全谱检测

p　　随着相关单位对大气污染物监测提出了更高要求，大气走航监测越来越多地进入公众视野，成为守护蓝天的一项全新“黑科技”。我国现处于工业化及城镇化的高速发展时期，多区域、多方面、多形式的环境风险相对集中，除了常规监测项目，突发环境事件比重高居不下，且高发态势会在一段时期内持续，所以提升环保部门对突发环境事件的响应速度和监测、处置能力以及应对水平迫在眉睫。/pp　　为了适应当前严峻的环境安全形势，提高走航监测效率，磐合科仪携手母公司天瑞仪器共 同推出大气全谱走航监测方案，不仅能更好地应对突发环境事件，也能促使室外环境移动监 测工作增质提效，相信定能为环境应急监测能力提供新的方向。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/5392c361-83d7-40b0-bd42-32b6b41f1bf4.jpg" title="ph1.jpg" alt="ph1.jpg"//pp style="text-align: center "strong大气全谱走航监测车/strongbr//pp　　凭借多年VOC车载技术经验，大气全谱走航监测方案突破传统走航技术，采用业界最高端车载配置，包括PTR-TOFMS(质子转移飞行时间质谱)系统、空气质量六参数系统、臭氧激光雷达系统、空气走航监测网络数据分析系统等，可快速秒级实现上百种VOCs，CO、Osub3/sub、SOsub2/sub、NOx、PMsub2.5/sub、PMsub10/sub等痕量污染物的测定，实时定性定量，准确掌控环境态势，在化工园区排查、城市走航、应急监测等实际应用中具备明显优势。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/e31a86a5-e471-4b6d-9351-1acc659498a1.jpg" title="ph2.png" alt="ph2.png"//pp style="text-align: center "　　strongPTR-TOFMS+空气六参数系统/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/2e433641-72cc-4e8c-b5a0-2f910a68aea9.jpg" title="ph3.png" alt="ph3.png"//pp style="text-align: center "　　strong臭氧雷达系统/strong/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/7db8dc4e-cb4a-4eb4-8623-fd14f7796af9.jpg" title="ph4.jpg" alt="ph4.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 0, 0) "strong车载数据及视频控制仓/strong/span/pp　　相较于同行，大气全谱走航监测方案具有五大优势：/pp　　strong1. 响应快速/strong：秒级乃至亚秒级在线监测/pp　　 谱图采集率10000张/秒/pp　　 走航速度可达100公里/小时实时定性定量/pp　　strong2. 监测全面/strong：大气 VOCs 痕量污染物/pp　　 SOsub2/sub、NOx、Osub3/sub、CO、PMsub10/sub、PMsub2.5/sub/pp　　 实时三维立体可视化动态，全覆盖，无遗漏/pp　　strong3. 质量精准/strong：无损高灵敏质谱分析技术/pp　　 无标气也可半定量/pp　　 软化学电离，保持分子特征/pp　　strong4. 系统稳定/strong：全车减震系统，符合野外测量的硬件标准/ppstrong　　 /strong满足车辆边行驶、仪器边操作的高要求/pp　　strong5. 低消耗/strong：高度集成，续航力强，消耗少， /pp　　 运维简单、节约使用成本/pp　　 系统可升级/pp　　 可专业定制/pp　　大气全谱走航监测车在不需要接入市电的情况下，可在行驶过程中连续监测，也可停靠 路边或污染地带进行定点监测。采用移动监测与固定点监测相结合，二者互为补充，即满足 环境常规巡查又能快速应急处理，扩大了监测区域、提高了时空分辨率，真正做到环境监测 “全方位、无死角”，是环境管理中科学、高效的手段。/pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "案例 1 化工园区排查：某重点园区 VOCs 排放情况/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/d67aa0e1-a158-4586-aa2d-c7963748024a.jpg" title="ph5.jpg" alt="ph5.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "案例 2 城市走航：上海外环和郊环的 VOCs 排放特征/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/407f5af2-b669-4e86-bb2e-3a201930164c.jpg" title="ph5.png" alt="ph5.png"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "案例 3 应急监测：某县可疑污染物溯源/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202011/uepic/e604caf1-3855-484a-9ca4-29a8b7308691.jpg" title="ph6.png" alt="ph6.png"//pp　　凭借多年VOC车载技术经验，磐合科仪已推快速走航车、大气重金属走航监测车等多种走航方案。大气全谱走航监测车方案是该系列技术中又一大突破，不仅提高和完善了大气环境综合监管能力，加强重污染天气观测、保障站点数据并对污染进行快速溯源，同时开创了大气走航监测的新篇章，更为环保监测领域科学监测和科技督查提供了更加有力的武器。/pp style="text-align: right "strong供稿来源：上海磐合科学仪器股份有限公司/strong/p

导读维生素作为一类人体必须的微量营养素，在新陈代谢过程中扮演着十分重要的角色。无论是儿童、青少年，还是中老年人，都需要维生素的合理摄入来促进和保证身体的正常生长发育；无论是病人、亚健康人群，还是健康群体，也都需要维生素的合理摄入来改善和保障身体的健康状态。尽管“维生素”这个词耳熟能详，但您真的了解它吗？维生素是什么？维生素是维持人体正常生理功能的微量有机物质，在人体生长、代谢、发育过程中发挥重要作用。是除了水、糖类、脂肪、蛋白质、膳食纤维和矿物质外，人体的一种必须营养素。对于多数维生素来说，人体自身不能合成或合成量不足，需从食物获取。全谱维生素的种类及生理作用全谱维生素脂溶性维生素 &bull A，D（D2,D3)，E，K(K1,MK-4,MK-7)溶于脂肪而不溶于水；人体摄入后，需经胆汁的乳化，而后被小肠吸收易在体内储存，摄入过多会造成“中毒”现象&bull 水溶性维生素 &bull B1，B2，B3，B5，B6，B7，B9，B12，C溶于水而不溶于非极性有机溶剂；在人体中不需消化，直接由肠道吸收在体内储存量较少，多余的会随尿液排出，易出现缺乏症状表1. 全谱维生素的生理作用维生素监测方法有哪些？常规的维生素检测方法有免疫法、分光光度法、化学发光法、微生物法、高效液相色谱法等，这些方法灵敏度低、特异性差，且通量小，难以实现多种维生素的同时测定。高效液相色谱-串联质谱法克服了以上方法的诸多缺点，逐渐成为维生素检测的“金标准”。岛津全谱维生素检测方案岛津三重四级杆液质联用仪具有高灵敏度、强抗干扰能力和超快扫描速度等性能优势，分别建立了一针法测定7种脂溶性维生素和一针法测定9种水溶性维生素的方法，检测时间分别仅需8 min和6 min，大大提高了分析效率和检测通量。岛津三重四级杆液质联用仪&bull 简便快捷的前处理操作，为高效率检测提供基础脂溶性维生素水溶性维生素前处理方法液液萃取法蛋白沉淀法方案优势稳定性好，可有效去除基质成分，避免对待测化合物产生基质干扰成本低廉、流程简单，去除蛋白效率高，同时可最大程度保证水溶性维生素在处理过程中的稳定性&bull 丰富多样的仪器配置，为高灵敏度检测提供保障岛津三重四级杆液质联用仪不仅可以搭载常规ESI离子源和APCI离子源，也可使用DUIS离子源同时进行ESI和APCI两种离子化过程，丰富多样的配置可实现全谱维生素的高灵敏度检测。七种脂溶性维生素质量色谱图九种水溶性维生素质量色谱图&bull 可靠耐用的色谱柱，为高通量检测提供支撑脂溶性维生素水溶性维生素色谱柱型号Shim-pack GIST C18Shim-pack GIST C18-AQ色谱柱规格50 mm×2.1 mm I.D., 2 μm100 mm×2.1 mm I.D.,1.9 μmP/N227-30001-02227-30807-02特点pH耐受范围1-10；通用性强；高惰性硅胶提高分析精度和重现性；可用于分离离子型化合物pH耐受范围1-10；键合距离优化技术，提升极性化合物保留，改善分离；高惰性硅胶提升耐久性；纯水条件下具有更高耐受性和稳定性&bull 优良的方法学性能，为样品的定量检测保驾护航采用同位素内标法进行定量，16种维生素的校准曲线相关系数r均在0.995以上，校准点的准确度在86.4%~110.4%之间，线性拟合度良好。通过测定质控品，考察方法的准确度和精密度。高低两水平的质控品测定准确度在90%~105%以内，精密度RSD（n=6）在1.0%~5.3%以内，准确度和精密度良好。表2. 岛津全谱维生素检测方案方法学性能案例分享对某样品进行检测，结果如下。表3. 某样品检测结果ng/mL结语维生素关乎每个人的身体健康，精准检测血液中维生素含量对于营养状况的评估、疾病的辅助治疗都有着重要的意义。岛津全谱维生素检测方案从仪器配置，到样品前处理流程和样品分析检测，均提供了稳定、可靠、高效的方法。精准检测，合理补充，方能保证维生素在体内正常发挥生理作用。呼吁大家多样化饮食，营养均衡，增加户外运动，迎接大健康时代！注：文中推荐技术方法方案仅用于相关专业人士技术交流，不作为临床诊断依据。撰稿人：郭磊文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

近日，华南理工大学教授李志远团队成功造出一台全谱段白光激光器，其具备光斑明亮、光谱光滑且平坦、大脉冲能量的特点，能覆盖 300-5000nm 的紫外-可见-红外全光谱，单脉冲能量达到 0.54mJ。这样一台全谱段白光激光器的面世，可用于构建全谱段的超快光谱学探测技术，有望将激光技术推至世界领先水平，从而更好地服务于前沿研究。图 | 李志远（来源：李志远）基于本次成果，课题组将进一步构建全谱段的超快光谱学探测设备，届时有望对物质内部多个波段中的物理、化学和生命过程开展超快的精密探测，从而实现高速摄谱的技术能力，进而用于开展二维材料、锂离子电池、化学催化等领域的研究。本次研究中所涉及的光谱学技术，可以覆盖深紫外-可见波段的原子以及分子的电子跃迁吸收谱，也能覆盖近红外波段的半导体带间电子跃迁吸收谱、以及中红外波段的分子振动等。借此可以打造一种崭新的光谱学检测手段，对于那些使用传统手段所无法揭示的新现象和新规律，本次新手段很有希望填补相关空白。（来源：Light: Science & Applications）鉴于光学波段的光子和物质的电磁相互作用强度以及灵敏度，远远超过 X 射线光子与物质原子核、以及内壳层电子的电磁相互作用。而且，即便是 1mJ 量级的全谱段白光飞秒脉冲激光的光子亮度，也远远超过目前同步辐射 X 射线光源的亮度。“因此，全谱段白光激光器在物质科学和生命科学中所发挥的作用，也有望超过传统的同步辐射 X 射线光源。”李志远表示。日前，相关论文以《强紫外-可见-红外全谱段激光器》 （Intense ultraviolet–visible–infrared full-spectrum laser）为题发在 Light: Science & Applications，华南理工大学博士生洪丽红是第一作者，华南理工大学李志远教授、中国科学院上海光学精密机械研究所（上海光机所）李儒新院士担任共同通讯 [7]。图 | 相关论文（来源：Light: Science & Applications）助力解决 Science 125 个待解难题之一据介绍，作为一种崭新的激光光源，超宽带白光激光具有极宽带宽、高光谱平坦度、大脉冲能量、高峰值功率、高时空相干性等五大优点，能极大拓展激光技术的发展和应用范围。而如何构建一台覆盖紫外-可见-红外波段的全谱段白光激光器，同时拥有高峰值功率和高脉冲能量，是一个极具挑战的宏大目标。2020 年，Science 杂志将其列为 125 个前沿重大科学问题之一。主要原因在于，基于目前纯粹单一的激光器技术、二阶非线性变频技术、以及三阶非线性频率展宽技术，远不足以解决这一问题。过去十年，李志远团队基于自主开发的啁啾结构非线性铌酸锂晶体，结合大脉冲能量、高峰值功率的飞秒脉冲激光泵浦，利用二阶和三阶非线性协同作用的原创性物理机制，提升了白光飞秒激光的转换效率、频谱带宽、脉冲能量、光谱平坦度等指标。要想产生全谱段白光飞秒激光，需要达到两个先决条件：带宽超过一个光学倍频程的强泵浦飞秒激光光源，以及具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。不过，要想同时满足上述两个条件并非易事。为此，课题组使用光学参量啁啾脉冲放大技术，以及使用由充气空心光纤、纯铌酸锂晶体材料和啁啾极化铌酸锂晶体组成的极宽带非线性变频模块，将飞秒激光技术、二阶非线性变频技术、三阶非线性频率展宽技术加以综合，研制了这款全谱段白光激光器。其中，二阶和三阶非线性效应协同作用的原创性物理机制，是打造本次全谱段白光激光器的秘密。上述机制的好处在于，能够清除二阶非线性或三阶非线性方案中所存在的输出光谱性能不佳的限制。李志远表示：“全谱段白光激光有望成为激光技术发展历史上的一个里程碑，并能很好地回答 Science 杂志 2020 年的 125 个最前沿的科学问题，即人类能否造出与太阳光相似的非相干强激光。”（来源：Light: Science & Applications）让中国学界真正拥有属于自己的实验设备多年来，学界一直渴望产生像太阳光一样的白光激光。紫外-可见-红外全谱段白光激光的产生，则一直是激光技术等待攻克的堡垒，也是李志远团队努力追求的目标。十年来，该课题组历经 8 次阶段性成果的积累，才造出了上述全谱段白光激光器。2014 年，该团队将啁啾调制的概念引入一维铌酸锂晶体的周期设计中。在可调谐近红外光源的帮助之下，设计出多个不同啁啾度的准相位匹配晶体，让二次、三次谐波产生的非线性过程的相位失配，能够在单个晶体中得到补偿，借此实现宽带可调谐三基色光源的同时输出，也拉开了课题组“白光激光”之梦的序幕。2015 年，李志远让学生陈宝琴开展啁啾结构铌酸锂晶体中六次谐波产生的研究。在实验的关键阶段，李志远去现场看学生做实验，结果发现了又圆又白的激光束产生，这完全出乎意料之外。李志远觉察到这是一个“好东西”。仔细分析之后，确定啁啾结构铌酸锂晶体产生了二到八次谐波。在一个固体材料中产生高次谐波，这是一个前所未有的科学发现，也让课题组开始树立“白光激光”的梦想。随后，他们设计了啁啾结构非线性光子晶体，以中红外飞秒脉冲激光为泵浦源，在单块晶体中同时产生了超宽带二到八次谐波。其中，四到八次谐波形成 400-900nm 超宽带可见白光激光，其转换效率达到 18%。2014 年和 2015 年的这两项工作表明：该团队自主研发的铌酸锂晶体二阶非线性方案，可以支持宽带二次谐波产生。同时，也能支持宽带二次谐波和三次谐波产生，甚至支持基于级联三波混频的高次谐波产生，最终可以实现超宽带可见白光激光的产生。而要想产生全谱段白光飞秒激光，就需要继续深挖上述方案的潜能，以便满足产生全谱段激光所需要的苛刻条件：即泵浦激光脉冲带宽要足够宽，非线性晶体材料的准相位匹配带宽要足够大。2018 年，课题组选用更高能量的近红外飞秒脉冲激光作为泵浦源，针对相关泵浦条件设计出一款啁啾结构铌酸锂晶体，这块晶体在不同偏振状态之下，均能同时产生二次谐波和三次谐波。通过此他们首次发现了二阶和三阶非线性协同作用的新物理机制，并证明这一机制能够显著提升相关性能的指标。利用级联二次谐波和三次谐波方案，他们生成了 400-900nm 可见-近红外波段的可调谐白光激光，转换效率达到 30％。这一发现，也促使他们去发现产生白光激光的更优路线，即基于二阶和三阶非线性协同作用产生超连续白光激光的方案。在新路线的指导之下，他们设计出一块能同时产生二到十次谐波的宽带白光非线性晶体材料。针对这款白光非线性晶体材料，他们又采取 45μJ 脉冲能量的 3.6μm 中红外飞秒脉冲激光泵浦的设计方案，借此产生 25dB 带宽、覆盖 350-2500nm 的紫外-可见-红外超连续白光飞秒激光，单脉冲能量为 17μJ，转换效率为 37%。在此基础之上，他们继续优化二阶非线性和三阶非线性协同效应。期间，该团队发现石英玻璃的三阶非线性效应远远优于铌酸锂晶体，而特殊设计的铌酸锂啁啾非线性光子晶体可以同时使用高达十二阶次的准相位匹配。后来，他们利用 0.5mJ 的钛宝石飞秒脉冲激光器泵浦，来对熔融石英-啁啾极化铌酸锂晶体进行泵浦，最终实现 10dB 带宽覆盖 375-1200nm、20dB 带宽覆盖 350-1500nm 的超连续激光，单脉冲能量为 0.17mJ，转换效率为 34%。前面提到，课题组期望实现的白光飞秒激光具有五个高指标。因此，在追求极宽带宽范围的同时，他们还得实现更大的脉冲能量、更高的光谱平坦度。于是，该团队以高能量钛宝石主激光作为泵浦源，针对由熔融石英和啁啾极化铌酸锂晶体组成的级联光模块，对其整体非线性响应进行进一步的操纵，从而显著提高了白光飞秒激光的综合性能。期间，他们利用 3mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光泵浦，对石英-超宽带白光非线性晶体级联模块进行熔融，基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案，实现了 mJ 量级、3dB 带宽覆盖 385-1080nm 的超宽带白光飞秒激光。此外，自 2018 年起课题组联合一家外部公司研制了 3mJ/50 fs/1 kHz 钛宝石飞秒激光器，实现了相关仪器的国产替代。并以此作为泵浦源，和白光非线性变频模块加以结合，从而形成了成熟高效的白光飞秒激光生成方案，借此造出一款白光飞秒激光整机设备。以上成果也促使他们进一步思考：如何产生覆盖一到十次谐波的全谱段白光激光？为此，他们与上海光机所李儒新院士团队合作，提出一款非线性级联装置。这种装置可以满足以下两个条件：一个较强的带宽达到光学倍频的中红外泵浦激光光源；以及一个具有极大非线性频率上转换带宽的非线性晶体。随后，他们基于光学参量啁啾脉冲放大技术，研制出一种中红外飞秒脉冲激光器，它具有 3.5mJ、3.9μm 中心波长，可以起到泵浦激光光源的作用。接着，基于宽带二阶和三阶非线性变频模块，他们获得了光谱范围 25dB 带宽、覆盖 300-5000nm 的全谱段超连续白光飞秒激光。“至此，我们欣喜地发现借助强中红外飞秒激光作为泵浦源已经成功走通了全谱段白光激光产生的道路。”李志远表示。（来源：Light: Science & Applications）总的来说，课题组已经实现了“三高”型白光飞秒激光：大单脉冲能量（第一高）、300-5000nm 的频谱宽度（第二高）、高光谱的平坦度（第三高），基本涵盖了铌酸锂晶体的全部透光范围。接下来，他们将继续与李儒新院士团队合作，朝向更高目标前进，力争实现深紫外-紫外-可见-近红外-中红外-远红外的“三高”全谱段白光飞秒激光。假如可以实现，就能建造比拟同步辐射光源、以及自由电子激光光学波段的全谱段超连续激光光源。“届时，相信我们中国科学界将拥有属于真正自己的研究物质科学和生命科学的实验设备。”李志远最后表示。