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高灵敏光谱仪

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高灵敏光谱仪相关的资讯

  • 高灵敏光谱分析与成像 BCEIA2023光谱学分会报告会在京召开
    2023 年9月6-8日,第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(简称BCEIA2023)在北京中国国际展览中心(顺义馆)召开。作为BCEIA的重要组成部分,学术报告会邀请了来自海内外众多著名科学家,为大家带来了精彩的学术报告。除大会报告之外,BCEIA2023还设立了色谱学、质谱学、光谱学等11个分会报告会。7日上午,光谱学分会报告会正式开讲,聚焦“高灵敏光谱分析与成像”主题,围绕分子及纳米光谱、光谱分析与材料、高分辨光学成像、光谱仪与显微镜等主题方向,邀请到19位国内色谱领域资深科学家及青年才俊带来精彩报告。部分报告嘉宾BCEIA2023光谱学分会邀请到华东师范大学田阳教授、东南大学张春阳教授、中国科学院深圳先进技术研究院李剑平高级工程师、国家纳米科学中心王亚玲研究员、国家纳米科学中心李乐乐研究员、南京大学康斌教授、清华大学张昊副教授、中国科学院生物物理研究所纪伟研究员、清华大学孙素琴教授、清华大学吴嘉敏助理教授、北京工商大学林玲教授、广州大学张玉微教授、深圳赛陆医疗科技有限公司王谷丰首席战略官、中国科学院重庆绿色智能技术研究院王化斌中心主任/研究员/教授、北京大学李婷婷研究员、北京大学陈良怡教授、材料科学姑苏实验室罗刚研究员、郑州大学/北京化工大学教授吕超教授、上海交通大学余辉副教授共19位专家带来精彩报告。光谱学分会以“高灵敏光谱分析与成像”为主题,基于表面增强拉曼光谱(SERS)、先进光源(ALS)、太赫兹光谱(THz)、纳米压印光刻(NIL)、单分子定位显微镜(SMLM)和活细胞超分辨率显微镜(SR)等研究手段,结合人工智能和算法优化等辅助技术,专家们在基因测序、分子成像和聚合物降解检测等领域取得一系列研究成果。本次会展充分展现了近年来我国光谱学科取得的最新研究进展,整个会场内容丰富,学术氛围浓郁,充分展现出近年来光谱学在生物学、医学和材料学等领域发挥重要价值,以推动知识的发展和服务社会。
  • 高灵敏复合光电离飞行时间质谱PI-TOF MS获2022年“朱良漪分析仪器创新成果入围奖”
    2023年1月10日,由中国仪器仪表学会设置、分析仪器分会组织开展的“朱良漪分析仪器创新奖”在中国科学院过程工程研究所举行了颁奖典礼。为纪念朱良漪同志矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神,以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器创新工作,2017年中国仪器仪表学会设置、分析仪器分会组织开展“朱良漪分析仪器创新奖”评选活动。 金铠仪器 高灵敏复合光电离飞行时间质谱PI-TOF MS获2022年“朱良漪分析仪器创新奖”之“创新成果奖”入围奖。 中国科学院大连化学物理研究所 花磊 研究员 以 “高灵敏光电离飞行时间质谱关键技术及应用 ”成果 获得“朱良漪分析仪器创新奖”之“青年创新奖”。 高灵敏复合光电离飞行时间质谱PI-TOF MS电离源为基于真空紫外灯实现单光子电离、光电子电离和化学电离(PTR)三种电离方式快速切换的高灵敏、高覆盖度复合光电离源,产物为 M+、[M-H]+、[M+H]+的分子离子或准分子离子,具有碎片离子少、灵敏度高、可电离化合物种类多的特点,可实现高湿度环境下挥发性有机物(VOCs)的高灵敏实时快速测量,直接进样检测灵敏度达到pptv量级检出限及秒级的响应速度,质荷比200左右质量分辨率达到10000以上。 ² 产品出口美国高分辨复合光电离飞行时间质谱仪PI-TOF MS因其在宝洁公司北京研发中心使用性能出色,出口美国入驻宝洁(P&G)公司美国辛辛那提(Cincinnati)总部研发中心,主要用于研发过程对于日化产品中香精物质、呼出气中VOCs以及异味物质等复杂混合物的快速在线分析。² 国家重大突发事件应急检测2015年8月12日,天津港发生重大火灾爆炸事故。项目团队应大连消防队技术援助请求,迅速组建科技检测团队,携仪器奔赴事故一线。在本次救援工作中,所提供的仪器在现场连续监测工作18天,做到了零故障、零误报,共提供了150多份检测报告,为现场工作组前线救援指挥工作提供了重要的科学依据。² 催化过程在线分析:催化过程往往反应体系复杂、产物组分繁多、浓度及组分变化快速,当前较为成熟的GC、GC-MS、红外、单一的气体检测单元等技术往往分析速度慢、准确度差,难以满足催化反应过程中实时、多点、多组分、快速在线分析的应用需求。因此,具有全谱检测、高灵敏度、快速分析能力、准确定性定量等优势的高分辨复合光电离飞行时间质谱仪在过程监控领域受到越来越大的重视,在多个领域实现应用。(预了解更多具体信息请联系我司)² 工业过程在线监测:近年来,我国的工业化进程逐渐加快,工业过程对在线分析提出了更高的要求。在工业生产中,无论是白酒酿造、烟草生产、食品加工、造纸印刷等轻工业,还是石油天然气、电力、钢铁等重工业,设备故障以及生产条件变化都可能导致数量庞大的经济损失以及生产安全问题,因此生产过程以及产物状态监控是必不可少的关键环节。高分辨复合光电离飞行时间质谱仪先后在白酒、烟草、电力等领域实现应用拓展。(预了解更多具体信息请联系我司)² 热解产物在线检测:热解焚烧是废弃物的主要处理方法之一,而热解过程中产生的有毒、有害气体会造成环境的二次污染。塑料废弃物中,聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)占有很大的比重。PVC的热分解/燃烧过程会释放出HCl、芳香烃、氯代芳烃、甚至二恶英等有害物质。目前,已有红外光谱、裂解气相色谱/质谱、傅里叶变换离子回旋共振质谱等技术对PVC的热分解/燃烧产物进行检测,但会受到检测组分少、分析时间长、仪器价格昂贵等限制。本项目团队采用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪,实现垃圾焚烧、PVC热解过程产物的在线监测,并进行了产物随温度的变化趋势以及产物的形成机制等研究。(预了解更多具体信息请联系我司)² 产品品质/种类快速鉴别:食品品质以及品类鉴别一直以来是人们最为关注的民生问题之一,诸如农药残留、非法添加、剂量超标、真假产品等是造成食品安全与品质问题的重要方面,严重损害了广大消费者的身体健康,引发社会的广泛关注。而采用传统实验室检测方法时间较长,有一定的滞后性。针对现场快速检测这一需求现状,项目组使用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪开发了相应的快速检测应用方案。(预了解更多具体信息请联系我司)² 环境污染物在线检测:近年来我国大气环境污染形势日益严峻。国家对大气环境污染物的分布和污染水平的监测非常重视,在各地设立了大量环境监测站并购置了大量的检测仪器。但是,环境监测站属于定点检测,所获取的大气污染物浓度数据仅能反映出监测站周边的大气污染水平,监测站所覆盖的仅为国土面积的极小部分,其余部分仍为大气污染监控的盲区,不利于国家在宏观上掌握整体的大气污染情况。项目组采用高分辨复合光电离飞行时间质谱仪,实现环境污染物巡航监测与时空分布分析。(预了解更多具体信息请联系我司)
  • 这只近红外灵敏光谱仪,还没一毛硬币大!
    光谱分析是物质分析中的一种重要方法,在工业,农业,环境,食品,医药和制药等领域中的应用都十分普遍,而光谱仪则是长期征战于第一线的核心器件之一。光谱仪是测量不同波长光强的器件,通过区分物体发出和吸收波长的光谱,来分析物质的成分和状态。随着对食品、农作物安全、医疗制药等民生问题关注的与日俱增,分析仪器逐渐出现了部分小型化、便携化、民用化的趋势。更小巧紧凑、低成本、更高灵敏度(特别是针对近红外)的光谱仪器件一直被市场所渴求。 滨松此前陆续研发了两代融合了MOEMS技术的超紧凑微型光谱仪,从MS系列到指尖大小的C12666MA/C12880MA,在体积、成本以及灵敏度上都做出了不少努力,也获得了市场极高的关注和肯定。其中C12666MA微型光谱仪还斩获了被誉为光学界“奥斯卡”的“Prism Award”(棱镜奖)。不过,随着一位“新选手”的诞生,微型光谱仪“更小、更低成本、更高近红外灵敏度”又一次被重新定义:超紧凑的SMD型微型光谱仪C14384MA。滨松SMD型微型光谱仪C14384MASMD型微型光谱仪C14384MA,采用独特的光学设计,并配备了滨松最新的高灵敏APS型CMOS图像传感器,提高了对近红外光的灵敏度。与同样可测近红外光的MS系列相比,新产品体积约为其1/14,重量为其1/30,灵敏度却是其50倍。可以实现对水分、糖、有机酸等食品的各种成分的高灵敏测定。滨松各系列超紧凑型微型光谱仪SMD系列与MS系列的光谱响应灵敏度对比另外,在光谱分析中,需要测量各种成分吸收的复杂光信息,凭借特制的光栅,该产品可以测定不同波长的光强度变化的连续数据,采用高级分析方法进行分析。 ※1:波长800nm以上;※2:波长1000nm时,MS系列微型光谱仪的灵敏度参考为1;※3:波长850nm时。当然,最具有直观冲击力的,肯定是体积的大幅缩小。这是如何做到的呢?想要实现更小的尺寸,就需要使光谱仪内部光栅所在凹面的弯曲变大,并减少与图像传感器之间的距离。但要在弯曲度大的凹面上形成光栅,却是很困难的事。而这只新的微型光谱仪,则通过2个反射镜加上特殊的光学设计技术,来解决了这个问题。普通光线在前进时会不断发生扩散,为了使通过入射狭缝的入射光得以平行前进,SMD型微型光谱仪内部设置了两个反射镜。入射光在一次反射镜上进行调整,进而通过二次反射镜引导至光栅进行分光,同时借由凹面将其聚焦在图像传感器的各像素点上,并针对不同波长的光强度输出电信号。而两个反射镜采用了折返的结构,在抑制凹面弯曲度的同时,也减少了与图像传感器的距离。滨松三个系列微型光谱仪的结构对比同时,SMD型微型光谱仪的光栅在封装上直接成形,并通过独特的工艺,将入射狭缝、二次反射镜、图像传感器高度集成于同一芯片上,大大减少了内部元件的数量,一方面进一步缩小了体积,另一方面也成功缩减了整体器件的成本。今后,随着生产的自动化,SMD型微型光谱仪的成本将可能得到进一步降低。继C12666MA微型光谱仪,SMD型微型光谱仪也步入“Prism Award”(棱镜奖)的殿堂,荣誉入围了2019年“传感器及探测器”部分的Finalist,受到行业的认可。而以这样小小的身形,SMD型微型光谱仪可轻易装配至对部件尺寸及重量有较高限制的便携式分析仪器、无人机等设备上,期待它在食品及农作物实时检测、无人机环境分析等,要求现场实时测定的各种场景中发挥作用。
  • 高选择、高灵敏、高通量——色谱填料发展的方向
    p style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "仪器信息网讯/span/strongspan style="font-family: 宋体, SimSun " 2020年7月14日,由中国化学会色谱专业委员会指导,仪器信息网、上海分析仪器产业技术创新战略联盟、北美华人色谱学会、中国科学院兰州化学物理研究所联合主办,上海分析技术产业研究院协办的“第五届色谱网络会议(iCC 2020)”,在云端盛大开幕。为让更多网友了解色谱填料技术进展,会议特设“色谱填料新技术”专场,并吸引了1200多位来自不同领域的网友参与。/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/86bdb18a-b7c1-414a-bacf-93d0ae60b651.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202007/uepic/90ff8f81-f372-4efd-b111-9fd2c8a6063f.jpg" title="2_副本.jpg" alt="2_副本.jpg"//pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "本场会议由中国科学院兰州化学物理研究所研究员邱洪灯主持,他介绍:“色谱已成为应用最为广泛的仪器分析方法之一,色谱分离的核心是色谱柱,而色谱分离材料则是色谱柱的灵魂。目前,我国色谱填料产业化关键技术基本来源于国外,我国高端色谱分离材料制备关键技术还有一定差距,色谱填料和色谱柱严重依赖进口,自主研制高效色谱“芯”至关重要。”/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "色谱分离新材料、新技术/span/strong/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "迪马科技副总裁兼全球技术总监李广庆在其报告中介绍,新型色谱分离材料主要有四大类。第一类是基质、配体与色谱柱,主要包括Type C硅胶、聚合物和金属氧化物微球材料;杂化材料和金属有机骨架材料;硅烷化试剂设计与合成;填料制备自动化和色谱柱二维设计。第二类为快速分离材料,主要有UHPLC和核壳材料、整体柱、纳米材料和方法开发自动化。第三类为高选择性分离材料,主要是分子印迹、限进介质、免疫亲和材料;极性修饰、混合模式和多功能型分离材料;过渡金属配位型分离材料;多维色谱。第四类为微分离材料,包括基质分散和吸附剂填充微萃取技术、微流控芯片技术等。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="color: rgb(192, 0, 0) "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "碳纳米材料修饰硅胶色谱固定相/span/strong/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "碳纳米材料一般用作样品前处理方面,不过色谱填料也有不少研究。邱洪灯提到,仅仅将碳纳米材料填充到柱子里做填料,由于其吸附能力很强,容易拖尾,分离效果往往不尽如人意。因此需要对其进行修饰,如氧化纳米金刚石修饰、燃烧刻蚀法多孔石墨烯等。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "碳量子点作为碳纳米材料中的一种,与其他碳纳米材料相比,具有颗粒较小、有丰富的功能基团,容易制备、改性等优点。在报告中,邱洪灯具体介绍了各种碳点修饰硅胶新型色谱填料,他认为该新型材料具有很好的应用前景,有望进一步开发。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="color: rgb(192, 0, 0) "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "多孔骨架材料/span/strong/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "多孔骨架材料在色谱分离和样品前处理中具有良好的应用潜力,相关研究也促进了色谱领域的发展。南开大学副教授杨成雄介绍,2007年,Cooper课题组首次提出共轭微孔聚合物的概念,其种类和性能多样孔径可调、比表面积大,且稳定性和可复合型都很好。不过,共轭微孔聚合物在样品前处理和色谱分离中的应用仍处于起步阶段。其团队从多孔骨架材料合成方法入手,通过修饰、制备复合材料等手段脱产了其在色谱分离的应用。多孔骨架材料在污染物去除和样品前处理中有良好的应用潜力,其中色谱分离的应用有待进一步研究。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="color: rgb(192, 0, 0) "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "绿色溶剂及材料/span/strong/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun text-indent: 2em "毕文韬介绍,化学分析过程所产生的废弃物,易燃和腐蚀性物质约占55%,有毒物质约占42%,具有反应活性的物质占3%,这些废弃物对环境有一定的影响。因此,发展无污染或者少污染的绿色分析化学技术是必然趋势,也将逐渐成为分析化学领域的前言。在液相色谱绿色化方面,主要是流动相和固定相的绿色化。流动相可采用超临界流体、离子液体、水等代替有机试剂。而固定相方面,可通过提高分离效率,减少流动相的消耗;也可对固定相进行改性,从而摆脱流动相对有机溶剂的依赖,其中离子液体固定相的分离效果是比较好的。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="color: rgb(192, 0, 0) "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "混合模式色谱固定相/span/strong/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "混合模式色谱是在一根色谱柱上能够实现两种或者多种分离机理共同主导的分离技术,特点为分离选择性高、样品容量高、分辨率高以及一次分离中可以提供多种作用力等特点。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "王路军在报告中介绍,混合模式色谱起源于19世纪60年代初,随着技术的进步,目前色谱工作者将一系列新材料如MOF、COF、石墨烯、碳点等用于混合模式固定相的研究。该技术可用于中药成分分析、生物催化、蛋白质成分分析、环境污染物分析等诸多领域。由于具有诸多优势,因此,混合模式色谱能够为复杂样品的分析提供一种新的解决途径,为手性分离与分析机理的研究提供新的思路。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="color: rgb(192, 0, 0) "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "新型材料富集材料/span/strong/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "生命科学需要先进的分离方法和技术,但生物分离由于生物样品种类多,包含着数万种蛋白、蛋白分布不均一性和动态变化、样本个体和病例阶段的产异性等原因,所以比较难,迫切需要开发对生物分子具有特异性识别、灵敏响应和智能捕获能力的新型材料,解决生物分离、分析领域中的问题和挑战。卿光焱首先具体介绍了基于二肽的糖肽捕获材料,糖识别既是主客体化学中的一个重大挑战,也是分析糖链结构和糖肽功能的前提,还是获取糖肽类生物标记物的关键。结果显示,基于二肽的糖肽捕获材料可从1000倍的BSA干扰中富集得到32个糖肽位点,此外这种材料还对糖链连接的同分异构体能进行精确区分。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "他还具体介绍了基于动态共价化学的唾液糖链捕获材料、智能的糖肽捕获材料和器件。他提到,生物分离的过程中蕴含了丰富的相互作用机制、科学的认识界面上的分子机制并利用材料对分离的过程进行精确、动态调控是研究关键。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "除了以上新型色谱分离材料外,安捷伦应该用工程师吴翠玲还具体介绍了脂肪萃取技术在脂质组学中的应用,她通过样品分析系统的阐述了SPE方法与传统LLE相比,在脂质组学分析中,可提高分析结果的重复性,节约时间,且过程环保。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "strongspan style="font-family: 宋体, SimSun "新型色谱填料发展趋势:高选择性、高灵敏度、高通量/span/strong/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "分离材料性能直接关系到分离的效率以及检测结果的准确性,因此研究与开发高性能的新型材料一直是分析化学领域最重要的课题。/span/pp style="line-height: 1.75em text-indent: 2em "span style="font-family: 宋体, SimSun "随着技术的不断发展和需求的变化,色谱填料将朝着高选择性、高灵敏度和高通量的方向发展。比如,开发高强度、超微粒径液相色谱填料,以适应超高效、快速和高灵敏度的应用需求;开发小粒径核壳型填料和新型硅胶整体柱,以提供分析速度快、柱压低和简单易行的液相色谱分析方法等。相信随着色谱填料国产水平的不断提高,我们将最终摆脱严重依赖进口的现状!/span/ppbr//p
  • "高灵敏电化学发光检测方法"获国家专利
    近日,中科院长春应用化学研究所徐国宝等科研人员的一项发明专利“环境友好的高灵敏电化学发光检测方法”获得了国家知识产权局的授权(专利号:200510016848.4)。  联吡啶钌电化学发光标记分析是继放射分析、酶联分析、荧光分析和化学发光分析之后的新一代标记分析技术。它是基于高浓度的三丙胺与低浓度的联吡啶钌标记物发生电化学发光反应来进行生物分析,该技术由于具有灵敏度高、线性范围宽、抗干扰能力强、试剂稳定、重现性好等优点,被广泛应用于临床分析和科学研究。但联吡啶钌/三丙胺体系需要很高浓度的三丙胺才能实现高灵敏检测 且在不同工作电极上发光强度差别较大,铂电极上的发光强度仅约为金电极上的十分之一。因此十几年来人们一直在寻找替代三丙胺的新型共反应物,但一直没有找到发光效率高于三丙胺的共反应物。  该研究小组针对标记分析的特定条件,调研了一系列含有不同链长和基团如羟基、羧基和氨基等的共反应物的发光情况,找到一种高效的新型共反应物二丁基乙醇胺。在浓度为20 mM时,它在金电极和铂电极上的发光强度分别约是目前效率最好的三丙胺的十倍和一百倍。与一般采用外加增敏剂提高发光效率不同,二丁基乙醇胺是通过自身的羟乙基的催化来显著提高发光效率。由于羟乙基是一个吸电子基,因此该研究表明不是所有吸电子基团都是抑制电化学发光的,为寻找更加优良的试剂提供了新途径。二丁基乙醇胺具有优良的分析性能,在浓度只有三丙胺的五分之一时检测联吡啶钌比三丙胺的检测限好一个数量级。该研究对联吡啶钌电化学发光标记分析具有重要意义。
  • 海洋光学紫外高灵敏度响应光谱仪的应用
    海洋光学推出的紫外高灵敏度响应光谱仪MAYA2000 Pro(175-1100nm),采用滨松背照式面阵CCD探测器,极大地增强了紫外-可见光谱谱段的光谱响应,信噪比得到极大提高,适合于低检测限及高动态范围的弱光测量应用,紫外最远波长检测限可达155nm. 特点:1. 背照式2048像元面阵CCD,量子效率可达80%2. 紫外高灵敏度响应,无需紫外增强镀膜3. 低噪声、高信噪比、高动态范围4. 积分时间最短6ms5. USB2.0及RS232接口通信 Fig1.Maya2000 Pro Fig2. 探测器光谱响应 应用案例:工业用乙醇勾兑在线监测可行性分析采用MAYA2000PRO测量酒精及其勾兑水溶液,测量发现乙醇在紫外217nm左右出现吸收峰,与乙醇浓度成比例,而水在970nm处出现吸收峰,与水浓度成比例,如图3所示;采用海洋光学近红外光谱仪NIRQuest所测的近红外吸收图谱如图4所示。 Fig3. 乙醇、纯水及其水溶液光谱吸收图谱(紫外可见) Fig4. 乙醇、纯水及其水溶液光谱吸收图谱(近红外) 通过实验简单配比及数据拟合发现,在两波长处217nm及970nm乙醇吸光度与其浓度均呈现出良好的线性相关性,R Square线性可达0.987,标准偏差0.04(含实验配比偏差),结果如图5所示:Fig5. 217nm及970nm数据回归拟合 关于海洋光学:总部位于达尼丁,佛罗里达的海洋光学是世界领先的光传感和光谱技术解决方案提供商,为您提供测量和研究光与物质相互作用的先进技术。海洋光学在亚洲与欧洲设有分部,自1992年以来,在全球范围内共售出了超过120,000套光谱仪。海洋光学拥有庞大的产品线,包括光谱仪、化学传感器、计量仪器、光纤、薄膜和光学元件等等。海洋光学是致力于安全检测领域的英国豪迈集团的子公司。海洋光学的产品在医学和生物研究、环境监测、科学教育、娱乐照明及显示等领域应用广泛,公司隶属英国豪迈集团(www.halma.cn)。创立于1894年的豪迈是国际安全、健康及传感器技术方面的领军企业,伦敦证券交易所的上市公司,在全球拥有 4000 多名员工,近40 家子公司,2008/09财年营业额超过 4.5亿英镑。豪迈旗下子公司的产品主要用于保护人们的生命安全和改善生活质量。通过持续不断的创新,这些产品在国际市场上始终处于领先地位。这些产品使我们的客户更安全、更富竞争力和盈利能力。豪迈的子公司正在多个领域为中国的经济做出贡献,主要包括制造、能源、水及废物处理、环境、建筑、交通运输及健康行业等。豪迈目前在上海和北京设有代表处,并且已在中国开设多个工厂和生产基地。如果需要更多的信息请联系:海洋光学亚洲分公司中国上海长宁区古北路 666 弄嘉麒大厦 601邮编:200336电话:(86) 21 6295 6600传真:(86) 21 6295 6708电子邮箱: Distributorsupportasia@oceanoptics.com网址: www.oceanopticschina.cn
  • IRsweep发布微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪新品
    微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 传统光谱仪由于光源,测量方式等限制,需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱。 然而,生物医学、化学动力学等许多过程都是发生在微秒级的时间内,这些过程是传统技术的光谱仪没办法观察到。IRsweep公司推出的IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱仪是一种基于量子级联激光器频率梳的红外光谱仪,突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制,能实现高达1 μs时间分辨的红外光谱快速测量,完美提供了结合高测量速度(微秒级时间分辨率)、高光谱分辨率和宽光谱范围的解决方案,这种高速的测量方案开启了生物医药、化学反应动力学光谱分析的全新的可能。IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪 IRis-F1 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪原理示意图 主要特点: 1 μs时间分辨率 高达0.25 ~0.5 cm-1波数分辨率 双量子级联激光频率梳技术提供高能量光源 测量数据信噪比高 易于微量及痕量光谱分析 方便易用、可靠性高 主要技术参数: 高信噪比广泛的应用领域: 时间分辨光谱 动力学研究 光催化研究 高通红外光谱分析 适用固体、液体、气体样品化学成分分析 主要应用案例:1、菌紫红质时间分辨红外光谱研究 菌紫红质(bacteriorhodopsin)是存在于细菌(如生活在盐湖中的嗜盐细菌)中的光敏跨膜质子泵。 菌紫红质结构示意图 盐湖中嗜盐细菌光敏变色 实验装置示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示: 成功观察到微秒时间分辨下的菌紫红质光敏状态变化 在微秒测试时间内,mOD浓度下光谱结果良好 光谱噪音水平低 时间分辨快速双光梳红外光谱适用于: 直接分析快速生物过程 实时研究动力学变化 高通分析蛋白-配体相互作用 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 2、光催化过程的时间分辨红外光谱研究 三联吡啶钌(Ru(bpy)32+ )由于具有良好的受激发特性,在电致发光(ECL)检测领域有着广泛的应用。 光催化水分解反应机理: (i) Ru(bpy)32+ 被光激活;(ii) 消耗 S2O82- ,变为3+ 价转态 (iii)在 Co3O4 催化下,电子从水转移到 Ru(bpy)33+ 还原成2+价转态 相应的实验方案示意图 时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果显示: 成功观察到微秒时间分辨下的催化反应 获得μOD浓度下信号 能结合ATR技术时间分辨快速双光梳红外光谱适用用于: 催化反应 化学反应 反应过程监控时间分辨快速双光梳红外光谱测量结果 3、时间分辨红外光谱进行远距探测 远距探测用于远程探测危险物质,如爆炸物、生物/化学试剂等在安全防护领域具有重要的意义。而远距探测依赖于来自遥远表面的光束反射信号探测,具有较大的挑战。 实验装置示意图IRsweep远程探测方案测量结果 IRsweep远程探测方案测量结果显示: 成功探测到远程物体的漫反射信号 较高的输出能量具有远程探测的优势 能探测到 1 μg/cm2 表面覆盖的信号IRsweep远程探测方案可用于: 国土安全 机场安检 IRsweep 相关光学产品 IRcell – 超长光程激光样品池 适用于红外激光吸收光谱 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 更低容量更高灵敏度 光程长度:349 cm 样品池体积:38 ml 低边噪声水平:0.2‰ rms IRcell 技术参数: IRcell 应用案例 实时分析呼吸气体中的CO和CO2 — using an EC-QCL 实验装置示意图 实验测试结果Ghorbani, R. & F. Schmidt, F.M. Appl. Phys. B (2017) 123: 144. doi:10.1007/s00340-017-6715-x 使用IRcell用于呼吸气体的分析结果显示: 成功探测呼唤气体中的CO2和CO 较长的光程具有痕量气体探测的优势 对痕量气体探测具有很高的信噪比IRcell适用用于: 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试 部分用户 2018年8月,首套新一代IRis-F1时间分辨快速双光梳红外光谱系统在德国柏林自由大学( Free University of Berlin)的Joachim Heberle 教授组成功完成安装。 创新点:基于量子级联激光器频率梳技术,突破了传统光谱仪需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱的限制,能实现高达1μ s时间分辨的红外光谱快速测量。微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪
  • 522万!中国民航大学便携式高灵敏气相色谱-质谱联用仪采购项目
    项目编号:TC229905G项目名称:中国民航大学便携式高灵敏气相色谱-质谱联用仪采购项目预算金额:522.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):522.0000000 万元(人民币)采购需求:中国民航大学便携式高灵敏气相色谱-质谱联用仪等设备采购,具体内容详见招标文件。合同履行期限:合同签订后90日内。本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 新品推出 | IRsweep: 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪
    瑞士IRsweep公司成立于2014年,脱离苏黎世联邦理工学院,由Dr. Andreas Hugi,Dr. Markus Mangold,Dr. Markus Geiser三位创始人联合创立。该公司提供基于中红外光谱的量子联激光器(QCL)双频率梳的的光学传感解决方案,致力于为多种应用提供快速的、实时的、选择性强的和宽带光谱的激光光谱解决方案。 微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1 传统光谱仪由于光源、测量方式等限制,需要几秒钟或者更长的测量时间来获取一个完整的光谱。然而,生物医学、化学动力学等许多过程都是发生在微秒的时间内,这些传统技术的光谱仪是无法观察到的。 IRsweep公司推出的微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1是一种基于量子联激光器频率梳的红外光谱仪,能实现高达1 μs时间分辨的红外光谱快速测量,该技术结合了高测量速度(微秒时间分辨率)、高光谱分辨率和宽光谱范围的解决方案,这种高速的测量方案开启了生物医药、化学反应动力学光谱分析的全新可能。 主要特点: 1 μs时间分辨率 高达0.25 - 0.5 cm-1波数分辨率 双量子联激光频率梳技术提供高能量光源 测量数据信噪比高 易于微量及痕量光谱分析 方便易用、可靠性高 IRsweep公司目前主要提供的商业化产品还包括IRcell超长光程激光样品池。 适用于红外激光吸收光谱 工业、医疗、环境领域的痕量气体检测 工业过程控制 安全监控 微量样品测试更低容量更高灵敏度 光程长度:349 cm 样品池体积:38 ml 低边噪声水平:0.2‰ rms 2018年8月,套新一代的微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1在德国自由柏林大学( Free University of Berlin) Joachim Heberle教授组完成安装验收。Quantum Design中国子公司也于2018年正式将该产品引进中国,为中国客户提供高效的技术支持和解决方案,欢迎广大科研工作者垂询。 相关产品及链接:1、 IRsweep微秒时间分辨超灵敏红外光谱仪IRis-F1:https://www.instrument.com.cn/netshow/C305345.htm2、 neaspec纳米傅里叶红外光谱仪nano-FTIR:https://www.instrument.com.cn/netshow/C194218.htm3、 neaspec超高分辨散射式近场光学显微镜:https://www.instrument.com.cn/netshow/C170040.htm
  • BCEIA2023光谱学分会精彩预告:高灵敏光谱分析与成像
    第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2023) 将于2023年9月6-8日在北京中国国际展览中心(顺义馆)召开。BCEIA作为展示国际新技术、新仪器、新设备的窗口,一直以来受到国内外众多专家、学者、科技人员的关注,同时,学术报告会作为BCEIA重要组成部分,始终面向世界科技前沿。BCEIA 2023将举办大会报告、分会报告、高峰论坛、同期会议、墙报展等多场精彩学术活动,邀请国内外行业顶尖学者及学术带头人,分享最具前瞻性的研究进展,针对学科关注度最高的技术及应用进行研讨和交流。2023年9月7-8日,BCEIA2023学术报告会——光谱学分会将在学术会议区E-206会议室举行,聚焦“高灵敏光谱分析与成像”主题,围绕分子及纳米光谱、光谱分析与材料、高分辨光学成像、光谱仪与显微镜等主题方向,邀请到19位国内色谱领域资深科学家及青年才俊带来精彩报告。特邀报告人报告摘要Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) has unique advantages for in vivo analysis, but still possesses significant challenges. Aiming to the key issues for in vivo SERS analysis, including complex environment, low molecular content and intermolecular interdependence, a series of novel semiconductor Raman substrates were uniquely constructed for highly sensitive, selective and multi-channel SERS analysis of molecules associated with Alzheimer's disease.First, by regulating the semiconductor energy level structure, we proposed a new SERS method that enhances the Raman signal by promoting charge transfer through level matching and heterojunction blocking of electron-hole recombination, resulting in a 4-order of magnitude enhancement of the SERS enhancement factor to 1010 and establishing a highly sensitive in vivo analysis method. Secondly, we proposed a new strategy for triple recognition of molecular specificity, level matching, and fingerprint peaks, establishing a highly selective Raman analysis method for in vivo analysis, a SERS optophysiological probe was created for real-time mapping and recording of chemical and electrical signals without cross-talk in the live brain. Moreover, it was the first time that a Raman fiber photometry was built up for real-time tracking and simultaneous quantitation of multiple molecules in mitochondrial across the brain of free-moving animals. Meanwhile, a highly selective non-metallic Raman probe was created through triple-recognition strategies of chemical reaction, charge transfer, and characteristic fingerprint peaks, for monitoring and quantifying of local mitochondrial O2•-, Ca2+ and pH in six brain regions upon hypoxia. It was discovered that hypoxia-induced O2•- burst was regulated by ASIC1a, leading to mitochondrial Ca2+ overload and acidification.专家简介田阳,华东师范大学特聘教授,现任华东师范大学化学与分子工程学院院长。2013年曾获国家杰出青年基金资助;获日本化学会“The distinguished lectureship award”,中国分析测试协会一等奖(第一完成人),中国化学会女分析化学家,上海市自然科学奖一等奖(第一完成人);受邀在神经学和神经科学等国际国内做大会、主题或邀请报告36次。目前担任Chemical Communications副主编和《高等化学学报》副主编。田阳教授长期从事活体电信号的化学表达分析领域研究,在发展生物化学分子(如酶、蛋白等)的精准分析测量策略、建立长时程稳定的高空间分辨成像方法、及开拓高速成像分析新仪器等方面开展了深入和系统的工作。报告摘要Single-molecule detection enables the measurement of molecules at the single-molecule level, and it can be used to study the conformational changes and interaction between the molecules, holding great potential in biochemical analysis and biomedical research. In comparison with the conventional ensemble measurements, single-molecule detection possesses the advantages of ultrahigh sensitivity, good selectivity, rapid analysis, and low sample consumption. Single-molecule detection can be used as an ideal analytical approach to quantify the low-abundant biomolecules with rapidity and simplicity. We demonstrate the applications of single-molecule detection-based biosensors for sensitive detection of various target biomolecules such as long noncoding RNAs (lncRNAs), microRNAs (miRNAs), and circular RNAs (circRNAs). The biosensors show extremely high sensitivity. Moreover, these biosensors enable simultaneous measurement of multiple endogenous RNAs at the single-cell level, and it may discriminate the expressions of various RNAs in lung tumor tissues and the healthy tissues, offering a promising platform for clinical diagnosis and biomedical research.专家简介Chun-yang Zhang obtained his PhD degree from Peking University, China, in 1999. During 1999–2008, he worked at Tsinghua University, China Emory University, USA The Johns Hopkins University, USA and The City University of New York, USA. In 2009, he joined as a professor in the Shenzhen Institute of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, China. During 2015-2023, he worked as the dean of college of Chemistry, Chemical Engineering and Material Science in Shandong Normal University, China. In 2023, he joins in Southeast University, China. He is the recipient of the China National Fund for Distinguished Young Scientists. His research focuses on analytical chemistry, bioelectrochemistry, bionanotechnology and single-molecule detection.报告摘要Marine plankton play important role in ocean biogeochemistry, and their observation is of fundamental significance for oceanographic research and coastal environment monitoring. However, current marine plankton observation still relies heavily on traditional manual net sampling and optical microscopy inspection, which has long been notoriously slow and labor intensive. Developing automated and online approaches for this task is expected to satisfy the urgent needs from marine scientists for research and government departments for operational oceanographic coastal seawater environment monitoring. The advent and application of in situ optical imaging have enabled more direct observations of marine plankton in different tempo-spatial scales, greatly promoted our understanding of marine plankton ecology. However, existing underwater plankton cameras compromise between their imaging resolution and field of view (FOV) for in situ observations. In order to enlarge the sampling volume in single frame acquisition, they usually adopt lower magnifications to enable larger FOV but sacrifice the resolution. This will inevitably lead to a decreased imaging resolution, leading to insufficiency to obtain enough image details for the relatively small plankton targets and hence inaccuracy for subsequent species identification and quantification.In this talk, the speaker will report some recent developments by his team on in situ plankton imaging technologies. Particularly, the talk will emphasize a deep learning-based super-resolution in situ plankton imaging technology. This new technique is expected to enhance the existing plankton imageries and enable future underwater plankton imaging instruments for better in situ plankton observation and hence deeper our understanding of the marine plankton ecology.专家简介李剑平,男,博士,中国科学院深圳先进技术研究院正高级工程师,中国科学院大学博士生导师,深圳市海洋声光探测技术及装备工程研究中心主任。研究领域包括创新光学方法、先进光电仪器、机器视觉与机器学习在海洋观测中的应用。先后主持和参与了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院、香港大学教育资助局(RGC)、广东省科技厅、深圳市科技创新委等研究项目。带领团队研制了水下浮游生物成像仪、走航式浮游植物成像流式细胞仪、海水叶绿素a、COD、BOD传感器等多种海洋观测探测仪器。在IEEE JOE,ICES JMS, FMARS,ECCV,ICCV, Optics Letters, Optics Express、Applied Optics等光学、海洋科学和机器视觉知名期刊和国际学术会议发表论文多篇,申请中国发明专利和实用新型专利43项,获得发明专利授权7项,实用新型专利授权6项;在ICCV, Ocean Optics, International Ocean Color Sciences, Focus on Microscopy等知名国际会议做主旨报告、口头报告多次。李剑平博士是国际电子电气工程协会IEEE高级会员、美国光学学会Optica会员、国际光电工程师协会SPIE会员、国际海洋技术学会MTS会员、中国仪器仪表学会高级会员、中国海洋与湖沼学会海洋观测分会理事、中国海洋湖沼学会海洋腐蚀与污损专业委员会委员、深圳市人工智能学会会员、广东省自然资源厅赤潮专家库专家。长期担任Optics Letters, Optics Express, Biomedical Optics Express, Applied Spectroscopy, Applied Optics, Cytometry Part A等知名学术期刊论文审稿人,担任国际会议ICCV Computer Vision in the Ocean Workshop程序委员会委员和审稿人。报告摘要The advanced light source (ALS) analytical technologies have been expanded to dig into the underexplored behavior and fate of nanomedicines in vivo. It is increasingly important to further develop ALS-based analytical technologies with higher spatial and temporal resolution, multimodal data fusion, and intelligent prediction abilities to deeply unlock the potential of nanomedicines. In this presentation, we focus on several selected ALS analytical technologies, including imaging and spectroscopy, and provide an overview of the emerging opportunities for their applications in exploring the biological behavior and fate of nanomedicines. Improved ALS imaging and spectroscopy techniques will accelerate a profound understanding of the biological behavior of new nanomedicines.专家简介王亚玲,国家纳米科学中心研究员,广州市新发传染病疫苗研发技术创新促进会理事,主要研究方向为基于先进光源的纳米生物分析方法、新型纳米佐剂开发及产业化研究。近年来,在Nature protocols, Acc. Chem. Res., ACS Cent. Sci., Nano Today, Anal. Chem., ACS Nano,等期刊上发表70余篇论文,申请发明专利18项,获授权国家发明专利3项。作为首席科学家承担了科技部政府间科技合作重点专项,主持了国家重点研发计划大科学装置专项课题1项,国家自然科学基金青年、面上、重点项目子课题各1项,作为项目骨干参加中科院先导B项目、纳米生物效应及分析方法等相关十多个项目研究。报告摘要Molecular sensing and imaging have become powerful tools in both fundamental research and clinical diagnosis because they enable not only to quantify but also to track biological molecules of interest. During the past years, we are dedicated to developing new strategies that enable spatiotemporally selective molecular sensing with higher precision. For example, by designing light-activatable sensors and combining it with upconversion nanotechnology, spatiotemporally controlled imaging of metal ions in mitochondria was achieved. In addition, activatable sensors could be triggered by endogenous cues. By introducing peptide nucleic acid to bridge the gap between DNA and peptides, we demonstrated that DNA self-assembly could be specifically triggered by specific protease, thus generating fluorescence signal output for real-time monitoring of tumor response to drug treatment. Furthermore, we designed an enzyme-mediated signal amplification strategy that enables to selectively enhance the signal of inflammation-associated molecules in disease tissues, and thus allowing for molecular imaging with a high signal-to-background ratio.专家简介李乐乐,国家纳米科学中心研究员,博士生导师。于北京大学获博士学位,随后在美国伊利诺伊大学香槟分校、麻省理工学院和哈佛大学从事博士后研究。先后获得国家杰青、国家优青、海外高层次青年人才计划等项目支持。研究方向为活细胞和在体分子成像方法与疾病诊断技术,相关工作以通讯作者发表在Nat. Biomed. Eng.、Acc. Chem. Res.、J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.等期刊。报告摘要The transient microscope based on the Pump-Probe principle combines time-resolved detection and microscopic imaging, which enable to study the spatiotemporal evolution of microscopic particles and energy in the space and time domains. This report will share with you our research progress in recent years in the construction of transient microscopic imaging methods and instruments across time scales from fs to ms based on the Pump-Probe principle. Including: femtosecond time-resolved wide-field transient absorbance microscopy and measurement of various energy-carrying carriers in materials nanosecond time-resolved transient photoelectrochemical microscopy and measurement of electric double layer formation kinetics at the nanoscale microsecond time-resolved transient heat dissipation microscopy for the measurement of heat transfer and dissipation within single cells. The above several research cases show our attempts and thinking in expanding the connotation and extension of Pump-Probe technology. For the purpose of throwing bricks and starting jade, we discuss with colleagues the new scenarios of ultrafast spectroscopy and imaging technology applications.专家简介康斌,南京大学化学化工学院教授、博士生导师。研究兴趣为发展高时空分辨的成像测量方法、技术及仪器装置,诠析微纳化学系统及生物系统中的基本传质、传电及传能过程及其动力学。承担了国家自然科学基金委原创探索研究计划、国际合作中俄项目、面上项目等。受聘为俄罗斯科学院海外专家,共建莫斯科“生物医学光子学”国际实验室并任联合主任(co-director),担任日本北海道大学客座教授。报告摘要Optoelectronic devices made from functional nanomaterials are promising for biosensing and modulation at cellular, tissue-, and other levels. Key design principles for such devices include the development of efficient optoelectronic materials and their integration with biological samples via the biotic/abiotic interfaces. In this work, we first develop direct patterning methods for quantum dots and other functional nanomaterials. These methods rely on ligand crosslinking and other reactions, forming microscale quantum dot patterns without using traditional photoresists. Patterning nanomaterials with different optical and electrical properties leads to an array of multifunctional devices, whose sizes are about several microns and comparable with the sizes of cells. We then integrate these devices with cells or tissues via a layer of two dimensional metal organic frameworks. The optoelectronic devices form mechanically robust interfaces with cells and tissues. The favorable charge transport behavior at the interfaces make such bioelectronics devices effective in monitoring regional tissue oxygen saturation in awake animals, and optically modulating the neuronal activities of neurons and the sciatic nerves of rats.专家简介张昊自2019年起加入清华大学化学系,担任副教授、博士生导师。本科(2007年)和硕士(2010年)毕业于清华大学化学系,博士(2015年)毕业于美国芝加哥大学化学系,2016–2018年在美国西北大学材料系进行博士后研究。主要研究方向为功能材料的直接光刻图案化与3D打印以及柔性生物电子器件。报告摘要Remarkable progress in Single molecule localization microscopy (SMLM) has been made in the past decade. Here we developed interferometric and cryogenic imaging which exhibit excellent localization precision performances compared to conventional SMLMs. We introduced interferometric SMLMs named ROSE and ROSE-Z. A fluorescence molecule is located by the intensities of multiple excitation patterns of an interference fringe, providing improvement in the localization precision compared to the conventional centroid fitting method at the same photon budget. We demonstrate this technique by resolving a nanostructure down to 5 nm. We also built an ultra-stable super-resolution cryo-FM that exhibits excellent thermal and mechanically stability. We have demonstrated the super-resolution imaging capability of this system. The results suggest that our system is particularly suitable for SMLM and cryogenic super-resolution correlative light and electron microscopy. Based on the cryo-fluorescence imaging technique we developed, we build a cryogenic correlated light, ion and electron microscopy (cryo-CLIEM) that is capable of preparing cryo-lamellae under the guidance of three-dimensional confocal imaging. Moreover, we demonstrate a workflow to preselect and preserve nanoscale target regions inside the finished cryo-lamellae. By successfully preparing cryo-lamellae that contain a single centriole or contact sites between subcellular organelles, we show that this approach is generally applicable, and shall help in innovating more applications of cryo-ET.专家简介Dr. Wei Ji is a Principal Investigator at the Institute of Biophysics (IBP), Chinese Academy of Sciences (CAS). He obtained his Ph.D at IBP in 2010 and then focused on developing new superresolution microscopy and correlative light and electron microscopy techniques. His recent publications on interferometric single-molecule localization microscopy and integrated multimodality microscopy for target-guided cryo-lamellae preparation can be found in Nature Methods journal.报告摘要With the help of chemometrics (especially the optimization and combination of various algorithms), a multi-level infrared spectrum macro fingerprint analysis method for complex system was established. Based on the infrared spectra of hundreds of thousands of food, health care products and traditional Chinese medicine, the multi-molecular vibration theory is extended on the basis of single molecular vibration theory, which lays a theoretical foundation for "multi-level infrared spectrum macro fingerprint analysis". On the basis of genomics, proteomics, metabonomics and metalomics, the basic concept of "macrogenomics" was proposed. Combining the “multi-component ecological metabolism theory” , “multi-component competitive adsorption-diffusion theory” and “Multilevel Infrared Spectral Macro-Fingerprints Analysis” of mixture system, and following the three technical routes of " analysis without separating, analysis while separating and analysis while combining " , the growth and metabolism laws of animals and plants at the molecular spectrum level were revealed , the mechanism of human etiology, pathogenesis, health preservation and internal material transformation prevention and control were explained.专家简介1978年元月毕业于清华大学工程物理系后留校工作至今。1979-1980年从事基础物理和无机化学教学工作,1981-1983年从事原子光谱分析工作。1986年至今,从事红外光谱分析工作。主要研究领域:分子振动光谱学、化学计量学、中药和食品分析化学。主要学术贡献:在基因组学、蛋白组学、代谢组学等组学的基础上提出了“宏观组学”的基本概念。在国际上首次提出并建立了针对复杂混合物体系的“多级红外光谱宏观指纹分析法”。目前已发表SCI论文近200篇,获中国发明专利3项,已出版中英文学术专著4部,多次获得中国分析测试协会CAIA奖。多次在国内外举行的国际会议上作邀请报告,作为合作主席主持了“第4届二维相关光谱国际会议”。作为组委会主席筹办了“2018全国光谱大会”。 兼任北京理化分析测试技术学会副理事长,光谱分会理事长。《光谱学与光谱分析》副主编。美国药典委员会(USP)脱脂乳粉顾问组专家成员(2014)。报告摘要Long-term subcellular intravital 3D imaging in mammals is vital to study diverse intercellular behaviors and organelle functions during native physiological processes. However, optical heterogeneity, tissue opacity, and phototoxicity pose great challenges, leading to the tradeoff between the field of view, resolution, speed, and sample health. In this talk, I will discuss our recent work in multiscale intravital fluorescence microscopy based on computational imaging methods. Various large-scale fast subcellular processes are observed, including brain-wide neural recoding in mice at single resolution, 3D calcium propagations in cardiac cells, human cerebral organoids, and Drosophila larval neurons, membrane dynamics in zebrafish embryos, and large-scale cell migrations during immune response and tumor metastasis, enabling simultaneous in vivo studies of morphological and functional dynamics in 3D.专家简介Jiamin Wu is an assistant professor in the Department of Automation at Tsinghua University, and PI at the IDG/McGovern Institute for Brain Research, Tsinghua University. His current research interests focus on computational imaging and system biology, with a particular emphasis on developing mesoscale optical setups for observing large-scale biological dynamics in vivo. In the recent 5 years, He has published more than 40 journal papers in Nature, Cell, Nature Photonics, Nature Biotechnology, Nature Methods, and so on. He has served as the Associate Editor of PhotoniX and IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology.报告摘要Cell analysis is of great significance for understanding the essence and law of life, as cell is the basic structural and functional unit of organisms. To approach the true cell activities in vivo, living cell analysis in vitro requires simultaneous monitoring of cell responses through quantitative and controllable methods in simulated cell microenvironment. In order to monitor the biochemical characteristics of cells, liquid crystal biosensor was introduced into microfluidic chip. We synthesized liquid crystal elastomer microspheres functionalized with horse-radish peroxidase (LCEM-HRP), which can be immobilized directly on the surface of individual cells cultured in 2D microfluidic chip, to monitor the real-time releasing of H2O2 at the single-cell level. [1] The LCEM-HRP could report H2O2 through a concentric-to-radial transfiguration. The level of the transfiguration of LCEM-HRP revealed the different amounts of H2O2 released from cells. The cell lines and cell-cell heterogeneity were explored from different configurations of LCEM-HRP. This method realizes in situ real-time imaging of unstable molecules released from living single cells with high spatial-temporal resolution, high selectivity and high sensitivity. It provides a new idea for real-time imaging of signal molecules released from cells to the microenvironment.专家简介林玲,北京工商大学教授。2016年于日本东京大学工学部获得博士学位,并在博士期间研发微/纳流控系统用于活体单细胞微量样品的检测。回国后主要从事微流控芯片上细胞代谢产物的研究,利用微流控芯片构建细胞共培养模型,结合荧光成像及高灵敏度质谱检测技术,系统地研究了细胞在不同微环境条件下,药物诱导对特定细胞的作用机制, 为细胞微环境药物刺激响应等生命过程提供理论依据。近五来已发表SCI 学术论文50余篇,其中通讯或第一作者论文发表在Chem. Soc. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Anal. Chem.等国际学术期刊,并参著中英文专著3章。作为负责人获得国家自然科学基金青年、面上项目资助。报告摘要Classic nanomaterials characterization techniques can only give the morphology, structure, size, energy state, but the information of the microscopic activity on the micro level. Based on the single molecule fluorescence microscopy, this paper introduces some works on how to characterize the catalytic reactivity at single particle level. 1) developed the dynamic super resolution imaging microscopy and electrochemical-single molecule fluorescence microscopy to implement the dynamic tracking the active sites. 2) The study on dynamic of active sites and high-throughput single particle analysis of the electrochemical system were realized. The mechanism of quantum effect and synergistic effect is revealed at the single particle scale. These studies provide characteristic mechanism information for the analysis of active structure-activity relationship of nanoparticles.专家简介张玉微博士,教授,广州大学百人A计划教授;广州市高层次人才,中国科学院青年创新促进会会员。广东省杰出青年基金获得者,国家自然科学基金委优秀青年基金获得者,广州市青年科技工作者协会秘书长、副理事长。从事能源、环境等领域纳米材料的荧光显微分析工作,近年来在PNAS、Nat. Commun.、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Anal. Chem.、ACS Nano等杂志发表SCI 论文50余篇,他引2000 余次。参与撰写英文专著两部《Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts》《Single Particle Nanocatalysis》。申请专利26 项,其中12 项已获授权。论文被包括Nature、Chem. Rev.、PNAS、 JACS 等刊物予以正面引用或评述, 相关工作获得包括Nature Energy、中国科学院官网、光明科技、搜狐科技等多家科技媒体的积极评价。科研工作被广州日报、学习强国等媒体平台报道。报告摘要Spatial omics provides spatial location and interaction network information between cells at the gene expression level. It is an important tool for in-depth study of tissue/cell functions, microenvironment interactions, developmental processes, disease pathology, etc., which are essential for clinical and pharmaceutical research and development. In recent years, spatial transcriptomics triggered a research boom not only in academia but also in industry. In principle, spatial transcriptomics can be categorized into two types: imaging based (e.g. FISH) and capturing based. The second type is characterized with unbiased capturing, which is more suitable for scientific discovery. However, it also suffers from limited spatial resolution, low capture efficiency, and the high technical barriers for DNA chip manufacturing.We are developing massively parallel DNA sequencing techniques and sequencing-based high throughput detection platforms such as spatial omics tools. An ultra-high density DNA chip manufacturing technology was developed, which is suitable for spatial transcriptomics studies. Our strategy uses oligonucleotide arrays on DNA chips to capture tissue RNA and then correlate spatial barcodes with genetic sequences through sequencing. The key to this technique is the formation of a high-density, high-resolution DNA capture probe lattice on the capture chip. We used special technology to form these lattices on the glass surface so that the spacing between the capturing addresses can reach below 1 micron. The capture probes can be as high as 18 thousand per square micrometers, greatly promoting the capture efficiency. Based on this technology, we further demonstrate high-resolution spatial omics data, including the studies of mouse testes, mouse brains, mouse kidney, and other tissues.专家简介Drs. Marc Porter, Ning Fang, and Edward Yeung from 2006 to 2011. He served as a faculty member in North Carolina State University from 2011-2019. His research focuses on super resolution optical imaging and surface chemistry. In 2020, he co-founded Shenzhen Salus Biomed Co. Ltd., which is a biotech company aimed at developing massively parallel DNA sequencing techniques and sequencing-based high throughput detection techniques. Currently, he serves as the Chief Scientific Officer in Salus Biomed.报告摘要Terahertz spectral imaging is an important field of THz science and technology. In this presentation, I will introduce our recent work to demonstrate three different THz time-domain spectral imaging techniques by which biological samples were investigated on different spatial resolutions from millimeters, micrometers to nanometers. First, we employed a conventional far-field THz spectroscopy system with a millimeter resolution to image mouse skin tissue with melanoma. It was found that the melanoma could be unambiguously identified from the normal tissue in the frequency region of 0.6 - 2.0 THz. Second, we developed a home-built photoconductive antenna microprobe-based THz near-field system with a calibrated spatial resolution of five microns, by which mouse brain tissue slices and single cells were successfully studied and useful information were retrieved. Finally, we achieved to image individual protein molecules on the nanometer scale using a THz scattering-type scanning near-field optical microscope with the aid of self-designed high-performance THz probes and graphene-based substrate for biomolecules. Collectively, our results prove the capability of studying biological samples at different spatial resolution levels, manifesting that THz imaging techniques are holding a promising future in biomedical and biological fields.专家简介中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员、超分辨光学研究中心主任,重庆市高分辨三维动态成像工程技术研究中心主任,中国生物物理学会太赫兹生物物理分会副秘书长。主要从事太赫兹光谱成像仪器研制及应用研究,2021年获全国太赫兹生物物理优秀工作者荣誉称号,先后主持承担国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、中国科学院科研仪器研制等多个重要研究任务,在领域重要期刊发表SCI论文80余篇,拥有受权发明专利10余项。报告摘要Membraneless organelles (MLOs) are multidimensional complex systems containing biomacromolecules including proteins, RNAs and DNAs. Formation of these systems are usually driven by phase separation within cells. Artificial intelligence provides novel insights in decoding MLOs and phase separation mechanisms. This report will mainly introduce the prediction methods for phase separation proteins and their applications in drug target discovery and interference, including PhaSePred, the phase separation protein prediction tool integrating multi-model features, and DropScan, the computational method for small molecule drugs targeting aberrant phase separation.专家简介北京大学基础医学院研究员,教育部青年长江学者。主要研究方向为生物分子相分离的智能解析与应用,围绕相分离发展了系列预测分析方法,从相分离角度探索潜在药物靶标。以通讯作者(含共同)在PNAS、Nature Chemical Biology、Genome Biology期刊发表SCI论文近30篇。作为课题负责人承担国家重点研发计划蛋白质专项,作为负责人承担国家自然科学基金4项。担任中国人工智能学会生物信息学与人工生命专委会委员、中国自动化学会智能健康与生物信息专委会委员、中国计算机学会生物信息学专委会委员、生物物理学会生物大分子相分离与相变分会委员等。报告摘要Here we present an overview of our recent works in live-cell superresolution (SR) microscopy. Over the past five years, we have developed several innovative techniques to improve the resolution and accuracy of live-cell imaging.Our first breakthrough was the development of a structured illumination microscopy technique based on the continuity of biological structures embedded in Hessian matrices (Hessian-SIM). Hessian-SIM significantly reduces the photon dosage required for SR microscopy while suppressing reconstruction artifacts induced by random noise. Additionally, we demonstrated that the high sensitivity of this method allows for the use of sub-millisecond excitation pulses followed by dark recovery times, reducing photobleaching and enabling hour-long time-lapse SR imaging with common fluorescent probes in live cells (Nat. Biotechnol. 2018).To enable holistic SR imaging, we developed a dual-mode microscopy technique that combines SIM with label-free three-dimensional optical diffraction tomography (ODT). By providing a holistic view of organelles and simultaneously highlighting molecules, this method is ideal for studying organelle interactomes. We demonstrated that the ODT module can resolve mitochondria, lipid droplets, the nuclear membrane, chromosomes, the tubular endoplasmic reticulum, and lysosomes (Light Sci Appl. 2020).To further push the resolution limit of live-cell SR imaging, we developed a two-step iterative deconvolution algorithm based on continuity and sparsity of fluorescence signals (Sparse deconvolution), which extends resolutions beyond the physical limits of optical systems. Sparse-SIM achieving ~60 nm resolution at a 564 Hz frame rate, resolving dynamics of ring-shaped nuclear pores over an hour in live cells. The algorithm can also be used to improve resolutions of other fluorescence microscopes, such as confocal, STED, and lightsheet microscopes. Thus this mathematical path to improve microscopic resolution may have broad implications (Nat. Biotechnol. 2022).Finally, for live-cell SR imaging to be quantitative, the completeness of delicate structures and the linearity of fluorescence signals are required in addition to resolution. To make live-cell SIM microscopy more quantitative, we proposed a physical model-based background removal method (BF-SIM). BF-SIM preserves intricate and weak structures down to sub-70 nm resolution while maintaining signal linearity, enabling us to discover novel, dynamic actin structures in live cells (Nat. Commun. 2023).专家简介Liangyi Chen is Boya Professor of Peking University. He obtained his undergraduate degrees Biomedical engineering in Xi’an JiaoTong University, then majored in Biomedical engineering in pursuing PhD degree in Huazhong University of Science and Technology. His lab focused on two interweaved aspects: the development of new imaging and quantitative image analysis algorithms, and the application of these technology to study how glucose-stimulated insulin secretion is regulated in the health and disease at multiple levels (single cells, islets and in vivo) in the health and disease animal models. The techniques developed included ultrasensitive Hessian structured illumination microscopy (Hessian SIM) for live cell super-resolution imaging, the Sparse deconvolution algorithm for extending spatial resolution of fluorescence microscopes limited by the optics, Super-resolution fluorescence-assisted diffraction computational tomography (SR-FACT) for revealing the three-dimensional landscape of the cellular organelle interactome, two-photon three-axis digital scanned lightsheet microscopy (2P3A-DSLM) for tissue and small organism imaging, and fast High-resolution Miniature Two-photon Microscopy (FHIRM-TPM) for Brain Imaging in Freely-behaving Mice. He is also recipient of the National Distinguish Scholar Fund project from National Natural Science Foundation of China.报告摘要Nanoimprint lithography (NIL) was invented 90s of last century, which is a high-resolution fabrication lithography technology. It has been widely used for the fabrication of many different kinds of micro/nano structures, for example the gratings and 2D gratings, which is one of the most critical optical components for the spectrum generation. The presentation will briefly introduce the development of nanoimprint lithography and how it will be used for the production of the slanted grating, the brazed grating and other special gratings et al. 专家简介材料科学姑苏实验室纳米压印先进制研发中心负责人,国家级引进人才。国内最早从事纳米压印研究的科研工作者之一,长期从事以纳米压印技术为核心工艺的先进制程研究。早年留学瑞典期间,深入研究纳米压印基础理论和工程技术,毕业后以纳米压印专家加盟国际技术领先的Obducat公司,先后担任SMASH、ANIP等欧盟科研项目的技术负责人,以及LED衬底PSS(蓝宝石图案化衬底)、面板级铝线栅WGP、AR/VR光学元器件等产业化项目的技术负责人,实现纳米级器件低成本高通量工程制造。21年归国全职加入材料科学姑苏实验室,主要从事纳米印压制程能力开发,包括AR/VR光学元器件、超表面器件、复杂曲面精细结构制造等方面的工业化生产设计等。22年创立新维度微纳科技有限公司,致力于纳米压印技术的产业化推广。报告摘要We have proposed the radical-triggered luminescence to monitor the radical behaviours during polymer degradation without/with the addition of inorganic additives. Taking polyethylene (PE) as an example, the radical-triggered luminescence showed a single sigmoidal dynamic curve with the emissions from ROO•, manifesting the exponential proliferation for the degradation evolution. Alternatively, upon the addition of layered double hydroxides (LDHs) with positively charged Al centers, the degradation pathways could be modulated into a double sigmoidal dynamics, which assigned to a main product of RO• with the activation energy of 40.2 kJ/mol and a small amount of ROO• with 76.3 kJ/mol, respectively. Accordingly, the polymers with the additive-regulated pathways could exhibit prominently anti-degradation behaviours. The proposed mechanism for the regulated degradation pathways by LDHs was further proved with the addition of positively charged LDHs with varied metal compositions, and negatively charged SiO2 particals. Moreover, the established luminescence monitoring and LDHs regulation methods have strong universality, and achieve the anti-aging effect on polypropylene (PP), polystyrene (PS), polytetrafluoroethylene (PTFE) and other polyolefin systems. This work is beneficial for the deep understanding of the radical mechanisms during polymer degradation, and for the rational design of anti-degradation polymers.专家简介2021.07至今在郑州大学化学学院工作。现任Analytical Methods副主编,Industrial Chemistry & Materials副主编,《分析试验室》副主编,Trends in Analytical Chemistry,Chinese Chemical Letters,《光谱学与光谱分析》等期刊编委。主要研究方向包括危化品快速检测方法、材料结构光谱表征新方法、纳米材料化学发光分析方法及复合材料早期老化荧光检测及其寿命预测。主持国家基金委重大项目、重点项目、面上项目及国家“973”计划等项目10余项,近五年以通讯作者在Angewandte Chemie International Edition,Nature Communications,Science Advances,Analytical Chemistry等期刊发表论文100余篇,获批中国发明专利15项,专利技术转化2项。获批中国石油和化学工业联合会团体标准1项和企业标准3项。获得2015年高等学校自然科学奖二等奖、2020年中国分析测试协会科学技术奖一等奖等奖项。报告摘要Identification and detection of proteins by mass and binding are routinely used in biological research, but optical detection at the single-molecule level have been challenging due to the shot noise limit imposed by the quantum nature of light. Mass photometry was first invented with the interfereometric scattering microscopy, enabling optical mass detection of single macromolecules. However, due to the shot-noise limit, it typically requires high power illumination that could damage the biological specimen. We report that integral imaging with surface plasmon polaritons allows single-protein detection with a signal-to-noise ratio an-order-of-magnitude beyond the shot-noise limit. Therefore, our integral microscopy allows quantitative mass imaging and binding analysis of single unlabeled protein molecules with a three-orders-of-magnitude reduction in the light intensity. It also enables highly specific protein detection at the subpicomolar concentration level that would not otherwise be achievable.专家简介2011年博士毕业于浙江大学,并先后在香港科技大学和美国亚利桑那州立大学开展研究工作。2017年加入上海交通大学生物医学工程学院,主要研究方向为光学生物传感技术及仪器。在PNAS等顶级期刊发表多篇学术论文,承担基金委国家重大科研仪器研制项目、十四五国家重点研发计划专项课题、基金委面上项目等研究任务。以上报告内容由BCEIA2023组委会提供欢迎扫码报名参加BCEIA2023
  • 超灵敏多光谱光声显微镜,具有广泛的生物医学成像潜力
    “光学分辨率”光声显微镜是一种新兴的生物医学成像技术,可用于癌症、糖尿病和中风等多种疾病的研究工作。但是灵敏度不足,一直是其获得更广泛应用的长期障碍。据麦姆斯咨询报道,近期,香港城市大学(CityU)的一支研究团队开发出一种多光谱、超低剂量的光声显微镜(SLD-PAM)系统,该系统的灵敏度极限得到了显著提高,为未来新的生物医学应用和临床转化提供了可能,相关研究成果以“Super-Low-Dose Functional and Molecular Photoacoustic Microscopy”为题发表于Advanced Science期刊。多光谱光声显微镜系统及其灵敏度增强示意图光声显微镜结合了超声波检测和激光诱导光声信号,以创建生物组织的详细图像。当生物组织被脉冲激光照射时会产生超声波,然后超声波被检测并转换为电信号用于成像。与传统的光学显微镜方法相比,这种新颖的技术可以在更大的深度上实现毛细管水平或亚细胞级别的分辨率。然而,灵敏度不足阻碍了该技术的更广泛应用。“高灵敏度对于高质量成像很重要。它有助于检测不强烈吸收光的发色团(通过吸收特定波长的可见光赋予材料颜色的分子)。它还有助于减少光漂白和光毒性,减少对脆弱器官生物组织的干扰,并在宽光谱范围内提供更多可选的低成本、低功率激光器。”香港城市大学生物医学工程系Wang Lidai教授解释道。例如,在眼科检查中,为了更安全和舒适,优选低功率激光器。他补充称,对于药代动力学或血流的长期监测,需要低剂量成像以减轻对组织功能的干扰。为了克服灵敏度挑战,Wang Lidai教授及其研究团队最近开发了一种多光谱、超低剂量的光声显微镜系统,突破了传统光声显微镜的灵敏度极限,将灵敏度显著提高了约33倍。他们通过光声传感器设计的改进,结合用于计算的4D光谱空间滤波器算法,实现了这一突破。研究人员通过使用实验室定制的高数值孔径声透镜、优化光学和声学波束组合器,以及改进光学和声学对准来改进光声传感器的设计。该光声显微镜系统还利用低成本的多波长脉冲激光器,提供从绿光到红光的11种波长。其激光器以高达兆赫的重复频率工作,光谱切换时间为亚微秒级。超低剂量照明下的血管形态提取为了证明光声显微镜系统的重要性和新颖性,该研究团队通过绿光和红光光源的超低脉冲体内动物成像,对其进行了全面的系统测试,并得到了显著的成果。首先,该光声显微镜系统能够实现高质量的体内解剖和功能成像。超低的激光功率和高灵敏度,显著地减少了眼睛和大脑成像的干扰,为临床转化铺平了道路。其次,在不影响图像质量的情况下,该光声显微镜系统较低的激光功率,将光漂白减少了约85%,并能够使用范围更广的分子和纳米探针。此外,该系统成本显著降低,使研究实验室和诊所更能负担得起。Wang Lidai教授说道:“该光声显微镜系统能够在对受试者损伤最小的情况下,对生物组织进行非侵入性成像,为解剖、功能和分子成像提供了一种强大而有前景的工具。我们相信该光声显微镜系统有助于推进光声成像的应用,实现许多新的生物医学应用,并为临床转化铺平新的道路。”接下来,Wang Lidai教授及其研究团队将利用该系统在生物成像中测试更广泛的小分子和基因编码生物标志物。他们还计划在宽光谱中试验更多类型的低功率光源,以开发可穿戴或便携式光声成像显微镜。论文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202302486
  • 苏州医工所高灵敏增强拉曼传感技术研究取得进展
    高灵敏微量气体传感在环境污染研究、人体挥发性有机物(VOCs)检测中具有重要的现实意义。迄今为止,已有多种分析技术用于气体检测,但多存在成本高、操作复杂、分析过程耗时等缺点。表面增强拉曼散射(SERS)作为有力的痕量分子检测工具,可利用基底的表面等离子体共振和电荷转移效应大幅增强目标分子的拉曼散射信号,具有高灵敏、简单、快捷、无损和特异指纹识别的特点,在气体传感领域具有优势。   近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员张志强与博士研究生孙姣姣,开发出一种具有超高灵敏性的三维玫瑰花枝状SERS基底(BigAuNP/Au/ZnO/P)。本研究中,科研人员以化学生长与微纳加工相结合的方式,在聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上制备了纳米氧化锌(ZnO)-金(Au)三维异质结构,其增强原理在于相邻纳米棒表面的金纳米颗粒(AuNPs)、同一纳米棒表面的相邻AuNPs、金层与AuNPs的结合点三处“热点”区域共同提高了电磁增强效应,Au和ZnO之间的电荷转移产生高密度电荷,形成内部电场,激发了ZnO纳米棒的化学增强效应。   该SERS基底对对巯基苯甲酸(p-MBA)分子的检测限为10-13 M,其增强因子高达2.27×107,并具有良好的均一性和可重复性(RSD 4%)。此外,PVDF膜具有多孔特性,可采用过滤式检测程序提高目标分析物与SERS“热点”的碰撞效率,有利于气体分子的高效富集。   科研人员以腐胺和尸胺两种挥发性有机气体为例,验证了该三维柔性SERS基底在气体传感中的检测性能。通过在SERS基底上修饰p-MBA传感单分子层,利用酰胺反应选择性地捕获腐胺和尸胺,实现了低浓度气体分子的高灵敏定量检测(腐胺检测限:1.26×10-9 M,尸胺检测限:2.5×10-9 M),比同类研究报道的检出限高出2-3个数量级,证明了该SERS传感器在实际气体传感中的应用潜力。   鉴于该三维柔性SERS基底的多孔特性和优异的增强性能,将其与微流体装置和便携式拉曼光谱仪集成,搭建SERS快速检测系统,有望实现气溶胶中细菌、病毒和污染物的高效捕获与富集,发挥该三维基底在气溶胶的高灵敏检测领域的技术优势。   相关研究成果以Ultrasensitive SERS analysis of liquid and gaseous putrescine and cadaverine by a 3D-rosettelike nanostructure-decorated flexible porous substrate为题,发表在Analytical Chemistry上。研究工作得到国家自然科学基金、江苏省重点研发产业前瞻项目、中科院科研仪器装备研制项目等的支持。
  • 硒镓钡晶体 助力实现中红外高灵敏探测
    记者从中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)获悉,该所太赫兹研究团队在红外探测领域取得关键技术突破,实现了基于硒镓钡晶体的3—8微米中红外高灵敏探测,对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。这项技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具。相关成果于1月20日刊发在《光学》上。  相对于传统的可见光近红外波段,中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比,进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索,以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段,难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求,探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。  针对当前中红外探测的瓶颈问题,研究团队提出了基于激光频率变换技术的解决方案,设计并搭建了实验系统。研究团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰介绍,该方案的工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号,近红外光携带了中红外光的信息且易于探测,通过这种间接探测的方式可大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。  经过深入分析研究多种晶体的光学特性,科研团队将目标锁定在硒镓钡晶体,该晶体由中国科学院理化技术研究所姚吉勇团队研制。祁峰介绍,硒镓钡晶体通常是作为波源使用,研究人员大胆尝试,将它作为探测系统的一部分,在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器,优化了相位匹配条件,解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题,从而实现了收发一体的中红外系统。
  • 量子关联上转换新方案,实现超灵敏中红外光谱探测
    中红外(2.5-25 μm)波段能够覆盖复杂分子的振动和转动能级跃迁,揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征。因此,高效分析工具——超灵敏中红外光谱探测,成为智能生化传感、新兴材料研究、环境气体监测、高精度医学层析成像等领域的重要测量手段。近年来,随着非线性频率上转换技术的进步,基于频率上转换的中红外光谱探测技术表现出显著的科研潜力。该技术利用强泵浦光场作用于非线性光学材料,将中红外光子耦合转换至近红外或可见光波段进行探测,从而规避了现有中红外探测器噪声大的不足,成为了一种有效的中红外直接光谱探测的替代方案,有望在中红外光谱探测灵敏度、探测效率、响应速度、成本效益等方面取得重要突破。现有对中红外光谱探测系统的研究成果表明,进一步扩大中红外频率上转换技术的超灵敏、宽频段的优势,可使其更广泛适用医学、生物、国防等领域的应用。然而,基于多种非线性光学材料的宽带中红外频率上转换系统往往需要强泵浦场来提升宽带转换效率,且系统在短波泵浦模式下工作,强泵浦场导致的非线性参量噪声将覆盖中红外波段,使得实现超灵敏的宽带中红外光谱探测极具挑战。为解决上述问题,华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕、陈昱、蔡羽洁等研究团队基于非简并光子对的时间-光谱量子关联技术,提出了一种低功耗、强鲁棒性的高灵敏中红外单光子光谱探测方案,实验验证了单光子水平光子通量下的中红外样品光谱测量。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第11期。该文章报道了一种极低光子通量条件下的中红外上转换光谱测量方案。该方案利用结合同步频率上转换技术的非简并关联光子、对时间-光谱量子关联特性实现了单光子水平的中红外上转换光谱探测,降低了强泵浦非线性噪声和环境噪声对中红外光谱测量的影响,大幅度提高单光子水平下的中红外光谱测量灵敏度和鲁棒性。图(a)展示了基于时间-光谱量子关联的宽带中红外单光子上转换光谱探测系统光路图。利用啁啾极化铌酸锂晶体中的非线性过程,自发参量下转换产生非简并宽频带的关联光子对,光子对产生率6.76×106 counts s-1 mW-1。其中,中红外信号光子覆盖3.14-3.80 μm中红外波段,提供了大于660 nm的光谱探测波长窗口。图(a)单光子频率上转换量子光谱系统图;(b)38 μm厚聚苯乙烯薄膜透射光谱实验基于同步脉冲泵浦技术实现了中红外信号光子的非线性频率上转换,验证了中红外上转换光子(0.78-0.81 μm)与共轭的近红外预报光子之间的非经典相关性得以保留,展示了基于时间-光谱量子关联的中红外单光子上转换光谱测量的可行性。利用该系统对38 μm厚的聚苯乙烯样品进行透射光谱的测量,如图(b)所示。入射样品的中红外光子通量低至每脉冲0.09光子。实验表明,中红外单光子上转换光谱与傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)的测量结果吻合,系统的光谱分辨率约为11.4 nm(10.5 cm−1)。相比于传统FTIR光谱探测方案,基于时间-光谱量子关联技术的宽带中红外单光子上转换光谱系统,既能够利用光子对的时间关联、频率关联量子特性降低频率上转换过程中多种噪声的影响,将中红外光谱测量灵敏度推进至单光子水平;又能使单光子探测器和单色仪等元件工作在其最优的工作波段,无需受待测样品特征波长的限制,拓展了系统的应用场景。系统高灵敏、低噪声、强鲁棒性、结构简单的优势,为光敏生化样品的中红外光谱测量提供了新的技术方案。后续将进一步开展更宽中红外带宽、更高灵敏度、更高信噪比的上转换光谱成像研究。
  • 复旦开发光增强化学晶体管传感器,实现中性小分子的高灵敏检测
    小分子作为分子量小于 1000 道尔顿的化合物,在生命活动中发挥着重要的作用。对小分子进行检测和分析,无论是在生物医学领域,还是在疾病的早期诊断中,都是非常必要的。目前,市场上已出现不少小分子检测方法,包括光谱学、电化学等技术,但它们也同时存在着各种缺点,比如操作复杂、通量小、设备昂贵等。与上述传统的检测技术相比,场效应晶体管(field-effect transistors,FET)这种传感器平台则具有诸多优点,如灵敏度高、响应速度快、即时检测等。在该平台中,石墨烯作为导电通道,当其与小分子相互作用时,和电荷转移相关的化学掺杂效应会改变它的电势,导致石墨烯 FET 通道的电导发生实时变化。其中,必须说明的是,小分子的电荷量或分析物的氧化还原性,对化学门控调制起着决定性作用。也就是说,这种晶体管传感器,更适用于检测那些带电量较多的分子,而无法很好地检测那些电荷很少、且氧化还原性能较弱的小分子。复旦大学魏大程研究员带领的课题组,以新型场效应晶体管材料的研发为研究重点(课题组主页:www.weigroupfudan.com)。近期,该课题组发现了一种光化学门控效应,可以通过引入额外的光门控调制,来提高小分子的检测灵敏度。基于此,他们在石墨烯 FET 通道上,生长了具有良好光敏性的共价有机框架材料,能够吸收大量的光能量,并产生丰富的光电子,进而放大对化学信号的电流响应。图丨团队合照(来源:魏大程)接着,该团队采用光门控和化学门控协同的策略,开发了一款光增强化学晶体管传感器,实现对不同小分子,包括中性分子在内的高灵敏检测。利用该器件,他们成功检测到由细胞产生的、浓度低于 10−19M 的二羰基代谢物甲基乙二醛(methylglyoxal,MGO),至少比现有的技术低 5 个数量级。需要说明的是,MGO 是糖尿病、心血管病等疾病的重要参与分子,此前传统的小分子检测方法,很少能够实现对浓度低于 10−9M 的 MGO 的检测。在检测 MGO 的基础上,该器件还可以通过在共价有机框架材料上设计活性位点的方式,实现对其他具有不同电荷性质的小分子的检测。并且,对共价有机框架材料的分子结构进行调整,还能满足对其他疾病标志物的检测,比如蛋白质、离子、核酸等。图丨光增强化学晶体管(来源:Journal of the American Chemical Society)据魏大程介绍,该研究开始于 2018 年左右,整个过程持续了两到三年时间。“我们先是发现了一些光增强的电学响应信号现象,但并不清楚其中的机理,后来做了很多对比实验,同时也进行反复的讨论分析,才明白其实际上是光栅效应和化学效应的协同作用导致的。”他说。同时,他也表示:“我们利用光增强技术的好处是,能够对信号放大,使晶体管传感器发展成一个通用平台,既可以检测带电量较高的小分子,也可以检测带电量较低的小分子。”图丨光增强化学晶体管(来源:Journal of the American Chemical Society)2023 年 4 月 25 日,相关论文以《用于小分子超灵敏检测的光增强化学晶体管平台》(Photo-Enhanced Chemo-Transistor Platform for Ultrasensitive Assay of Small Molecules)为题在 Journal of the American Chemical Society 上发表[1]。图丨相关论文(来源:Journal of the American Chemical Society)复旦大学硕士研究生王乾坤、艾昭琳为该论文的共同第一作者,复旦大学魏大程研究员为论文的通讯作者。整体来看,该研究拓宽了晶体传感器平台的应用范围,具有快速、易于操作、高灵敏等优点的传感器件,有望在生物医学研究、健康监测和疾病诊断中实现应用。魏大程表示:“我们实验室主要想将晶体管传感器与医疗相结合,开展一些生化检测方面的研究。不过,实现小分子检测只是研究的一部分,这里面还有许多科学问题和技术问题有待解决。比如,我们想实现对癌症的检测。虽然这方面也已经有了很多相关技术,但在进一步提高检测的准确性上还有研究的空间,所以接下来我们也计划朝着这个方向进行探索。”此外,生化传感领域,尤其是晶体管传感技术,目前尚处于实验室阶段,现在,临床上还没有在大规模使用的产品。该团队也正在和相关企业进行交流,希望能够基于所开发的技术,打造一些具有较强实用性的产品,推动产业领域的应用。
  • 苏州医工所在质谱流式高灵敏单细胞检测研究中获进展
    细胞是生物结构、功能单元及生命活动的基本单位,对其深入研究有助于进一步认识生命规律。临床样本量通常较少,单细胞多指标分析对疾病早期诊断及预后、药物开发等具有重要意义。为了满足对单细胞多参数分析日益增长的需求,Tanner等提出了质谱流式细胞仪的概念。与传统的荧光流式相比,该仪器基于非光学物理检测原理与金属标签抗体识别细胞,检测通道理论上可达上百种,同时,检测通道之间相互无干扰,具有高灵敏度、高稳定性及低变异系数的优点。 目前常见的质谱流式金属标签是基于1,4,7,10-四氮杂环十二烷-1,4,7,10-四乙酸等配位基团的聚合物金属标签(MCP),每条聚合物链上仅连有20-50个金属原子,相当于每个抗体上连有150-200个金属原子,无法实现低丰度标志物的检测。此外,MCP聚合物标签只可与稀土金属和铋等的三价离子配位(对应约40个检测通道),超过60%的同位素通道并没有实际使用,制约了质谱流式在实际应用中的多指标检测能力。由此可见,提高质谱流式金属标签的灵敏度,实现低丰度细胞标志物的检测以及开发新的质谱流式同位素通道,提高质谱流式多指标检测能力是当前质谱流式技术亟需解决的问题。因此,需要开发设计新型的金属同位素载体提高单个金属标签上金属原子个数及负载稀土之外金属元素。 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员白鹏利课题组是国内最早进行质谱流式检测试剂研究团队之一,经过多年的积累,已掌握金属标签的合成、筛选及抗体标记等技术,积累了深厚的学术与技术基础。近期,白鹏利课题组首次提出了一种基于便捷的金属元素掺杂聚苯乙烯纳米球的质谱流式金属标签合成策略,将稀土、锆和铪等金属元素通过溶胀的方法掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中,并进行抗体偶联,制备了一系列质谱流式金属标签,实现了对单核细胞(MNCs)的单细胞高灵敏多指标检测。 纳米颗粒通常会与细胞产生强烈的非特异性吸附,可能导致假阳性结果,影响检测结果的准确性,因此降低材料的非特异性吸附水平对质谱流式检测试剂颇为重要。科研人员通常对纳米颗粒进行复杂的表面修饰来降低材料的非特异性吸附水平,操作繁琐困难。本研究发现改变染色缓冲液成分可有效降低聚苯乙烯纳米材料对细胞的非特异性吸附,例如,使用含10%FBS的PBS缓冲液时聚苯乙烯纳米颗粒与细胞的非特异性吸附水平下降至使用商品化缓冲液的5%,这为改善纳米颗粒类质谱流式金属标签非特异性吸附性能提供了新的发展方向。 该团队将Eu金属掺杂到200nm聚苯乙烯球中后与抗CD8抗体偶联制备的金属标签,可实现对MNCs中CD8+T细胞的有效分群,分群效果与商品化的MCP标签一致,当标签用量为4000NPs/Cell时,检测灵敏度可达到商品化标签的5倍,且该标签对商品化标签表现出颇高的兼容性,证明其具备在实际质谱流式检测中具备应用潜力。 该工作将La、Zr和Hf等金属掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中,与抗CD45抗体偶联制备相应的金属标签,均能够实现对MNCs细胞的分群,并首次实现了177Hf、178Hf、179Hf和180Hf四个元素通道在质谱流式检测中的应用,拓宽了质谱流式检测通道。未来,将其他金属同位素掺杂到聚苯乙烯纳米颗粒中制备金属标签将会开拓更多的元素通道。该工作为质谱流式检测通道拓展提供了一种通用易行的策略。 相关研究成果以A Universal Mass Tag Based on Polystyrene Nanoparticles for Single-Cell Multiplexing with Mass Cytometry为题,发表在Journal of Colloid and Interface Science上(2023, 639, 434-443.)。研究工作得到国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、中科院仪器装备项目和中科院青年创新促进会等的支持。 图1.基于金属掺杂聚苯乙烯纳米颗粒的质谱流式金属标签制备策略及单细胞多指标检测示意图 图2.Eu-PS-NPs标签在不同细胞染色缓冲液中对MNCs细胞染色后质谱流式散点图。(a)Fluidigm CSM,(b)PBS,(c-f)5-20% of FBS in PBS,相应信号强度柱状图(g)和热图(h)。 图3.商品化标签及Eu-PS-NPs标签染色后质谱流式散点图对比。(a)141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-MCP_CD8、159Tb-MCP_CD4,(b)141Pr-MCP_CD45、152Sm-MCP_CD3、151Eu-PS-NPs_CD8、159Tb-MCP_CD4。 图4.Eu、Zr、Hf、La掺杂聚苯乙烯纳米球标签制备及对MNC细胞分群结果
  • 310万!同济大学材料科学与工程学院正置高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜采购项目
    项目编号:1297-2343020085C1/07项目名称:同济大学材料科学与工程学院正置高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜采购项目预算金额:310.0000000 万元(人民币)采购需求:正置高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜 1套合同履行期限:详见招标文件本项目( 不接受 )联合体投标。获取招标文件时间:2023年03月20日 至 2023年03月27日,每天上午9:00至11:30,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:上海市普陀区中山北路2130号1706室方式:法人授权委托书原件(或法人授权委托书原件的扫描件)、营业执照副本原件(或加盖公章的复印件)及汇款凭据。 报名电话:025-83609978(南京)/021-52181959(上海) 报名邮箱:jshc9999@163.com 以下为本公司对公支付宝报名付款码:(转账时请务必备注公司名称+85C1/07)售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:同济大学     地址:上海市杨浦区四平路1239号        联系方式:范老师 021-69580239      2.采购代理机构信息名 称:江苏省华采招标有限公司            地 址:上海市普陀区中山北路2130号1705室1706室            联系方式:张荣、刘洁 025-83603328(南京),021-52181959(上海)            3.项目联系方式项目联系人:张荣、刘洁电 话:  025-83603328(南京),021-52181959(上海)
  • 430万!同济大学材料科学与工程学院高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜采购项目
    项目编号:1297-2343020085C1/08项目名称:同济大学材料科学与工程学院高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜采购项目预算金额:430.0000000 万元(人民币)采购需求:高分辨高灵敏激光共聚焦显微镜 1套合同履行期限:详见招标文件本项目( 不接受 )联合体投标。获取招标文件时间:2023年02月19日 至 2023年02月24日,每天上午9:00至11:30,下午13:30至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:上海市普陀区中山北路2130号1706室方式:现场领购或邮箱 报名资料:法人授权委托书原件(或法人授权委托书原件的扫描件)、营业执照副本原件(或加盖公章的复印件)及汇款凭据。 报名电话:025-83609978(南京)/021-52181959(上海) 报名邮箱:jshc9999@163.com 以下为本公司对公支付宝报名付款码:(转账时请务必备注公司名称+85C1/08)售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:同济大学地址:上海市杨浦区四平路1239号联系方式:胡老师 021-695847232.采购代理机构信息名称:江苏省华采招标有限公司地址:上海市普陀区中山北路2130号1705室1706室联系方式:张荣、刘洁 025-83603328(南京),021-52181959(上海)3.项目联系方式项目联系人:张荣、刘洁电话:025-83603328(南京),021-52181959(上海)
  • “高灵敏度拉曼光谱检测系统”通过验收
    2013年8月29日,由四川成都拉曼光电科技有限公司承担的&ldquo 高灵敏度拉曼光谱检测系统&rdquo 项目通过了四川省科学技术厅组织的专家验收。  该项目基于周期金属纳米结构,开展了高灵敏度拉曼光谱检测系统的研究,并建立了相关的仿真计算机模型及探测试验平台,成功开发出&ldquo 高灵敏度拉曼光谱检测系统&rdquo 。  该系统可应用于公共场所的安全防范,拓展了在痕量气体探测方面的应用,为在现场环境下非接触快速痕量检测爆炸物、毒气等危险物品提供了新的思路和解决方案。为人口密集的重要场所的隐藏易燃易爆物品的痕量检测提供操作简单方便、快速响应的高性价比检测系统。该系统不仅可以分散独立便携使用,也可以组网交互式协同使用,从而为机场、地铁车站等重要公共交通枢纽的安全、重要政府机关的安全,以及各类车辆等重要移动目标的安全提供可靠的监测系统。
  • 中科院合肥研究院在高灵敏度小型化吸收光谱传感研究中取得进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所大气物理化学二室的刘锟等研究人员在高灵敏度小型化吸收光谱传感技术研究中取得了新的进展。研究成果发表在Sensors & Actuators: B. Chemical(220, 1000-1005)上。  基于吸收光谱的光学传感技术,因其实时在线、高灵敏度、高选择性和非入侵式等优点,被广泛应用于大气、环境和工业等领域。为了提高吸收光谱传感的灵敏度,往往通过光学多通吸收池增加光和样品的相互作用程长。然而,受光斑重合等因素的限制,传统的光学吸收池(如Herriott池)很难实现上百次的光反射,长光程只能靠增加物理池长度的方式得到,这样大大增加了吸收池的体积,难于实现小型、便携的高灵敏度传感设备。  刘锟等研究人员通过精心的设计,在普通球面反射镜上实现反射光斑呈7个圆圈的分布,充分利用了反射镜的反射面,在光斑不重合的情况下实现了高达215次的光反射,从而用12cm物理基长实现了26米的有效光程。刘锟等研究人员利用所设计的新型光学吸收池,开展了大气甲烷(CH4)的测量研究,实现了100ppb(10-9)的探测灵敏度和优于80 ppb的测量精度。这一研究成果为发展小型化、便携式高灵敏度光学传感器提供了有效的手段,也将推动对体积、重量要求严格的无人机大气探测技术等应用的发展。  该研究工作受到国家自然科学基金、中国科学院青年促进会等经费资助。
  • 滨松推出高信噪比、高灵敏度微型FTIR引擎
    人的指纹是各自不同的,通过指纹识别,便可以找到特定的那一个人。而在微观世界中,分子也是拥有自己独特的“指纹”的。红外光具有在特定波长被吸收的特性,该特定波长由分子固有的振动能决定。利用此特性可以识别每个分子,因此红外光的光谱范围通常被称为分子的“指纹区”,并被广泛用于分析光谱学中。 其中,傅里叶红外光谱仪(FTIR)是红外光谱分析中一种重要的光谱仪类型,发展自20世纪70年代,属于第三代红外光谱仪技术。由于可以快速、准确的进行多组分的定量和定性分析,FTIR被看看作是医药、食品、农业和化工等领域中实现质量控制的理想工具。 典型的FTIR工作示意进入FTIR光谱仪的红外光由光学干涉仪中的分束器分成两束。这两个光束分别被固定镜和可移动镜反射,并被分束器重新组合。然后,光被红外检测器检测为光学干涉信号。根据可移动反射镜的位置信息和根据光学干涉信号强度按可移动反射镜位置分布的信息,来执行傅立叶变换以计算每个波长的红外光强度,从而分析样品的成分。 不过,虽然性能棒棒,本领超凡,但FTIR却有一个关于自己“体型”的“烦恼”,那就是:真!的!太!笨!重!了!作为一个“精贵的月半子”,FTIR几乎只能止步于实验室中。面对应用场景中出现的在线检测、快速移动等需求,只能无奈说一句“臣妾做不到”了。 之所以传统的FTIR光谱仪体积非常大,主要是其中的核心部分——光学干涉仪占据了非常大的空间。虽然业界中也一直在推进小型化的工作,也推出了一些有助于缩小整机体积的内部FITR光谱组件产品。但体积的缩小,往往会带来入射光量和光能量损失的问题,许多产品也是在牺牲了灵敏度、信噪比等性能下实现的小型化。若想解决这个问题,内部元件、光路的创新性设计,以及提高工艺水平都是关键。 经过精心重构光学干涉仪的设计思路,并采用always独特的MOEMS技术,滨松成功开发出了一款高性能的微型化FTIR引擎。迈克尔逊光谱干涉仪和控制电路统统内置其中,仅手掌大小,却实现了在1.1-2.5 μm区域超高的灵敏度,具有远超同类产品的高信噪比表现(10000:1),以及高光谱重现性。可内置于便携式FTIR仪器中,实现整机小型化的同时,也可保证高性能的实现。 滨松新型FTIR引擎C15511-01左:FTIR引擎结构图右:内置在FTIR中的光学干涉仪结构图 这个FTIR引擎内部到底是有什么样的乾,什么样的坤,才实现了这样的性能的呢?下面我们来看看吧! 1、高灵敏度&高信噪比 上文我们也提到,入射光量和光能量的损失是小型化FTIR灵敏度和信噪比下降的一个重要因素。采用MOEMS技术,滨松开发出了一个直径3 mm的微型可移动反射镜,克服了缩小干涉仪尺寸而又不减少入射光量的挑战。这是信噪比得以提升的关键。 我们还通过先进的封装技术,将可移动反射镜和固定镜直接键合在一起,从而成功地将镜与镜之间的相对角度误差减小了约0.01度。光程差控制更加精确,灵敏度则得到提高。此外,还优化了移动反射镜的驱动器结构和驱动方法,以消除驱动反射镜时出现的模糊,抑制了红外光在光学干涉仪中的扩散,进一步减少了光损失。 当然,体积也进一步得到了缩小,57×49×76 mm,这样的体型仅仅是一般台式仪器的1/100。 2、高光谱重现性 一般的FTIR光谱仪基于干涉光(光学干涉信号)和可移动镜的位置信息执行傅立叶变换,以计算每个波长的红外光强度。而新FTIR引擎利用半导体激光器,可以精确地检测可移动反射镜的位置,增强了测量结果的可重复性。 除了硬件设施外,为了更加方便使用。滨松还开发了与该产品相匹配的软件,用于设置测量条件,获取数据和显示数据图。 评估软件 为了满足进一步的市场需求,滨松此后也将持续提高FTIR引擎性能,进一步减小其尺寸,以及将光谱响应扩展到更长的波长区域,敬请期待~
  • 科学家实现基于硒镓钡晶体的中红外高灵敏探测
    1月25日,记者从中国科学院沈阳自动化研究所获悉,该所太赫兹团队在红外探测领域取得关键技术突破,实现了基于硒镓钡晶体的3-8微米中红外高灵敏探测,对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平。该技术将为我国在生物、医疗、化工等领域开展前沿科学研究提供强有力的探测工具,相关成果日前在国际学术期刊《光学》发表。相对于传统的可见光近红外波段,中红外光与分子之间的共振现象可大幅度提高光谱测量的信噪比,进而实现对物质成分的有效识别。中红外探测技术对于推动生命科学、物性分析等科学探索,以及环保、化工行业、医学诊断等实际应用具有重要意义。当前的中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段,现有性能已难以满足科学家们对微量物质的精准检测的需求,探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。团队负责人、沈阳自动化所祁峰研究员介绍称,针对当前中红外探测的瓶颈问题,我们提出了基于激光频率变换技术的解决方案,设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号,该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测,通过这种间接探测的方式大幅度提高中红外信号的探测灵敏度。
  • 高灵敏设备模拟犬类嗅觉检测爆炸物
    据物理学家组织网11月20日报道,美国加州大学圣巴巴拉分校(UCSB)研究人员研制的一种便携、准确、高灵敏设备,可嗅探出从炸药和其他物质发出的蒸汽。  研究人员使用微流体纳米技术设计的该探测器,能模拟隐藏在犬类嗅觉受体后的生物机制。该设备既对追踪特定蒸汽分子高度灵敏,又能明确将某一特定物质与相似分子区别开来。  研究人员表示,狗仍然是利用气味检测爆炸物的黄金标准。但就像人一样,狗也有状况好或坏的一天,也有疲累或烦躁的时候。新研制的设备有着与狗鼻相同或更高的灵敏度,反馈回计算机的数据可显示其检测到了何种类型的分子。  此项技术的关键在于融合了机械工程学和化学的原理。发表在本月《分析化学》上的该研究成果表明,该设备可检测一种化学名为2,4-二硝基甲苯的空气分子,这是TNT炸药散发出蒸汽的主要成分。人鼻无法探测到微量的这种物质,一直以来主要依靠嗅探犬跟踪此类分子。该技术的灵感就来自于生物学设计乃至犬类嗅觉黏液层的微尺度。  该设备能实时检测和识别浓度在1ppb(十亿分之一)或以下的某类分子,其特异性和灵敏度是无与伦比的。包装在一个指纹大小硅微芯片中的该设备,其底层技术结合了自由表面微流体学和表面增强拉曼光谱学,用以增强捕获和识别分子的能力。  一个微尺度流体通道最多能吸收和汇聚6个数量级的分子。蒸汽分子一旦被吸收进微通道,在激光激励下就与能放大其光谱特征的纳米粒子相互作用,装有光谱特征数据库的计算机就能识别捕获到的分子类型。研究人员表示,该项技术也能扩展到某些疾病的诊断或毒品检测等。
  • 中红外高灵敏探测关键技术获突破
    中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)太赫兹团队近日在红外探测领域取得了关键技术突破,实现了基于硒镓钡晶体的3~8微米中红外高灵敏探测,对纳秒脉冲的探测灵敏度指标达到国际先进水平,且实现系统的国产化。相关成果发表于《光学》。  当前,中红外探测主要采用热探测和光电探测两种直接探测手段,现有性能已难以满足科学家对微量物质精准检测的需求,探测灵敏度已成为中红外系统的瓶颈问题。为此,太赫兹团队提出基于激光频率变换技术的解决方案,设计并搭建了实验系统。其工作原理是将弱中红外信号高效率地转换为近红外信号,该近红外光携带了中红外光的信息且易于探测,通过这种间接探测的方式大幅提高中红外信号的探测灵敏度。  经过深入分析研究多种晶体的光学特性,太赫兹团队将目标锁定在硒镓钡晶体。该晶体由论文作者之一、中国科学院理化技术研究所研究员姚吉勇带领团队研制。“硒镓钡晶体通常是作为波源使用,我们大胆尝试,将它作为探测系统的一部分,在掌握其光学特性的基础上设计了高性能光参量振荡器,优化了相位匹配条件,解决了弱信号环境下的强背景噪声抑制等问题,实现了收发一体的中红外系统。”太赫兹团队负责人、沈阳自动化所研究员祁峰说。  团队通过对纳秒级脉冲的实验测试表明,该系统目前可达到的探测灵敏度优于碲镉汞探测器100倍,实现了飞焦级纳秒脉冲的有效探测;系统的动态范围超过110 分贝,在宽频范围内的均匀响应可达到1.4个倍频程。上述两指标均优于传统的直接探测系统。  太赫兹团队来自中国科学院光电信息处理重点实验室。该实验室主任、沈阳自动化所所长史泽林表示,“实验室始终面向实际需求开展光电探测研究,探索新机理和新方法,该研究就比较典型。如果灵敏度取得数量级的提升,可能给生物、医疗和化工等领域带来新的科学研究手段,让原来办不到的事情变得可能。”  相关论文信息:https://doi.org/10.1364/OPTICA.442772
  • 极端反应“探索者”—— 微秒级时间分辨超灵敏红外光谱仪助力高温反应动力学研究
    高温、高压和快速反应相关的高能反应系统常常依赖于吸收光谱学进行反应动力学基础研究及在线监控。对于这样的端环境,高带宽的吸收光谱测量可以为非平衡环境中的物质形成、温度测量和量子态种群的研究提供丰富的信息。通常此类反应时间短,且经常伴随复杂的热化学反应,因此在高带宽基础上,光谱测量速度至关重要。然而在如此端的条件下直接进行快速光谱测量是一个具挑战的技术难题。现有的宽带测量技术,例如傅立叶变换红外光谱仪或快速调谐的宽扫描外腔量子联激光光谱,虽然能提供令人满意的光谱覆盖范围,达到宽光谱的测量要求,但由于其原理上低时间分辨率的特点,无法达到快速测量的目的。通常,快速测量解决方法是使用一系列激光测量系统在特定范围波长下获取物质的光谱信息,然后组合形成混合的光谱信息。这种方法虽然可以较快速地实现光谱测量,但其所能提供的频谱信息十分有限,限制了其在相关高能反应系统体系下进行反应动力学研究的应用。针对这一技术难题,IRsweep公司基于快速发展的量子联激光(QCL)双频率梳技术开发了红外固态快速双光梳红外光谱仪 (DCS)。DCS突破了传统傅里叶红外光谱仪受其工作原理和光源限制所带来的时间分辨率低、高的分辨率下信噪比低、红外透射方法难以测量厚度大及毫米尺度的样品等缺点。可同时满足高测量速度(微秒时间分辨率, 1 μs)、高光谱分辨率(3x10-4 cm-1)和宽光谱范围的要求,能够成功用于高温、高压、快速反应的端条件下的快速红外光谱研究。因此,该双光梳光谱仪在相关应用和文献报道中引起了研究者的广泛关注。近期,斯坦福大学的NICOLAS H. PINKOWSKI研究团队与IRsweep公司合作成功利用微秒时间分辨超灵敏双光梳红外光谱仪-IRis-F1(Dual-comb spectrometer, DCS)为我们演示了中红外QCL的双梳状光谱仪在高能气相反应中的微秒分辨单次测量的应用。实验中配备了两个频率梳和多套立的验证测量系统,在压力驱动下的高温、高压反应釜中研究了一种剧烈的丙炔氧化化学反应 (图1)。具体而言,作者在1225 K,2.8 大气压和2%p-C3H4 / 18%O2的预点火条件下,测量了丙炔与氧气之间1.0 毫秒高温反应的详细动力学光谱(图2)。实验所采用的量子联激光的双梳状光谱仪(DCS)是由两个立运行的,非固定频率的频率梳组成,其发射波长带宽为179 cm-1 (1174 cm-1-1233 cm-1), 具有9.86 GHz的自由频谱范围和5 MHz的频梳间距,可实现实测4 μs的时间分辨率(理论时间分辨率 2 μs)。同时,作者使用另一套立的带间联激光(ICL)光谱仪对DCS测量的精度做了仔细的对比研究,确认了DCS测量的准确性。研究结果表明,单脉冲DCS可以以4 μs时间分辨测量速率解析丙炔氧化动力学(图3),DCS数据清楚显示:在反应早期(0-0.6 ms)能观察到宽带丙炔吸收特征峰,而在0.75 ms之后可以观察到水的精细特征光谱。在剧烈的高温高压反应中(1 ms 内约2500K和60倍的温度和压力变化)DCS数据显示了出良好的信噪比,其信号的自然噪声抑制和时间分辨率在高焓测试环境中显示出明显优势。同时,立的辅助激光测量光谱(ICL)结果与DCS系统测量结果具有良好的一致性(图4)。此外,DCS能够解析与温度直接相关的量子态信息。并且,随着光谱模型和高温截面数据库的改进,将来DCS系统的测量准确性会进一步提升。 随着中红外双梳光谱技术的出现,为超灵敏双光梳红外光谱仪在高焓反应和非平衡环境的反应动力学研究中提供了广阔的研究机遇。研究者坚信超灵敏双光梳红外光谱仪在高能反应动力学研究中将会有更多应用前景。图1 高能反应系统实验装置示意图A:QCL双光梳快速红外光谱系统(DCS)包括相应的探测器;B:立的ICL激光系统用于探测p-C3H4反应;C:立的ICL激光探测系统,用于探测反应中水的变化 图2 2% p-C3H4 / 18% O2/ 80% Ar 在1225 K,2.8 大气压条件下丙炔氧化反应动力学研究结果(a)测量和模拟反应的热力学条件;(b)DCS测量的吸收光谱随时间的变化关系。 白色虚线区域表示具有高信噪比的两个区域 图3 丙炔氧化反应动力学DCS研究结果( 1215 cm-1-1225 cm-1)图4 p-C3H4 / Ar在 1120 K、3大气压条件下的高温扫描QCL激光(ICL, 灰色)和DCS(蓝色)光谱对比 参考文献:[1] Nicolas H. Pinkowski et al., Dual-comb spectroscopy for high-temperature reaction kinetics, 2020, Meas. Sci. Technol. 31 055501, https://doi.org/10.1088/1361-6501/ab6ecc.
  • B&WTEK高分辨率、高灵敏度SpectraRad辐照度光谱仪
    达泰克(B&WTEK Inc.)和柯尼卡美能达公司(Konica Minolta Sensing Americas)合作推出新一代低成本、高分辨率和高灵敏度的SpectraRad辐照度光谱仪。SpectraRad是采用了TE致冷CCD光谱仪和独有透射式余弦校正部件的辐照度光谱仪系统,系统经NIST溯源的标准灯进行照度校正,采用USB2.0/1.1数据传输,配备BWSpec专用光源检测软件,提供CIE1931标准中的光学检测指标,是LED、照明光源及各类太阳能模拟器等特殊光源检测的理想选择。更多有关SpectraRad的信息,请访问http://www.bwtek.cn/product.asp?ID=59&SortID=5或http://www.bwtek.com/product/colormeasurement/spectrarad.html 美国必达泰克公司(B&W TEK)是一家主营光电产品的高科技公司,成立于1997年,位于美国特拉华(Delaware)州纽瓦克(Newark)市。本公司集开发、研制、生产于一体,在CCD、PDA、InGaAs等阵列光谱仪以及拉曼、荧光等光谱系统、高功率半导体激光器等方面均处于世界领先水平,其中便携式拉曼光谱仪全球销量超过8000台。 必达泰克在分子光谱仪器特别是近红外、拉曼光谱仪等中高端领域拥有强大的技术实力,仪器各项指标先进,售后及技术服务完善,在广大客户群中拥有优秀的声誉。必达泰克公司的各型CCD/PDA微型光谱仪、便携式拉曼光谱仪以及激光共聚焦显微拉曼光谱仪广泛应用到LED测试、制备色谱、在线污染气体检测、水质分析、宝玉石文物鉴定等多个领域。值得一提的是,必达泰克公司(B&W TEK)率先在中国市场推出高灵敏度非致冷薄型背照式CCD阵列光谱仪等多款高性价比产品。作为必达泰克公司在中国的全资子公司,必达泰克光电科技致力于为中国客户提供一流的仪器,一流的服务。
  • 等离子体质谱仪灵敏度提高 研究建立激光方解石U-Pb定年技术
    方解石可以在多种地质环境中形成。方解石U-Pb年代学在诸多地学领域具有较大应用前景,如古气候、沉积学、成岩作用、断裂时代、成矿过程以及油气运移等方面。   早期方解石U-Pb定年主要基于同位素稀释法(ID),然后采用热电离质谱(TIMS)或多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)进行测定。然而,这种分析方法耗时长,成功率低,需要样品溶解以及U和Pb的化学分离;其空间分辨率差,不适合用于具有环带变化的样品,因此未得到广泛应用。   自2014年激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)首次应用于化石中方解石胶结物U-Pb定年以来,该技术在解决一系列关键地质问题中得到广泛应用。与ID-TIMS相比,LA-ICP-MS具有空间分辨率高、分析速度快等优点,能快速测得样品的U-Pb比值。但方解石U含量普遍较低(5mg g-1),对仪器灵敏度具有挑战。采用高灵敏度扇形磁场电感耦合等离子体质谱仪(SF-ICP-MS)比四极杆电感耦合等离子体质谱仪(Q-ICP-MS)更具优势。   基于此,中国科学院地质与地球物理研究所多接收-电感耦合等离子体质谱实验室高级工程师吴石头和正高级工程师杨岳衡及合作者,通过系统优化Element XR SF-ICP-MS接口锥组、辅助氮气、铂电极圈等参数,将其灵敏度提高了5-10倍(图1),比国际上已报道的同类型仪器灵敏度高2-4倍。   基于此,研究建立了LA-SF-ICP-MS方解石U-Pb定年技术。采用国际标准物质Duff Brown Tank、JT和ASH-15对方法的分析精度和准确度进行了验证(图2)。通过改善的灵敏度,空间分辨率达到85-110微米,可以对大多数方解石进行U-Pb定年。研究还进一步证明,基于LA-ICP-MS二维元素成像技术选取样品定年区域可提高方解石U-Pb定年的成功率。   副研究员兰中伍及其合作者将该技术应用于埃迪卡拉纪盖帽碳酸盐岩上。Marinoan冰川杂砾岩和其上部的盖帽碳酸盐岩是支持雪球地球假说(snowball Earth)直接的岩石学证据,该岩石组合指示了古气候由冷到暖的变化,是多学科领域关注的前沿和焦点。前人从这套盖帽碳酸盐岩内陆续开展了沉积学、地层学、地球化学和地球生物学等方面的工作,但其复杂的沉积结构和异常低的δ13Ccarb值(–45‰)使得科学家对其成因较难做出合理解释。   了解方解石的形成机制和共生矿物形成的先后顺序有助于了解其和雪球地球假说之间的关系,并对地球化学数据做出合理解释。研究人员对宜昌三峡地区九龙湾剖面的Marinoan盖帽白云岩开展了激光剥蚀电感耦合等离子质谱(LA-ICP-MS)U-Pb同位素和REE分析。岩相学观察表明早期白云石孔洞和裂隙被晚期方解石脉/方解石单颗粒/黄铁矿/铁氧化物所充填,然后被石英胶结物所包裹(图3)。   通过对方解石进行U-Pb定年,在Tera-Wasserburg图解中得到了636.5 ± 7.4 Ma 下交点年龄(图4)。传递衰变常数和标样误差之后,年龄误差为17.8 Ma。因此,采样层位的沉积时代为636.5 ± 7.4/17.8 Ma。该年龄和前人从盖帽白云岩内白云石中测得的U-Pb年龄629.3 ± 16.7/22.9 Ma以及火山灰锆石U-Pb年龄635.23 ± 0.57 Ma在误差范围内相一致。新的年龄数据表明方解石在埃迪卡拉纪早期形成,不可能在埃迪卡拉纪晚期或者寒武纪热液活动中形成。   方解石REE组成总体上表现出La,Y和Gd正异常(δGd=1.1-1.96),高Y/Ho比值(大多数44)(图5)。Eu以正异常为主(δEu=1.02-1.38),少量表现出负异常(δEu=0.79-0.96)。高Y/Ho比值为海水沉积的特征,Eu正异常说明有热液活动的影响。从REE配分型式上可以看出有些方解石可能是从海水中形成的。这种情况下,甲烷的厌氧氧化(AOM)形成了方解石、黄铁矿、硫酸钡、铁氧化物,以及盖帽白云岩中的负δ13Ccarb值。负δ13Ccarb方解石和盖帽白云岩近于同期形成,甲烷水合物去稳导致甲烷泄露到大气中,引发冰川融化。有些方解石可能是在埃迪卡拉纪早期(ca. 632 Ma)热液活动中形成的。   研究成果发表于Science China Earth Sciences和Geological Magazine。研究工作得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、岩石圈演化国家重点实验室开放基金、古生物学与地层学国家重点实验室开放基金,以及地质过程与矿产资源国家重点实验室开放基金的共同资助。 图1.三种锥组合(S + H、Jet + H和Jet + X)在不引入N2和引入少量N2条件下206Pb和238U的信号强度图2.ASH-15的下交点年龄和U含量结果图,其中下交点年龄结果以Tera-Wasserburg图表示;U含量变化以相对概率的形式表示。蓝色虚线为固定上交点207Pb/206Pb为0.832的等时线;黑色实线为未固定上交点的等时线。在不同时间内,共进行了2次独立分析图3.三峡地区九龙湾剖面陡山沱组底部葡萄状白云岩内矿物共生组合(BSE图像)。多种形态的方解石胶结物和黄铁矿充填在等厚状白云石内部的孔洞和裂隙内,后期被石英胶结物所包裹图4.方解石Tera-Wasserburg谐和图。回归线的上交点代表普通铅组成,下交点代表样品的年龄图5.葡萄状白云岩内方解石的REE配分型式
  • 【来因科技】光合仪|光合作用测定仪高灵敏触摸屏
    植物是生物的食物源头。无论是动物还是人,其食物归根结底都直接或间接地来源于植物。因此,植物的重要性不言而喻。而植物主要是通过光合作用来将光能转化为化学能,从而在体中储存有机物的。这些有机物不仅能为植物自身的机体生命活动提供能量,还是人和动物生命活动的主要能量来源,作用匪浅。光合作用除了为生物提供食物和能量外,还能维持呼吸作用的氧气及防御紫外线杀伤作用的臭氧层,是生物圈形成、发展和繁荣及持续运转的基础、关键环节和驱动力。正因如此,植物光合作用的速率如何就显得尤为重要了。 光合作用测定仪产品详情介绍→https://www.instrument.com.cn/show/C460790.html增强植物的光合速率可以增加过氧化物酶及硝酸还原酶的活动,加快植物对二氧化碳的吸收,调节植物的碳氮比,大大的加强了植株的免疫能力,让植物可以呈现出良好的生长态势。不仅如此,光合作用还能固定空气中的二氧化碳,减缓温室效应,并与生物质能源、秸秆还田、碳基肥等建立密切的关系,帮助农业生产的同时保护了环境。但是植物的光合作用比较难掌控,所以说,能否测定植物光合作用对于农业生产种植的活动具有重要的指导意义。这时,光合作用测定仪的出现就彰显出了我们农业科研水平了。 光合作用测定仪产品优势:  产品特点:  1、智能化:采用Android操作系统,高灵敏触摸屏。高效的人机交互,测定过程实时显示,更好的操作体验;  2、高稳定性:双波长红外二氧化碳分析器,加入温度调节及大气压力测量单元,有效的提高了二氧化碳的稳定性及准确性。有效地避免了因为温度变化而造成二氧化碳数值过大波动的弊端;  3、多功能:同时测定光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度和水分利用效率,以及二氧化碳浓度、相对湿度、光合有效辐射和空气温度、叶片温度、大气压力等指标;  4、自定义:用户可根据测量需要自定义编辑实验备注,并可显示Pn曲线、Tr曲线、光-光合曲线以及湿度-蒸腾曲线;  5、数据分析:试验完毕后可将多组数据同时分析,生成放不同颜色的曲线图,方便进行实验数据对比;  6、大屏幕:10寸高灵敏触摸屏,人性化操作界面,为用户提供更好的数据显示。  7、数据导出:支持wifi、蓝牙传输,数据可无线上传;同时支持U盘拷贝数据,免驱动插拔。  8、配置云平台:检测结果可选择性或批量无线传至平台,方便用户进行长期数据管理和可视化分析。辅助科研。  9、长续航:满电状态下可在野外连续使用10-12个小时。  10、便捷性:体积小,重量轻,配手提箱随身携带,方便单人流动测试。  11、配置支架:方便长时间无人值守检测,主机支架高度可调,检测手柄三脚架高度角度均可调。光合作用测定仪是通过测量植物叶片既定时间内CO2吸收或释放量,并同时测量空气温湿度,叶片温度,光照强度以及同化CO2的叶片面积等要素,来直接计算出植物的光合速率、蒸腾速率、细胞间CO2浓度和气孔导度等光合作用指标。该仪器具有反应迅速,抗干扰性强,操作方便,结果精度高,可以进行连续的测定等突出优点,因而得以应用于植物生理学、植物生物化学、生态环境等多个领域,为农林业的进步发展贡献了力量。
  • 1200万!宁波大学质谱研究院采购捕集离子淌度高灵敏高分辨液质联用仪等项目
    一、项目基本情况 1.项目编号:CBNB-20232312G 项目名称:宁波大学质谱研究院采购捕集离子淌度高灵敏高分辨液质联用仪项目 预算金额(元):6000000 最高限价(元):6000000 采购需求: 标项名称: 捕集离子淌度高灵敏高分辨液质联用仪 数量: 1套 预算金额(元): 6000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:捕集离子淌度高灵敏高分辨液质联用仪主要由离子淌度高灵敏高分辨质谱仪、双离子淌度装置、带温控的飞行时间质谱分析器等组成;具体详见采购需求。 备注:本项目允许采购进口产品 合同履约期限:标项 1,自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。 本项目不接受联合体投标。 2.项目编号:NBITC-202311521G 项目名称:宁波大学附属第一医院医疗设备(液相色谱串联质谱检测系统等)采购项目 预算金额(元):6000000 最高限价(元):/ 采购需求: 标项名称: 液相色谱串联质谱检测系统等 数量: 1 预算金额(元): 6000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:序号1:液相色谱串联质谱检测系统 数量:4套;序号2:电感耦合等离子体质谱(微量元素分析仪) 数量:1套;详见招标文件第三章“招标内容与技术需求”。 备注:不接受进口产品投标,详细采购需求详见招标文件。 合同履约期限:标项 1,自合同生效之日至合同全部权利义务履行完毕之日止。 本项目(否)接受联合体投标。二、获取招标文件 时间:2023年09月06日至2023年09月13日,每天上午00:00至12:00,下午12:00至23:59(北京时间,线上获取法定节假日均可,线下获取文件法定节假日除外) 地点(网址):政采云平台(https://www.zcygov.cn/) 方式:供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件(进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,申请获取采购文件) 售价(元):0 三、对本次采购提出询问、质疑、投诉,请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称:宁波大学 地 址:宁波市江北区风华路818号 传 真:/ 项目联系人(询问):刁老师 项目联系方式(询问):0574-8760165 质疑联系人:丁老师 质疑联系方式:0574-87609814 2.采购代理机构信息 名 称:宁波中基国际招标有限公司 地 址:宁波市鄞州区天童南路666号19楼 传 真:0574-87425386 项目联系人(询问):陈冲、方巧飞、沙玉珠 项目联系方式(询问):0574-87425731、87425383 质疑联系人:方芸 质疑联系方式:0574-88090063        3.同级政府采购监督管理部门 名 称:宁波市政府采购管理办公室 地 址:宁波市海曙区中山西路19号 传 真:/ 联 系 人:李老师 监督投诉电话:0574-89388042
  • 表面增强拉曼技术助力挥发性有机小分子的高灵敏检测
    近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的宋一之团队与尹焕才团队在高灵敏增强拉曼气体传感方面取得进展。研究团队开发了一种具有超高灵敏性的柔性多孔三维玫瑰花枝状纳米增强基底,可实现气相与液相中有机小分子的高灵敏检测。研究成果发表在Analytical Chemistry上。高灵敏微量气体传感在环境污染研究、人体挥发性有机物(VOCs)检测中具有重要现实意义。迄今为止,已有多种分析技术被用于气体检测,但大多存在成本高、操作复杂、分析过程耗时等缺点。表面增强拉曼散射(SERS)作为一种有力的痕量分子检测工具,可利用基底的表面等离子体共振耦合和电荷转移效应大幅增强目标分子的拉曼散射信号,具有高灵敏、简单、快捷、无损和特异指纹识别的特点,在气体传感领域具有突出的优势。对此,该研究通过化学生长与微纳加工相结合的方式在柔性多孔滤膜上制备了纳米氧化锌金属三维异质结构(图1),并利用酰胺反应选择性地捕获腐胺和尸胺分子,实现了低浓度气体分子的高灵敏定量检测(腐胺检测限:1.26×10-9 M,尸胺检测限:2.5×10-9 M),比同类研究报道的检出限高出2~3个数量级(图2);另外,还实现了在液相中的超高灵敏度定量检测(腐胺检测限:3.2×10-16 M,尸胺检测限:1.6×10-13 M),比同类研究报道的检出限高出6~9个数量级,充分证明了该SERS传感器在液相与气相有机小分子检测的巨大潜力。鉴于该三维柔性SERS基底的多孔特性和优异的增强性能,将其与微流体装置和便携式拉曼光谱仪集成,搭建SERS快速检测系统,有望实现气溶胶中细菌、病毒和污染物的高效捕获与富集,充分发挥该三维基底在气溶胶的高灵敏检测领域的技术优势。研究工作得到国家自然科学基金委、江苏省重点研发产业前瞻项目、中科院科研仪器装备研制项目等项目的经费支持。   论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.1c05013图1 基于三维玫瑰花枝状SERS传感基底构筑方法及有机气体分子检测策略图2.液相中(a-f)与气相中(g-l)不同浓度腐胺与尸胺的SERS光谱
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