物的质量和纯度。通过分析药物的光谱信息,可以判断药物的成分、结构以及纯度等级,从而确保药品的质量符合标准。药物研发:在药物研发过程中,光纤光谱仪可以帮助科学家们研究药物的吸收、分布、代谢等特性。这些信息对于新药的研发和改进现有药物具有极大的价值。四、奥谱天成光纤光谱仪的优势奥谱天成光纤光谱仪在药物浓度监测中具有显著的优势。首先,它采用了先进的的光纤传输技术,可以有效地避免光的损失和干扰,保证了测量的精度和稳定性。其次,奥谱天成光纤光谱仪的便携性和灵活性使得它在现场监测和移动监测中表现出色。最后,奥谱天成光纤光谱仪具备强大的数据处理和分析能力,可以快速处理大量的光谱数据,并提供准确的浓度信息。五、结论随着医疗技术的不断发展,光纤光谱仪将在药物浓度监测中发挥越来越重要的作用。奥谱天成光纤光谱仪以其卓越的性能和广泛的应用前景,将在药物浓度监测领域发挥关键作用。通过实时监测、质量控制和药物研发等方面的应用,光纤光谱仪将为医疗和制药行业带来巨大的价值和潜力。

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2023.11.27

奥谱天成显微拉曼光谱仪在生物细胞研究的应用

奥谱天成显微拉曼光谱仪在生物细胞研究的应用引言显微拉曼光谱仪是一种广泛应用于生物医学领域的重要仪器,它能够提供生物细胞和组织的化学成分和结构信息。奥谱天成是一家专业的光谱仪制造商,其显微拉曼光谱仪在生物细胞研究中发挥了重要作用。本文将介绍奥谱天成显微拉曼光谱仪在生物细胞研究中的应用。一、奥谱天成显微拉曼光谱仪的特点高分辨率和高灵敏度奥谱天成显微拉曼光谱仪具有高分辨率和高灵敏度的特点,能够清晰地检测生物细胞的化学成分和结构信息。多种激发波长可选该仪器配备了多种激发波长,可根据不同的生物细胞和研究需求选择合适的激发波长。自动化控制仪器采用自动化控制,可以快速准确地控制扫描速度、曝光时间和扫描范围等参数,大大提高了实验的效率。数据处理和分析功能强大奥谱天成显微拉曼光谱仪配备了强大的数据处理和分析功能,可以对实验数据进行快速处理和分析,提供准确的化学成分和结构信息。二、奥谱天成显微拉曼光谱仪在生物细胞研究中的应用细胞成分分析显微拉曼光谱仪可以用于分析生物细胞的化学成分,包括蛋白质、脂肪、碳水化合物、DNA和RNA等。通过对这些成分的检测和分析,可以了解细胞的代谢状态、分化程度和疾病发生情况等。细胞结构研究显微拉曼光谱仪还可以用于研究生物细胞的结构,包括细胞膜、细胞质、细胞核等。通过对细胞结构的观察和分析,可以了解细胞的生长状态、凋亡过程和疾病发展等。药物作用机制研究显微拉曼光谱仪可以用于研究药物对生物细胞的作用机制。通过对药物处理后的细胞成分和结构的观察和分析,可以了解药物的作用机制和对细胞的毒性作用等。结论奥谱天成显微拉曼光谱仪作为一种先进的分析仪器,在生物细胞研究中具有广泛的应用价值。通过对细胞成分、结构和药物作用机制的检测和分析,可以为生物医学研究提供重要的信息支持。未来,随着科学技术的不断发展,显微拉曼光谱仪将会在更多的领域发挥重要作用。

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2023.11.23

方案推荐|紫外可见分光光度计在食品检测中的应用

引言紫外可见分光光度计对于分析人员来说是最有用的分析工具之一,几乎每一个分析实验室都离不开紫外可见分光光度计,在食品检测中同样也是如此,它可以用来进行食品的多种成分分析和检测,应用十分广泛。一、紫外可见分光光度计的特点(1)应用广泛在国际上发表的有关分析论文中,光度法约占28%,由于各种各样的无机物和有机物在紫外-可见区域都有吸收,因此均可借此方法加以测定。在食品行业,紫外可见分光光度计也被广泛应用于食品检测之中。(2)所需资金投入少紫外可见分光光度计价格相对低廉,分析成本低,在使用过程中仪器几乎没有什么耗损;在食品企业中,降低食品检测费用尤为重要,用紫外可见分光光度计作为主要检测仪器可以大大减轻企业检测成本。(3)检测效率高紫外可见分光光度计的操作简便、速度快,这对于食品检测而言非常重要,特别是对于保质期短的食品,快速、有效的检测能够保障其正常生产和销售。而且,利用紫外可见分光光度计进行测量,能够很好的实现机械化和智能化,在提高准确率的同时也提高了效率,使得食品生产的智能化、机械化水平进一步提高。(4)准确度高对于一般的分光光度法来说,浓度测量的相对误差在1%~3%范围内,无法达到食品检测的要求。而采用可见分光光度法进行检测,则可以将误差缩小至千分之几的范围内,极大的提高了检测质量,从而保证食品质量和安全。二、紫外可见分光光度计在食品检测中的应用(1)光度测量在食品生产中为了保证有颜色的饮料(如可乐、果及茶饮料)产品的颜色一致,可以在可见光区用紫外可见分光光度计来测定其吸光度值,使色差符合产品要求。在发酵业中也可通过测定吸光度值来确定产品的发完成程度。对于一些成分比较单一的产品也可通过测定吸光度值来确定产品合格与否。比如,判定营养增强剂维生素B1的质量就可以在400 nm下测定其吸光度值,当其值不超过0.020时,即可确定为合格品。(2)成分的定性分析物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量,相应发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特性波长处的最大吸收峰 (峰值)和波形图来判断某种物质是否存在。在食品生产中会使用一些食品添加剂,为了确定食品添加剂的质量,可以用紫外可见分光光度计对其进行光谱扫描。例如,对食品中涉及的一些复合甜味剂、复合防腐剂和复合鲜味剂等就可以用紫外可见分光光度计进行一个全面扫描以排除违禁添加剂的使用。(3)成分的定量分析对于食品卫生安全检测中一些含量需要严格控制的成分项目可以用紫外可见分光光度计来准确检测。表 1 食品中可用紫外可见分光光度计检测的项目总之,紫外可见分光光度计所利用的基本原理是利用不同物质所吸收的光谱波长不同而对物质进行区分,从而准确、快捷的测量出食品中所含物质的种类和数量,达到检测食品质量与成分的目的。随着技术的快速发展,以紫外可见分光光度计为基础,结合其他的分析仪器,能够有效组成机械化的检测系统,不仅为食品检测提供了技术和设备支持,而且也使得食品检测更加全面和合理,保证食品安全,促进食品行业的快速发展和进步三、产品推荐UV3000是奥谱天成精心打造的一款全新产品,其采用了紫外增强探测器与优越的光路设计确保检测结果的准确性。同时比例检测双光束系统,能够使仪器同时获得高精度和高可靠性。装配有USB数据输出接口,能够连接电脑,更便于处理数据,不仅如此,UV3000TP配有10寸高清大屏幕,无需联机,就能够更显示数据与图形,方便用户更快速查看检测结果。针对于随着使用年限的增长,仪器灯源性能下降的问题,UV3000采用的闪烁式脉冲氙灯不仅不需要预热,节省了大量时间,同时优良的性能可以维持长时间的使用,无需更换光源,减少了后期维护的消耗。内置0.5nm、1.0nm、2.0nm、4.0nm等分辨率测试模式,可通过软件自由选择。UV3000新颖的紫外分光光度计加配指示灯的设计,更加智能,灯不同的颜色代表着不同的运行状态,能够直观的让用户轻松掌握仪器的运行状态,进行下一步操作。表 2 UV3000产品参数资料来源:[1]杨驰原. 紫外可见分光光度计及其应用实践探微[J] 科技创新与应用,2016,(3):88.[2]刘明兰,孙玉国,朱轩轩等. 紫外可见分光光度计线性度测试方法[J]. 光学仪器,2015,37(2):100-102.[3]王贵. 紫外可见分光光度计及其应用[J]. 广州化工,2016,44(13):52-53,81.[4]仪器信息网(免责声明: 部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询

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2023.11.20

应用案例|GY1000在药品里面的含水率的应用

药品是特殊商品,如果存在质量问题,则不但不能起到治疗效果,还可能危害使用者身体健康,情况严重时甚至会危及生命,或者留下严重后遗症,因此国家对于药品安全的问题非常重视。药片中含水率异常会影响药片的质量和功效。尤其对于某些药品来说,如果含水率过高会严重影响其稳定性、理化性、有效性及有效期,而且服用此类药品严重者会危害身体健康和生命安全,因此,水分的定量分析已经被列为药品检验的基本项目之一,是重要的质量指标。在中国药典中表明,多种药品都需要进行水分测定。常规的药品含水率使用烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐的劣势。利用水分在近红波段有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方法。     图片源自网络*奥谱天成作为国内光谱企业领头羊,致力于解决行业的应用痛点,推出的GY1000在线式红外水分测定仪在粮食、酒糟、烟草等行业的含水率测量得到了较好的结果,为水分的测量提供了一种快速、便捷的方法。其原理是水对一些特定波长的红外光表现出强烈的吸收特性,当用这些特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多, 因此可测量反射光的减少量计算物料的水分。聚维酮和微晶纤维素在药剂中应用广泛,主要应用于固体制剂中,现对某客户的聚维酮和微晶纤维素样品进行检测,得到了较好的结果,为药片的含水率检测提供了应用方案。图1 仪器光路原理图图2 仪器光路原理图一、产品特点(1)非接触式、非破坏性、实时动态的在线测试系统;(2)可更换超长寿命的卤钨光源,更高的发光效率;(3)采用Pbs红外探测器,提升温度稳定性;(4)4波长8光束技术确保结果更准确、更稳定;(5)高速无刷电机确保信号采样结果更准确;(6)高清触摸屏显示实时测量数据,可存储30天内测量数据;(7)分体式设计,一台控制器可链接4台探头;(8)坚固的工业设计,防尘防水,适应各种工业现场。表1-1   仪器参数二、药品含水率应用图3 样品图片图4 仪器软件显示结果分别将两种药粉样品(聚维酮K30,微晶纤维素)进行烘干处理,并记录烘干过程中的电压变化特征值X,与对应的重量,后完全烘干后计算相对应的含水率,通过拟合曲线,分别再次测量样品的含水率。图5 聚维酮K30含水率特征值曲线图6 微晶纤维素含水率与特征值曲线表1-1 测量结果经过以上分析,聚维酮K30,微晶纤维素在建模过程中,符合随着含水率的减少,特征值逐渐增大的理论趋势。在分段拟合过程中,分段曲线的拟合度均在0.97以上,线性关系较好,符合实际理论与应用。与烘干法相比,测量的误差较小。三、总结GY1000采用水分在近红外区域有吸收的原理可广泛的应用于物质含水率测量,相比于传统的手工方法具有测量速度快,测试便捷等特点。因此GY1000在药物水分测量领域具有广泛的应用场景,如您对以上方案感兴趣或者有其它的水分测量应用场景,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询。(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询人划线

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2023.11.17

方案推荐|基于无人机高光谱影像水稻病虫害监测方案

前言农作物病虫害是威胁粮食产量和品质的第一大自然生物灾害,也是威胁粮食安全、制约农业生产的重要因素之一。据联合国粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations,FAO)统计,全世界每年由病虫害导致的粮食减产约占总产量的1/4,其中虫害导致的损失约占10%,而病害导致的损失约占14%。水稻是我国主要的粮食作物之一,对于我国人民的生存和发展有着十分重要的意义。水稻生长状况的好坏直接影响着大米的产量和口感,如何保障水稻健康生长是亿万农民切实关心的问题,其中影响水稻生长的最大干扰因素是水稻病虫害,各种各样病虫害的侵袭可能在一夜之间造成水稻的减产或大面积倒伏,所以水稻病虫害的早期监测和科学防治至关重要。目前水稻病虫害防治的主要应对措施是依靠人工现场实地调查,确定农田是否有病虫害,是否缺水或缺肥等状况,然后根据农田症状进行农药或肥料喷洒。然而在实际生产中,多次大面积的人工实地监测不仅费时费力而且调查覆盖度不高,而且人工施药多是没有针对性的大面积喷洒农药,会造成严重的施药过量现象,不仅使资金和资源浪费,还造成了具有潜在危险的环境污染问题,由于其相对隐蔽性而难以及时处理,严重影响了农田资源质量和生态环境,造成了各种隐患。因此,科学化、节约化、定量化的病虫害监测和防治研究很有必要。图1 稻田实地图精准监测和科学控制水稻病虫害不仅有利于减少农药和杀菌剂的使用还可以减少病虫害造成的损失,保障农田生态环境和后续农产品的安全,同时保证我国的粮食安全和增加农民的生产收入。近年来,深度学习、高光谱遥感、无人机遥感等新兴技术逐渐应用到农作物空间分布识别及病虫害诊断中。无人机遥感(UAV Remote Sensing,UAVRS)将无人驾驶飞行器技术与遥感技术、POS定位技术以及通信技术等相结合,在国土资源和生态环境等领域,通过对空间遥感信息进行处理、建模和分析以提供实时快速的技术解决方案,具有自动化、智能化、专业化的强大优势。我司自研的ATH9010NY无人机农作物健康指数巡查系统,可获取实时高空间分辨率和高波谱分辨率遥感影像数据图,拥有卫星遥感和地面遥感技术无法替代的优点。它可以提供多角度的高分辨率影像,与地面遥感视野窄、工作范围小的局限相比,优势明显。图2 ATH9010无人机高光谱飞行示意图技术思路与主要内容利用近地面无人机平台获取成像高光谱数据,开展基于机器学习和深度卷积神经网络模型的水稻病虫害监测,首先基于高光谱影像数据处理软件进行高光谱影像预处理;其次利用深度卷积神经网络模型进行水稻田的精确提取,然后基于提取的水稻田分布状况和面积信息对水稻的光谱信息和病虫害胁迫下的光谱特征进行分析,最后通过PNN概率神经网络算法实现水稻病虫害等级的精准监测,从而为水稻规划和治理提供参考依据,具体技术路线如下图3所示。图3 水稻病虫害监测技术流程图可以实现内容:1)获取大范围无人机高光谱影像数据,同时基于我司自主研发的无人机高光谱影像数据处理软件可以快速实现高光谱数据的预处理。2)基于预处理后无人机高光谱影像,利用深度卷积网络模型,可快速、准确、自动化地获取大范围的水稻分布信息以及水稻种植的面积信息,从而实现水稻种植信息的实时监测,为水稻种植规划提供合理依据。3)基于提取后的水稻分布信息,进行水稻稳定光谱和病虫害胁迫下敏感光谱分析,然后基于PNN概率神经网络算法,建立高光谱数据和水稻病虫害严重度的关联模型,输入冠层高光谱数据就获得研究区域水稻病虫害严重度情况,并分级得出定量化的农药喷洒量,实现大面积水稻田的精准监测和按需施药效果从而为农业部门产量质量管理和种植规划提供参考。4)将所有算法集成部署到高光谱影像处理软件中,实现算法的重复利用和一键式操作。方案设计1. 水稻田自动化提取随着计算机科学和人工智能技术的发展,卷积网络已成为图像分割和模式识别中的研究热点,它是通过各卷积层的不断地进行卷积计算,自主地从丰富的训练样本中学习特征进行图像分割,这种端到端的处理模式有效地提高了图像分割的精度与速度。卷积神经网络对解决块状边界引起的不连续性问题也更具优势,可以更好地解决水稻光谱与背景光谱区分度不够等问题,以及它在较为复杂的场景下也依然具有较好的图像解译能力和鲁棒性。因此本次水稻田的自动化提取采用卷积神经网络模型实现,具体示意图如下图4所示。图4 水稻自动化提取技术路线图卷积神经网络是一种包含卷积计算且具有深度结构的前馈神经网络,是深度学习最常用的代表算法之一。它利用深层卷积模拟了人类视觉感知机制中的分层感知和局部感受野,来处理一些非结构化的数据,并以一种端到端的方式集成低、中、高不同层次的特征,从而获得丰富的特征信息,提升遥感图像语义分割的准确度。卷积神经网络的基本结构一般包括数据输入层、卷积层、池化层、全连接层以及输出层,其基本的模型框架如图5所示。图5 卷积神经网络的基本模型框架在利用卷积神经网络进行不同地物分类任务时,可以根据特定的目的和需求构建合适的网络模型,也可以使用现阶段已有的经典网络模型,本节将对经典的U-Net和残差网络结构进行介绍,为后续开展模型优化奠定基础。U-Net:U-Net卷积神经网络是由Ronneberger等人于2015年提出,它基于全卷积神经网络拓展和修改而来,最早被应用在生物医学领域的细胞切割中,对于小样本数据具有较高的准确率。U-Net卷积网络结构清晰,呈对称U型,是一种左编码-右解码的结构,编码部分通过卷积操作使通道数逐渐增加,并利用最大池化操作对空间维度逐渐减小,解码部分则是通过反卷积操作逐步对通道数进行降低,同时实现图像的细节以及空间维度的修复。最关键的部分是在编码和解码中间通过一个级联方式,将编码部分卷积操作后的特征图加入到解码部分,实现深层及浅层特征信息的有效结合,增加分割结果的细节信息,从而使得解码部分目标细节修复的更好,具体结构如图6所示。图6 U-Net卷积神经网络结构图中U-Net的编码部分包含4个下采样模块,每个下采样块由卷积层和池化层组成,在每次下采样过程中将特征通道的数量增加1倍,同时将特征图的大小缩小为原来的一半,经过4次下采样后,特征图的通道数最终变为1024,而原图的长和宽缩小为原来的1/16。由于在卷积操作过程中存在边缘像素丢失现象,故在上采样部分,使用一个快捷连接方式将左边的特征图拷贝和裁剪至对应级别的上采样部分,更好地保留图像的细节。在上采样(解码)部分,同样包含4个上采样块,通过反卷积操作将图像尺寸进行还原,同时使通道数减低,在最后采用一个1*1的卷积将64个组成要素向量映射到所需的类别数,完成图像分割,整个网络总共有23个卷积层。2. 水稻病虫害监测2.1 植被指数构建植被指数算法是依据光谱反射特征,通过利用不同波段的植被光谱反射率进行多种组合获得的,旨在通过植被指数反演出与植被生理或物理相关的信息,从而评价植被的生长状况。高光谱遥感与多光谱遥感相比不仅光谱波段大大增加,而且光谱分辨率增高,因此在植被指数算法反演植被信息方面有着很大的用途,开辟了一条能够量化植被生物物理和生物化学参数的途径。本次项目构建了26种表征病虫害严重程度较好的光谱植被指数用于高光谱数据的分析。表1 26个植被指数表2.2 水稻病虫害监测模型建立按照水稻受到不同等级病虫害程度,将水稻病虫害监测划分为为健康、轻微病害、中度病害和严重病害。图7 水稻不同等级病虫害照片概率神经网络(Probabilistic Neural Networks),简称为 PNN,它的设计简单方便,可以用线性学习算法代替非线性学习算法的功能,目前被研究者广泛应用于模式识别和分类问题。概率神经网络是参照了径向基函数网络变形而来,它由输入层、经向基层和输出层(竞争层)构成,其中经向基层的数量和输入层矢量样本的数量是相同的,且具有阈值;输出层的个数就等于训练的样本类别数,具体的网路结构图如下图所示。图8 PNN 神经网络结构图(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询人划线

应用实例

2023.11.17

应用案例|近红外二区荧光成像仪在生物医学实验的应用

光声成像打破传统光学成像的衍射极限,因为组织依赖性的光散射,光强度的衰减可以通过选择激发波长来实现最小化,从而使组织中的光学穿透达到最大化,因此近红外光成为深层组织光声成像的理想选择。荧光实时图像检测技术相较于传统检测手段具有无损、高效率的优势,目前已经被广泛用于医学领域。通过此技术可以对目标结果进行显象和追踪定位,符合外科手术精准化的要求。近红外二区(1000至1700nm),组织的散射减少,组织吸收和自发荧光最小。与传统的可见光或红外一区光学成像(即400-1000nm)相比,在这些波长下具有更好的图像对比度,灵敏度和对组织的穿透深度。尤其适合小动物活体荧光成像、实时手术导航等。图一:红外区域的波长范围近红外二区荧光成像技术在靶向探针中的应用①随着现代医学的不断提升,靶向探针已经成为研究人员关注的热点。分子靶标可以特异性地反映肿瘤发生、发展、转移密切相关的生物分子。分子靶标被分子影像标记后,临床医师可以通过影像直观地观察肿瘤及其对治疗方案的制定。常见的肿瘤分子靶标可以按其与细胞的相对位置分为细胞外(如肿瘤微环境)、细胞膜(如肿瘤特异性受体)和细胞内(如肿瘤特异表达的基因)靶标。张展奕等人将经过大鼠术前禁食水 6 h,术前吸入异氟烷,空气混合气诱导麻醉,碘伏消毒皮肤,无菌操作下取下腹正中切口至阴茎根部,再经过一系列处理之后,围术期及时通过尾静脉或腹腔补液,保证大鼠血容量充足。麻醉过程中注意监测大鼠呼吸及心率变化,调整异氟烷流速。图二:实验近红外二区成像图②近红外二区(NIR-Ⅱ,1000~1700nm)新型血管内皮生长因子受体(VEGFR)靶向探针ICG-PEG5000-Bev在肠癌小鼠模型中的成像效果,为其在结直肠癌及肝转移的应用前景提供依据。利用ICG-PEG5000-NHS和贝伐珠单抗制备NIR--Ⅱ新型VEGFR靶向探针ICG-PEG5000-Bev,验证其光谱表征和生物安全性,进一步利用NIR-Ⅱ成像设备观察探针对CT-26-luc 肠癌小鼠在体成像。结果 ICG-PEG5000-Bev具有良好的生物安全性,光谱实验证明其具有NIR-Ⅱ成像能力,且在一定范围内随着探针溶液质量浓度的升高,荧光强度线性增强。成像实验说明ICG-PEG5000-Bev 能够实现CT-26-luc 肠癌小鼠模型的在体成像,且具有比NIR--Ⅰ更低的背景信号强度。结论 ICG-PEG5000-Bev可实现结直肠癌小鼠模型的在体检测,且生物安全性良好,具有较强的临床转化价值。图三四五:探针ICG-PEG5000-Bev在CT 26-luc 皮下移植瘤模型NIR-Ⅰ成像   CT-26-luc 皮下移植瘤模型 NIR- Ⅰ肿瘤区域平均荧光强度   探针ICG-PEG5000-Bev在CT-26 luc 皮下移植瘤模型NIR-Ⅱ成像近红外二区的肿瘤成像Hongjie Dai 课题组首次报道了 NIR-II 荧光材料单壁碳纳米管(并将其用于小鼠体内,通过 NIR-II 荧光成像技术检测血管及肿瘤成像。脑血管的成像结果表明,NIR-II 成像的信噪比是 NIR-I 结果的4倍。同时,探针具有优异的肿瘤显影能力。更令人激动的是,NIR-II 荧光成像甚至能够提供微米级的分辨率。譬如,对小鼠肿瘤新生血管的 NIR-II成像,可观测到空间分辨率小于 50 μm 的血管分支,甚至 10.8 μm 的腹部血管细微分支在扫描倍镜下亦可被识别到。这种极高的时空分辨率是 NIR-I 以及许多传统成像方式都难以企及的。基于此,研究者们受到极大鼓舞,开始致力于高性能 NIR-II 荧光探针的设计合成及活体可视化研究。NIR-II荧光成像技术也凭借其高信噪比、低背景荧光和更大的组织穿透深度等优势,一跃成为当前炙手可热的重要研究方向。图六七八:(A) SWNTs 的结构与荷瘤小鼠照片;(B) 脑部血管荧光成像及信号统计;(C) 4T1 荷瘤小鼠的 NIR-II 肿瘤成像输尿管显像医源性输尿管损伤是盆腔手术中非常严重的并发症,输尿管损伤后会导致输尿管瘘或狭窄,严重者甚至可能肾功能衰竭,尤其是当输尿管紧邻盆腔肿瘤或病人既往接受过盆腔手术及放射治疗后,外科医生难以识别出输尿管的位置,因此可能造成输尿管损伤。通过向输尿管内注射一种荧光物质并通过 NIR-II荧光显像,可以准确显示出输尿管的位置和走向。并且,如果出现输尿管损伤,该方法还可以准确评估损伤位置,以便及时处理。产品介绍TF9200是奥谱天成精心研制的一款自动对焦、自动扫描的大面积近红外二区荧光成像仪,ATF9200内置最低可制冷至-80℃的超低温制冷高灵敏度InGaAs探测器。搭载50X50mm大面积电动扫描平台,辅以先进、快速的超大图像拼接算法,从而达到了进行快速扫描、大面积成像的功能。并且拥有高稳定性的自动对焦系统,可以实时地对目标进行动态焦距调整,以达到最佳的成像效果。通过USB 2.0接口与电脑相连,还有先进、易用的PC端操控软件,可以达到完美的实验操作。选型指南性能参数参考文献:[1]王博,白子锐,李坚.近红外二区新型血管内皮生长因子受体靶向探针在结直肠癌小鼠模型中的应用[J].中华普通外科学文献(电子版),2023,17(03):173-177.[2]张展奕,张帆,颜野等.近红外荧光靶向探针用于前列腺神经血管束术中成像[J].北京大学学报(医学版),2023,55(05):843-850.DOI:10.19723/j.issn.1671-167X.2023.05.011.[3]李梦飞. 乳腺癌前哨淋巴结的双探针近红外二区荧光成像研究[D].吉林大学,2023.DOI:10.27162/d.cnki.gjlin.2023.000265.(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)人划线

应用实例

2023.11.14

好货推荐|ATF4500荧光分光光度计

荧光分光光度计功能简介荧光分光光度计是用于扫描液相荧光标记物所发出的荧光光谱的一种仪器。其能提供包括激发光谱、发射光谱以及荧光强度、量子产率、荧光寿命、荧光偏振等许多物理参数,从各个角度反映了分子的成键和结构情况。通过对这些参数的测定,不但可以做一般的定量分析,而且还可以推断分子在各种环境下的构象变化,从而阐明分子结构与功能之间的关系。可以用于液体和固体样品的光谱扫描。荧光光谱分为稳态和瞬态荧光光谱,已成为研究荧光分子特性的有效手段。稳态荧光光谱是连续光激发样品,记录发射光强度来实现对样品特性的研究,瞬态荧光光谱以皮秒脉冲作为激发光源,通过单光子计数来获取样品瞬态特性,荧光光谱广泛应用于新材料、生命科学、环境科学和地质学等领域中。 图1 对苯二酚三维荧光光谱图三维荧光光谱图可以直观体现试样的最佳激发波长和发射波长,也常用其三维图或等高线图来鉴别各试样,广泛应用于刑事鉴别,水质检测,石油检测,农产品鉴别和食品检测中。ATF4500荧光分光光度计ATF4500搭配上凝聚了奥谱天成长期发展的高超技术与全新科技,科学设计的光路系统,确保荧光分析所追求的优越精度与出类拔萃的测定精度,确保结果准确的同时,高速的三维荧光采集也能保证高速的扫描速度,不仅如此还有多种配件可供选择,满足用户各种测定需求。图2 为ATF4500荧光分光光度计针对于随着使用年限的增长,仪器灯源性能下降的问题,ATF4500采用性能优越的氙灯,同时改进了灯电源,光源亮度得到了提升,并有效延长氙灯的使用寿命至1000小时。延长灯泡更换周期可降低耗材成本,减轻灯泡更换等作业负担。参考文献【1】刘小静, 吴晓燕, 齐彩亚,等. 三维荧光光谱分析技术的应用研究进展[J]. 河北工业科技, 2012, 29(6):5.(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询内容质量低不看此公众号取消人划线

参数原理

2023.11.07

方案推荐|光纤光谱仪在颜色测量的应用

前言:为什么物质有颜色?物质在光源 (如大阳光)提供的能量作用下,构成物质元素的原子中的电子,发生了以基态到激发态,又以激发态回到基态的跃迁,导致物质选择性地吸收或发射相应特定的光波,从而显示其特有的颜色。例如:大多数金属显银白色,是因为金属的能带上部存在大量的空轨道,并且相邻轨道之间的能量差值非常小。因此,任何波长的光子进入金属表面时,都能将金属内部的自由电子激发到能带上部的空轨道上,但电子很快便跳回到较低能态并放出光子(少数光子的能量会转化为热能),所以绝大多数的光子进入反射波中;而由于所反射的光一般都包括所有可见波长的光,故大多数金属显银白色。然而少数金属有些特殊,如纯金为赤黄色,纯铜为紫红色。其主要原因在于它们晶体中的金属离子外层的d电子吸收蓝紫色等短波长光后,会跃迁到s能带的空能级上,因而它们表面的反射光中蓝紫色光的成分较少,从而显现出不同程度的黄色、红色。光谱测色技术传统的测色方法直接用人眼观察,一般人眼可感知的波段为380~780nm。这种方法简单灵活,但是结果受人员、环境的影响太大,使得测量结果不够准确,也难有公正性。为了客观地测量物体的颜色,国际照明委员会(CIE)制定了标准色度系统,即CIE1931系统:通过颜色三刺激值XYZ来对颜色进行定量描述。这为颜色测量奠定了基础。 图1 CIE 1931系统前面有说到:当光源照射到物体上时,物体对光谱有选择的反射或吸收。光谱测色正是利用光谱仪获取光源的相对光谱S(λ)、透射物体的透射率光谱T(λ)、反射物体的光谱反射率R(λ)。从而得出待测物体的颜色刺激φ(λ),再根据色度学的颜色三刺激值公式,就可以求出待测物体颜色的三刺激值X、Y、Z,从而确定待测物体的颜色。颜色三刺激值公式为:X = ∫x(λ)φ(λ)dλ,Y = ∫y(λ)φ(λ)dλ,Z = ∫z(λ)φ(λ)dλ其中,x(λ)、y(λ)、z(λ)是CIE标准色度系统中的三种色度学匹配函数。φ(λ)为颜色刺激函数:对于自发光体,φ(λ)=S(λ),S(λ)为发光体的相对光谱分布;对于透射物体,φ(λ)=T(λ)S(λ),T(λ)为待测物体的光谱透过率;对于反射物体,φ(λ)= R(λ)S(λ),R(λ)为待测物体的光谱反射率。应用案例:ATP2400测量不同颜色纸张在该测量中,我们使用波长范围在200到1100nm,分辨率(FWHM)为3nm的光纤光谱仪ATP2400。如下图:通过Y型光纤连接白光连续光源,光纤光谱仪ATP2400。另一端连接反射型光纤探头。另外,将ATP2400连接上电脑,打开测试软件。图2 ATP2400测量不同颜色纸张的连接图示测试方法流程关闭光源,遮挡探头,处于暗室条件,采集暗底打开光源,根据空白强度,设置光谱仪积分时间为2500ms,扫描次数为1更换探头位置,测试不同颜色的纸张,分别得到光谱信息。测试结果和分析如图,得出不同颜色的光谱信息:1.各个颜色在600-610nm,760-780nm,900nm处均存在一处特征,2.黑色光谱强底最低。白色及粉色光谱强度最高3.白/粉/灰在480nm处存在特征峰,黄/橙/绿/红在500~510nm处存在特征峰。参考文献:[1]杨莹.物质的颜色与结构的关系[J].消费导刊,2007(11):219+210.[2]王葛.颜色三刺激值加权表的计算及相关问题的研究[J].工业信息学研究室, 2005.[3]张超. 颜色三刺激值的计算方法及其比较[D].辽宁科技大学,2013.(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询

应用实例

2023.11.01

方案推荐|显微拉曼光谱仪助力锂离子电池的研究

     锂离子电池是一种高性能、轻便且可重复充电的电池技术,因其高能量密度而备受青睐,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等移动能源领域。随着对能源存储需求的不断增加,锂离子电池的性能优化和安全性成为研究的热点。在锂离子电池研究中,显微拉曼光谱仪已经成为一种强大的工具,它可以提供关于电池内部结构、化学成分和动力学过程的详细信息。本文将介绍显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中的应用,探讨其在电极材料分析、固态电解质研究、电池动力学研究、表面改性研究和负极薄膜观察等方面的重要作用。 图片来源:Let’s Talk Science     锂离子电池的性能与电极材料的结构和化学组成密切相关,电池的正极和负极材料在锂嵌入和脱出过程中经历着复杂的电化学反应,显微拉曼光谱仪可以清晰的观察这些电极材料的微观结构和化学变化。     锂离子电池中的正极材料通常是层状结构的氧化物,如钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、锂钴镍氧化物(LiNi1-yCoyO2)等。这些材料的晶体结构会随着锂离子的嵌入和脱出而发生变化。通过显微拉曼光谱,研究人员可以观察到晶格振动模式的变化,以了解锂离子插入和脱出的过程。例如,Kostecki 等人使用显微拉曼光谱技术与电化学分析相结合,获得了LiNi0.8Co0.15 Al0.05O2电极充放电后有关化学成分和结构信息的图谱。 图1 (a)LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电极的平均拉曼光谱;(b)循环电池的复合LiNi0.8Co0.15Al0.05O2电极52μm×75μm拉曼mapping图像,红色、蓝色和绿色的强度分别对应于各光谱的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和石墨D、G带的强度;(c)电极上三个单独LiNi0.8Co0.15Al0.05O2颗粒的显微拉曼光谱。     石墨类碳材料具有容量高、循环稳定性好等优点,是锂电池中最常用的负极材料。石墨类材料的拉曼光谱于1000~2000cm-1之间出现两个拉曼峰,即位于1582cm-1的E2g2模式振动(G带峰)和位于1330cm-1处的A1g模式振动(D带峰)。其中G带峰来源于碳原子sp2伸缩振动,是石墨的特征峰,D带峰则来源于碳环的呼吸振动,与材料中的晶格缺陷和无序化有关。因此D、G带的峰强度比(ID/IG)可以用来反映碳材料的石墨化程度,ID/IG越小,表明碳材料的缺陷越少,石墨化程度越高。石墨在充放电过程中会发生劣化。拉曼光谱D和G带的ID/IG比值与结构损伤有关,D波段强度相对于G波段强度的增加表明石墨的结构缺陷增加。因此通过拉曼成像可以清晰地显示石墨结构发生的变化。因此,可以用ID/IG表征充放电过程中石墨类碳材料的损伤程度。 图2 循环充放电之前(a)和之后(b)的拉曼mapping图像。(c)经过不同循环次数后的石墨的拉曼光谱。     传统锂离子电池使用液态电解质,但固态电解质因其潜在的高安全性和稳定性而备受关注。通过显微拉曼光谱,可以分析固态电解质的结构、晶体缺陷、界面化学、离子扩散、化学成分和性能响应等。通过观察振动模式的变化,研究人员可以了解电解质的晶体结构、离子传导性和电化学性质。这有助于改进电池技术、优化电解质的性能和稳定性,并了解界面的化学成分和电化学过程。 图3 薄膜电池中LixMn2O4阴极表面在充电(a)和放电(b)期间的原位拉曼光谱。(c)587cm-1处拉曼峰强度、电流与电势的相关图。     总的来说,显微拉曼光谱仪在锂离子电池研究中发挥着不可或缺的作用。它提供了高分辨率的结构和化学信息,有助于优化电池设计、改进电池性能、延长寿命,为清洁能源和电动交通的发展做出贡献。随着技术的不断进步,显微拉曼光谱仪将继续为锂离子电池研究提供更多精确和有价值的信息,推动着能源存储技术的不断创新和改进。这一先进工具将在未来的能源领域中发挥更大的作用,加速清洁能源的普及和减少对有限化石燃料的依赖。参考文献:[1] Kerlau M , Marcinek M , Srinivasan V ,et al.Studies of local degradation phenomena in composite cathodes for lithium-ion batteries[J].Electrochimica Acta, 2008, 52(17):5422-5429.DOI:10.1016/j.electacta.2007.02.085.[2] Sethuraman V A , Hardwick L J , Srinivasan V ,et al.Surface Structural Disordering in Graphite upon Lithium Intercalation/Deintercalation[J].Journal of Power Sources, 2011, 195(11):3655-3660.DOI:10.1016/j.jpowsour.2009.12.034.[3] Kuwata N , Matsuda Y , Okawa T ,et al.Ion dynamics of the LixMn2O4 cathode in thin-film solid-state batteries revealed by in situ Raman spectroscopy[J].Solid State Ionics, 2022, 380:115925.[4]赵亮,胡勇胜,李泓,等.拉曼光谱在锂离子电池研究中的应用[J].电化学, 2011, 17(1):12.研究涉及产品:ATR8300(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)如您对以上方案感兴趣,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询

应用实例

2023.11.01

应用案例| GY1000在线近红外测量物体含水率的应用

在生活和工业生产中,无论是原料还是半成品、成品,都含有一定的水,比如酒糟、粮食、烟草等。一定的含水量对物质保持形态、性状等具有重要意义。例如在食品领域,食品中的含水率高低会影响到食品的腐败和发霉,同时食品中的含水率高低对食品的鲜度、硬软性、流动性、呈味性等多方面有着重要的关系。常规的含水率烘干法存在测量时间比较长,测量比较繁琐。利用水分在近红处有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方法。 图片源自网络*奥谱天成作为国内光谱企业领头羊,致力于研发近红外光谱解决行业含水率测量痛点,并且着力推出GY1000在线式红外水分测定仪对粮食、烟草、煤炭等行业的水分的测量。为水分的测量提供了一种快速、便捷的方法。水对一些特定波长的红外光表现出强烈的吸收特性,当用这些特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多, 因此可测量反射光的减少量计算物料的水分。产品特点(1)非接触式、非破坏性、实时动态的在线测试系统;(2)可更换超长寿命的卤钨光源,更高的发光效率;(3)采用双制冷型PBS红外探测器,提升温度稳定性;(4)波长8光束技术确保结果更准确、更稳定;(5)高速无刷电机确保信号采样结果更准确;(6)高清触摸屏显示实时测量数据,可存储30天内测量数据;(7)分体式设计,一台控制器可链接4台探头;(8)坚固的工业设计,防尘放水,适应各种工业现场应用实例:(1)GY1000在酒糟含水率测量的应用使用GY1000对酒糟的含水率进行测试,与手工烘干法进行对比,均偏差为2.57%,可见我们的仪器准确度与烘干法基本无异,但是我们的GY1000在测试速度和操作上都有显著的优势。(2)GY1000在造纸涂布行业的应用使用GY1000对造纸涂布行业的含水率进行测试,测试得到了较好的结果(3)GY1000在烟草含水率检测的应用使用GY1000对烟叶进行含水率进行测试,仪器测试结果为8.56%,烘干法测量结果为9.10%,可见仪器结果与烘干法结果没有显著差异,可在烟叶检测上进行使用。   仪器参数:仪器参数1测量范围0~70%  H2O2光 源寿命不低于5000H3测量波长4波长、8光束4探测器双制冷型红外探测器(PbS)5测量精度小于0.3% (绝对平均值)6重复性小于0.1%7测试速度25ms8测量距离250±100mm9检测面积直径50mm10电机转速2400RPM/M15参考尺寸218mm*362mm*235mm16参考重量约15KG17触摸屏10寸电容触摸屏18操作系统Android 7.119组合方式1个显示器最多支持连接4个探头总结GY1000采用水分在近红外区域有吸收的原理可广泛的应用于烟草、粮食、煤炭等行业的含水率测量,相比于传统的手工方法具有测量速度快,测试便捷等特点。因此GY1000在水分测量领域具有广泛的应用场景,如您对以上方案感兴趣或者有其它的水分测量应用场景,或想了解更多方案设计细节,欢迎致电4008-508-928咨询。(免责声明:部分内容及图片整合自网络,因内容庞杂无法联系到全部作者,如有侵权,请联系删除,我们会在第一时间予以答复,万分感谢。)

应用实例

2023.10.30

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