孔率密定仪

孔隙率在制药行业中的应用孔隙率会影响溶剂渗透片剂固体基质的难易程度，是片剂或颗粒剂产品重要的质量属性。溶剂的渗透速率会影响片剂的崩解和溶出过程，并进一步影响药物的生物利用度和临床疗效。通常，具有确定药物活性成分（API）含量的片剂，孔隙率更高，会更快地溶解，进而更快地释放API。哪些分析技术能够测量孔隙率？使用AccuPyc系列气体置换法密度仪和GeoPyc系列包裹密度分析仪分别测量片剂的骨架体积和包裹体积，结合质量可由此算得相应的密度值。同时，这两款仪器彼此都可根据另一台所提供的密度生成相应的孔隙率值。使用AutoPore系列全自动压汞仪测量片剂的孔道信息。压汞法分析技术是基于在精确控制的压力下将汞压入孔结构中的方法实现的。除孔隙度外，压汞法表征还可获得样品的众多特性，例如：孔径分布、总孔体积、中值孔径、堆积密度和骨架密度等。案例研究：两种方法确定孔隙率研究对象为阿司匹林片。骨架密度、包裹密度和孔隙率数据如下表。无论是气体置换或者压汞法，都能够进入片剂表面的孔隙，因此两种方法得到的骨架密度接近。由于GeoPyc包裹密度的测试中，包裹介质DryFlo的粒径远大于片剂的孔径，所以包裹密度值与AutoPore测得的值有差异。对于压汞法，即使没有施加压力，汞也能进入这些孔隙，因此包裹密度值较大。而包裹密度的差异，也得到了不同的孔隙率结果。总结使用不同的方法都能测得片的孔隙率，用于制剂的过程控制和质量控制。结合片的特性和研究的精度要求，即可选择AccuPyc和GeoPyc系列密度仪联合，也可以选择AutoPore压汞法分析，高效、快速地获得片剂的孔隙率。如您想了解更多关于 Micromeritics 密度测量解决方案的内容，可以观看我们的专题网络研讨会。扫描二维码即可观看。关于 Micromeritics品质、 专业、 可靠， 这就是 Micromeritics。Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术，包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。公司在美国、英国和西班牙均设立了研发和生产基地，并在美洲、欧洲和亚洲设有直销和服务业务。Micromeritics 的产品是全球具有创造力的企业、政府和学术机构旗下 10,000 多个实验室的优选仪器。我们拥有专业的科学家队伍和响应迅速的支持团队，他们能够将 Micromeritics 技术应用于各种要求严苛的应用中，助力客户取得成功。

8月18日，由中国医疗保健国际交流促进会分子诊断学分会（下称“中国医促会分子诊断学分会）、四川大学疾病分子网络前沿科学中心、齐碳科技共同举办的“READs2023中国纳米孔基因测序大会”在成都举行。会议现场，齐碳科技发布了国内首个商业化中通量纳米孔测序平台QPursue，该平台涵盖QPursue-6k、QPursue-6khex两款新品测序仪及其配套测序芯片QCell-6k。中通量纳米孔基因测序平台由齐碳科技自主研发，搭载单张芯片，设计通量为60Gb，可在微生物群研究、孟德尔遗传病、肿瘤研究、物种鉴定、生物多样性等应用场景提供快速测序支持。据悉，该项目代表着国内纳米孔基因测序技术的最前沿水平，标志着国产纳米孔基因测序仪向中高通量进阶。齐碳科技联合创始人谢丹博士在发布中表示，齐碳此次发布的QPursue平台，通量实现大幅提升，一次性满足用户更高通量且灵活多元的测序需求。其中，QPursue-6k搭载单张芯片，设计通量为60Gb，QPursue-6khex则支持灵活选择1-6张芯片进行测序，可产出360G数据。准确率方面，QPursue中通量测序平台适配今年3月齐碳发布的最新一代K2生化体系，搭载全新算法套件，单次准确率达97%，一致性准确率(70x)达Q50。时隔一年，齐碳再发商业化新品测序仪，从低通量QNome测序平台扩展到中通量测序平台QPursue，展现了齐碳强劲的研发能力和创新能力，使国产纳米孔测序仪的应用广度大幅拓展、用户使用成本进一步降低。

p　　据多家媒体报道，武汉大学药学院教授刘天罡，武汉大学人民医院教授李艳、余锂镭，武汉臻熙医学检验实验室有限公司总负责人付爱思博士等组建的联合团队开发了纳米孔靶向测序检测方法(Nanopore Targeted Sequencing， NTS)，能够大幅提升病毒阳性检出率，并能实现当天同时检测新冠病毒和其他10类40种常见呼吸道病毒并监测病毒突变，有助于破解临床疑似病例难以确诊的问题。br//pp　　据介绍，NTS技术不局限于中国或美国疾病控制中心(CDC)目前在qPCR方法中推荐的位点，而是将检测范围扩大到9个基因、12个位点，近10 kb区域，全面覆盖病毒基因组上主要基因区域，100%覆盖病毒基因组上毒力相关的重要基因，检测病毒基因组范围提升100倍，从而显著提高检测敏感性和准确性。而qPCR方法仅针对病毒基因组上2-3个位点进行检测分析，覆盖 0.5%病毒基因组，样本在采样、存储、检测过程发生中稍有偏差，会导致仅针对少数基因位点的PCR检测手段的效率降低，甚至漏检，造成“假阴性”，且检测区域一旦发生变异，会造成检测结果失效。/pp　　“核酸检测好比是用狙击枪瞄准样本中的病毒核酸，有可能击不中，而新方法则是撒十几张网，捕获病毒核酸的概率大大增加，而且在捕获的同时读出序列。”刘天罡说：“从收到样本到出具结果，全程控制在6—10小时”，首次实现测序后4小时内高敏感性、高准确性检测新型冠状病毒。/pp　　此外，新的检测方法还可以检测其他10类呼吸道病毒，包括博卡病毒、鼻病毒、人间质肺病毒、呼吸道合胞病毒、冠状病毒、腺病毒、副流感病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒和丙型流感病毒等。这样便于分类管理，快速确定诊疗方案。据介绍，该检测方法还有一个优势就是能够监测病毒突变情况，为疫情监测提供可进行诠释和实时的流行病学信息。该技术所需的纳米孔测序平台对实验室要求不高，适合在医院和CDC等实验室开展。/pp　　据悉，团队将在预印版平台medRxiv发表题为Nanopore target sequencing for accurate and comprehensive detection of SARS-CoV-2 and other respiratory viruses(《纳米孔靶向测序精准全面检测新冠病毒以及其他呼吸道病毒》)的研究论文。/ppbr//ppbr//p

生态环境部在2月1日发布的《关于做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情医疗污水和城镇污水监管工作的通知》中，要求消毒处理是有效氯的投加量为80mg/L，甚至更高，具体如下：市场上大多消毒剂检测产品量程都不能满足所需，这就需要稀释水样，但在稀释过程中恐造成操作人员接触污水，遭受新冠病毒感染，因此，应选择量程较高的消毒剂检测产品。近日，中国环境监测总站发布了《新型冠状病毒肺炎疫情防控余氯现场监测指导意见》，文件如下：其附件中规定了集中式地表水饮用水水源地和医疗污水中余氯的现场监测方法等。文件中对于自行监测、一般环境水质监测以及重点敏感区域水质监测都规定应当在现场进行，禁止带回实验室，且规定的监测方法都出现了电化学法。结合上述提到的两个通知，元圭仪器为广大朋友提供了代理产品英国百灵达Kemio消毒剂检测平台，Kemio消毒剂检测平台检测余氯等消毒剂的方法即电化学法，且量程高，如测量总余氯时量程最高可达500mg/L，二氧化氯量程达50mg/L，过氧乙酸量程达2000mg/L，并可进行野外工作，这是百灵达在水质检测领域方法的新探索，测量过程中无需稀释，操作简单快速且结果可靠，可保障操作人员的安全与健康，检测人员无需担心接触废水就可以在短时间内完成测试工作，是如今疫情防控特殊时期首选的消毒剂检测产品。元圭仪器20多省办事处为各个地区监测单位提供服务，可拨打热线400-990-5698查询当地办事处联系方式或咨询详情。

Quantachrome Launches New PentaFoam 5200e Analyzer for Foam Polymers　　作为材料特性分析仪器的主要制造商,美国康塔仪器公司最近公布了用于泡沫材料聚合物测试的世界第一台五站全自动开孔/闭孔率测定仪----PentaFoam 5200e. PentaFoam 5200e 是在著名的康塔系列产品Pentapyc 全自动真密度分析仪和 UltraFoam 全自动开孔/闭孔率测定仪的基础上开发的,它结合了前者的多站样品分析能力和后者的泡沫分析能力.　　该仪器的全自动分析序列可以通过两种方式设置: 即通过仪器的内置键盘, 或连接计算机通过标准网络浏览器进行----- 无需特殊软件! 分析标准符合 ASTM D6226 ----- "Standard Test Method for Open Cell Content of Rigid Cellular Plastics".　　PentaFoam 提供两种实验结果, 包括未校正的方法和进行了切孔校正的方法.PentaFoam 还包括了USB闪存驱动数据传输,互联网连接和USB打印接口,用于以及聚合物原料,色素,填充剂和其它化合物固体的标准真密度测量方法.

像素并不一定越高越好在几乎所有类型的成像产品中，一个很重要的因素就是分辨率。很多人觉得，分辨率越高，成像效果越好，但在某些石油和天然气成像应用场合，选择并不是黑白分明，非此即彼。在选择光学气体成像(OGI)热像仪时，选择较低分辨率成像仪可能实现的性能更佳，效果更好。今天，小菲就来告诉你这是为什么！规格并不说明全部问题石油和天然气运营商使用的许多设备都是在仅关注规格的情况下购买的，其中分辨率被认为是最重要的规格之一（即便不是最重要的）。虽然这种购买方法效率高，极具成本效益，但也很危险，因为FLIR OGI热成像仪的用户可能更关注那些在具体应用环境中对设备性能并不重要的规格。所谓的高规格就是：在字面上看起来很吸引人的规格，而功能则完全不同。功能取决于具体的环境，最主要的是应用领域和预算。分辨率是本次讨论的核心。供应商可能会声称“我们的成像仪分辨率为X，而我们的竞争产品成像仪分辨率则较低。分辨率越高越好，所以我们的产品更具吸引力。” 这种说法是有道理的，它很容易理解，而且几乎被普遍接受。此外，在选择红外(IR)成像仪（非OGI）时，分辨率历来是需要考虑的重要规格。但更高的分辨率并不总是正确的选择。选择成像仪的重要参数OGI成像仪在红外波段工作。因此，很容易陷入过于简单化的选择，因为在大多数红外应用中，为成像仪增加像素会使其表现“更好”，因为您会获得更小的光斑大小比（可测量面积）以获得更精确的测量，并改善图像质量（通过更高分辨率）。但是，有效的光学气体成像（OGI）取决于红外分辨率和气体灵敏度。灵敏度是通过噪音等效浓度长度(NECL)来衡量的，该标准衡量热像仪经过一段特定长度的路径能检测到的在热像仪固有机器噪音之上的气体量大小。想要更好地理解这两个特性如何相互作用，以下几个因素是关键，当然它们本身就是购买成像仪时的重要考量参数：★ 像素大小★ 像素间距★ 热灵敏度★ 气体吸收性1像素大小对于OGI来说，分辨率和NECL不是线性的。事实上，它们是反向关系。如前所述，在非OGI红外成像仪应用中，分辨率越高，成像仪的辐射测量诊断能力越强（即通过解读到达成像仪的红外信号强度，测量目标的表面温度）。随着像素变小，而要测量的对象保持相同的大小，您就会在待测目标上获得更多像素，提高测量的准确性。在同一个管线中，考虑温度测量与OGI：在图1中可以看出，当分辨率较高/像素较小时，单个像素中出现更多的“白色”。如果您对该像素（即颜色）的所有区域进行平均，像素中的白色越多，温度（强度）读数就越准确。这是一个高分辨率具有优势的情况。在OGI应用中，一般希望有更高的分辨率，以寻求更大的泄漏定义（允许标识出更多泄漏细节）或试图定义小的泄漏点。NO.2像素间距相反，在气体检测中，用户通常不关心像素与视野中物体相比的“大小”。气体检测更关心的是到达一个像素的能量数值；您会希望有尽可能多的能量到达该像素。当您向焦平面阵列(FPA)添加更多分辨率（更多像素）时，每个像素的大小（以微米为单位测量，称为“像素间距”，或从一个像素中心到下一个像素中心的空间）通常会变小，以使整个检测器的大小更小。这减少了每个像素所能收集的“能量”数值，使成像仪不太灵敏。一般来说，这两个参数表现相反（如分辨率上升，灵敏度下降）。因此，对于OGI来说，较大像素间距更为理想，因为相比之下它的单个像素能捕获更多的能量。例如，在FLIR制冷型OGI成像仪中，FLIR GFx320成像仪的像素间距为30µm，而FLIR GF620成像仪的像素间距为15µm，使得GFx320比GF620（15mK与20mK）略微敏感。就NECL而言，GF620检测到的甲烷NECL大约是GFx320检测到的两倍。虽然GF620的灵敏度仍然足以满足灵敏度水平的最严格要求，但并不是所有高分辨率OGI成像仪均属于此类情况。就“小泄漏”而言，GF620的高分辨率（640×480与320×240相比；见图2）可以提供一些优势。首先，您可以更清楚地看到泄漏的定义，并有可能了解泄漏的更多细节。您可以将此更高的分辨率因素与成像仪的数字缩放功能相结合，以查看到更清晰的图像，进而查看到更小的泄漏点。NO.3热灵敏度热灵敏度或噪音等效温差(NETD)描述了使用成像仪所能看到的最小温差。这个数字越低，表示红外系统的热灵敏度越好，这一测量通常是在30°C的工业标准温度下进行的。如果要测量的目标通常表现出很大的温度差异，可能不需要低NETD的成像仪。然而，对于更细微的应用，如检测湿度问题，建议提高灵敏度。在许多情况下，OGI只关注“是否有气体存在/泄漏？” 使得NETD的重要性没有像素间距大。NO.4气体吸收性在红外成像仪的光谱范围内，如果气体不吸收能量（无论是否过滤），成像仪都将无法看到气体。换句话说，如果要成像的气体不吸收成像仪光谱范围内的能量，那么红外成像仪的分辨率将不会影响成像仪看到气体的能力。此外，FLIR获得专利的高灵敏度模式(HSM)得到了更多像素的支持，这可能有助于检测较小的泄漏。这一基本的OGI属性因气体的不同而不同。吸收率可以用气体的响应系数(RF)来描述；数值越高，气体的成像效果越好。例如，对于制冷型成像仪而言，丙烷的RF值比甲烷高（约为三倍），因为在使用FLIR OGI红外成像仪观察碳氢化合物和VOCs泄漏时，丙烷在过滤红外光谱区域吸收更多的能量，如（图3）。OGI成像仪的意义虽然高分辨率成像可能不是所有OGI应用中最重要的因素，但它在其他方面可能非常有益。不论是出于常规维护还是遵从法规之目的，负责泄漏检测和维修(LDAR)或负责健康和安全监察(HSE)的员工，可能会经常被要求使用OGI成像仪来寻找需要维修的气体泄漏。利用FLIR成像仪，这些用户能够找到微小的泄漏点，并对已发现的泄漏点进行定性，同时在整个过程中保证人员安全。无论您的分辨率和NECL需求如何，FLIR都可提供相对应的OGI成像仪，以满足需求，包括专门用于检测碳氢化合物和VOCs气体的GFx320、GF320、GF300、G300a和GF620。你在忍受哪种气体泄漏的困扰？想知道你最适合哪款FLIR OGI热像仪？拥有OGI热像仪该如何充分利用？

喷雾干燥高产率的秘密1喷雾干燥喷雾干燥被广泛应用于许多领域，目的是将液体转化为粉末的固体状态。料液被分散到热气流中，并通过喷雾干燥技术转化为颗粒。再将这种粉末通过旋风或过滤系统从气相中分离出来。这种干燥技术也越来越多地应用于热敏性材料，如蛋白质、脂类、生物催化剂或传统药物的提取物。小样本量的喷雾干燥不仅用于可行性研究和进一步扩大规模，也可用于小规模生产。因此回收率是工艺评估的关键参数，特别是针对高价值的产品。2旋风技术玻璃制成的旋风分离器已经在工业上广泛应用了一个多世纪。其主要优点是结构简单，且没有活动部件。分离主要是基于气流中颗粒的惯性沉积。在逆流旋流器中，气体通过切向引入使其旋转。这产生的离心力比重力大上百倍甚至到上千倍。颗粒向壁面和旋风器底部移动，而气体向上螺旋到旋风器顶部的气体出口(图1)。旋风分离是一个重要的工业过程，有许多旨在了解和改进其操作的研究，即使从被公认的模型来看，对旋风分离器中复杂的流体动力学行为还未完全理解。旋风分离器研究的目的是在分离速率(更好的产品回收率或更清洁的废气)、压降(更少的压缩机性能要求)和设计(更少的投资成本)之间找到最佳选择。▲ 图1. 逆流旋风分离器示意图3喷雾干燥机的旋风设计对于实验室规模的喷雾干燥机，回收率是非常重要的，已经有几位作者进行了研究，其中 Maa 等人[1998]是最相关的，他们研究了带有标准旋风的 BUCHI 迷你喷雾干燥机 B-190。结果表明，粒径小于 2μm 的颗粒的分离存在极限。这可能导致产品损失进入过滤器。此外，在某些应用中，例如药物输送或纳米技术，平均粒径应小于 2μm，这使得标准玻璃旋风分离器不适合。设计优化 BUCHI 提供了一个台式喷雾干燥机与玻璃旋风分离器结合的导电层，以防止微粒静电结合，从而减少产品损失。而对于作为制药应用中典型基质物质的乳糖，分离性能的差异是明显的(图2)。▲ 图2. 左：无涂层旋风分离器，壁面上的产品损失多；右：有涂层旋风分离器，产品损失少表1 比较了相同干燥条件下的产量。与惯性相比，颗粒直径越小，表面引力越大。因此，内部旋风壁和颗粒之间发生了粘合力，这也导致了自然堆积结构，就像沙漠中的沙丘一样。材料10%乳糖溶液仪器BÜ CHI Mini Spray Dryer B-290干燥参数入口温度165℃出口温度83℃抽气机效率100%进料效率30%回收率无静电涂层的旋风分离器28%有静电涂层的旋风分离器76%表1. 喷涂参数和最终产量:未涂覆和涂覆旋风的比较临近筛孔颗粒，即分离的临界理论颗粒直径，与旋风分离器的直径直接相关，较小的旋风分离器直径使得较小颗粒的分离效果更好。Stairmand[1951]推荐了一种高效旋风分离器的标准设计。基于这些一般的比例和玻璃吹风机的性能，一种新的旋风被开发和优化。此外，产品收集容器的尺寸也缩小了，便于少量处理样品 (图3)。▲ 图3. 小型产品收集容器和玻璃弯头的高效旋风分离器示意图（兼容的所有BUCHI迷你喷雾干燥机型号）4分离性能的测定喷雾干燥过程的分离性能主要是通过测量所收集粉体的质量，并与初始重量的比值来确定的。这仅仅反映了整个过程，并没有量化旋风本身的分离能力。因此，没有在旋风中分离的粉末是通过深床聚酯纤维过滤器来测量的。将高效旋风分离器与标准旋风分离器进行了比较，它们都涂有静电涂层。将不同浓度的盐溶液进行喷雾干燥，得到不同的粒度分布，用激光衍射分析仪测量。当浓度为 1% ~ 20% (w/w)时，平均直径变化在 3.2 ~ 5.7 μm 之间。盐溶液在小型喷雾干燥机 B-290 中喷雾干燥，使用以下参数(表2)。通过小型旋风的压降较高，因此加热干燥空气的吞吐量较低，产生了较低的出口温度。150ml溶液干燥后，用 500ml 蒸馏水清洗过滤器。然后可以用凯氏定氮法对洗涤液进行分析。从氮分析中计算铵盐的量，然后可以确定分离效果，结果如 图4 所示。物料的不同性能对分离性能也会产生影响，因此，分离效果很难预测。在苏黎世联邦理工学院(ETHZ)的一项研究项目中，表明聚乳酸-co-葡萄糖酸(PLGA)的产率可以从 50.6% 提高到 62.0%，这是批量大小仅为 150 毫克和 1500 毫克的样品，这表明了使用小型高效旋风在迷你喷雾干燥机中喷雾干燥极少量产品的可能性。材料1%、5%和20%硫酸铵溶液仪器BÜ CHI Mini Spray Dryer B-290干燥参数入口温度160℃出口温度85℃（标准旋风分离器）出口温度72℃（高效旋风分离器）抽气机效率100%进料效率35%表2. 决定旋风分离器分离速率的干燥参数▲ 图4.两种旋风分离器对喷雾干燥铵盐的分离率的影响5结论本文介绍了一种新型的高效旋风分离器，它比标准旋风分离器具有更高的分离效率，特别适用于小颗粒和高价值产品的分离。当然，BUCHI 喷雾干燥仪可以处理极小批量的高价值产品。6参考文献Maa, Y.F., Nguyen, P.A., Sit, K., Hsu, C.C. [1998] Spray-Drying Performance of a Bench-Top Spray Dryer for Protein Aerosol Powder Preparation, Biotechnol. Bioeng., 60,3, 301-309Sowter, J.K. [1986] Cyclones in industrial processes, Van Tongeren Intl. Ltd. Stairmand, C.J. [1951] The design and performance of cyclone separators, Trans. Instn Chem. Engrs, 29, 356-383

铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台SBG-80T针孔检测台，由D6500高显色性超级光管与精密制造的投光机构组成。各项技术指标充分满足CIE国际照明委员会及CY3－91标准有关色评价与配色比色照明条件的规定。可全天候应用于铝箔针孔度的测试。SBG-80T针孔检测台专业技术：进口CIE D65 光源配置光谱稳定、显色准确符合标准的钢化玻璃，照度规范、光照均匀、可靠安全配置光源寿命自动计时器，方便用户及时了解仪器的运行情况测试原理：在规定的环境及灯箱光源下，利用铝箔针孔的透光性，观察铝箔针孔数量，并测量针孔的尺寸。测试标准：该仪器参照多项国家和国际标准：GB/T 3198、GB/T 22638.2、YBB 00152002-2015测试应用：基础应用：药用铝箔——适用于药品包装用铝箔针孔度测试工业铝箔——适用于工业用铝箔针孔度测试SBG-80T针孔检测台技术指标：观察尺寸：400×250mm色温：6500 K玻璃透射光照度：1000Lux左右使用环境光照度：20Lux-50Lux放大倍数：100倍最小刻度值：0.01mm电源：220VAC 50Hz/ 120VAC 60Hz外形尺寸：800mm(L) × 600mm(W) × 230mm(H)净重：10 kg产品配置：标准配置：主机、显微镜创新点：1、推出的新产品，用于铝箔材料针孔检测2、实验效率高，坚固耐用，外形美观铝箔针孔检测仪 药用铝箔针孔度检查台

2012年9月20日，民航局与南山铝业股份有限公司(以下简称“南山铝业”)在京签订了建立民用航空材料检测实验中心合作协议。该协议旨在支持南山铝业在我国建立高标准、世界一流的民用航空材料检测实验中心，使之具备满足适航管理要求的民用航空材料检测实验能力，为确保民用航空安全、促进我国航空材料产业的科学健康发展服务。　　协议提出了期待通过双方合作实现的目标，即南山铝业建立满足国际先进标准的民用航空材料检测实验中心，民用航空材料检测实验中心获得CAAC委任单位代表资格，民用航空材料检测实验中心为民用航空材料适航审定技术和管理研究提供服务。同时，协议也对双方具体的工作内容进行了细分。　　据了解，我国民用航空工业发展几经曲折，导致我国航空铝合金材料基础也相对比较薄弱。如今，航空材料已经成为制约我国航空装备发展的一个瓶颈，是决定飞机及其发动机性能、可靠性、寿命和经济性的重要因素之一。　　对于我国航空材料的现状，民航局总工程师张红鹰表示，虽然与欧美发达国家相比，我国生产航空铝合金材料的水平相差较远，但随着我国大飞机项目的发展及航空材料、机载设备最终要靠自主研制战略目标的确立，国产航空铝合金材料出现了较为广阔的发展前景。因此，在中国航空发展的征程上，航空材料必须立足国内，自主发展。　　张红鹰认为，航空材料的安全可靠是保障民用航空产品安全的基础，检测实验则是判断材料是否符合标准规范的必要手段。满足适航管理规章要求的民用航空材料检测实验能力，必须达到国际认可水平，制定的材料标准规范必须跟国际上普遍采用的相一致，这样生产的航空材料才能够通过严格的适航检查，保证航空器的适航性和先进性。他说，南山铝业有计划也有实力建设一个满足国际先进标准的民用航空材料检测实验中心,局方愿意给予相关政策支持，确保实验中心顺利建成，并建立健全民用航空铝合金适航标准，开展民用航空铝合金检测分析和适航审定工作，为确保民用航空安全、促进我国航空材料产业的科学健康发展服务。　　南山铝业作为国内一家知名民营企业，在民用铝合金的研发生产上已具规模。该公司近年来一直有进军航空铝合金产业、为我国大飞机战略目标提供优质材料的强烈意愿和实际行动，民用航空材料检测实验中心就是其发展计划的项目之一。据悉，南山铝业计划投资100多亿元，建设世界级航空工业高端装备制造的材料基地，其中包括航空预拉伸板生产线、高端材料挤压生产线、航空大型模锻件生产线、材料及技术研发中心、材料检测实验中心、航空硬铝合金熔铸和钛合金熔铸等项目。

2014年诺贝尔化学奖授予了荧光超分辨显微技术，利用荧光分子的化学开关特性（PALM/FPALM/STORM）或者物理的直接受激辐射现象（STED），实现超越衍射极限的超分辨成像。尽管如此，活细胞中的超分辨率成像仍然存在两个主要瓶颈：（1）超分辨率的光毒性限制了观察活细胞中精细生理过程；（2）受限于荧光分子单位时间内发出的光子数，时间和空间分辨率不可兼得。受限于这个瓶颈，为了在活细胞上达到60 nm空间分辨率极限，现有超分辨率成像手段需要强照明功率（kW~MW/mm2）、特殊荧光探针和长曝光时间（ 2 s）。强照明功率引起的强漂白会破坏真实荧光结构的完整性，长曝光时间在图像重构时导致运动伪影，降低有效分辨率。迄今为止，基于光学硬件或者荧光探针的改进无法进一步提升活细胞超分辨率的时空分辨率，实现毫秒尺度60 nm的时空分辨率成像。2021年11月16日，哈尔滨工业大学李浩宇教授团队与北京大学陈良怡教授团队合作在Nature Biotechnology上发表论文Sparse deconvolution improves the resolution of live-cell super-resolution fluorescence microscopy【1】。他们另辟蹊径，发明基于新计算原理的荧光超分辨率显微成像，进一步拓展荧光显微镜的分辨率极限。通过提出“荧光图像的分辨率提高等价于图像的相对稀疏性增加”这个通用先验知识，结合之前提出的信号空时连续性先验知识【2】，他们发明了两步迭代解卷积算法，即稀疏解卷积（Sparse deconvolution）方法，突破现有荧光显微系统的光学硬件限制，首次实现通用计算荧光超分辨率成像。结合自主研发的超分辨率结构光（SIM）系统，实现目前活细胞光学成像中最高空间分辨率（60nm）下，速度最快（564Hz）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨成像。结合商业的转盘共聚焦结构光显微镜，实现四色、三维、长时间的活细胞超分辨成像。1、应用举例：DNA折纸标准样本验证为了在已知结构样本中验证分辨率的提升，研究者设计并合成了两个荧光标记位点的DNA折纸样本，每个位点用4~5个Cy5标记。当这些分子间距为60 nm、80 nm和100 nm时，它们在TIRF-SIM下几乎无法区分，但在经过稀疏解卷积重建后（Sparse-SIM，图1）可以很好地区分它们中间的距离。整体结果可以用单分子定位显微镜ROSE【3】交叉验证，与Sparse-SIM得到的DNA折纸的荧光对间距以及不同间距荧光对在玻片上的分布一致。图1：Sparse-SIM解析不同距离DNA折纸样本。（a）在相同视场下，用配对Cy5标记不同距离（60 nm, 80 nm, 100 nm, 120 nm）的DNA折纸样品，用TIRF（左）、TIRF-SIM（中）和Sparse-SIM（右）成像。（b）在TIRF、TIRF-SIM和Sparse-SIM下，黄色（60 nm）、蓝色（80 nm）(80 nm)、绿色（100 nm）和红色（120 nm）框包围的放大区域。比例尺：（a）2 μm；（b）100 nm。2、应用举例：Sparse-SIM超快活细胞成像揭示核孔结构和胰岛素囊泡早期融合孔道在活细胞成像中，稀疏结构光显微镜（Sparse-SIM）可以解析标记不同核孔蛋白（Nup35, Nup93, Nup98，或Nup107）的环状核孔结构，而它们在传统结构光显微镜（2D-SIM）下形状大小与100 nm荧光珠类似（图2c, 2d）。由于相机像素尺寸与孔径直径类似，测量的核孔拟合直径与Sparse-SIM的分辨率相当。校正后Nup35和Nup107孔的直径分别为~66 ± 3 nm和~97 ± 5 nm，而Nup98和Nup93直径大小处于这个范围中（图2e, 2f），结果与以前用其他超分辨成像方法在固定细胞中获得的直径相符【4】。有趣的是，12分钟超分辨成像可以显示活细胞中核孔形状变化，这可能反映了核膜上的单个核孔复合物动态重新定向到焦平面或远离焦平面（图2g），这是其他超分辨方法难以观察到的。图2：Sparse-SIM解析核孔蛋白动态过程。（c）用Sparse-SIM观察活COS-7细胞中以Nup98-GFP标记的动态环状核孔的典型例子，持续时间超过10分钟。上下区域分别显示2D-SIM和Sparse-SIM下的图像。（d）比较（c）中青色框中的核孔结构快照与100 nm荧光珠在不同重建方法（2D-SIM、20次RL解卷积后、50次RL解卷积后、Sparse-SIM）下的结果。（e）由于核孔的大小与Sparse-SIM的分辨率和像素大小相当，按照Supplementary Note 9.1的协议（详情请见文章），分别推导出Nup35-GFP（红色）、Nup98-GFP（黄色）、Nup93-GFP（绿色）和Nup107-GFP（青色）标记的核孔结构的实际直径。（f）Nup35（66 ± 3 nm, n=30）、Nup98（75 ± 6 nm, n=40）、Nup93（79 ± 4 nm, n = 40）、Nup107（97 ± 5nm ,n = 40）的平均直径环。左右两幅蒙太奇分别为传统Wiener重构或稀疏解卷积后的结果。（g）在6个时间点对 （c）中的品红色方框放大并显示。比例尺：（c）500 nm；（d, g, f）100 nm。通过滚动重建，Sparse-SIM的时间分辨率可达564 Hz，识别出来INS-1细胞中VAMP2-pHluorin标记的、更小的胰岛素囊泡融合孔道（如~61 nm孔径）。它们在囊泡融合的早期出现，孔径小（平均直径~87 nm），持续时间短（9.5 ms），不能被之前传统的TIRF-SIM所识别【2】。另一方面，鉴别出来的稳定融合孔在囊泡融合的后期出现，孔径大（平均直径~116 nm），持续时间长（47 ms），是之前看到的结构【2】。值得一提的是，虽然这里发现的囊泡早期融合孔状态很难被其他的超分辨率成像手段所直接验证，但是它们的发生频率与30多年前用快速冷冻蚀刻电子显微镜所观察到的“小的融合孔发生概率远低于大的融合孔”现象相吻合【6】。3、应用举例：稀疏解卷积是提升荧光显微镜分辨率的通用方法与当下热门的深度学习超分辨率显微重建不同，信号的空时连续性、高空间分辨率导致的荧光图像相对稀疏性这两个先验知识，是荧光显微成像的通用先验知识，不依赖于样本的形态以及特定的荧光显微镜种类。因此，稀疏解卷积是通用荧光显微计算超分辨率成像算法，可被广泛应用于提升其他荧光显微模态分辨率，观察不同种类细胞器的精细结构及动态（图3）。图3 | 稀疏解卷积广泛应用于提升不同显微成像模态空间分辨率，揭示各类细胞器精细结构动态。比如稀疏解卷积增强的商业超分辨转盘共焦结构光显微镜（SD-SIM）【7】，可以实现XY方向90纳米，Z方向250 纳米的空间分辨率，清晰记录分裂期7 μm深度内的全细胞内所有线粒体外膜网络（图4）。同样，若稀疏解卷积增强与商业SD-SIM结合，可以很容易实现活细胞上的三维、四色超分辨率成像。稀疏解卷积可以与膨胀显微镜（ExM）【8】结合，解析细胞膨胀后的复杂结构；也可以与宽场、点扫描的共聚焦、受激辐射损耗显微镜（STED）【9】以及微型化双光子显微镜（FHIRM-TPM 2.0）【10】结合，实现近两倍的空间分辨率提升。因此，稀疏解卷积的提出，将帮助使用各种各样荧光显微镜的生物医学研究者更好地分辨细胞中的精细动态结构。图4 | Sparse SD-SIM解析活细胞三维线粒体外膜网络。（k）活体COS-7细胞的线粒体外膜（Tom20-mCherry标记）的三维分布，颜色表征深度。（l）SD-SIM原始数据与Sparse SD-SIM的水平（左）和垂直（右）的白色框区域放大展示。比例尺：（k）5 μm；（l）1 μm。总之，通过稀疏解卷积算法（Sparse deconvolution）来实现计算荧光超分辨率成像，与目前基于特定物理原理或者特殊荧光探针的超分辨率方法都不相同。与超快结构光超分辨显微镜结合形成的Sparse-SIM是目前活细胞光学成像中，分辨率最高（60纳米）、速度最快（564帧/秒）、成像时间最长（1小时以上）的超分辨光学显微成像手段。它也可以与现有的多数商业荧光显微镜结合，有效提升它们的空间分辨率，看到更清楚的精细结构动态。

6月8日，齐碳科技正式对外宣布完成超4亿人民币B轮融资，由高瓴创投、鼎晖VGC（创新与成长基金）联合领投，博远资本、华盖资本及阳光融汇资本跟投，老股东高榕资本、中关村协同创新基金、银杏谷资本、雅惠投资及BV百度风投持续加码。齐碳科技成立于2016年，致力于纳米孔单分子连续测序技术的开发与应用，于2020年9月推出国内首台自主研发的纳米孔基因测序仪QNome-9604及配套试剂耗材，并持续优化产品准确性、稳定性。此前，齐碳科技曾完成4轮累计金额近2亿元的融资。据了解，本轮融资完成后，齐碳将进一步加大科研投入，加速产业化进程，计划于今年内完成定型产品量产并推向市场。高瓴联席首席投资官、高瓴创投生物医药与医疗器械负责人易诺青表示：“齐碳科技研发了国内首台纳米孔基因测序仪，成功打破了基因测序设备、配套芯片及试剂研发领域的高壁垒和海外垄断，攻克了国内基因测序‘卡脖子’的技术难题。在市场应用空间中，微生物病原检测、癌症检测等细分领域适合成为纳米孔基因测序仪的首选应用方向。我们将长期支持国家重点领域科技研发，推动高水平科技自立自强。”鼎晖创始合伙人、鼎晖VGC管理合伙人王霖表示：“基因测序行业增长迅速，传统二代测序技术在应用中存在一定的局限。作为下一代长读长测序技术中壁垒最高的产业链上游，齐碳科技具有强大的研发实力，产品迭代升级、性能提升速度快，公司目前在纳米孔基因测序仪方面的技术已达到全球领先水平。我们很高兴可以和齐碳科技这类硬科技公司携手同行，并期待公司产品早日实现在科研端和临床端的大规模应用。”性能优化，单分子基因测序进入应用探索阶段新冠疫情爆发以来，创新技术不断被用来优化感染疾病的临床检测，其中就包括单分子测序技术。该技术长读长、即时输出数据的特点，为病原体感染快速诊断提供了新的解决方案。动脉网了解到，随着越来越多的临床科研团队运用单分子测序对病原感染样本进行检测，国内单分子测序应用已经处于供不应求的状态。由此，再度引发市场对这项技术的热情和关注。单分子连续测序是指在基因测序过程中，不进行碎片化处理，直接对单个DNA或者RNA分子进行连续测序。理论上讲，这种测序方式能够捕捉到基因组的全部特征和数据，是进行基因测序更理想的手段，但实现难度极大。1989年，加利福尼亚大学David Deamer教授提出利用电泳把一条DNA单链分子穿过一个纳米尺寸的孔，并记录其穿孔的电流信号从而推断出序列信息，就此开始了对纳米孔测序的探索之路。在纳米孔基因测序中，电场力驱动单链核酸分子有序通过纳米尺寸的蛋白孔道。由于不同碱基通过纳米孔时，对孔道内的离子电流产生不同程度的阻断，让差异化的电流信号成为区分碱基类型的标志。再通过算法将这些电流信号转换成碱基序列，就形成了基因测序结果。在纳米孔基因测序技术出现后的很长时期，由于相关蛋白、微电路、生物芯片、算法、生信等跨学科的配套技术能力发展滞后，导致纳米孔基因测序设备的稳定性、准确率等核心性能指标仍有待提升，该技术并没有得到广泛应用。直到近年来，结构生物学、深度学习算法等前沿技术大力发展，并深度应用到纳米孔测序中，这项技术才出现了跨越式发展。在白净卫看来，纳米孔基因测序技术是被全维度科技进步浪潮推动起来的浪花，“只有社会整体技术能力提升、成本下降，才能够真正推动纳米孔测序技术的优化落地和广泛应用。这也是纳米孔基因测序技术发展近30年，才在更多应用场景中崭露头角的原因。”据了解，在某些特定建库条件下，纳米孔基因测序的准确性已经可以媲美二代测序。伴随准确性、稳定性不断提升，纳米孔测序仪正基于灵活的测序通量、长读长、小巧便携的特点，在基因测序技术迭代中实现多元化应用。实际上，第一代测序准确性高、读长长，但通量极低，现在主要用于科研质粒测序、刑侦、亲子鉴定和部分遗传病检测等场景。在高通量测序领域，取而代之的，是目前主流的基因测序平台采用的第二代测序技术（NGS）。NGS技术通量、准确性都非常高，在科研和临床中都得到了广泛应用。比如，NGS技术在产前诊断、肿瘤伴随诊断方面的应用已经相对成熟，国内外都有渗透率较高的产品上市，病原体检测、癌症早筛等新的NGS应用场景的发展也方兴未艾。据测算，当前全球NGS应用市场规模超过200亿美元，并且正在以超过20%的复合增长率快速成长。然而，NGS技术只能进行碎片化的短读长基因测序，并且所采用的大型设备往往需要集中处理样本来降低单次成本，在拓展一些应用场景时，也不免遭遇瓶颈。比如，即时的病原检测便是其中之一。而纳米孔基因测序能够快速输出数据，极大提升感染病原检测时效性，并且采用小型化设备，可以在院内直接实现床旁检测。此外，纳米孔基因测序对单个基因进行超长读长的解析，避免某些重要基因信息在平均化过程中被忽略，从而提升患者检出效率。这也是越来越多感染病原检测研究选择采用纳米孔基因测序的原因。白净卫表示，除了感染病原检测外，纳米孔基因测序在遗传病研究、司法刑侦、环境保护，甚至肿瘤诊疗中的研究也颇值得关注。例如，纳米孔基因测序的超长读长更适合检测基因结构变异，精准锁定致病基因，为包括肿瘤在内的重大疾病探索新治疗方案提供更全面的生物数据，或者凭借设备小巧便携的特性，在重大突然公共卫生事件现场，快速查找问题源头。不过，白净卫也坦言，由于在纳米尺寸的孔道内控制单链核酸分子是一件高度复杂的系统性工作，“单分子尺度下核酸分子的热运动十分活跃，运动轨迹极不规律，控制它们有序通过纳米孔，并连续提取、分析这个过程中的碱基信息，难度仍然挺大，需要持续优化。”即便如此，纳米孔基因测序准确性在过去两年间快速提升，以齐碳科技为例，初代产品的测序准确率已经从去年的83%~85%快速提升到最高92%左右。白净卫表示，随着纳米孔基因测序技术前端的生物工程、电子工程技术能力不断提升，协同后端生信分析、算法模型不断精进，测序精确性还将快速提升。国产纳米孔基因测序仪计划年内量产齐碳科技是一个由跨学科的优秀技术专家创立的团队。白净卫是北京大学化学系学士，加州大学洛杉矶分校材料学博士，IBM沃森实验室博士后，曾在Illumina从事研发工作，具备丰富的微纳器件和核酸分子生物学研发经验。另外两位创始人胡庚和谢丹分别是是清华大学自动化系博士和伊利诺伊大学香槟分校博士，斯坦福大学医学院博士后。其中，胡庚是电子仪器专家，曾入选2015年西门子中国Young Talent，谢丹则在测序技术和生物信息学领域经验丰富。2020年9月，齐碳科技公开发布了纳米孔基因测序仪QNome-9604，并启动ALPHA TEST应用生态招募。动脉网了解到，齐碳科技已经运用纳米孔测序技术为来自各行各业的样本输出了大量生物数据，支撑了一系列创新研究。在这期间，齐碳科技完成了团队扩张和经营管理优化，并且开工建设符合医疗器械生产要求的生产基地。

为提高渔业产品质量，兽药被广泛应用于渔业养殖中寄生虫和微生物疾病的防治，不当使用会导致水产品中抗生素残留，最终影响人类食品安全和健康。图片来源：千图网孔雀石绿和结晶紫是有毒的三苯甲烷类化合物，易在水产品体内长期残留，农业部已将其列为水产禁药。然而，因其对鱼体的水霉病、寄生虫病等有特效，使得许多水产养殖户仍有违规使用，其在水产品中残留超标时有发生。因此，孔雀石绿和结晶紫为水产品检测的重点项目。孔雀石绿和结晶紫对人体健康有什么危害？图片来源：千图网孔雀石绿和结晶紫的人体暴露途径主要是食用含有孔雀石绿和结晶紫的鱼、虾等水产品。它们具有高毒性，可能会引起致癌、致畸、致突变，其代谢产物隐性孔雀石绿和隐性结晶紫的毒性强于母体化合物，对人体的健康危害非常大。孔雀石绿和结晶紫的限制法规图片来源：千图网2011年卫生部发布的《食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单（第1-5批汇总）》，以及2014年国家卫计委发布的《食品中可能违法添加的非食用物质名单》(国卫办食品函〔2014〕843号) 都指出不得违法添加及使用孔雀石绿和结晶紫。阿尔塔助力守护“舌尖上的安全”GB/T 19857-2005 《水产品中孔雀石绿和结晶紫残留量的测定 液相色谱-串联质谱和高效液相色谱的测定方法》适用于鲜活水产品及其制品中孔雀石绿、结晶紫及其代谢物残留量的检验。为保证检测的有效实施，阿尔塔科技成功研发出系列稳定同位素标记孔雀石绿和结晶紫及其代谢物标准物质，并且考虑到其具有高毒性的特点，推出系列经准确定值的标准溶液和混合标准溶液，为检测用户减少配制标液的风险，保护检测人员身体健康。部分孔雀石绿与结晶紫产品：了解更多产品或需要定制服务，请联系我们阿尔塔科技稳定同位素标记物产业化基地阿尔塔科技致力于建设世界一流的国产稳定同位素标记物产业化基地，为食品安全检测提供长期可靠的保障。阿尔塔科技开展科研攻关，已开发十余种稳定同位素标记物制备共性关键技术，实现了上百种的稳定性同位素标记农药、兽药、食品添加剂的量产和可持续供应，稳定同位素标记物产业化基地建设成果斐然，国产化和替代进口成绩显著。2022年，阿尔塔科技获批筹建“天津市标准物质与稳定同位素标记技术研究重点实验室”。阿尔塔科技将依托重点实验室继续深耕食品安全、环境安全、医药研发、临床检测等领域稳定同位素标记标准物质的结构设计合成和分离纯化、分析方法开发和质量控制，开展稳定同位素标记标准物质全产业链应用技术研究。阿尔塔科技将陆续推出稳定同位素标记物产业化基地建设成果系列报道，展示阿尔塔科研团队的研发成果，包括但不限于十三五项目开发的稳定同位素标记RM。产品的化学结构、化学纯度和同位素丰度、均匀性和稳定性均经过严格的检测和评估，质量媲美进口产品，价格较进口产品大幅降低。我们期待与更多的科研机构、检测实验室进行合作，持续开发市场需求的高品质产品，让更多的国家标准制修订和实验室检测活动用上国产稳定同位素标记标准物质。

麦克讲堂—孔隙率及测试方法浅谈本期麦克讲堂主要讲一下孔隙率及其测试方法01孔隙率:多孔介质内的微小空隙的总体积与该多孔介质的总体积的比值02空隙率:散粒状材料在堆积状态下，颗粒之间空隙体积与松散体积的百分比03孔隙率确定方法：物理吸附03总孔体积/样品真体积物理吸附：图为等温吸脱附曲线04孔隙率确定方法：密度法需材料真密度及材料包裹密度05孔隙率确定方法：压汞法得出材料孔径分布及孔体积05图为进汞曲线，可在报告中得出孔隙率往期麦克讲堂：麦克讲堂—包裹密度、振实密度及堆积密度简介麦克讲堂—骨架密度测试方法麦克讲堂—密度分类及测试方法资讯获取：www.micromeritics.com.cn www.micromeritics.com产品咨询/技术交流合作：021-51085884服务热线：400-630-2202“麦克讲堂”系列视频，登录优酷视频搜索用户“micromeritics”或访问：https://v.youku.com/v_show/id_XNDI0Mjg4NTg1Mg==.html应用支持邮箱（数据处理/分析方法咨询）：application.china@micromeritics.com（请附上您的SMP文件）

p style="text-align: justify text-indent: 2em "在药物制剂的研发及生产过程中，往往都会涉及到相关的药物粉体。这些粉体及其片剂的理化性质会影响其混合均匀度、压缩成型过程，以及最终制剂的生物利用度和疗效等，因此，在粉碎、混合、压片、制粒等过程中需要对其相关物理特性进行调控以确保最终制剂质量。除了关注度较高的粒度粒形，比表面积，流动性等性质外，密度及孔隙度的表征也是药物质量的重要指标，并且在研发及生产的众多环节都有所涉及。因而在美国药典USP 267 、USP 699 ，日本药典JP 3.03，欧洲药典Ph. Eur. 2.9.32、Ph. Eur. 2.2.42和2020年版《中国药典》通用技术0992中，都明确规定了药物粉体相关的密度、孔隙度测定方法。!--699--!--267--!--699--!--267--!--699--!--267--/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "密度主要会影响粉体的流动性，均匀性，压缩性以及离析度、结晶度等等。由片料包裹密度除以骨架密度算得的片料固相分数（Solid Fraction）是辊压过程中的关键工艺参数，测定固相分数可了解药物中固体含量百分比等相关信息，从而提高辊压过程的有效性，并建立可控的辊压速度、辊压压力等工艺操作参数，对工艺过程的参数设置及优化制剂质量具有重要意义。此外，药物材料的骨架密度还可以作为其结晶状态以及二元混合物比例的标志。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "孔隙度（Porosity）会影响药物的辊压制粒、崩解等过程，以及片剂强度、压实度、含量均匀度及溶出度等性质，是药物崩解、溶出和生物利用度的一个关键质量属性。此外，孔隙度测量还可以预测评估压缩过程中颗粒的变形特性，测量辊压后片料的总孔体积和固相分数，以及评估药物包衣的完整性，帮助确定包衣过程中物料流的参数设置等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "综上所述，掌握和控制药物制剂的密度及孔隙度对药物的最终疗效及生产稳定性非常重要。本文将介绍药物粉体密度及孔隙度的定义及测试原理，并举例说明相关测试结果。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongspan style="text-indent: 32px "密度测试/span/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "密度是单位体积粉体的质量。由于粉体的颗粒内部和颗粒间会存在空隙，所以粉体所占有的体积会因测量方法不同而有所差异，并由此产生如骨架密度、包裹密度等不同的密度概念。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（1）真密度和骨架密度（颗粒密度）/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "真密度也称绝对密度，所对应的真体积是指不包含开孔和闭孔的体积。骨架密度（颗粒密度）对应的骨架体积是样品的真实体积与闭孔体积之和，即不包括与外界连通的开孔体积。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "骨架密度的测定方法一般采用基于阿基米德原理的气体置换法测定，该法是目前世界公认的测真密度、骨架密度最可靠的技术之一，并为无损测量。图1所示为麦克仪器的AccuPyc II全自动气体置换法真密度仪，测试采用惰性气体如氦气或氮气作为置换介质取代材料的孔隙体积，根据理想气体定律PV=nRT确定样品体积，结合样品质量可算得骨架密度。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/2664b594-14e3-4eef-bb84-11a6fe859c65.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100677/C222910.htm" target="_self"strong图1 AccuPyc II全自动气体置换法真密度仪/strong/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（2）包裹密度/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "包裹密度所对应的包裹体积包含颗粒的骨架体积和开孔、闭孔体积，以及颗粒外表面的一些粗糙空隙。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图2所示为麦克仪器的GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪。包裹密度的测试原理是使用一种独特的替代测试技术，通常采用一种具备高流动性的微小刚性球状准流体介质作为替代介质将样品包裹起来。这种替代介质的颗粒很小，在混合过程中可与样品表面紧密贴合，但不会进入样品的孔隙中。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/1d69e4af-3ac4-4276-b882-bcbeeba43019.jpg" title="图片2.jpg" alt="图片2.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100677/C12222.htm" target="_self"strong图2 GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪/strong/a/pp style="line-height: 150% text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong孔隙度测试/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "孔隙度指的是颗粒内的孔隙以及样品间隙所占体积与粉体体积之比，通常可通过压汞法和密度计算法等获得。孔隙度越高则表明药物中的总孔体积越大，对应的固体分数就越低。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（1）压汞法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "压汞法是测量药物孔隙度特性常用的方法，可测得样品中与外界连通的开孔体积占总体积的百分比。压汞法的原理是基于汞对大多数固体材料不润湿，界面张力会抵抗汞进入孔中，要使得汞进入材料的开孔中则需要施加外部压力。汞压入的孔半径与所受外压成反比，根据Washburn方程可算出汞压入的孔半径与所受外力的对应关系。图3所示为麦克仪器的AutoPore V全自动压汞仪，其分析技术就是在精确控制的压力下将汞压入材料的多孔结构中，通过测量不同外压下进入孔隙中汞的量，就可知道相应孔体积的大小。压汞法具有快速、高分辨率及分析范围广等优点，除了可测得孔隙度外，该表征还可获得样品的众多特性，例如：孔径分布、总孔体积、总孔比表面积、中值孔径等等。/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 150px height: 321px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/178f7a4e-5000-496a-916d-eca9b6ca290f.jpg" title="图片3.jpg" alt="图片3.jpg" width="150" height="321" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100677/C222916.htm" target="_self"strong图3 AutoPore V全自动压汞仪/strong/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（2）密度计算法/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "除了压汞法外，通过将气体置换法真密度仪与包裹密度分析仪联用，结合材料的骨架密度和包裹密度，由式①也可直接计算出孔隙度。同时，由式②还可以算出片料的固体分数。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/f07054e4-3ce8-4391-8f9b-055fb8a21a43.jpg" title="微信图片_20200730153431.png" alt="微信图片_20200730153431.png"//pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 300px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/5f5355a4-3750-4a8b-8217-0d32b592540a.jpg" title="图片4.jpg" alt="图片4.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图4 AccuPyc II全自动气体置换法真密度仪及GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪/strong/pp style="line-height: 150% text-align: justify text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong密度及孔隙度测试举例/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（1）药物辅料硬脂酸镁的骨架密度测定/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "硬脂酸镁是新型药用辅料，可作固体制剂的成膜包衣材料、胶体液体制剂的增稠剂、混悬剂等。使用麦克仪器的AccuPyc II全自动气体置换法真密度仪对其进行骨架密度测试，结果表明，仪器在约16分钟内完成了10个测试循环，该硬脂酸镁样品的密度平均值为1.5157 g/cm3，标准偏差仅为0.0006 g/cm3，密度结果均围绕其平均值波动，结果非常稳定，实现了药物材料快速、高精度的体积测量和密度计算。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（2）药物的压汞法孔隙度测定/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "使用麦克仪器公司的AutoPore V 全自动压汞仪对某药物进行压汞测试。其堆积密度为1.1639 g/ml，骨架密度为1.5382 g/ml，由此计算得到的孔隙度为24.3332%。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "（3）药物片料的密度计算法孔隙度及固相分数测定/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "使用麦克仪器的GeoPyc 1365全自动包裹密度分析仪对辊压后得到的某药物片料进行孔隙度测试。测得该药物的包裹密度为1.3409 g/cm3，其标准偏差为0.0007 g/cm3，结合由AccuPyc II全自动气体置换法真密度仪测得的骨架密度1.4630 g/cm3，最后算得孔隙率为8.35 %。根据上文公式②，由骨架密度除以包裹密度可算得其固相分数为91.65 % 。/pp style="line-height: 150% text-align: justify text-indent: 2em "strong总结/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药物粉体及相关制剂的密度及孔隙度表征对其处方设计、制备、质量控制等都具有重要指导意义。密度和孔隙度不仅是辊压和压片等过程的关键工艺参数，也是硬度、崩解度、溶出度、生物利用度等的关键质量属性，会直接影响和制约药物的性质及疗效。因而研究和掌握药物粉体及制剂的密度、孔隙度对获得高质量的药物至关重要。采用气体置换法真密度仪和包裹密度分析仪可分别获得药物粉体的骨架密度和包裹密度，通过压汞法或者结合两种密度仪的密度计算法可测得药物的孔隙度及片料的固体分数。借助这些性质表征有助于掌握及预测原料药及辅料在配方中的特性，评估药物制剂的批次变化及药物相关性能，从而优化制造过程和提升产品质量。/pp style="text-align: right text-indent: 2em "strong作者：林宇彤/strong/pp style="text-align: right text-indent: 2em "strong麦克仪器应用工程师/strong/p

2010年3月，梅特勒托利多新型超越系列中文密度计/折光率仪在中国正式上市！ 新的中文密度计和折光率仪包括5款主机：DM40、DM45 DeltaRange、DM50、RM40、RM50和对应的5款模块：DX40、DX45 DeltaRange、DX50、RX40、RX50。新仪器具有操作更加简单，测量更加安全和模块化组合的特点，并且能够完全自动的同时测定pH值、电导率和色度。同时，在新的LabX&trade 2010软件支持下，密度计和折光率仪能够方便的同LIMS/SAP等系统实现无缝连接。 超越系列中文密度计/折光率仪的特点如下： -- 操作简单 中文触摸屏和一键测定使用户能简单、快速、直接的启动常规分析任务，特别是当把常规任务做成清晰的快捷键放在桌面上的时候，而且每一个操作者都有自己个性化的主界面、快捷键和操作语言等。独有的产品/方法概念不需要用户做任何设置就能自动按照测试要求启动测定，测定结果能自动转换成用户定义的单位，如白利糖度或酒精度，同时，精准的条形码扫描功能可以便利的输入样品数据，并确保正确的方法被自动选择。 -- 精准高效 完全模块化加上高度灵活的概念使密度计和折光率仪同pH计、电导率仪、色度计完美整合，简单的系统扩展就能同时测定几个参数。强有力的自动进样系统保证整个测量过程完全自动的运行，并最大限度的节约时间和溶剂。全新的LabX&trade 2010软件无缝连接LIMS/SAP系统，同时，它有机的整合包括相关数据的样品系列到整个质量控制系统中。 -- 安全最大化 使用指纹识别方式进行用户识别和登录控制，以及可靠的可追溯性使LabX&trade 软件非常方便的、完全的满足各行各业的法规要求。全面的检查和自动误差检测功能，以及自动校准验证功能使整个系统非常的安全，进而保证测量结果的准确性。 有关超越系列中文密度计/折光率仪更多的详细信息请见相关样本（51725235，51725240）。 梅特勒托利多始终致力于技术的不断革新，并为客户提供完美的解决方案，我们相信新型超越系列中文密度计/折光率仪一定会为我们客户的测量带来更多的便利！ 梅特勒托利多中国 2010年2月23日

【2013年1月10日，上海】Elektron Technology公司旗下品牌Queensgate近日宣布推出其革命性新款双传感器技术(Dual Sensor Technology)。这一尖端的控制技术与以往相比，可实现更快、更准确以及更稳定的显微镜物镜聚焦。 全新双传感器技术克服了传统纳米定位系统的限制，可提供更快的阶跃响应，提高有效载荷出现变化时的稳定性，并且显著增加自动显微术应用时的机械带宽。　　 　　NPC-A-1110DS 独立式模拟单轴闭合环路传动装置　　Queensgate推出的双传感器技术彰显了纳米定位技术领域的阶跃性变化是目前业内最尖端的控制技术之一。目前Queensgate的OSM-Z- 100B 100μm目标扫描机构以及NPC-A -1110DS独立式模拟单轴闭合环路传动装置已率先采用这一革命性创新技术系统。其中最新的OSM-Z-100B 100μm目标扫描机构，它将双传感器技术与Queensgate著名的电容纳米传感器(NanoSensors?)的卓越性能结合在一起，以非凡的聚焦稳定性实现亚纳米级分辨率。这项突破性的技术能够应用于各种袖珍模拟和数字控制器，其操作简便，为用户提供顶尖性能。 OSM-Z-100B 100 μm 目标扫描机构　　Queensgate 是Electron Technology公司的下属品牌，成立于1979年的英国伦敦，是一家为高科技为工业领域提供纳米定位和感应技术的解决方案商。公司服务于全球客户并为其提供技术领先且质量卓越的纳米定位技术已超过30年。公司设计团队将领先的研究成果运用到具有革命性意义的全新纳米定位系统中。 即使在当今这个全球新技术瞬息万变的环境下，Queensgate 依然处于该领域的前沿地位。凭借着卓越的技术，出色的品质为诸多领域，例如微系统、通信、半导体技术、生物技术以及航空航天技术等领域提供相关支持，并与扫描电子显微镜完美结合，实现微纳米尺度的操纵。

图1 来源：诺贝尔奖委员会官网。北京时间10月4日17时45分，有着“理科综合奖”之称的诺贝尔化学奖揭晓。瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus，俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov ，以表彰他们对量子点的发现和研究。该奖项的授予充分表明了量子点技术在科学领域中的又一重要突破。 01量子点是一种纳米级半导体发光材料，通过施加一定的电场或光压，这些纳米半导体就会发出特定频率的光，而发出光的频率会随着半导体的尺寸的改变而变化。因此，我们通过控制它们的尺寸和形状，就可以控制其发出的光的颜色（如图2），从而获得独特的光学和电子特性（如图2）。 图2 量子点荧光随尺寸的变化示例。 由于量子点丰富的物理化学性质，吸引了很多学者投身其中，目前已经形成了很多重要的前沿技术。除了我们熟知的已经商业化的量子点液晶显示以外，量子点还可以用于未来显示、光伏发电、高性能激光光源应用、单光子光源应用以及作为荧光探针用于生物成像等。 02 作为一种独特的纳米材料，在量子点的研究中，首先会关注其光谱特征和量子产率；在一些情况下，电致发光效率和荧光寿命也是需要被测量的参数。 #宽广的光谱测量 在生物荧光探针等应用的量子点研究中，不仅需要测量可见光区的光谱，还可能需要测量近红外红外光的光谱。 图3 从可见到近红外连续光谱测量的双探测器方案。为了契合这样的需要，滨松Quantaurus-QY plus中不仅配备了高灵敏度高信噪比背照式CCD探测器（探测范围从紫外至约1100nm的近红外，如图3上左），而且配备了专门用于近红外波段的InGaAs探测器（从850nm至1650nm，如图3上右）。作为在光电行业深耕细作几十年，光探测器产品线非常宽广的技术型公司，滨松在Quantaurus系列产品中均选用了自产的探测器。并基于对探测器的深刻理解与定制，开发出了特有的“光谱无缝缝合”技术，使得通过可见光探测器和近红外探测器所得到的光谱能够衔接在一起（如图3），从而使用户可以在350-1650nm的范围内，横跨可见及近红外区域得到完整且精准的光谱和真实的量子产率数值。(如图4） 图4 文献案例：横跨可见到红外的光谱测量。500nm左右的峰为吸收光谱，1300nm左右的峰为发射光谱。(N. Hasebe, et al. Anal. Chem.&ensp 87&ensp (2015), 2360)。 #精准的量子产率测量滨松量子产率测试仪对上至100%，下至1%以下的量子产率都具有非常准确的测量能力（如图5）。 图5 滨松量子效率分析仪对一些标准样品的测试值与文献值的对比(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。 为了得到精确的结果，除了在硬件方面精益求精，滨松也一直在研究量子产率测量中的各种误差来源。比如对于许多量子点，激发光谱和发射光谱会有所重叠（如图6）；这意味着量子点发出的荧光有可能被自身再次吸收——这种自吸收（reabsorption)现象会导致量子产率的测量值低于真实值，而且越浓的溶液低估得越厉害（如图7）。图6 几种量子点的吸收及发射光谱。实线为吸收光谱，多点连线为发射光谱；蓝绿黑红对应着量子点尺寸从小到大。(U. Resch-Genger, et al. Nat. Methods 5 (2008), 763)。 针对这种低估量子产率的可能，滨松运用了对应的自动测量流程及算法（K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys.&ensp 11&ensp (2009), 9850）保证得到最为准确的量子产率读数（如图7）。 图7 自吸收（Reabsorption)校正结果示例(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。#滨松量子产率测量仪Quantaurus-QY plus

近日，中国科学院近代物理研究所材料研究中心与俄罗斯杜布纳联合核子研究所合作，研发出一种孔径小于10纳米的固态纳米孔制备新技术。相关研究成果发表在《纳米快报》(Nano Letters)上。 　　高质量固态纳米孔的制备是DNA测序、纳流器件以及纳滤膜等应用的关键技术。当前，在无机薄膜材料中制备固态纳米孔的主流方法是聚焦离子/电子束刻蚀。该方法在制备过程中需实时反馈，更适合于单个纳米孔的制备。因此，探索孔径可调、孔密度可控和无需实时反馈的固态纳米孔快速制备技术具有重要的科学意义。 　　科研人员基于兰州重离子研究装置(HIRFL)，利用快重离子作用于WO3纳米片材料，实现了直接“打孔”的制备方法。同时，科研人员利用分子动力学模拟对物理机理进行解释，发现重离子在材料中的沉积能量会引起材料局域瞬时熔融喷发，以及熔融相的粘度和表面张力大小是决定纳米孔形成的关键因素。 　　该方法通过改变重离子的电子能损调控孔径大小，改变重离子辐照注量调节孔密度，使得整个制孔过程一步完成，不涉及化学蚀刻，具有一定的普适性和应用潜力。 　　该工作为重离子束应用于固态纳米孔制备开辟了新途径，并为解释重离子在固体材料中潜径迹形成的微观机理提供了重要的理论依据。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会等的支持。图：快重离子在WO3纳米片中直接形成纳米孔示例 图/徐丽君 翟鹏飞

牛津纳米孔测序仪在美国人类遗传学学会年会上公布技术参数　　2014年的ASHG年会于10月18日开始在圣地亚哥举行，有幸亲眼目睹了牛津纳米孔公司MinIon的现场演示，技术之创新，令人震惊!21日下午，牛津纳米孔公司特地在旁边的Hardrockhotel举行了一个小型的封闭式的技术说明会，讲解了纳米孔的测试结果。　　尺寸　　MinION的尺寸之小，大大出乎我的意料，竟然只有一支笔的长度，重大约100克，太神奇了。要知道，无论是Illumina,Pacbio，还是IonProton都是100斤以上大家伙。MinION完全颠覆了测序仪的形象，从第一眼看到MinION，我就觉得纳米孔技术称之为第四代基因测序仪，丝毫不为过。MinION直接通过USB链接到笔记本上，原始的电流信号通过网络传到英国的服务器上，进行Basecalling。　　测序长度　　纳米孔测序没有测序长度的说法，因为它完全颠覆了测序读长的定义。事实上，它总是能够完整的把一条DNA链从头测到尾，因此它的测序读长就是DNA的长度。极端的情况是，一整条染色体都可以从头测完，但是一般来说样本制备时DNA会断开。根据UCSC报道的用户使用的结果表面，一般读出的reads平均为1kb-5kb，这个读长完全是因为样本打断到了这个尺寸。我看到最长的reads竟然长达120kb，太神奇了!　　测序速度　　一个MinION有500个纳米孔在并行测序，每个孔每秒测30bp，因此，要测到1G的数据，需要3天时间。　　测序错误率　　纳米孔测序错误率非常高，高到现有的sequencealignment软件都无法应对。UCSC的生物信息学专家测试了BWA,Bowtie等等，每一种都不太适合。而测序错误率也因软件不同而相差巨大，如果一定要给个数字的话，大约为30%的错误率。纳米孔技术无法像pacbio一样做环形测序，纳米孔公司的人也承认没有找到大幅度降低错误率的办法。　　样本制备　　样本的制备有点让人失望。原本吹嘘说是只要DNA提取出来就可以直接上机测序的，而事实上需要四步，最短要90分钟。分别为打断，末端修复，ATailing和加接头。这样做的主要目的是降低DNA穿过纳米孔的速度。　　应用　　纳米孔测序最大最有优势的应用是什么?纳米孔的CEO似乎也没有想清楚。　　首先，英国一所大学介绍了使用MinION的快速测序，能够在二十分钟内检测出沙门氏菌。在传染病快速检测方面有明显优势。　　其次：在人基因组复杂的区间，比如HLA，纳米孔的超长读长有很好的应用。　　第三：纳米孔的长片段测序和Illumina短序列测序相结合，方便基因组组装。　　但是，纳米孔测序不适合做无创产前诊断，肿瘤基因突变，也不适合做新生儿遗传性疾病筛查。　　什么时候开始销售　　目前尚无任何消息关于纳米孔技术何时进入市场，因为纳米孔公司自己承认技术还不成熟，生物信息学工具缺乏，不具备进入市场的条件。纳米孔公司的策略是，先给少数专业的实验室测试，鼓励测试用户开发基于基于纳米孔的测序应用，开发适合纳米孔的生物信息学工具，这一过程也许需要2-3年，等这些条件具备之后再开始市场销售。　　我在现场提交了资料，登记成为早期测试用户，希望年底能拿到一个MinION回来试试看 今天下午思考了一个小时，拿到MinION之后，用来测什么样本呢?如果各位读者有什么好的建议，欢迎给我来信。　　总结起来，纳米孔技术产品的出现意味着第四代测序技术的诞生。但纳米孔测序真正给基因组学研究和临床应用带来重要的变化，还有非常长的路要走。也许10年之后，我们能看到一个成熟的，快速，准确的第四代测序。作者：贺建奎

经过30多年的发展，纳米孔在核酸测序领域已经成功实现商业化，在分子诊断领域（分析化学）也取得了巨大的进步。期间，研究者发展了不同种类的纳米孔，包括蛋白质纳米孔、高分子纳米孔、玻璃纳米孔和各种无机薄膜纳米孔。于此同时，理论研究和各种功能化技术也逐渐完善。研究内容从核酸测序扩展到对药物小分子、蛋白质、核酸碱基突变及其他一些重要的对象进行检测。本文主要介绍王家海教授团队在纳米孔领域取得的一系列进展和成果。（一）将纳米孔的离子整流现象运用到分析化学，提高纳米孔的应用范围和深度2008年之前，基于纳米孔的分子检测主要使用电阻脉冲方法（Resistive-pulse method）（图1）：在纳米孔两边施加电压时，纳米孔一端的离子在电场的作用下通过纳米孔，可观察到稳定的恒电流；当带有一定体积和电荷的探测物存在于溶液中时，电场的作用使其通过纳米孔，纳米孔中的离子浓度临时改变，可观察到一系列的电阻脉冲峰（Resistive pulse）。根据峰的大小、持续的时间和频率，即可对探测物进行定量和定性测量。图1. 基于蛋白质纳米孔的电阻脉冲方法电阻脉冲方法高度依赖纳米孔的孔径、稳定性、长度和表面的电荷及表面功能基团。譬如用于基因测序的蛋白质纳米孔，孔径只有两纳米左右。这些苛刻的要求，限制了该方法广泛用于生物体系中不同对象的探测及其实用化。因此发展新方法能使纳米孔分析化学应用更广泛和深入。2008年，为了提高纳米孔在分析化学上使用范围和深度，把离子整流现象运用到分析化学（Nanomedicine, 2008, 3, 13-20）。相关工作两次在国际大会进行专题报告。离子整流方法：在锥形纳米孔（带负电）两端实行电压扫描时，观察到一个非线性的电流对电压的曲线（I-V curve）；把带正电的探测物置于溶液，探测物会选择性吸附到锥形纳米孔内表面，探测物改变或逆转了孔内表面电荷数目，当再次对锥形纳米孔两端实行电压扫描时，会观察到一个改变的非线性的电流对电压的曲线，通过对电流改变值进行分析，即可对探测物进行定量分析（图2）。图2. 基于锥形纳米孔的离子整流方法随后，该团队进一步把这个原理运用于探测不同疏水性药物小分子（Talanta, 2012, 89, 253-257）。药物检测原理如下（图3）：（1）当不断改变药物分子在锥形纳米孔小端一侧的浓度时，观测到一系列变化的电流电压曲线。当药物分子达到一定值时，药物在纳米孔内的吸附达到饱和，电流电压曲线不再发生变化，这时候表面覆盖率达到1。（2）没有药物分子的时候，药物表面覆盖率为0，电流电压曲线为黑线。对应一定药物浓度的表面覆盖率，可以利用特定电压所对应的电流计算。（3）表面覆盖率与药物在溶液中的浓度和药物与表面的结合常数相关联。（4）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。不同疏水小分子在薄膜上的吸附能力不一样，所以可以用电流电压曲线区分不同小分子（图4）；小分子Hoechst 33342 在20微摩尔时薄膜内表面吸附达到饱和（图4A），分子Propidium Iodide 在1毫摩尔时薄膜表面吸附达到饱和（图4B）。分子Bupivacaine hydrochloride 在8毫摩尔时在薄膜内表面吸附达到饱和（图4C）。图3. 离子整流定量检测药物分子。（A）不同浓度的药物引起不同的离子整流和电流电压曲线。（B）药物在纳米孔表面的覆盖率可以通过相对电流改变量计算。（C）药物表面覆盖率与溶液中的药物浓度和药物与表面的结合常数通过Langmuir方程式相关联。（D）如果以表面覆盖率为Y轴，药物浓度为X轴，结合Langmuir方程式，就可以拟合出药物与薄膜内表面的结合常数。图4. 区别不同疏水性带正电的药物小分子。（A）对应于小分子Hoechst 33342的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（B）对应于小分子Propidium Iodide的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。（C）对应于小分子Bupivacaine hydrochloride的电流电压曲线图和相应的表面覆盖率随药物浓度变化图。相对于电阻脉冲方法，离子整流方法带来新的期待，它对纳米孔大小、表面修饰、膜厚度的要求都比电阻脉冲方法宽松很多。尽管如此，离子整流仍然需要更进一步的发展：高分子膜中50纳米以下纳米孔在电镜的观测下，会变形，测量不准，误差很大，且操作费事；高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内的分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面修饰差很多；基于高分子纳米孔离子整流，离子整流的整流系数变化还不太理想，使整个体系的检测限与其他表面技术和荧光方法相比较，还有一定差距；离子整流的应用范围需要继续扩展。（二）发展基于光透射技术的纳米孔孔径测量方法此前常用的表征核孔膜孔径的方法有电子扫描显微镜（SEM）和光学显微镜。SEM测试费用昂贵，操作时间长。光学显微镜只能测量微米尺度以上的物体。况且这两种方法都不能够实现在线监测。为了纳米孔孔径测量更方便，测量时孔径不变化，该团队发展了一种基于光透射技术的测量方法（Chem. Commun., 2013, 49, 11451-11417）。运用紫外分光光度计测量出核孔膜的大小（图5），可以覆盖50纳米到1微米的区间，有望填补在线检测核孔膜生产的技术空缺。该团队发明的这个方法，优势在于简单（图6），可以生产出微型化的装备快速检测孔径大小（图7），主要运用于高分子核孔膜的制备与表征（Track-etched Membrane），实现实时在线检测。该团队已经基于该方法开发了相关检测仪器，已经与企业开始技术转化洽谈。[1]图5. 核孔膜孔径在增大的过程中孔的周边会有一个缓冲带，这个区域会随着孔径增大而同时变大，会反射光。逐渐增大的缓冲带会使薄膜越来越不透明图6. 薄膜仅仅需要放在紫外样品池支架上（静电吸附）图7. 核孔膜孔径与光反射log值呈现良好的线性关系（三）设计无探针修饰的纳米孔分析平台，消除限域纳米孔内立体阻碍的干扰高分子膜表面的疏水性影响了探针分子的修饰，纳米限域内立体阻碍对探针和被测物之间的相互作用有很大的影响，造成纳米限域内分子探针修饰无论是成功率还是重现性都比开放表面的修饰差很多。针对这个不足之处，该团队设计了无探针修饰的纳米孔分析平台（Microchim. Acta, 2015, 59, 4946-4952 Talanta, 2015, 140, 219-225 Biosens. Bioelectron., 2015, 63, 287-293 J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 6371-6377）。在运用纳米孔作为检测平台时，探针修饰是常用的做法，但这种方法有不足之处，譬如纳米孔内表面的立体阻碍，影响检测限的优化。纳米孔内高电场也影响了探针在孔内的稳定性。在该团队的工作中，探针游离在溶液当中，可以高选择性的和目标对象结合（多余的探针被单碳纳米管除去），只有结合了目标物的探针才能被纳米孔吸附，从而改变纳米孔表面的电荷，因此能用纳米孔选择性检测目标分子。这个新方法的优势在于，探针与目标对象的作用完全在溶液中，不受表面影响。将该方法用于对三价镉离子的探测，仅仅通过选择适当的缓冲溶液就可以做到。图8. （a-c）在纳米孔表面吸附高分子PEI，然后吸附Zr4+离子，纳米孔具备吸附核酸探针的能力；（d）与探测物结合的核酸适配体吸附到纳米孔表面，没有与检测对象相结合的自由核酸适配体被单壁碳纳米管吸附带走。纳米孔表面的电荷改变可以通过离子整流探测。基于高分子的纳米孔整流器容易发生非特异性吸附，尤其是含有胺基的小分子容易吸附在纳米通道表面，这会降低纳米通道传感器的效率。该课题组利用主客体相互作用来消除过量小分子的影响，在检测三聚氰胺中利用环糊精（Cyclodextrin）解决了这一个问题。与单壁碳纳米管（SWNTs）相结合，β-环糊精（β-CD）为涂覆有聚乙烯亚胺（PEI）和锆离子（Zr4+）的锥形纳米通道提供了优异的传感性能。以三聚氰胺为检测对象，制备的纳米通道可以选择性检测三聚氰胺诱导的双链DNA（dsDNA）（Biosens. Bioelectron., 2019, 127, 200-206）。全部工作在广州大学完成。图9. 环糊精可以屏蔽三聚氰胺的非特异性吸附（四）借助纳米通道支撑基底，发现高分子膜材料上具备完美的离子二极管效应和离子整流现象高分子纳米孔离子整流系数变化不够大，其检测能力与其他表面技术和荧光方法还有一定差距。通过提高纳米孔的离子整流效率可以进一步降低检测限。借助纳米通道基底，该团队发现气体高分子响应膜材料上完美的离子二极管效应和离子整流现象（RSC Adv., 2015, 5, 35622-35630）。二极管效应早先是电子二极管很重要的一种现象，有广泛的应用实例。在后来的蛋白质纳米通道中也发现了二极管效应，与电子二极管不同的是电流的载体是离子，这种效应是离子二级管效应，其原理也被其他人工材料采用。本文发明了一种全新的离子二极管，并用新的物理化学机理解释了超薄气体响应高分子膜的这种离子二极管效应。该高分子膜除了可以应用在油水分离、海水淡化和能源隔膜等领域中，对应用在分析化学中也是很有前景，其离子整流系数达到几万倍，几乎接近完美。图10. （A）和（D）核孔膜电镜图（200 nm），（B）和（C）长满高分子膜的PET膜的上下两面。（E）和（F）高分子膜的厚度（1.6 μm）。图11. 只要调换溶液和控制电压方向，就可以制备可开关的离子二极管。电压方向可以控制离子在薄膜附近的浓度，从而引起薄膜亲水或者疏水。（五）运用离子整流解释高分子薄膜内羧基可以带正电纳米孔分析化学的应用范围需要继续扩展，譬如运用离子整流观测表面化学反应，把纳米孔集成到微小器件中用于体内检测。2011年该团队运用离子整流解释了高分子薄膜内羧基可以两步质子化反应带正电（Nanoscale, 2011, 3, 3767-3773）。发现不对称锥形纳米孔内新的物理和化学性质：聚脂薄膜内表面的羧基可以通过两步质子化使薄膜内带负电荷、呈中性、带正电荷三种状态。该工作打破了近十年的传统观念，以前认为薄膜内表面只能具备带负电荷、呈中性两种状态。表面羧基（COOH）是由NaOH刻蚀聚脂薄膜PET产生的，在中性溶液中薄膜内表面带负电荷（COO-），在溶液pH 下降到3 或更低时，电流电压曲线发生反转。要通过电流电压曲线观测到这个现象，需在比较宽电压范围内扫描。图12. 不需要生物化学修饰的离子整流器。（A）锥形纳米孔图，（B）薄膜表面电荷性质发生变化。（六）将二维纳米孔折叠成三维微米器件，用于细胞培养和药物释放目前基于纳米孔的分析检测都是在体外进行，要想将更加先进的检测技术运用到体内，必须和能用于体内的其他智能化的微小器件相结合。该团队曾经把二维的纳米通道折叠成三维的微米器件（Nano, 2009, 4, 1-5）。这种立体盒子的每个面都带有纳米孔，可以进一步功能化。该立体盒子（微米）可以用作细胞存放的容器，譬如能产生胰岛素的细胞。盒子的每一面的纳米孔都能感知周围的环境，根据需要用于营养成分的交换，保证盒内的细胞正常生长，并且在体内为患者提供源源不断的胰岛素。还可以把其他的药物分子放入微米器件内，为患者提供帮助。该工作只是初步的把纳米孔和其他先进器件相结合，后续的应用还需要更多的研究工作。图13. 三维纳米孔器件（七）小分子功能化的纳米孔通道可以调控离子流在家禽业中滥用金刚烷胺（ADA）及其衍生物作为兽药，可能会给人类带来严重的健康问题。因此，迫切需要开发一种快速、廉价、超灵敏的ADA检测方法。该团队建立了一种灵敏的锥形纳米通道传感器，利用主客体竞争的独特设计快速定量检测ADA。该传感器使用对甲苯胺类对纳米通道表面进行功能化来构建，然后用葫芦素（Cucurbit[7]uril，CB[7]）组装而成。当ADA加入时，由于主客体的竞争，它会占据CB[7]的空腔，使CB[7]从CB[7]-p-甲苯胺类络合物中释放出来，导致纳米通道的疏水性发生明显变化，这可由离子电流确定。在最佳条件下，该策略允许在10-1000 nM的线性范围内灵敏检测ADA。基于纳米通道的ADA传感平台具有高灵敏度和良好的重复性，检测限为4.54 nM。该文首次利用纳米通道系统实现了基于主客体竞争的非法药物快速、灵敏的识别，并详细阐述了该方法的原理和可行性。该策略为将主客体系统应用于小分子药物检测纳米通道传感器的开发提供了一种简单、可靠、有效的方法（Talanta, 2020, 219, 121213）。全部工作在广州大学完成。图14. 葫芦素调控的纳米孔检测三维金刚烷胺（ADA）（八）核酸纳米结构作为纳米孔信号传导载体检测病毒基因片段运用纳米孔直接检测小分子或者其他目标对象挑战性非常大，如果把对目标对象的检测转化成对核酸纳米结构的检测，可以解决很多以前不能解决的问题（Analyst, 2022, 147, 905-914）。特别是，具有明确三维纳米结构的DNA四面体是用作信号传感器的理想候选。该团队展示了在反应缓冲液中检测HPV18的L1编码基因作为测试DNA靶序列，其中连接DNA四面体到磁珠表面的长单链DNA被靶DNA激活的CRISPR-cas12系统切割。DNA四面体随后被释放，可以通过玻璃状纳米孔中的电流脉冲进行检测。这种方法有几个优点：（1）一个信号传感器可以用来检测不同的目标；（2）孔径比目标DNA片段大得多的玻璃状纳米孔可以提高对污染物和干扰物的耐受性，避免纳米孔传感器性能的降低。图15. 纳米孔结合CRISPA-cas12 检测病毒片段王家海教授简介王家海，广州大学化学化工学院教授、研究生和博士后导师，2008年5月美国University of Florida化学系毕业，师从Charles R. Martin；2008年5月至2009年1月，美国约翰霍普金斯大学化学生物工程系博士后，从事微纳米器件加工课题，致力于智能器件的设计及其应用性能的探讨；2009年1月至2014年8月，分别在中科院苏州纳米所和长春应用化学研究所任副研究员，从事体外诊断纳米孔检测相关的技术开发。2014年10月加入山东大学，任研究员，从事氢能源催化剂材料的开发。2017年至今加入广州大学，百人计划教授。入选中国科学院首批促进会会员，广州市高层次青年后备青年人才，全球顶尖十万科学家之一。目前团队研究方向包括能源催化材料、锂电池、生物化学传感器、纳米孔单分子计数器和5G通讯。代表性成果发表在Advanced Materials、Biosensor and Bioelectronics、J. Am. Chem. Soc.、Nano Letters 等国际著名期刊上。精彩会议预告：点击图片免费报名参加“第五届基因测序网络大会”

6月8日，齐碳科技正式对外宣布完成超4亿人民币B轮融资，由高瓴创投和鼎晖VGC（创新与成长基金）联合领投，博远资本、华盖资本及阳光融汇资本跟投，老股东高榕资本、中关村协同创新基金、银杏谷资本、雅惠投资及BV百度风投持续加码。齐碳科技专注于纳米孔单分子基因测序仪及配套试剂、芯片的自主研发、制造及应用开发。据了解，本轮融资完成后，齐碳将进一步加大科研投入，加速产业化进程，计划于今年内完成定型产品量产并推向市场。单分子纳米孔测序技术备受青睐纳米孔技术因其不需要复杂的酶扩增以及荧光标记，且其具有低成本高通量的特点而受到广大研究者们的青睐。纳米孔DNA测序的基本原理图与传统Sanger测序技术相比，纳米孔单分子测序技术的核心优势在于它的便携性、低成本和高通量。总体而言，相较于主流二代测序仪，纳米孔测序仪具有长读长、小巧便携、实时输出结果等优势，特别适合病原微生物快速检测、基因组结构变异以及重复序列变异检测。美国国家卫生研究院（NIH）提出了“1000美元测序”的概念，而基于纳米孔的DNA测序技术是最有潜力实现这一目标的方法之一，众多实验研究也进一步验证了纳米孔DNA测序技术的可行性。齐碳科技为国内唯一实现纳米孔测序仪产品化的企业齐碳科技创立于2016年，致力于纳米孔基因测序仪及配套试剂耗材的自主研发、制造与应用，是目前全球唯二、国内唯一通过自主研发实现纳米孔基因测序仪产品化的高科技企业。2020年9月，齐碳科技成功发布我国第一台纳米孔单分子基因测序仪QNome-9604，填补了国内新一代基因测序技术领域的空白。该款测序仪可直接检测过孔核酸，无需PCR扩增，读长可达150Kbp以上，8小时可稳定产出500Mbp数据，单次准确率达90%，设备小巧便携，可突破中心实验室使用限制，应用场景更为灵活。目前该产品已通过TÜV莱茵第三方检测，认定QNome-9604在基因测序通路数量、准确率、读长等方面的检测数据全部达标。投资人观点齐碳科技联合创始人&董事长胡庚博士表示，非常感谢齐碳科技的新老股东们对我们的长期关注与支持。齐碳科技成立至今不到五年，高效的完成了首款国产纳米孔基因测序仪的技术研发和产品定型，并将于今年实现产品量产，这一切都离不开团队的努力、股东的支持和市场的关注。本轮融资完成后，齐碳科技将投入更多的资源到团队扩充、产品升级、产能提升及商业拓展中，努力将更快更好的基因测序技术推广到更广阔的应用场景中。高瓴联席首席投资官、高瓴创投生物医药与医疗器械负责人易诺青表示：“齐碳科技研发了国内首台纳米孔基因测序仪，成功打破了基因测序设备、配套芯片及试剂研发领域的高壁垒和海外垄断，攻克了国内基因测序‘卡脖子’的技术难题。在市场应用空间中，微生物病原检测、癌症检测等细分领域适合成为纳米孔基因测序仪的首选应用方向。我们将长期支持国家重点领域科技研发，推动高水平科技自立自强。”鼎晖创始合伙人、鼎晖投资创始合伙人王霖表示：“基因测序行业增长迅速，传统二代测序技术在应用中存在一定的局限。作为下一代长读长测序技术中壁垒最高的产业链上游，齐碳科技具有强大的研发实力，产品迭代升级、性能提升速度快，公司目前在纳米孔基因测序仪方面的技术已达到全球领先水平。我们很高兴可以和齐碳科技这类硬科技公司携手同行，并期待公司产品早日实现在科研端和临床端的大规模应用。”博远资本创始合伙人陈鹏辉表示：纳米孔测序技术近年来快速发展，准确度、通量、成本等各方面都有了极大提升，科研和临床的应用场景持续拓宽，照亮了过去从未看到的基因组的黑暗角落。齐碳科技在具有强大战斗力的创始人团队带领下，成功突破纳米孔测序仪的超高技术门槛，产品顺利进入商业化阶段，公司也成为了国内该领域毫无疑问的龙头企业。博远资本非常高兴能够参与本轮融资，将持续赋能公司未来发展，在生命科学和精准医疗领域贡献更大价值。华盖资本医疗基金执行总经理孟楠认为，基因检测技术开发与应用在全球范围内已经进入高速发展期，齐碳科技创始团队具有全球视野及高效的研发能力，其拥有纳米孔基因测序方面的技术已达到全球领先水平。“我们高度认可齐碳科技团队的产品研发能力和开拓能力，相信在白净卫博士的带领下，公司将获得长足发展。华盖未来将助力公司成为测序领域的领导者，持续为社会创造价值。”阳光融汇资本合伙人石晟昊表示：第四代基因测序技术在读长，测序时间等方面有天然优势，齐碳科技团队的技术扎实、完整。作为这一技术路线国内产品化和商业化最快的公司，齐碳科技具有显著的投资价值。阳光融汇非常荣幸参与本轮融资，相信公司未来将在创始团队的带领下持续拓展第四代基因测序的技术和应用边界，成为基因测序行业龙头企业。

pstrong　　导读：/strong/pp　　纵观测序技术的发展历程，没有哪一个技术像纳米孔测序那样慢热，但也没有哪一个技术像纳米孔测序这么接近普罗大众。将单链DNA拉过蛋白孔，检测碱基穿过时电导的微小改变，纳米孔测序的这一基础理念已经有十几年历史了。/ppbr//pp　　1996年哈佛大学的Daniel Branton、加州大学的David Deamer及其同事，在美国国家科学院院刊PNAS杂志上首次发表文章指出，可以用膜通道检测多核苷酸序列。然而从第一篇论文到纳米孔测序的成形，这条道路并不是一帆风顺的。研究者们产生了很多分歧，也遇到了大量的技术死胡同。/pp　strong　一个平凡的开始/strong/pp　　利用纳米孔进行测序的理念是非常直观的：让DNA碱基一个个穿过纳米孔，同时快速鉴定每一个碱基。然而真正实施起来人们却遇到了很多问题。如何在碱基穿过的时候进行检测?DNA链穿过纳米孔时是否需要放慢速度?如何大量生成同样大小的纳米孔?/pp　　Deamer和Branton最初的想法是，给持续开启的通道施加跨膜电压，把线性DNA或RNA链拉过纳米孔。这一过程会立刻改变纳米孔的离子流，对此加以检测就可以确定DNA或RNA的构成。然而，在这种情况下DNA穿过纳米孔的速度太快，难以进行有效检测。/pp　　进入二十一世纪之后，越来越多的研究者致力于解决这些问题，让纳米孔测序成为现实。“可以说是NIH的$1000基因组计划刺激了纳米孔测序的发展，”Oxford Nanpore公司的创始人之一，牛津大学的Hagan Bayley最近撰文指出。/pp　　人们开始尝试改良纳米孔本身。天然的生物学通道(比如alpha-hemolysin)和开口小于2nm的人工纳米孔都可以用于纳米孔测序。研究者们发现，虽然人工纳米孔免去了和生物学材料打交道的麻烦，但大规模制造这么小的纳米孔实在太困难。最终，蛋白通道成为了纳米孔测序的主流。/pp　strong　真正实现商业化/strong/pp　　2005年，Bayley、Gordon Sanghera和Spike Wilcocks创立的Oxford Nanopore公司正式登场。为了开发稳定可靠的纳米孔测序平台，该公司从2007年开始研发以蛋白为基础的纳米孔测序系统。2012年，该公司在AGBT(基因组生物学技术进展年会)上发布了自己的纳米孔系统——MinION。/pp　　MinION是首个U盘大小的纳米孔测序仪，价格在一千美元作用，一天能生成约1Gb数据。该系统发布之后很快引起了轰动，被许多人视为基因组测序的未来。然而直到2014年的AGBT，人们才首次看到MinION系统的实战表现。/pp　　Broad研究所的David Jaffe在这次会议上展示了自己的MinION数据，他利用纳米孔测序的长读取来组装细菌基因组。研究显示，这个平台的平均读长大约在5kb左右，最长能达到20kb。对于这么小的装置来说，这种测序能力是相当令人震撼的。虽然MinION的总体序列质量和错误率受到了一些质疑，但仍然有很多研究者希望尝试这种迷你测序仪。/pp　　这一次，人们并没有等太久。2014年Oxford Nanopore公司启动了先期体验项目，研究者只需要提供一千美元的押金和相应的运费，就可以获得测序设备和一次性的流动槽，在自己的项目中尝试MinION系统。/pp　　2015年初，先期体验项目的数据陆续发布出来。三月份，Exeter大学的研究人员在Biomolecular Detection and Quantification杂志上发表文章，对MinION系统性能进行了评估。文章写到“作为首个基于纳米孔的商业化单分子测序仪，MinION是很有前景的。然而，目前的错误率限制了它与现有测序技术竞争的能力。不过我们发现，MinION与Illumina MiSeq数据结合起来使用，有助于de novo基因组装配。”/pp　　七月份，一个瑞典研究团队用MinION建立了细菌基因组草图。研究表明，这一系统生成了能定位的长读取，精确度达到79%。作者们总结道，“随着进一步的技术发展，我们相信MinION不仅可用于基因组装配，也能用于实地的快速检测。”此外，还有研究者用MinION对绿脓杆菌和大肠杆菌E.coli进行了测序。/pp　　strong高通量就在前方/strong/pp　　纳米孔测序目前还处于发展初期。除了解决错误率问题，平行测序能力对于这一技术的推广也很重要。问题是，怎样才能同时评估成千上万个纳米孔的离子流改变。/pp　　八月份，Hagan Bayley和牛津大学的研究人员在这方面取得了突破性进展。他们开发的光传感纳米孔芯片，能够同时检测大量的纳米孔。检测方法的改变是这项研究的关键所在。Bayley等人将纳米孔的离子流变化转化为可以直接观测到的荧光改变，并在多种蛋白纳米孔(包括alpha-hemolysin)中展示了这一技术的可行性。这一技术为大规模纳米孔测序平台奠定了基础。/pp　strong　参考文献：/strong/pp　　1. Kasianowicz J.J., Brandin, E., Branton, D., and Deamer, D.W. 1996. Characterization of individual polynucleotide molecules using a membrane channel. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 93(24): 13770-13773./pp　　2. Laver, T. et al. 2015. Assessing the performance of the Oxford Nanopore Technologies MinION. Biomolecular Detection and Quantification, Vol 3, pg 1-8./pp　　3. Karlsson, A et al. 2015. Scaffolding of a bacterial genome using MinION nanopore sequencing. Scientific Reports, doi: 10.138/srep11996/pp　　4. Huang S. et al. 2015. High-throughput optical sensing of nucleic acids in a nanopore array. Nature Nanotechnology. doi: 10.1038/nnano.2015.189/p

仪器信息网讯 为了磨练团队、培养团队成员相互协作的精神，同时让全体员工能在工作之余放松身心、感受中国传统文化的魅力，2010年8月6-8日间，仪器信息网举行了一次“文化之旅”活动——登临东岳泰山、寻访孔子故里。　　仪器信息网员工合影　　登东岳泰山，锻炼员工意志　　泰山为我国五岳之首，有着“天下第一山”之美誉，又被称为“书法之山”与“文化之山”。数千年来许多文人墨客都曾登临泰山，在泰山留下了书法墨迹与赞美泰山的诗词歌赋，此次旅程能到泰山大家都非常高兴。　　刚到泰山，只见绿树掩映，层峦叠嶂，又见溪流顺山而下，一片凉意，山间景色美不胜收，山石上随处可见书法名迹。虽然时值盛夏，但仪器信息网的员工依然开展了登山比赛，挑战这“天下第一山”，比赛中大家既相互竞争，又相互鼓励、帮助、扶持。最终，全体员工都克服困难坚持爬到了泰山山顶，一同欣赏泰山的晚霞夕照，体会杜甫当年所谓 “会当凌绝顶，一览众山小”的壮志豪情。当晚，大家夜宿泰山山顶宾馆，品尝当地特色美食。　　攀越“天下第一山”　　次日，为了观赏壮丽的日出，大家凌晨四点半就起身前往泰山最高处——玉皇顶，等待太阳升起。在山顶只见山谷之中云雾缭绕，雾霭流动，所有的景致都忽隐忽现，犹如海市蜃楼。就在大家焦急的等待中，终于太阳拨开浮云，微露面庞，但只那么一刹那，又被茫茫云海吞没。虽然只有短暂的几秒，大家也觉得十分幸运，毕竟在泰山上能看到日出的日子一年也只有十几天。　　泰山日出　　访孔子故里，体验儒家文化　　告别泰山后，大家又去往了此次旅程的第二站孔子故里——曲阜。一到曲阜，立刻就能体会到这里与众不同的城市建筑风格。古老的城墙与城楼，街道两旁的房屋大都采用了中国古代建筑中所采用的富有装饰性的屋顶等，在这里让人能不自觉的体会到一种浓郁的文化氛围。　　曲阜街道　　在曲阜大家一同探访了中国历代纪念孔子的圣地孔府、孔庙、孔林。孔府素有“天下第一家”之称，在孔府能够深切感受到中国古代建筑布局之中一院又一院层层深入的空间组织 孔庙是我国历代封建王朝祭祀孔子的庙宇，由一组气势恢弘的建筑群组成 孔林是孔子及其家族的专用墓地，进入孔林，只见古木蓊郁，几千年来，历代不断对孔林进行重修和增修，孔林内古树已达到今天的万余株。　　孔子塑像　　游览孔府、孔林、孔庙时随处可见渗透于其中的儒家思想。通过导游对孔子生平事迹、历史典故以及建筑特点的介绍，大家对“三孔”体现出来的儒家思想以及孔子的“著书立说”对后世的深远影响有了更多的了解。而仪器信息网作为一家以文字为载体，以真实反映、极力促进中国仪器行业发展为己任的网站，在这里，我们每一位员工都能感觉到自己工作的意义和肩上所担负的重担。　　游览掠影　　游览完曲阜，我们的旅程也就告一段落。回京途中，全体员工展开了妙趣横生的仪器名称接龙游戏，在游戏中大家不仅获得了欢乐还扩展了业务知识 许多员工还表演了富有家乡特色的节目，黄梅戏、二人转、四川民歌等，一路上大家欢声笑语不断，全体员工之间又增进了了解，加深了友谊。　　途中游戏环节　　三天时间很快就过去了，在这三天中大家一起登山观景，从繁忙的工作中暂时脱离出来，在大自然中放松自己的身心，为下一步的工作准备好精力。通过这一次团队活动，大家更深的体会到了仪器信息网这个大家庭的和谐与温暖，增强了整个集体的凝聚力。古语云“人心齐，泰山移”，相信在大家的共同努力之下，仪器信息网的明天会越来越美好!子曰“士不可不弘毅，任重而道远”，仪器信息网的全体员工还将继续如小蜜蜂般辛勤耕耘，为祖国科学仪器事业的发展贡献自己的力量!

近日，精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪，并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象，相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。 　　干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象，以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点，基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束，观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面，由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度，并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉，有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展，为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。 　　研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究，掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法，测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。 涡旋物质波干涉仪的实验构型 　　在前期工作的基础上，研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁，获得干涉仪的第一个分束器，干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量(涡旋态)；随后利用射频脉冲作为第二个分束器，在两个自旋态(对应分束器的两个输出端口)上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量，确保原子只布居在两个磁子能级，产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹，实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析，发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系(π 相位差)，该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案，并对磁场测量的灵敏度进行了评估，指出该方案可以测量有限大小的磁场，并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。 两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量 　　相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题，发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者，特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。 　　该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。

近日，精密测量院江开军研究团队研制出基于超冷原子气体的涡旋物质波干涉仪，并观察到两自旋分量上干涉条纹的相位锁定现象，相关研究成果 6月30日发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。干涉是经典波动力学和量子力学中的基本现象，以此为基础的干涉仪可以通过测量不同路径或通道间的相位移动对物理量进行精确测量。超冷原子气体具有组分纯净、相干性好且内外态精确可控的特点，基于该体系的物质波干涉仪近年来成为精密测量和基础物理研究的重要工具。目前在超冷原子气体中实现的物质波干涉主要是通过操控物质波的平动自由度实现分束，观测具有不同线动量的物质波干涉条纹进行相位测量。而另一方面，由角动量表征的转动是体系另一个重要自由度，并且超冷量子气体中的角动量与体系的涡旋、超流等量子现象具有密切的联系。在超冷原子气体中可以基于不同的角动量态实现一类新型的涡旋物质波干涉，有望用于测量体系的外部磁场、转动、粒子间相互作用和几何相位等物理量。实现涡旋物质波干涉的前提是在超冷原子气体中可控的制备和操控涡旋态。近年来携带角动量的拉盖尔-高斯光与冷原子相互作用研究的进展，为建立涡旋物质波干涉仪奠定了基础。研究团队近年来对超冷原子气体的涡旋光场调控开展了研究，掌握了利用涡旋光场驱动双光子拉曼跃迁实现超冷原子涡旋态的制备、操控与测量方法，测量了自旋-角动量耦合超冷原子气体的量子相变[Physical Review Letters 122, 110402 (2019)]。涡旋物质波干涉仪的实验构型　　在前期工作的基础上，研究团队利用偏置磁场在铷87原子F=1超精细能级的三个磁子能级间产生较大的二阶塞曼频移。团队利用一对具有不同角动量的拉曼光束诱导双光子跃迁，获得干涉仪的第一个分束器，干涉仪的两臂具有不同的自旋和角动量（涡旋态）；随后利用射频脉冲作为第二个分束器，在两个自旋态（对应分束器的两个输出端口）上都实现涡旋物质波的干涉。通过选择合适的拉曼光和射频脉冲的失谐量，确保原子只布居在两个磁子能级，产生无损耗的分束器。不同于线动量干涉产生的线向干涉条纹，实验上观察到角向干涉条纹。通过对干涉图样的分析，发现两自旋态上的干条纹具有反相位关系（π 相位差），该相位关系不受两涡旋态的角动量差、拉曼光的组成和超冷原子自由膨胀时间等实验参数的影响。提出了利用涡旋物质波干涉仪测量磁场的方案，并对磁场测量的灵敏度进行了评估，指出该方案可以测量有限大小的磁场，并且测量灵敏度不受原子数波动的影响。该工作为构建基于涡旋物质波干涉的新型量子传感器提供了实验基础。两自旋态干涉条纹相位关系的实验测量　　相关研究成果以“相位锁定的涡旋物质波干涉仪(Phase-locking matter-wave interferometer of vortex states)”为题，发表在学术期刊《npj Quantum Information》上。精密测量院博士生孔令冉为论文第一作者，特别研究助理高天佑和研究员江开军为通讯作者。　　该工作获得科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中科院国际团队以及湖北省创新群体项目等的资助。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-022-00585-5

2015年12月18日8时12分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道。不久后，这位暗物质猎手将张开“火眼金睛”，寻找暗物质粒子存在的证据。　　暗物质和暗能量，被科学家称为“笼罩在21世纪物理学上空的两片乌云”。目前，我国和多个国家已着手筹建或实施多个暗物质探测实验项目，其研究成果将可能带来基础科学领域的重大突破。根据“悟空”的师父、暗物质卫星首席科学家常进的说法，“悟空”是目前世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。　　“悟空”由中科院微小卫星创新研究院负责总研制，中科院紫金山天文台等科研单位共同参加有效载荷、科学应用等工程项目研制工作。　　“悟空”看上去并不大，仅有一立方米大，相当于一张办公桌的大小。体积虽小，装下的东西却堪比一个地上的大科学装置。卫星副总设计师安琪告诉记者，整个卫星的探测器有4.2万路电子学读出电路，168路高压电源，接近8万路探测器通道数，其复杂程度，超过我国地面最复杂的加速器实验装置(北京谱仪)。他说，要将所有探测器及其电子学安装在1个立方米的空间内，技术难度超过了我国目前所有的上天高能探测设备。　　至于“悟空”的“眼睛”，即卫星的有效载荷——高能粒子探测器“望远镜”，则重1.4吨，整星重1.9吨，载荷平台比达到2.8。根据载荷特点，卫星借鉴哈勃望远镜的设计理念，采用以载荷为中心的设计方案，探测器位于整星中心，电子学机箱及平台各单机均布于探测器周围的隔板上。　　从外表看上去，“悟空”从顶部到底部主要由塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器和中子探测器构成，4种探测器一层层组装，像一个倒立的四层蛋糕。卫星系统总设计师李华旺告诉记者，这4个探测器各司其职，又联合执行任务，可高精度地测量入射粒子的种类、方向、能量和电荷。　　根据设想，“悟空”进入太空后，将在500公里太阳同步轨道上采取两种观测模式：前两年采用巡天观测模式，由于暗物质可能存在于全天区的任何区域，所以第一阶段对全天区进行扫描。两年后，“悟空”转入定向观测模式，根据全天区探测结果分析出暗物质最可能出现的区域，并针对这些区域开展定向观测。　　这3年里，“悟空”每天都将观测500万个高能粒子，传回16G数据量，地面也将有100余人的科学家团队来分析研究数据。首批科学成果可能在6个月至1年后发布。常进说，一旦勾勒出的“伽马射线能谱”反映出与以往类似的谱线极段等特征，就意味着获得暗物质粒子存在的强有力证据。　　当然，他也表示，没有人能百分之百保证找到暗物质，“但只要卫星工作正常，就为我们打开了一扇观测宇宙的新窗口，必然会发现很多新奇的现象。”

我与国产仪器的那些事儿 ——呼出气体酒精检测仪南京市计量监督检测院 焦欣宇 210000随着我国科技水平的不断进步，国产仪器已经被广大用户认可。我来自南京市计量监督检测院交通安全部，主要从事酒检仪的检定工作。酒检仪是用于检测人体呼出气体中酒精含量的计量器具。近年来，民生安全越来越被重视，酒检仪不仅作为交通管理部门检查酒驾行为的工具，还在越来越多的工作单位用作上岗前的例行检查。所以这一块的业务量越来越大，我所使用的气液两用酒检仪检定装置是中科环仪计量技术有限公司自主研发的国产检定装置，操作简单，快捷。其原理是利用饱和与质量流量动态配气法，其提供的乙醇气体浓度均直接溯源到国家一级标准物质，更加科学严谨的应用于酒检仪的检定工作。相比以往的酒检仪检定过程因为需要消耗大量的乙醇气体要不断更换气瓶要方便的多，使用过程中呼气稳定。不得不佩服的是国产仪器本着从我们实际需要的出发，操作也非常人性化。国产仪器在操作规程上通俗易懂，便于理解。除此之外，在每次需要设备计量检定时，装置体积小，送检也很方便。由于本单位这块业务量大，每次都能在两天左右及时完成检定工作，基本是不会耽误到正常工作的。在日常的检定工作中，我们的计量器具基本已经全部国产化。还有一些目前在逐渐扩展的检验检测项目，在前处理环节，我认为除了特殊要求的国内无法满足的仪器设备外，其他可以全面购买国产设备，例如我们将要购买的离心机；恒温振荡器摇床；样品粉碎机；微波消解器以及一些便携式采样装置。但是在精密分析的大型仪器上，仍然还是使用的国外设备，值得一提的是在精密分析，精密技术的掌控上国内确实需要加强。 支持国产科学仪器已经逐渐成为政府及广大市场的普遍共识，仪器性价比高，操作人性化，使用体验感好，溯源有依据。同时希望国产科学仪器能更飞跃一步，在精密仪器领域能够有所突破，创新研发出属于自己的一套。

《Nature Methods》杂志将2012年度技术授予了定向蛋白质组学(targeted proteomics)。同时，杂志还介绍了2013年值得关注的技术，包括纳米孔测序仪(Disruptive nanopores)、微生物组功能研究(Probing microbiome function)、近红外探针(Near-infrared probes)、干细胞体外微环境(In vitro niches)等等。　　 　　在介绍纳米孔测序仪时，《Nature Methods》使用了颠覆性(disruptive)一词来形容纳米孔。早在2007年，DNA测序技术就曾因令人惊叹的改进而被选为当年的年度技术。到了2011年，测序技术的改进实现了大规模并行化，使得人类基因组可在单次运行中测序 Ion Torrent技术平台不再依靠光学设备来读取碱基，取而代之的是离子传感 而单分子测序技术也产生了非常长的读取。而就在这个充满了创新的高通量测序领域，还&ldquo 潜伏&rdquo 着一个更具颠覆性的技术。　　Oxford Nanopore Technologies公司在2012基因组生物学技术进展年会(AGBT)上宣布推出第一款商业化的纳米孔测序仪，引起了科学界的极大关注。纳米孔测序有望解决目前测序平台的不足：读长很长，大约在几十kb，甚至100 kb 错误率目前介于1%至4%，且是随机错误，而不是聚集在读取的两端 数据可实时读取 通量很高(GridION有望在一天内以30倍覆盖度测序人类基因组) 起始DNA在测序过程中不被破坏 以及样品制备简单又便宜。　　杂志指出，2013年我们将看到第一台商业化的纳米孔测序仪。在这台仪器中，单条DNA链将穿过蛋白孔，而第二种蛋白质将控制穿过的速度。随着碱基穿过纳米孔，它们改变了电流，带来特定的碱基组合。在理想的情况下，人们会看到每个碱基的典型模式，但目前的仪器将产生碱基三联体特有的模式，还需要通过计算机去卷积。这些模式也不限于四种DNA碱基，纳米孔测序仪还能检测甲基化和羟甲基化的碱基，理论上，它也能直接测序RNA。　　年底，Oxford Nanopore在美国人类遗传学协会的年会上展示了纳米孔测序仪的真机，但并未公布任何数据。也许，在2013年，我们将揭开纳米孔测序仪的神秘面纱，并期待更多成果发表。

LiquiPhysicsTM 超越系列中文密度计折光率仪4S理念： -- 安全Secure：专利指纹识别用户管理器、符合21 CFR part 11规则、LabX数据整合、审核跟踪 -- 简单Simple：一键测定、气泡检测、智能条码Smart CodesTM&trade -- 强大Sound：红外免接触传感器ErgoSenseTM&trade 、强有力的SC1/SC30自动进样系统、保护操作人员 -- 精密Sophisticated：多参数测量、内置条形码扫描、无缝连接LIMS 以旧换新活动内容： 在购买超越系列中文密度计或折光率仪时，凡客户有任意已淘汰的台式密度计或折光率仪产品，均可以用来免费换得最新型号USB-P25打印机。 活动时间：2010年4月15日-2010年12月31日 活动规则： -- 在全国范围内销售的超越系列中文密度计折光率仪均属促销范围 -- 任意一台台式密度计或折光率仪均可免费换得一台USB-P25打印机，不限品牌和数量 -- 此活动不与其他密度折光产品促销活动同时享受 详情请垂询分析仪器当地销售工程师。 如需更多了解，请访问www.mt.com 或联系梅特勒托利多4008客户互动中心 销售与咨询热线：4008-878-788 通信地址：上海市桂平路589号 邮政编码：200233 电子邮箱：ad@mt.com 本公司在法律范畴内对本次活动保留最终解释权。

近日，浙江大学光电学院的马耀光研究员在微型高性能光谱仪研究中取得了新进展。研究团队提出了一种具有皮米量级分辨率的微纳光纤锥光谱仪。在这种光纤锥光谱仪中，精心设计的光纤锥几何参数使得输入光激发的少数传播模，可以随着光纤锥的非绝热形变发生耦合、演化过程，进而快速形成大量的高阶模式。这些新形成的高阶模式同时也会随着光纤锥的渐变直径被截止而转化为泄漏模，从而在探测面形成复杂的光学散斑。光谱信息也在这个过程里被编码进散斑图案之中。可以利用基于Transformer的MobileViT模型，快速、高效、准确的对输入光谱进行还原。经测试，光谱仪可以工作在450-1100nm的波段范围内，对输入光的分辨率可达1 pm 数量级。该光谱仪以相对较低的制造难度与成本，在毫米级的空间尺度下实现了皮米级的波长分辨能力。自牛顿利用棱镜观察到色散现象以来，针对光谱技术的研究就在人类发展历程中占据了重要地位。随着光谱分辨率的提高与光谱理论的完善，光谱技术逐步从科学实验领域扩展到了分析应用上，在生物传感、环境监测、天文、医疗等领域都发挥着重要的作用。但是传统光谱仪体积庞大、价格昂贵，因而在实际应用中较难推广。对光谱的测量往往需要使用非常专业的设备或者在专业的检测机构才能进行。近年来，随着微纳技术的发展，微型光谱仪凭借其体积小、重量轻、操作便捷、结构简单、价格低廉等特点，逐渐被人们所重视。但是，针对光谱仪的低成本、小体积、高性能等要求存在内在的制约关系：减小分光和探测元器件的尺寸将导致光谱仪的分辨率、灵敏度及动态检测范围显著下降，同时有可能增加器件的制造难度与成本。如何利用计算光谱技术进行光谱编码与解码是打破这一内在限制的重要前提。微纳光纤（MNFs）是研究纳米尺度光与物质相互作用的优秀平台之一。利用其简洁的几何形貌、强光场约束等优点，研究人员利用自制的光纤拉锥机精确控制光纤锥尺寸，对其内部的传导模式产生有效调控，如图1a所示。a) 基于微光纤锥的光谱编码结构利用非绝热近似下的陡变光纤锥，将输入的少量低阶模式快速转变为大量高阶模式。产生的高阶模式的数量和权重均为输入光场频率的函数。因而，随着高阶模式被光纤锥的渐变直径逐步截止，光谱信息就会随着泄漏的光场被编码进探测到的复杂散斑图案之中。多模光纤拉制的光纤锥内支持的传导模式众多，再加上锥区模式耦合带来的自由度，散斑结构非常复杂，波长的微小改变也会使得散斑有非常明显的变化，从而可以在较小的尺寸内实现高分辨的光谱识别如图1b、c所示。图1光谱仪结构。（a）微型光谱仪图片（b,c）微纳光纤锥区泄漏模图案映射在衬底上的侧视图和俯视图1. 光纤纤芯直径、光纤锥度、锥区长度、拉伸长度等结构参数对光线锥泄漏散斑具有重要的影响。输入光在芯径更大的光纤中，可以激发更多的模式，因此在后续的模式演化过程中可以产生更复杂的散斑，包含更多的光谱特征。图2的仿真结果也验证了这一点。图2 不同纤芯直径拉制得到的光纤锥的散斑仿真。纤芯直径分别为（a）8.2 μm（b）62.5μm（c）105μm2. 在微纳光纤束腰直径一致的情形下，锥区长度越短，锥区角度越大。如图3所示。随着锥区变短，散斑尺寸缩小，由Nyquist采样定理可知，对于一定大小的探测器单元尺寸，系统可以采集的散斑精细结构的质量会随之变低。例如当锥长为750 μm时，散斑尺寸仅为~2 μm。图3 不同锥区长度的光纤锥散斑仿真。锥区长度分别为（a）6000 μm（b）3000μm（c）1500μm（d）750μm3. 通过优化拉制光纤的纤芯直径，拉制过程中的拉伸长度与锥区长度等参数，研究人员在300*600 μm的小尺寸内，得到信息足够丰富的散斑。散斑图样由互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器（CIS）直接获取，如图2a所示。利用自制的微纳光纤拉锥平台和转移平台，研究团队可以高效率、高精度地制备所需要的微纳光纤，并且将其与CIS探测器进行一体化集成。使得最终的样品在保证高集成度的同时，具有良好的稳定性与重复性。并且，制备的光谱仪核心元件的成本不到15美元。b) 基于深度学习的高精确度光谱复原研究人员发现重构型光谱仪的算法选择对重构结果也有较大影响，为了可以实现快速、低功耗的光谱重构，我们采用基于Transformer架构的MobileViT模型进行了训练，用于最终的图像分类与光谱重构。最终，光谱仪准确地恢复了450-1100 nm光谱范围内（受限于实验中采用的CMOS的工作带宽300-1100 nm 与神经网络训练过程中可用的输入光谱范围450-1200nm的交集）被测光谱信息，平均峰值信噪比(PSNR)为46.7 dB。重建的窄带光(彩色实线)和商用光栅光谱仪的地真光谱(图4(a)黑色虚线，Ocean Optics, LEDPRO-50)显示出很高的一致性。单色光的中心波长误差约为0.0223%。线宽误差约为7.37%。并且，光谱仪在图4b、c所示的性能极限测试中也展示出很好的表现：在工作带宽的测试中，可以准确恢复半高全宽为90 nm的光谱。在对于分辨极限的测试中，可以准确还原间隔1.53 pm的双峰信号。图4 光谱仪性能表征。（a）450-1100 nm波长范围内光谱恢复（b）连续光谱的恢复（c）窄双峰的恢复c) 高精度的高光谱探测能力因为微纳光纤尺寸小、光束缚能力强的特点，可以在一个传感器上集成多个微纳光纤锥，实现高光谱成像功能。图5a展示了在CIS上集成20个光纤锥的样品。结合机械扫描的采样方式，可以对例如图5b中的图像，进行高光谱采集。如图5c、d所示，采得的光谱信息具有很好的准确度和色彩还原度。图5 光谱仪高光谱表征。（a）20通道高光谱成像仪（b）彩色贴片图及高光谱复原结果（c）b中各个色块的光谱还原图（d）b中不同色块的CIE 1931色彩空间坐标研究团队利用轻量级Transformer架构的神经网络模型，对微纳光纤锥区泄漏模的干涉散斑进行优化与采集，简洁地实现了基于微纳光纤锥的光谱信息编解码架构，进而构建出一种尺寸在亚毫米量级，分辨率在皮米量级的低成本、高性能微型光纤锥光谱仪。此外通过在CIS上集成多个微纳光纤锥，可以实现高光谱成像的功能。未来，如果在标定过程中进一步考虑偏振态的影响，我们可以同时获得未知光的光谱和偏振态。论文所提出的光谱仪可应用于食品检验、药物鉴定、个性化健康诊断等领域，成本低廉。 本研究得到了国家自然科学基金和浙江省自然科学基金的资助。论文通讯作者为马耀光研究员，共同第一作者为硕士生岑青青和博士生片思杰。硕士生刘鑫航、唐雨薇、何欣莹也为论文工作做出了重要贡献。本论文的完成单位为浙江大学光电科学与工程学院、极端光学技术与仪器全国重点实验室、杭州国际科创中心、浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心。