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近红外荧光仪

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近红外荧光仪相关的资讯

  • 深圳先进院拓展近红外荧光成像光谱范围
    p style="line-height: 1.5em " 近日,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛团队发现一类分子染料在NIR-1a和NIR-1b区域中都具有不同的荧光发射峰,并通过植物绿萝叶脉和动物脑胶质瘤模型证明NIR-Ib区域近红外荧光成像的可行性和优越性。相关研究成果以Near-infrared fluorescence imaging in the largely unexplored window of 900–1,000 nm为题,发表在Theranostics上。/pp style="line-height: 1.5em "  近红外荧光成像的波长主要集中在700-900 nm波段(NIR-1a)和1,000-1,700 nm波段(NIR-II),其波段中自发荧光低、散射率小和生物组织吸收弱。近年来,尽管近红外荧光成像发展迅速,但科学家很少关注900-1000 nm(NIR-1b)区域的近红外荧光成像,一方面是因为NIR-Ib区域存在水吸收峰,科学家认为它会影响这个波段的近红外荧光成像质量,另一方面是因为目前几乎没有在NIR-1b区域荧光发射峰的分子探针。/pp style="line-height: 1.5em "  在该研究中,科研人员通过植物绿萝的叶脉成像和动物的脑胶质瘤成像实验评价NIR-1b区域近红外荧光成像的性能,结果表明,与NIR-Ia区域近红外荧光成像相比,NIR-1b区域近红外荧光成像能够产生更清晰的叶脉和脑胶质瘤图像。此外,研究人员设计了植物叶片和动物肌肉组织的模拟实验,利用线性光谱分离方法分析,发现在NIR-1b区域中自发荧光、散射率和生物组织对光吸收均减少,说明NIR-1b区域近红外荧光成像具有一定的优越性。这些发现拓宽了近红外荧光成像的光谱范围,对生物医学研究具有重要意义。/pp style="line-height: 1.5em "  研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金研究团队、广东省纳米医药重点实验室和深圳市科创委基础研究等的资助。深圳先进院研究员蔡林涛和龚萍为论文的共同通讯作者,课题组成员邓冠军为论文的第一作者。/pp style="text-align: center line-height: 1.5em "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/2a98611d-132f-4e61-bde9-06c89b45ae9a.jpg" title="W020180802392944094930.png"//pp style="line-height: 1.5em text-align: center "七甲川菁染料分子探针在NIR-1a和NIR-1b区域中具有不同的荧光发射峰,及其在植物绿萝叶脉成像的应用/ppbr//p
  • 岛津与SPI签订近红外荧光成像应用共同开发协议
    近日,岛津制作所(社长:中本晃、京都市中京区)与SPI( Summit Pharmaceuticals International)公司(社长:寺胁良树、东京都中央区)签订了以开发岛津手提式小动物用近红外荧光成像系统(正在开发中,使用1000 nm以上波长)新应用为目的的共同开发协议。 手提式小动物用近红外荧光成像系统(原型机) 本系统是由岛津制作所与东京理科大学(校长:藤嶋昭、东京都新宿区)在从2012年4月1日至2013年3月31日期间的共同研究中成功开发的、小动物用in vivo(生体内)荧光成像装置原型机,可使用比过去近红外荧光成像所用的700~900nm波长带更长的1000 nm以上近红外区域,可降低生物组织所造成的光散射及光吸收的影响,以前所未有的高解像度实现了高精细成像。并且,具备可单人移动的紧凑外形尺寸与重量,可以满足研究人员将其携带到动物管理区域等中实施快速测定的需求。 SPI公司是in vivo发光?荧光成像装置进口销售的大型公司,是引导日本in vivo成像市场的行业先驱者,特别在小动物用成像装置的商品销售以及应用支持方面广获好评。 【共同开发的目的与今后的动向】 为发挥分析计测仪器的性能满足各种的研究需求,分析方法与应用的开发必不可少。岛津与SPI将快速推进共同开发,力求建立本系统的全新应用,以满足生命科学研究市场的需求。 岛津制作所将依据本共同开发的成果,实施原型机的商品化,争取在2014年投入市场。 备注:※所谓荧光成像是将荧光标记化的探针聚焦在生物体内的目标分子或細胞?脏器中,在体外从空间?时间角度监测生物质发现、细胞?脏器功能、探针动态的技术。已成为在解明肿瘤转移机理、再生医疗等利用实验动物的生命科学研究中必不可少的技术。 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。
  • 近红外荧光成像导航手术研究领域取得新进展
    p style="text-align: justify " 近日,复旦大学化学系张凡教授课题组与复旦大学附属妇产科医院徐丛剑教授团队合作,利用近红外探针实现近红外二区荧光成像导航卵巢癌实体瘤和转移灶的精准切除,此方法有望在临床上用于腹腔恶性转移肿瘤的精准手术导航。7月24日,相关研究论文以《活体内自组装的近红外二区纳米探针用作增强卵巢癌转移灶的手术导航》(“NIR-II Nanoprobes in-vivo Assembly to Improve Image-guided Surgery for Metastatic Ovarian Cancer”)为题在线发表于《自然· 通讯》(Nature Communications, 2018, 9, 2898)。复旦大学化学系博士生王培园为论文第一作者。/pp style="text-align: justify " 手术切除通常是恶性肿瘤最常见和最有效的治疗方法之一。然而外科医生触诊和目视检查并不足以确保区分恶性和正常的组织类型,因此可能导致不完全切除或健康组织不必要切除。相比于术前影像学检查及手术中视觉检查及触诊,活体荧光成像技术由于其即时性、高分辨率、高特异性等检测优势,为精准手术导航技术领域提供了较好的应用前景。传统的可见光区(400 - 750 nm)和近红外一区(NIR-I, 750 - 900 nm)荧光,由于其组织穿透深度较浅和严重的自体荧光干扰,极大地限制了荧光成像技术在腹腔以及淋巴结转移病灶在手术导航中的应用。此外,手术切除过程中需要荧光探针具有长效的肿瘤内滞留时间和光稳定性。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b8e54b7f-2dec-4f1c-a053-3576dfab39d8.jpg" title="20180725复旦.jpg"/ /pp style="text-align: left "图1. 表面分别修饰配对DNA(L1/L2)和修饰靶向蛋白的近红外探针。对于这两种配对DNA修饰的探针采用两针注入法,通过肝脏、肾脏的快速代谢,体内正常组织的荧光信号可以降到最低;肿瘤内的探针自组装可以对肿瘤实现长达6小时的稳定标记,确保精准的手术导航。/pp style="text-align: justify " 针对上述两个问题,张凡课题组与徐丛剑团队合作,利用近红外二区荧光探针(NIR-II, 1000 - 1700 nm)的深组织穿透和低自体荧光优势,结合化学自组装设计实现了探针在肿瘤内的长期稳定标记,极大地提高了光学成像的信噪比。初步实现了卵巢癌腹膜转移以及淋巴结转移肿瘤在荧光成像指导下精准切除(图1),为该技术的临床转化应用提供了可能。/pp 该工作得到了复旦大学化学系、聚合物工程国家重点实验室、复旦大学先进材料实验室、复旦大学附属妇产科医院、复旦大学上海医学院妇产科学系、国家重点研发项目、国家杰出青年学者科学基金、上海市科委重点基础研究项目、上海科学技术规划委员会的大力支持。/ppbr//p
  • 干货|​近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用
    大家好,今天给大家分享一篇近红外二区荧光宽场显微活体成像技术和应用的文章,本文的通讯作者是浙江大学的钱骏教授。传统的荧光成像技术是基于可见光波段(400~760 nm)和近红外一区波段(760~900 nm)实现的,但是由于受生物组织散射和自发荧光的影响,这些波段的光对厚样本、活体样本成像时,成像深度和空间分辨率受到了很大的影响。而近红外二区波段(1000~1700 nm, NIR-II)的光受生物组织散射和自发荧光的影响大大降低,因而用这个波段的光成像时,成像的深度和信噪比都显著提高。近年来,NIR-II荧光宽场显微术在高时间分辨率、高空间分辨率、高信背比和大深度组织穿透方面获得突破性发展,这些得益于荧光探针和成像仪器设备的开发和改进。作者在本文中通过介绍NIR-II荧光宽场显微活体成像的机制特点、演进历史、系统进展以及在不同生物模型上的最新应用,展现其临床试验的巨大潜力,使NIR-II荧光宽场显微成像术在基础研究和临床应用上得到更进一步的普及。1、NIR-II荧光活体生物成像近年来,研究者们展开了一系列的NIR-II荧光成像研究,实现了对活体生物样本的深层和功能性成像,尤其伴随着探测器性能的提升和荧光新探针的开发,NIR-II的活体荧光成像迅速成为热点。尽管NIR-II荧光成像应用日趋广泛,但其成像窗口的定义却并不统一。长期以来,NIR-II在学术界被定义为1000~1700 nm。然而,工业领域认可的典型短波红外波段为900~1700nm。浙江大学钱骏教授团队模拟了NIR区域(至2340 nm)中的光子传播,确认了活体成像中适度利用水对散射光子的吸收能提高信背比,并将NIR-II窗口扩展为900~1 880 nm,定义了2080~2340 nm为近红外三区。其中,1400~1500 nm和1700~1880nm分别被定义为NIR-IIx和NIR-IIc区域。图1:定义并扩展NIR-II窗口为900-1880nm2、NIR-II荧光宽场显微成像系统活体成像研究中,NIR-II的宏观成像不仅可以实现主动脉和微小血管循环检测,也可以实现各类器官的成像,如心、肝、脾、肺、肾、肝、肠、胆道等。但是,组织的微结构观察和检测需要更大倍率的成像系统,以提高生物组织的空间分辨率和对比度,实现生物微结构的清晰成像。钱骏教授团队与宁波舜宇仪器(SOPTOP)公司合作,开发出新型NIR-II荧光正置显微成像系统,将短波红外探测器与传统的荧光显微成像系统结合,可实现宽场激发、面阵探测,具备成像深度大、时间分辨高、空间分辨好、操作简便等优势,可实现深层组织的高倍探测,已满足商用要求。此系统先后被相关科研院所购置,已在宫颈癌靶向化疗、小鼠脑血管研究等领域得到应用和报导。图2:舜宇仪器 NIR II-MS 近红外二区活体显微影像系统3、NIR-II荧光宽场显微成像的应用基于NIR-II荧光成像的大深度、高分辨率等优势,诸多生物医学应用得以开发。其中,活体大深度显微成像不仅能够对脉管系统、组织器官清晰破译,而且能够获取生物体内生命活动细微过程的动态信息,具有对生理和行为动态观察的巨大潜力。NIR-II荧光宽场显微系统提供高时间分辨率和高空间分辨率,可实现脑血管实时解析成像,以及血流速度和心跳周期的测量。作者团队针对血流测速开展工作,静脉注射IR820(0.5 mg/mL, 200 μL)后,使用NIR-II荧光宽场显微系统监测小鼠脑血管结构和实时血液流动,实时获取150 μm深度处的毛细血管血流速度为725 μm/s。同时,研究人员使用NIR-II荧光宽场显微系统记录开颅小鼠头骨下方0 ~800 μm深度下脑血管图像,并在800 μm的深度下区分出直径仅6.1 μm(半高全宽)的毛细血管。图3:小鼠活体脑血管成像血管造影方法可提供血管状态的有用信息,用于监测疾病过程。NIR-II荧光宽场显微成像技术能以高时空分辨率实现深层组织血管可视化。作者及唐本忠院士课题组开发了一种近红外聚集诱导发射(Aggregation-Induced Emission ,AIE)纳米颗粒,借助NIR-II荧光宽场显微成像系统,对小鼠大脑中的光致血栓形成缺血(Photo-Thrombotic Ischemia, PTI)和血脑屏障(Blood–Brain Barrier,BBB)损伤过程实现了精确监测。图4:NIR-II荧光宽场显微成像系统用于血流动力学研究和小鼠脑血栓性缺血的实时跟踪肿瘤和炎症性病变的检测和诊断仍是临床的巨大挑战,而NIR-II荧光宽场显微系统亦可用于肿瘤的精准检测。唐本忠院士、钱骏教授等将AIE纳米颗粒TQ-BPN注射进入具有旧肿瘤(4周)和新肿瘤(2周)的小鼠体内,使用NIR-II荧光宽场显微系统来识别不同生长阶段的肿瘤。NIR-II荧光宽场显微系统凭借穿透深度大和成像实时的优点,能够清晰地原位显示肿瘤部位的EPR效应,这将有利于早期肿瘤检测和转移研究。图5:使用NIR-II荧光成像在肿瘤部位原位显示高渗透长滞留(EPR)效应除普通小鼠、大鼠外,大型灵长类动物(如狨猴)的NIR-II荧光成像技术的探索更有利于临床转化,对于这些动物神经活动和脑血流调节的研究,有利于揭开人类大脑疾病的神秘面纱。钱骏教授、高利霞教授及唐本忠院士等首次在非人类灵长类动物中进行了穿薄颅骨大深度脑血管显微成像。图6:高空间分辨率的狨猴穿颅脑血管显微系统NIR-II荧光宽场显微系统拥有高时间分辨率以监测动态生物过程,提供高空间分辨率以观察微小生物结构、精准定位药物分布,还具备大成像深度。同时,该系统对比其他显微成像系统(如共聚焦显微术、光片显微术)易于上手使用并且成本适中,便于在活体研究和临床实践中推广。通过相关研究团队的努力,实现了从小鼠、大鼠、狨猴到猕猴,从脑血管、肿瘤血管到炎症组织及离体细胞、组织切片等的NIR-II荧光宽场显微成像,证明了NIR-II荧光宽场显微成像技术的巨大潜力。综上所述,NIR-II荧光宽场显微成像技术不断在更大的成像深度、更优的信背比、更高的空间分辨率、更快的成像速度上得到创新、改进和突破。NIR-II荧光宽场显微成像系统有望在各种生物和材料研究实验室推广,甚至在医学机构和医院临床获得普及和应用。以上便是今天为大家分享的近红外二区荧光宽场显微活体成像技术与应用,其中所采用的实验设备均为宁波舜宇仪器的NIR II-MS活体显微影像系统。作为全球首款近红外二区活体正置显微成像系统,可以实现对近红外二区荧光探针的光学表征以及活体生物样品、厚生物组织等的大深度、高时空分辨成像,选择25X红外水镜时,活体成像深度≥1.4mm,空间分辨率≤2μm。其操作简便的系统,具备在医学研究、临床诊断和手术治疗领域作为活体成像的基础工具的潜力。本文为SOPTOP舜宇显微系统供稿。如有技术干货、科研成果、仪器使用心得、生命科学领域热点事件观点,欢迎广大相关行业朋友投稿。投稿邮箱:lizk@instrument.com.cn
  • 科学家揭示荧光团缺电子性在近红外荧光探针识别机制中的作用
    p style="text-align: justify "  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员韩克利、朴海龙与深圳晶泰科技有限公司(XtalPi)的科研团队合作,发现谷胱甘肽转移酶(GST)荧光探针分子的整体识别性能受控于传统意义上的识别基团,且与荧光团的缺电子性相关。/pp style="text-align: justify "  GST是一种重要的II期解毒酶,通过催化谷胱甘肽(GSH)亲核进攻并加合到目标物的亲电中心,增加其亲水性以便于运输和排出细胞外,从而达到解毒目的。相比于正常组织和细胞,GST在多种癌症中的过表达,成为重要的多药抗性癌症标记物。近红外荧光探针具有高穿透性、低背景荧光、便于活体成像等优点,因而更具实用价值 然而,文献中对检测GST的该类探针鲜有报道。/pp style="text-align: justify "  研究人员在前期工作(Research,2020)的基础上,以保持系列识别基团不变为前提,通过引入带正电荷的近红外菁类荧光团HCy以替换先前的双光子荧光团NI,发现HCy系列探针均比相应的NI系列探针具有更强的非酶促和酶促反应性。从实验和理论计算两个层面,对该研究及相关文献中的反应动力学结果进行分析推理论证,研究人员发现,上述现象源于荧光团更强的缺电子性而非亲水性,由此导致HCy系列探针中兼具高灵敏度和低背景反应噪音的实用探针为识别基团亲电性更弱的HCy2(对位取代基为三氟甲基)和HCy9(对位为氢原子),这与对位取代基为氰基的NI3形成对比,打破已有研究中科研人员对氰基的固有依赖。在该现象的“信号放大”效应下,识别基团之间反应性差异导致的其对不同亚型同工酶的选择性区别得以显现,该结论得到分子对接模拟结果的印证。研究人员进一步通过细胞、组织及模式小鼠活体成像的结果,验证HCy2和HCy9检测GST的实用性。此外,尽管学界普遍认为不易通过光致电子转移(PET)调控近红外探针的荧光传感,该研究通过超快光谱和量化计算,证明HCy系列探针的传感机理的确是PET,且识别基团的亲电性也会影响荧光传感效率。该研究为荧光探针的整体设计观提供启示和借鉴。/pp style="text-align: justify "  相关研究成果发表在《化学科学》(Chemical Science)上,研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的资助。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 368px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/2d332ee2-7b8b-43b3-8023-34bf05daf078.jpg" title="1000.jpg" alt="1000.jpg" width="600" height="368" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图.荧光团缺电子性在近红外荧光探针识别机制中的作用/strong/ppbr//ppbr//p
  • 300万!先进能源科学与技术广东省实验室近红外稳态瞬态荧光光谱仪采购项目
    项目编号:OITC-G220221834项目名称:先进能源科学与技术广东省实验室近红外稳态瞬态荧光光谱仪采购项目预算金额:300.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):300.0000000 万元(人民币)采购需求:1、采购项目的名称、数量:包号货物名称数量(台/套)是否允许采购进口产品采购预算(万元人民币)1近红外稳态瞬态荧光光谱仪1是300投标人可对其中一个包或多个包进行投标,须以包为单位对包中全部内容进行投标,不得拆分,评标、授标以包为单位。2、技术要求详见公告附件。合同履行期限:合同签订后的3个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。
  • 将产品应用与用户需求结合,上海棱光展出F98荧光分光光度计和S450近红外光谱分析仪
    仪器信息网讯 2021年9月27日-29日,第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2021)在北京中国国际展览中心(天竺新馆)召开。作为一家有近半个世纪研制光谱及其他分析仪器历史的高科技开发型公司,本次展会上海棱光携多款特色产品精彩亮相。仪器信息网特别采访了上海棱光技术有限公司总经理李兵,请他就参展仪器特点、公司当前发展情况及未来发展规划等方面作了详细介绍。本届展会,上海棱光向业界推介展示了F98荧光分光光度计、S450近红外光谱分析仪等产品。据介绍,上海棱光技术有限公司成立于1993年,长期从事分光光度计的研发和生产,产品主要包括紫外可见分光光度计、荧光分光光度计和近红外分光光度计三大类。采访中,李兵表示,F98荧光分光光度计已研制开发了数年时间,在市场上好评如潮,其主要性能指标已与进口产品站在同一个水平上。上海棱光一直致力于将产品应用范围与用户需求结合,使得国产仪器能够更好地助力大专院校和科研单位的科研。随着近红外技术在市场上的应用不断扩大,S450近红外光谱分析仪也逐渐在用户中有一定的应用,近红外的应用近两年已得到非常大的发展。李兵介绍,S450近红外光谱分析仪主要用在一些生产现场,包括质量控制现场。近红外的快速无损特点为质量控制和生产带来很大的便利。采访最后,李兵也谈了自己关于国产仪器的看法,并表示国产仪器只靠政策保护是行不通的,还是要靠产品的竞争力来说服和争取用户。更多内容请观看采访视频:关于上海棱光上海棱光技术有限公司是由上海分析仪器总厂研究所一部分改制而成的高科技开发型公司,是以研发、生产光学仪器、分析仪器、医疗生化仪器及计算机应用系统为主体产品,并提供咨询和服务的高新技术企业,有近半个世纪研制光谱及其他分析仪器的历史,技术人员的比例高达70%。上海棱光的产品分为三大系系列:实验室分析仪器系列、生命科学仪器系列和农产品品质分析仪器系列。包括近红外农产品品质快速测定仪(国家"九五"攻关项目)、生物芯片阅读仪、DA620/620S荧光基因探针检测仪、S22PC分光光度计、S24分光光度计、S53/54紫外可见分光光度计、F96CRT荧光分光光度计等。均为广受市场青睐的产品。
  • 深圳先进院成功研制首台近红外二区荧光介观成像系统
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,中国科学院深圳先进技术研究院郑炜研究员团队与南京大学吴培亨院士、张蜡宝教授团队合作,成功研制出首台近红外二区荧光介观成像系统,成果论文" Depth-resolved NIR-II fluorescence mesoscope" 发表在Biomedical Optics Express期刊上。该期刊是由美国光学学会主办的生物医学光学领域旗舰期刊,当前影响因子3.91,在全球95本光学类SCI期刊里排名第15位,生物光学领域排名第1位。 /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近红外二区(NIR-II,1000-1700 nm)荧光成像是近年来迅速发展的新型成像技术,具有高穿透深度、高信噪比等优点。以往的近红外二区荧光成像研究多集中在荧光染料的开发上,光学成像系统的研究相对较少。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在本项研究中,文章第一作者廖九零博士借助南京大学自主研制的高性能超导纳米线单光子探测器(superconducting nanowire single-photon detector,SNSPD),采用特殊的三维扫描和小孔滤光技术,实现了近红外二区的介观成像,成像视场可达7.5× 7.5 mm2,可以覆盖整个小鼠大脑,成像分辨率达到6.3 μm,可以分清单根毛细血管,并且该系统还具备大深度的三维成像能力。利用该系统,研究人员可以在活体、非开颅的条件下,对小鼠整个大脑的血管进行三维高分辨成像,可以观测单根毛细血管的形态、走向以及血液流动情况,为脑血管研究提供新的工具。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "该研究得到了科技部重点研发计划、国自然重大科研仪器研制项目和国自然重大研究计划等项目支持。 /span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.osapublishing.org/boe/abstract.cfm?uri=boe-11-5-2366" target="_self"span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "strong论文链接/strong/span/a/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e920d141-26cd-4a12-85cd-8512f780021d.jpg" title="W020200409423828001781.jpg" alt="W020200409423828001781.jpg"//pp图1 NIR-II介观成像结果。(A)正常小鼠大脑经颅三维成像结果;(B)脑缺血小鼠大脑经颅三维成像最大强度投影图。 /p
  • 深圳先进院研制出近红外二区荧光寿命成像系统
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所生物医学光学与分子影像研究室研究员郑炜团队,与南京大学教授吴培亨、张蜡宝团队合作,研制出近红外二区荧光寿命共聚焦成像系统,在近红外二区波段实现三维多色荧光寿命成像,相关研究成果以Intravital confocal fluorescence lifetime imaging microscopy in second near-infrared window为题,发表在Optics Letters上。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "荧光寿命成像可以在体现荧光物质形貌信息之外,还能够灵敏地反应荧光基团生化特性以及周围微环境的变化情况。科研人员(余佳与张荣丽,论文第一作者)利用高性能超导纳米线单光子探测器(superconducting nanowire single-photon detector,SNSPD)将荧光寿命成像与共聚焦成像技术结合起来,实现活体三维荧光寿命成像,时间分辨率可达109 ps,空间分辨率可以区分生物组织的亚细胞结构。该系统为进一步实现活体三维功能成像奠定基础,有潜力应用于肿瘤识别,病变诊断等领域。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "研究工作得到了科技部重点研发计划、国自然重大科研仪器研制项目和国自然重大研究计划等的支持。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "a href="https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-45-12-3305" target="_self" style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline "strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "论文链接 /span/strong/a/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/pic/e5f1df2a-da39-4368-a17c-925b39d93258.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong近红外二区荧光寿命成像区分不同染料染色的细胞。(a)-(b)荧光强度图;(c)-(d)荧光寿命标记图。/strong/p
  • 最新成果:近红外荧光成像用于活体生物研究(发布于Advanced Materials)
    荧光成像一直是生物动态分析、活体追踪以及药物代谢动力学分析的重要工具,同时也在生物医学研究领域扮演至关重要的角色。在该技术领域,近红外光学技术因其自身独特的生物适应性以及高精准度,已经被认为是生物医学研究和活体生物成像的一种超越可见光成像的重要工具,也被广泛证实可为活体成像研究提供可行性解决方案。尽管当前的近红外一区(NIR-I)成像相比可见光波长下的成像,展示出良好的优越性。但是,最近的研究表明近红外二区(NIR-II,1000-1700nm)可以提供更高质量生物活体成像,这主要得益于 NIR-II 区域具有弱的组织自体荧光、低光子散射以及干扰,便于实现信噪比、分辨率和穿透深度等多方面的提升。因此,发展更高亮度的近红外二区成像方法以及工具可以实现更深更精准的生物成像与检测。近红外荧光成像的技术发展往往受限于探针的发展,高亮度以及具有特殊响应性能的探针材料是荧光成像技术的核心。在过去几年间,经过全球化学材料家以及药学家们的努力,近红外二区荧光探针得到了长足发展,已经发展出多种多样的分子体系,并在荧光成像与活体分析等多个方面取得了一系列重要进展。但是当前仍缺乏高效的探针,特别是高亮度和长波长的荧光材料,这严重限制了该技术的进一步发展和应用。针对上述问题,该团队开发出一系列在近红外二区具有高亮度的有机荧光探针,实现了 NIR-IIb 波长(1000-1700nm)下的全身血管、胆道系统以及脑部血管动力学高分辨成像。研究成果“Molecular Programming of NIR-IIb-Emissive Semiconducting Small Molecules for In Vivo High-Contrast Bioimaging Beyond 1500nm”,发表在 Advanced Materials 上。Advanced Materials,2021-2022年影响因子为30.849该研究首先合成了具有 A-D-A 骨架结构的近红外二区发光探针母体,并进一步采用硒和氟原子工程方法改造所得的近红外二区发光探针母体,从而增强分子内电荷转移并降低能级带隙。通过纳米制备技术,获得了高稳定的水溶性 NIR-II 纳米荧光探针材料,该荧光探针具有高效的 NIR-II 发光性能,其发光波长可延伸至 1700 nm。更进一步的活体生物成像证实了该荧光探针可高分辨的可视化全身血管以及膀胱胆道系统。此外,该探针也对脑部血管成像以及血流动力学进行了高速成像,取得了可观的脑血管造影性能。概括来说该研究为新型近红外二区有机荧光探针的设计合成以及高分辨生物成像提供了一种新的思路和有效工具。上述工作立足于近红外二区的波长问题,只是做了初步的尝试和探索,后续他们将继续挖掘近红外二区新的分子体系以及优越性,深入研究分子体系的发光波长以及量子产率的优化,以期在这两者之间寻找到平衡。荧光成像介导的手术导航方法因为其本身实时可视化和高速动态成像性能,已经被认为是一种极具潜力的可视化手术工具,有望协助临床医生进行实时病灶发现和手术扫除。“因此,我们基于前期在近红外二区分子设计方面的经验和基础上,将进一步开发近红外二区荧光成像在疾病诊疗,特别是在手术导航方面的进行深入性应用探索。”李盛亮说。除此之外,该团队也一直关注并致力于近红外二区肿瘤治疗研究,通过研究近红外成像与近红外治疗的联合体系,发展新型的高效诊疗一体化药物。特别是利用分子设计合成的基础,发展单分子具备多个光学功能的 All-in-One 体系十分值得期待。
  • 宁波材料所近红外热活化延迟荧光材料与器件研究获进展
    近红外有机发光二极管(NIR-OLEDs)在生物成像、防伪、传感器、远程医疗、显微摄影、夜视显示等方面颇具实际应用价值,已成为有机电致发光器件的重要发展方向之一,而热活化延迟荧光(TADF)材料可以实现100%激子利用率,其量子效率可媲美基于贵重金属的磷光材料,具有应用潜力。受能隙定律的影响,近红外发光材料的基态(S0)和第一单态激发态(S1)势能面接近,近红外发光材料普遍存在严重的非辐射失活现象,在聚集态中表现得尤为严重。非掺杂器件在面板显示和一般照明应用中具有良好的重复性、高稳定性和低成本等优点以及商业化潜力。鉴于TADF材料具有强的分子内电荷转移(ICT)特征,在非掺杂条件下可较易获得深红色甚至近红外发射,因此亟需开发出光亮的NIR-TADF非掺杂材料。  近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员葛子义和副研究员李伟等开发了一种在非掺杂条件下即可实现高效率的NIR-TADF,基于该材料的NIR-OLED最大外量子效率为9.44%,发光峰位于711nm,是目前已报道的基于TADF材料的NIR-OLED最高效率之一。科研团队探究了TADF材料的材料结构、发光特性与聚集态之间的关系。一般认为,非晶态薄膜的无序程度高于有序排列的单晶,薄膜中光团的光致发光量子产率(PLQYs)普遍高于晶体态。已知TADF分子的非辐射淬灭主要受Dexter能量传递(DET)机制主导下的分子间电子交换作用。DET过程的短程特性,在高浓度下会发生激子湮灭,故分子填充模式的微小变化可能对光电子性能产生影响,甚至决定光团的光物理性能。因此,研究团队设计了T-β-IQD单晶来深入探究材料在结晶态和未掺杂态下的高发光量子产率的机理。x射线晶体学分析表明,T-β-IQD具有面对面的堆积结构,且相邻有较大的层间滑动,TIQD晶体呈“头尾”排列。根据Kasha激子模型,T-β-IQD的二聚体跃迁偶极子与对应偶极子对齐方向的夹角(θ)分别为24.92°,为J型聚集体形式,可以提高辐射衰减率。在T-β-IQD晶体中,同时存在分子内和分子间CNH-C和C-Hπ协同作用(图1)。这种适度的分子内C-Hπ相互作用可以锁住β-TPA供体上的分子内叔丁基苯单元和萘,高度限制它们在结晶态下的旋转。同时,在晶体和共轭骨架中没有观察到明显的π-π堆积接触,这降低了浓度淬灭效应(ACQ)。根据DET机制,T-β-IQD晶体的邻腈核之间的远距离(8.50)有望抑制延迟荧光(DF)和三态激射灭(图2)。此外,在TIQD晶体中,相邻的IQD段之间形成了距离为3.35的强分子间π-π相互作用,表明相对于T-β-IQD晶体,分子间的堆积更为紧密,且具有严重的非辐射衰变。分子动力学(MD)模拟表明,T-β-IQD的受体面与二聚体对齐方向的夹角(θ)为27.5°,T-β-IQD在非晶态下倾向于以J-聚集体形式堆积。T-β-IQD的吡咯核间距为4.1。T-β-IQD的平面受体之间距离较大,避免了浓度猝灭效应。T-β-IQD分子的平面受体片段呈现角度错位排列,未观察到明显的共面堆叠,这将有助于抑制非掺杂薄膜中的ACQ效应。  在稀释THF溶液中,T-β-IQD几乎不发射,而当水分数(fw)增加到60%时,PL强度迅速增加,表现出明显的聚集诱导发光(AIE)特征(图2)。T-β-IQD在固体状态下表现出几乎与浓度无关的特性。这种独特的优点可以归结于它的RIR原理的AIE效应、具有C-Hπ和CNH-C分子间相互作用的J聚集性质以及晶体态的大中心到中心距离,这提高了非掺杂薄膜和基于材料的发射效率。  相关研究成果以Highly Efficient Near-Infrared Thermally Activated Delayed Fluorescent Emitters in Non-Doped Electroluminescent Devices为题,作为热点文章发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、宁波市科技创新2025重大专项等的支持。
  • 靶向Aβ蛋白的近红外荧光小分子探针的发现和成像研究获进展
    阿尔兹海默病(Alzheimer’s Disease,AD)是一种严重的神经退行性疾病,其起病隐匿,病程长,病因复杂,严重影响患者的生活质量,给患者家庭和社会带来巨大的经济负担。AD的主要病理特征之一表现为患者脑部出现β-淀粉样蛋白(β-Amyloid proteins,Aβ蛋白)的沉积。开发能特异性靶向Aβ蛋白,特别是AD早期的Aβ蛋白单体和寡聚体的分子影像探针,对于AD的早发现和早治疗,以及抗AD药物治疗效果的早期评估都具有重要意义。  近日,中国科学院上海药物研究所研究员柳红课题组与南京大学化学化工学院教授叶德举课题组合作构建了靶向Aβ蛋白的近红外荧光小分子探针,并应用于转基因AD模型小鼠脑部Aβ蛋白的实时荧光成像与可视化。该成果以Engineering of donor-acceptor-donor curcumin analogues as near-infrared fluorescent probes for in vivo imaging of amyloid-β species为题发表在Theranostics上。  近红外荧光成像由于具有灵敏度高、成像快捷、操作简便等优点,已被广泛应用于疾病标志物的检测中。近年来,研究人员也相继开发了Aβ蛋白响应的荧光探针用于Aβ蛋白的检测。但是,目前报道的荧光探针大多还存在荧光发射波长较短,与Aβ蛋白的结合动力学过程较慢、亲和力较低,以及仅能检测AD病程较晚期的Aβ蛋白斑块等不足。因此,发展具有近红外荧光发射波长,对Aβ蛋白单体、寡聚体和聚集体具有快速响应和高亲和力的近红外荧光探针用于活体内Aβ蛋白的高灵敏度和高特异性检测,对AD的早期诊断和疗效监测具有重要意义。  该工作基于Aβ单体、寡聚体和聚集体的蛋白结构与结合模式,通过理性设计和官能团替换,设计并合成得到9个具有Donor-Acceptor-Donor(D-A-D)结构的近红外荧光探针(1-9),可以与Aβ蛋白单体、寡聚体和聚集体高特异性结合并产生显著增强的近红外荧光信号。  该研究中发现的探针9具有较红的近红外荧光发射波长,较高的荧光量子产率,一方面可提高光对颅骨和头皮的穿透深度,从而提高探针活体上检测Aβ蛋白的灵敏度;另一方面可降低探针在活体应用时的给药剂量,从而减少了高剂量探针对神经系统的潜在毒性。此外,探针9因引入具有一定亲水性能的羟乙基官能团,改善了探针的理化性质,提高了探针的进脑量。同时,探针9表现出快速的结合动力学过程( 120 s)、较高的检测灵敏度和良好的选择性。该研究进一步利用正置荧光显微镜进行脑部微区实时动态荧光成像发现,探针9可快速穿透血脑屏障,进入脑实质,并与脑部的Aβ蛋白结合,产生“激活的”近红外荧光信号,以此有效区分转基因AD模型小鼠与对照野生型小鼠。  探针9可高灵敏度、高特异性地检测Aβ蛋白单体、寡聚体和聚集体,并在活体上有效区分6月龄的早期AD模型小鼠与对照野生型小鼠,可用于AD的精确诊断,进而对AD进行早期发现和干预治疗。探针9有望作为一种检测Aβ蛋白的有效工具,并应用于实时评估抗AD药物的治疗效果。  相关研究工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及南京大学优秀研究项目的资助。  论文链接探针与Aβ蛋白响应机理示意图
  • 中科院兰化所“双锁”近红外荧光探针为肿瘤诊断添“利器”
    手术治疗(外科治疗)是癌症常见和有效的治疗手段之一。癌症部位的精准成像能够保障肿瘤组织的完全切除和健康组织的不必要切除,不仅是癌症临床诊断的重要手段,也是肿瘤手术治疗的“导航”。然而,如何实现肿瘤病变组织和正常组织的精准成像辨识是分析科学的难点和核心问题。双锁定近红外荧光探针在肿瘤微环境下激活示意图中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室药物化学成分与分析技术团队围绕抗肿瘤药物分子的定位递送与成像分析开展了系列工作。该团队设计合成了抗肿瘤药物的前药分子,利用荧光成像和质谱成像结合的多模式成像技术,实现了抗肿瘤药物分子在肿瘤部位的定位递送、释放和分布过程的精准示踪,相关成果发表在Analytical Chemistry期刊上,获中国发明专利授权1项。近日,该团队利用肿瘤缺氧和高浓度谷胱甘肽的微环境特征,采用非共价的构筑理念,创新性地设计制备了一种“双锁”近红外荧光探针CF3C4A-CySS。该CF3C4A-CySS探针仅仅在肿瘤微环境中缺氧和高浓度谷胱甘肽的共同作用下被激活,开启近红外荧光信号。研究人员在细胞和荷瘤小鼠等体内外实验中验证了“双锁”探针CF3C4A-CySS的特异性成像性能。此外,研究人员还利用质谱成像技术,在分子水平上进一步确证CF3C4A-CySS探针在肿瘤部位定位激活的特性。结果表明,设计制备的“双锁”近红外荧光探针CF3C4A-CySS能同时响应肿瘤缺氧和谷胱甘肽两种刺激,高选择性地探针肿瘤细胞和肿瘤组织,为精准的肿瘤成像和肿瘤诊断提供了技术手段。
  • 近红外荧光成像等7个创新医械进入特别审批程序
    p  依据国家食品药品监督管理总局《创新医疗器械特别审批程序(试行)》(食药监械管〔2014〕13号)要求,创新医疗器械审查办公室组织有关专家对创新医疗器械特别审批申请进行了审查,拟同意以下申请项目进入特别审批程序,现予以公示。/pp  strong1. 产品名称:低温等离子手术系统/strong/pp  申 请 人:北京诺特斯科技有限公司/pp  strong2. 产品名称:定量血流分数测量系统/strong/pp  申 请 人:波动医学影像科技(上海)有限公司/pp  strong3. 产品名称:吸附式血液透析系统/strong/pp  申 请 人:美敦力医疗器械(成都)有限公司/pp  strong4. 产品名称:正电子发射断层扫描及磁共振成像系统/strong/pp  申 请 人:上海联影医疗科技有限公司/pp  strong5. 产品名称:生物可吸收冠状动脉雷帕霉素洗脱支架系统/strong/pp  申 请 人:北京阿迈特医疗器械有限公司/pp  strong6. 产品名称:生物可吸收冠状动脉雷帕霉素洗脱支架系统/strong/pp  申 请 人:深圳市信立泰生物医疗工程有限公司/pp  strong7. 产品名称:近红外荧光成像系统/strong/pp  申 请 人:北京数字精准医疗科技有限公司/pp  公示时间:2017年5月17日至2016年6月1日/pp  公示期内,任何单位和个人有异议的,可以书面、电话、邮件等方式向我中心综合业务处反映。/pp  联 系 人:徐亮/pp  电 话:010-86452911/pp  电子邮箱:xuliang@cmde.org.cn/pp  地 址:北京市海淀区西外太平庄55号202室/pp  邮 编:100044/pp style="text-align: right "  国家食品药品监督管理总局/pp style="text-align: right "  医疗器械技术审评中心/pp style="text-align: right "  2017年5月17日/p
  • 睿光科技发布NirVivo系列 近红外二区活体荧光成像系统新品
    非凡的成像性能评价小动物活体荧光成像系统的关键要素——所选用相机的性能水平。NirVivo系列采用深度制冷科学相机产品,CCD制冷温度(-90℃)和InGaAs制冷温度(-80℃),基于这样的硬件配置,系统具备了高灵敏度的生物发光及荧光成像性能,同时能够满足微区成像和血管动态成像。全面而先进的荧光成像解决方案高透光率滤光片为了实现高品质的荧光成像系统,NirVivo配置了丰富且优质的荧光滤光片,光谱覆盖包括从VIS至NIR I区,NIR IIa区至NIR IIb区的全部区域,并且所有滤光片均采用硬涂层技术,在保证高透光率(95%以上)的同时具备长寿命耐损伤品质。系统内部构造及组成成像暗箱● 高避光性成像箱体● 高度整合的荧光成像组件● 用于维持动物正常体温的加热载物台● 用于控制载物台升级、滤光片轮切换的电动马达● 内置的气体麻醉接口● 电磁门锁● 可滑动脚轮CCD相机● 高量子效率背照式、科学一级CCD探测器● 像素尺寸13.5um,分辨率2048x2048● 高动态范围16 bit数字转换器● 帕尔贴型制冷,制冷温度-90℃,保证极低的暗电流● 曝光时间可达60分钟InGaAs相机 ● 高量子效率InGaAs探测器 ● 像素尺寸15um,分辨率640x512 ● 高动态范围16 bit数字转换器 ● 帕尔贴型制冷,制冷温度-80℃,保证极低的暗电流● 曝光时间可达5分钟半导体激光器 ● 808nm, 980nm和1064nm可选 ● 激光输出功率15W(可定制其它功率) ● 支持高重频调制工作参考型号系统型号NirVivo-LiteNirVivo-ProNirVivo-MIX成像光谱范围900-1700nm900-1700nm400-1700nm芯片类型InGaAs, TE1制冷InGaAs, TE4制冷CCD和InGaAs,TE4制冷芯片工作温度15℃-80℃-90℃ CCD芯片-80℃ InGaAs芯片芯片尺寸9.6mm x 7.7mm9.6mm x 7.7mm27.7mm x 27.7mm像素数量640 x 512640 x 5122048 x 2048640 x 512量子效率70% @1000-1600nm70% @1000-1600nm85%@500-700nm70% @1000-1600nm像素尺寸15um x 15um15um x 15um13.5um x 13.5um CCD15um x 15um InGaAs镜头1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x1x, 2.5x, 5x, (8-50)x读出噪声(RMS)30e- 30e-2.3e- CCD芯片30e- InGaAs芯片暗电流60Ke-/p/s@15℃100e-/p/s@-80℃0.0001e-/p/s@-90℃100e-/p/s@-80℃激发滤光片数量449发射滤光片数量449加热恒温载物台有有有气体麻醉接口有有有计算机及软件有有有成像暗箱内部尺寸45 x 50 x 65cm载物台温度 20 - 40℃电源要求100-240 VAC, 50-60 Hz工作温度 0 - 50℃创新点:采用-80℃深度制冷的红外探测器,独特的光路设计,可以选择三种不同的激光波长进行测量,双相机设计,兼容了从可见光,近红外一区到近红外二区的全谱段小动物荧光成像应用的需求,属于业内领先的设计及系统。NirVivo系列 近红外二区活体荧光成像系统
  • HORIBA前沿用户动态|“小分子”也能做“大事情”:氟硼荧光染料首次实现从绿光到近红外光的多重荧光发射
    本文获“X-MOLNews”授权转载有机发光染料在新一代照明显示、生物成像、疾病诊疗等领域已得到广泛应用。利用结构单一、便宜易得的有机小分子发光材料实现从紫外光到近红外光全光谱的发光调控是科学家们追求的终目标之一。近日,南京工业大学先进材料研究院黄岭教授和刘志鹏副教授课题组与南京大学沈珍教授合作,利用一种经典的氟硼荧光染料实现了从绿光到近红外光的多重荧光发射。令人惊奇的是,这些多重发射峰不仅可以被不同波长的激光激发产生,而且多重发射峰之间还存在“多米诺”式的能量转移过程。研究结果表明,光照条件下这种氟硼荧光染料分子在聚集状态能够产生多种具有不同能量的聚集体(如二聚体、三聚体等),这些聚集体的产生可能是染料能够实现多重荧光发射的主要原因。 这一发现颠覆了人们对传统发光理论的认知,改变了人们对于“小分子”只能发出蓝光或绿光,只有结构复杂的“大分子”才能发出红光或者近红外光的看法,填补了国际研究的空白,同时也更新了人们对氟硼荧光染料的认知。该研究将进一步推动人们对发光材料的新的发光机制的探索,促进新型发光材料的研制及其在绿色照明、柔性显示、生物成像和医学诊疗等领域的进一步应用。相关研究工作以《Domino-like multi-emissions across red and near infrared from solid-state 2-/2,6-aryl substituted BODIPY dyes》为题,发表在《Nature Communications》。DOI: 10.1038/s41467-018-05040-8。南京工业大学博士后田丹和硕士研究生齐芬(现为南京大学博士研究生)为本论文的共同作者(扫描下方二维码可直达英文原文)。免责说明HORIBA Scientific公众号所发布内容(含图片)来源于文章原创作者提供或互联网转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,HORIBA Scientific 发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享,供读者自行参考及评述。如果您认为本文存在侵权之处,请与我们取得联系,我们会及进行处理。HORIBA Scientific 力求数据严谨准确,如有任何失误失实,敬请读者不吝赐教批评指正。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 近红外仿生荧光探针抗干扰检测农药残留研究取得新进展
    近日,中国农业科学院茶叶研究所茶叶质量与风险评估创新团队在农药残留快速检测技术方面取得新进展,相关研究结果以“Near-infrared-excitable acetylcholinesterase-activated fluorescent probe for sensitive and anti-interference detection of pesticides in colored food”为题发表在Biosensors and Bioelectronics杂志上。   基于乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制机理的有机磷和氨基甲酸酯类农药残留快速检测技术具有广谱、便捷、高通量、低成本等显著优点,是农产品质量安全筛查的重要手段。然而,天然色素复杂多样且存在于几乎所有植物源性样品中,极易对光学检测造成干扰,因而开发一种通用、抗色素干扰的AChE抑制检测方法具有重要实用价值。本研究根据天然色素光学背景特点,采用近红外(NIR)激发策略实现了不同植物色素共存下荧光响应信号的准确测量;通过仿生分子设计与化学合成构建了一种能够靶向响应AChE活性的NIR荧光探针,并在此基础上建立了灵敏度高、可靠性好的农药残留抗干扰快速检测方法。利用该探针,本工作实现了对甜菜根、胡萝卜、蓝莓、生菜等不同色系样品中有机磷和氨基甲酸酯类农药的直接快速检测;对样品中敌敌畏的检出限(5.0 μg/kg)低于UPLC-MS等常规仪器检测方法。   本研究得到了国家自然科学基金、浙江省公益计划研究项目、中国农业科学院创新工程等项目资助。我所2020级硕士研究生吴正浩为论文第一作者,郝振霞副研究员、陈红平研究员和鲁成银研究员为共同通讯作者。
  • 恒光智影IVD: 近红外二区荧光纳米颗粒用于新冠病毒抗原检测
    本文要点:新冠病毒(SARS-CoV-2)的早期发现是预防其传播的有效途径。新冠病毒抗原检测是便捷的方法,但如何发展高灵敏度的有效诊断方法仍是一个挑战。本文提出了一种基于近红外二区窗口荧光发射纳米颗粒的横向流动分析方法( lateral flow assay,LFA),用于新冠病毒抗原的灵敏检测。得益于NIR-II荧光的高穿透性和低自体荧光,这种NIR-ⅡLFA可以增强SBR,使得SARS-CoV-2抗原的检测限可降至0.01 ngmL-1。在临床拭子样本测试中,NIR-II LFA优于胶体金LFA,与聚合酶链反应测试的总体一致性更高。NIR-II LFA可以成功检测低抗原浓度(0.015 ~ 0.068 ngmL-1)的临床标本,而胶体金LFA检测失败。NIR-II LFA可为新冠肺炎感染的早期诊断和大规模筛查提供一个高灵敏度、快速、经济有效的平台。NIR-II荧光纳米颗粒是通过将有机染料封装在聚苯乙烯(PS)纳米颗粒中制备的。纳米颗粒表面修饰的羧基,允许与胺功能化的单克隆抗体(mAbs117)进行偶联。与mAbs117偶联后,纳米颗粒(NIR-II nanoparticles@mAbs117)尺寸增大47 nm、表面变粗糙(Figure 1(a))。制备的纳米颗粒分散在水中呈淡绿色,并显示明亮的NIR-II荧光(Figure 1(b))。其紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱在806 nm处出现峰值,而荧光发射光谱在1046 nm处出现峰值(Figure 1(c))。纳米颗粒对于新冠病毒抗原进行LFA检测的原理如Figure 2 所示。LFA条带由5部分组成:样品垫(Sample pad)、结合垫(Conjugate pad)、NC膜(NC membrane)、吸收垫(Absorbent pad)和塑料衬底(Plastic backing)。NIR-II nanoparticles@mAbs117被固定在结合垫上。将N蛋白捕获抗体(mAbs30)和链霉亲和素分别置于NC膜上的测试线(T线)和控制线(C线)上,T线和C线之间的间隙约为3 mm。样品液被滴加到样品垫上后,在毛细力作用下流向吸收垫。在流动过程中,样品中新冠病毒N蛋白将与结合垫上的nanoparticles@mAbs117形成 nanoparticles@SARS-CoV-2 N蛋白复合物。由于新冠病毒N蛋白与mAbs30之间的抗原抗体相互作用,该复合物在T线上被mAbs30抗体捕获,形成三明治免疫复合物结构。样品中N蛋白越多,在试验线上聚集的夹心免疫复合物越多。随着样品继续流动,生物素标记的nanoparticles@mAbs117被链霉亲和素捕获在C线上。在808 nm激发并在1000 nm长通滤波器滤波后,可使用低成本的InGaAs光电探测器在室温下记录荧光信号。荧光信号与纳米颗粒的数量呈正相关。通过对T线和C线的荧光信号强度积分,建立抗原浓度与荧光强度的对应关系,可以得到定量的样品浓度。基于此原理,建立了一种高灵敏度的SARS-CoV-2抗原横向流动检测方法,可用于SARS-CoV-2抗原的定量早期诊断。优化筛选出NIR-II nanoparticles@mAbs117的抗体载量和免疫测定时间为240 ngmL-1和15min。随后,通过检测不同浓度的新冠病毒重组抗原,评估LFA的灵敏度。随着N蛋白浓度的增加,T/C信号强度相应增加(Figure 3(a))。T/C强度与N蛋白浓度在0.02-120 ngmL-1范围内呈良好的线性关系。在检测阈值附近进行了一系列低浓度实验。通过空白加三倍标准差的平均信号强度计算,LoD降至0.01 ngmL-1(Figure 3(b))。再现性是评价方法有效性的关键因素。在N蛋白浓度为0.5、10和100 ngmL-1时,回收率估计分别为102.6%、98.9%和109.1%(Figure 3(c))。通过检测甲型流感、乙型流感、S蛋白(SARS-CoV-2重组刺突蛋白)和N蛋白,验证了条带的特异性。结果表明,本研究的条带可以特异性识别新冠病毒,并且与其他蛋白没有交叉反应(Figure 3(d))。从低抗原浓度的检测中发现,T线与背景信号区分明显:当抗原浓度降低到0.1 ngmL-1时,SBR高达3.46;当抗原浓度低至0.01 ngmL-1时,SBR仍可达到1.21,但T线看起来比较模糊(Figure 4(a))。与商业胶体金分析试剂盒进行比较,在用相同抗体制备的胶体金检测试剂盒中:当抗原浓度稀释到0.1 ngmL-1时,T线不明显;而0.5 ngmL-1时SBR仅为1.23(Figure 4(b))。另一种商业胶体金型新冠病毒抗原试剂盒,当抗原浓度稀释至0.5 ngmL-1时,T线不清晰。结果提示NIR-II LFA检测新冠病毒抗原的敏感性高于胶体金LFA。为进一步验证NIR-II LFA的有效性,研究采集了30份临床拭子样本,包括18份COVID-19阳性样本和12份COVID-19阴性样本(由深圳疾病预防控制中心PCR证实)。通过比较荧光强度分布曲线可以清楚地区分阳性样品和阴性样品。其中10例抗原浓度较低,范围为0.015 ~ 0.068 ngmL-1(Figure 5(a))。我们测试了相同条件下胶体金检测方法 (WWHS Biotech, Inc.)。18份阳性样本中仅检出8例抗原浓度较高的病例(Figure 5(b)),其余10例抗原浓度较低无法与阴性样品区分。如Figure 5(c)所示,NIR-II LFA优于胶体金LFA,因为它可以减少假阴性样品的数量。需要指出的是,标本保存液和保存时间可能会影响临床标本抗原定量的准确性。目前的结果表明,NIR-II方法在疑似病例或早期感染的情况下可以实现更敏感的COVID-19检测,但仍需要对临床COVID-19样本进行更详细的研究,以供未来应用。参考文献doi.org/10.1007/s12274-022-4351-1⭐️ ⭐️ ⭐️近红外二区小动物活体荧光成像系统 - MARS NIR-II in vivo imaging system高灵敏度 - 采用Princeton Instruments深制冷相机,活体穿透深度高于15mm高分辨率 - 定制高分辨大光圈红外镜头,空间分辨率优于3um荧光寿命 - 分辨率优于 5us高速采集 - 速度优于1000fps (帧每秒)多模态系统 - 可扩展X射线辐照、荧光寿命、一区荧光成像、原位成像光谱,CT等显微镜 - 近红外二区高分辨显微系统,兼容成像型光谱仪 ⭐️ ⭐️ ⭐️ 恒光智影 上海恒光智影医疗科技有限公司,专注于近红外二区成像技术。致力于为生物医学、临床前和临床应用等相关领域的研究提供先进的、一体化的成像解决方案。自主研发近红外二区小动物活体荧光成像系统-MARS。 与基于可见光波长的传统成像技术相比,我们的技术侧重于X射线、紫外、红外、短波红外、太赫兹范围,可为肿瘤学、神经学、心血管、药代动力学等一系列学科的科研人员提供清晰的成像效果,助力科技研发。 同时,恒光智影还具备探针研发能力,我们已经成功研发了超过15种探针,这些探针将广泛地应用于众多生物科技前沿领域的相关研究中。
  • 应用分享 | 近红外二区荧光成像技术用于血管靶向光动力治疗的深层组织成像和动态监测
    论文摘要△图1 论文部分截图。血管靶向光动力治疗(V-PDT)是治疗血管相关疾病的一种有效手段,但是目前对深层血管在V-PDT过程中形貌及功能变化的实时、高分辨可视化监测依然是一个重大挑战。近红外二区 (NIR-II) 荧光成像具有背景干扰低、分辨率高及穿透深度深等优点,近年来被广泛应用于深层组织成像及血管相关变化的动态监测。应用报道近期,中科院理化技术研究所开发了一种明亮、高稳定的聚集诱导发射(AIE)荧光团(PTPE3 NP),用于V-PDT期间超过1300nm窗口的血管功能障碍的动态荧光成像。△图2 PTPE3纳米粒子对多尺度血管系统的近红外二区荧光体内成像。PTPE3 NP具有高亮度和高分辨率,不仅可以获得全身和局部血管系统(后肢、肠系膜和肿瘤)的高清晰度图像,而且可以实现跟踪血液循环过程的高速视频成像;由于NP血液循环时间长以及良好的光/化学稳定性,在V-PDT过程中shou次通过荧光成像成功显示肠系膜和肿瘤血管功能障碍。此外,可以实时监测血流速度的降低以用于精准评估V-PDT的疗效。目前,这篇论文已在《Biomaterials》进行了发布,想要查看完整英文版全文的读者,可以复制下方链接获取。https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0142961223001382△图3 论文部分截图。值得一提的是,论文中拍摄的近红外二区荧光图像所使用的设备为北京睿光科技有限责任公司自主研发的NirVivo-Pro近红外二区小动物活体荧光成像系统。产品推荐NirVivo-Pro 活体荧光成像系统是北京睿光科技自主研发的一款专门用于近红外二区的光学成像系统。该系统可实现高质量荧光图像的采集及图像处理,实时地观察基因在活体动物体内的表达、肿瘤的发生、生长、转移及药物的治疗效果,对同一个动物进行时间、环境、发展和治疗影响跟踪,可用于生命科学、医学研究及药物开发等应用领域。产品特点:采用-80℃科学级红外相机,曝光可达5分钟;支持电动切换显微成像和宽视野成像镜头;多路光纤匀化照明,支持多种波长激光器;自主知识产权软件,支持自动曝光,自动对焦;
  • 近红外荧光成像技术为肿瘤手术“导航”
    2013年,美国哈佛医学院教授John V Frangioni提出,近红外荧光成像技术可以为临床医生提供有效帮助,未来十年将在肿瘤术中极具应用前景。在中国,MI从实验室走进手术室,已然让这一设想成为现实。  近一百年来,人类获取癌症信息的方法不断创新:从上个世纪初的X射线到70年代的CT,再到本世纪初的核磁共振(MRI),借助这些设备,人们对癌细胞不仅看得到还看得清,更能看得准。  创新无止境。中科院自动化研究所(以下简称自动化所)研发的光学分子影像手术导航系统(MI),让我们不仅对癌细胞&ldquo 看得早&rdquo ,而且与以上三种手段不同的是,MI能在手术中从分子层面精准定位癌细胞,为医生&ldquo 导航&rdquo 。  &ldquo 其貌不扬&rdquo 的MI  &ldquo 这是第一代光学分子影像手术导航系统,那是现在最新的产品化样机。&rdquo 在中国科学院自动化研究所,助理研究员王坤向《中国科学报》记者介绍了新老几代MI设备。MI看上去&ldquo 其貌不扬&rdquo :普通的液晶显示屏、支架、镜头、可以移动的箱体,外观&ldquo 温和谦逊&rdquo ,不如核磁共振等医疗设备看着威风。  其实,MI极具内涵和实力。&ldquo 最新的MI设备已在中国人民解放军总医院(301医院)等国内多家医院开展临床应用。&rdquo 王坤说。无论是术中肝癌微小肿瘤灶的检测,还是乳腺癌、胃癌、前哨淋巴结精确定位手术,MI都大显身手。  目前手术仍是治疗癌症的最有效方法之一。对于肿瘤边界的精确定位却一直困扰着临床医生及科研人员。通常,医生凭借经验对肿瘤组织进行切除,如果少切可能会造成复发,而多切又会对患者造成伤害。&ldquo 所以,一种术中提供客观肿瘤边界的方法具有重要的临床应用价值。&rdquo 王坤说。  MI是国内成功研制的首台肿瘤术中早期精准定位的临床检测设备。问世不到3年时间,它已成功诊治百余例肿瘤患者,并实现了光学分子影像技术在临床应用的重大突破。  手术室来了&ldquo 新伙伴&rdquo   2008年诺贝尔化学奖获得者钱永健教授在2009年世界分子影像大会上的报告中提到:术中客观的肿瘤边界信息获取为手术治疗提供了重要的价值。这也是对分子影像导航技术广泛应用的进一步肯定。  分子影像导航技术是如何在人体内实现的?自动化所助理研究员迟崇巍解释说,当人体病灶发生病变之后,肿瘤细胞外部会产生某些蛋白靶或酶分子的靶标。人们通过注射一种带有荧光或者核素标记的分子探针,通过配体、受体的特异性结合实现探针在体内的自动寻靶,这样便可通过影像学设备实现在体成像,从而反映出体内肿瘤变化情况。  2012年,迟崇巍跟随该所研究员田捷开始研究分子影像。那时,他们带着第一台光学分子影像手术导航系统走出中科院分子影像重点实验室,来到汕头大学肿瘤医院。第一台不怎么&ldquo 漂亮&rdquo 的MI设备成了手术室里的新家伙。  根据《新英格兰》杂志的报道,对于乳腺癌I期和II期的病人来说,如果早期发现并实施治疗,其5年期生存率可以达到80%以上。临床操作规范指南明确指出,乳腺癌早期(I期或者II期)腋窝淋巴结阴性的病人必须实施前哨淋巴结活检手术。&ldquo 我们研发的MI设备,能够在术中客观显示肿瘤及其他病灶的边界信息,这为临床医生手术治疗提供了有效帮助。&rdquo 迟崇巍说,他们对22例乳腺癌早期患者前哨淋巴结进行精确手术导航切除实验。这组实验数据与组织病理金标准进行验证,检出率为100%,同时病人也未出现任何不良反应。  随着技术进一步发展,通过光学分子影像手术导航方法一方面可以在术中对乳腺癌肿瘤及微小转移灶进行应用,同时可以实现对乳腺癌不同亚型进行术中分子分型,达到术中实时病理的目的 另一方面该方法不仅可以应用在乳腺癌上,同时还可以在肝癌、肺癌、胃癌等多种癌症上进行应用,实现不同肿瘤的分子影像技术应用突破。  走出实验室练就&ldquo 铁骨&rdquo   创新不是拍脑袋想出来的,需要一个团队长时间积累与探索,MI正是如此。它不仅集光学、物理学、计算机等学科知识于一体,走出实验室后,还要有一副经得起临床测试的&ldquo 铮铮铁骨&rdquo 。  最初到汕大医院手术室,MI开始有点&ldquo 水土不服&rdquo 。&ldquo 能否将无影灯关闭一会?能否给手术室配上遮光窗帘?&rdquo 迟崇巍的要求让手术室里的医护人员感到有些为难。  这是因为MI需要采集荧光,而荧光的光强只有自然光的千分之一。在伸手不见五指的铅房实验室里,科研人员可以非常方便地采集荧光,但在手术室中受各种光源影响,采集起来却不容易。  之后,田捷团队与医生、护士不断沟通,终于得到了他们的理解与支持。更重要的是,科研人员精进技术手段,克服了这一难题。  另一个研发难题是算法。通过对光学分子影像手术导航系统理论及方法的基础研究,自动化所科研人员研发出基于生物组织特异性的高阶近似数学模型和快速动态成像算法,并建立较为完整的、系统的光学分子影像手术导航数据融合方法。前期研发的系统样机已获得国家药监局中国食品药品检定研究院的合格检测报告,验证了系统的安全性及有效性。  此外,MI还选用了更先进的荧光染料。他们结合新的分子荧光染料&mdash &mdash 吲哚菁绿(ICG)的特性,在手术过程中提供实时的荧光图像和彩色图像。在实际临床试验过程中,注射ICG3分钟左右,医生便可以看到前哨淋巴结的位置。这样,医生根据MI的引导进行精确定位,准确切除前哨淋巴结组织。切除后,医生还可以根据荧光反馈判断是否有荧光残余、是否达到准确切除的目的。  不断精进的MI现在是多家医院手术室里的利器:301医院的大夫可以利用MI进行分子影像术中肝门部胆管癌的精确检测 在东方肝胆外科医院,医生可以利用该设备进行肝癌门静脉癌栓方面的检测 珠江医院的医生借助MI开展术中肝硬化微小肿瘤灶检测 西京医院的医生使用这种设备进行胃癌术中前哨淋巴结活检精确定位手术。
  • 双靶向近红外荧光探针,为食管癌精准手术提供新型可视化手段
    食管癌是我国的高发癌症之一,数据显示,我国食管癌的发病率和死亡率均占全球的一半以上。根治性手术切除是首选,而无法精准识别微小转移病灶是影响手术预后的重要原因,近红外荧光(NIRF)探针虽然能辅助识别肿瘤边界、检测转移病灶,但单一的靶向探针却难以覆盖大部分食管癌病灶。近日,中山大学附属第五医院(中大五院)单鸿教授团队研发了一种双靶向近红外荧光探针,可有效提高肿瘤靶向性,为食管癌精准手术提供新型可视化手段。相关研究成果Preclinical evaluation of a novel EGFR&c-Met bispecific near infrared probe for visualization of esophageal cancer and metastatic lymph nodes,发表在核医学与分子影像期刊《European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging》上。其中单鸿教授、李丹研究员为共同通讯作者,梁明柱副主任医师为第一作者。图1:EGFR与c-Met对食管癌转移淋巴结的联合检测率显著高于EGFR或c-Met单独检测率图2:EGFR&c&Met双靶向NIRF探针既能识别EGFR阳性食管癌又能识别c-Met阳性食管癌该研究针对食管癌特异性表达的表皮生长因子受体(EGFR)和细胞间充质上皮转化因子(c-Met),聚焦食管癌发生发展过程中肿瘤靶点蛋白表达特征,发现EGFR和c-Met在食管癌和转移淋巴结互补表达,EGFR或c-Met单独检测率仅为50%-60%,而联合检测率提高至80%以上(图1),基于临床验证安全性的EGFR&c-Met双特异抗体构建NIRF探针,在动物肿瘤模型中证实该探针能提高食管癌的识别能力(图2),并准确鉴别良恶性淋巴结(图3),对食管癌精准手术导航具有良好的临床转化潜力和应用前景。图3:EGFR&c&Met双靶向NIRF探针准确鉴别食管癌转移淋巴洁和炎性淋巴结单鸿教授研究团队长期致力于分子影像技术的研究,在国家重点研发计划等重大项目的资助下,开发针对食管癌的系列新型探针并牵头开展多项临床试验,制定了食管癌分子影像专家共识,有力推动了我国食管癌精准诊疗技术的发展。据介绍,单鸿系中大五院院长、介入医学中心主任、影像医学部学科带头人,医学博士、博士研究生导师、教授、主任医师,享受“国务院政府特殊津贴”专家、国家重点研发计划首席科学家、南粤百杰(广东特支计划杰出人才)、广东省医学领军人才、中山大学名医,全国先进工作者、广东省五一劳动奖章获得者、珠海市荣誉市民。现任中国医院协会介入医学中心分会主任委员、中国医师协会介入医师分会副会长、《中华介入放射学电子杂志》总编辑。长期从事肿瘤、血管及肝脏疾病的多组学融合与创新研究,致力于实现疾病的独创性可视化探索,并将相关研究成果进行临床转化。以通讯或第一作者发表高水平论文100余篇,其中包括:N Engl J Med、National Science Review、Gastroenterology、Gut、Hepatology、Lancet Gastroenterol Hepatol、Radiology、Cancer Res、J Nucl Med等高水平论文。主编《临床介入诊疗学》、《临床血管解剖学—介入放射学动脉图谱》、《肝脏移植影像学》等专著。主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国际(地区)合作研究项目、国家自然科学基金面上项目等多个国家级、省部级项目。授权国家发明专利13项。牵头申报的《不同性质门脉高压症综合介入治疗的临床系列研究》获2005年教育部提名国家科技进步奖一等奖;《肝移植围手术期影像学及介入诊疗技术的系列研究》获2010年广东省科技进步奖一等奖;《分子影像学在肿瘤诊疗中的基础与应用研究》获2020年华夏医学科技奖二等奖;《新型冠状病毒肺炎临床救治的“珠海实践”》获2021年珠海市科技进步奖特等奖。李丹系中大五院核医学科副主任、科研处处长,研究员、医学博士、博士研究生导师,中华医学会放射学分会分子影像学组委员、广东省医学会放射医学分会第十一届委员会分子影像学组副组长。研究方向为分子影像技术在重大疾病诊疗中的应用,主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目、国家重点研发计划分课题等项目,在相关领域以第一或通讯作者发表高水平论文30余篇,其中包括:J Nucl Med、Eur J Nucl Med Mol Imaging、Acta Pharm Sin B、J Control Release、Pharmacol Res、ACS Appl Mater Interfaces等国际学术期刊,获得授权发明专利10余项。梁明柱系中大五院放射科副主任医师、医学博士、硕士研究生导师,广东省医学会放射学分会心胸学组委员、珠海市医学会放射学分会委员、珠海市医师学会放射学分会常委。长期从事胸部肿瘤影像诊断及分子探针研究,主持国家、省市级科研项目4项,参加国家重点研发计划等科研项目3项,近五年以第一作者及共同第一作者在相关领域发表包括Eur J Nucl Med Mol Imaging、J Control Release等高水平论文多篇。
  • 岛津近红外荧光成像设备获2018 Frost & Sullivan亚太新产品创新奖
    p  strong谁是FROST& SULLIVAN?/strong/pp  Frost& Sullivan是一家拥有57年历史的领先市场研究和咨询公司,业务涉及多个行业,包括汽车,医疗保健,信息和通信技术等。 Frost& Sullivan总部位于加利福尼亚州圣克拉拉,拥有1,800名分析师,在40多个国家设有办事处。/pp  获得Frost& Sullivan新产品创新奖是对公司发展战略和执行的有力第三方验证。 Shimadzu的最佳实践奖是对员工,投资者,客户和公众的有力指标,Shimadzu在乳腺癌市场的荧光手术成像中拥有卓越的产品和解决方案。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/90a5da32-73ca-4e6a-ae25-fb7a710213f3.jpg" title="企业微信截图_20190117152008.png" alt="企业微信截图_20190117152008.png"//pp  strong什么是最佳实践奖?/strong/pp  Frost& Sullivan最佳实践奖在过去18年中已经在众多行业和职能学科中获得了卓越的成就。 Frost& Sullivan开展最佳实践研究,以正确识别公司,产品,流程和高管之间无与伦比的创新和领导力。/pp  获得Frost& Sullivan新产品创新奖是对公司发展战略和执行的有力第三方验证。 Shimadzu的最佳实践奖是对员工,投资者,客户和公众的有力指标,span style="color: rgb(0, 176, 240) "strongShimadzu在乳腺癌市场的荧光手术成像中拥有卓越的产品和解决方案。/strong/span/pp  strong为什么SHIMADZU?/strong/pp  Frost& Sullivan的独立分析认为Shimadzu是术中近红外荧光成像系统的潮流引领者,特别是因为它带来了外科治疗的创新。在公司在医学成像模式方面的卓越声誉的支持下,NIRF LIGHTVISION有望作为乳腺癌的外科手术工具得到广泛采用,同时为将来服务于其他解剖区域的技术做出了巨大努力。/pp  该公司正在履行其承诺,通过实时医疗成像技术显着影响现实世界的医疗保健挑战,外科医生可以依靠这些技术精确定位淋巴结,淋巴管和组织。该系统缩短了手术程序的时间范围,导致Frost& Sullivan得出结论,Shimadzu正在继续其市场扩张的正确道路上。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/436bae85-0d7e-4742-b149-fbc59ce21643.jpg" title="od0gjn000000hppt.jpg" alt="od0gjn000000hppt.jpg" width="457" height="279" style="width: 457px height: 279px "//pp style="text-align: center "岛津获奖产品——高分辨近红外荧光成像系统a href="https://www.instrument.com.cn/zc/1673.html" target="_blank"istrong(点击进入活体成像专场了解更多)/strong/i/a/pp  由于其强大的整体表现,Shimadzu在乳腺癌荧光手术成像行业获得2018年Frost& Sullivan新产品创新奖。/p
  • 【我与近红外的故事】吴海龙:与近红外光谱缘分的点滴回忆
    p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/89776b86-95a5-4bfc-8dcb-acdf44a0cecb.jpg" title="吴海龙.jpg"//pp style="text-align: center "湖南大学 化学生物传感与计量学国家重点实验室 吴海龙/pp  strong初识近红外光谱/strong/pp  曾记得,我在湖南大学本科攻读分析化学专业期间修仪器分析课程时,无意之中获得了董庆年老师编著的红外光谱法一书作为课外自学教材。较详细地知道了借助红外光谱来研究煤这样一个复杂的体系,并用红外光谱跟踪煤相关绿色反应历程,取得较好进展。后来,听说我同班同学李志良老师利用课余时间具体指导的化学计量学研究方向的本科生龙义成同学在北京石油化学研究院为近红外光谱应用尽力,参与编写了化学计量学软件等,开始留意近红外光谱有关内容。尽管认识模糊,但已知有近红外光谱存在这回事了。湖南大学俞汝勤先生研究小组曾于上世纪九十年代初,购置了红外光谱成像仪,想开展化学计量学在红外光谱成像处理方面的研究工作,本人参与相关工作。但后来由于湖南春天实在湿气太重,仪器抽湿维护不够到位等致使仪器成像不清晰而中断了相关研究。虽然也发表了一些论文,例如发表了可用于判断聚合物材料分子链接特性等图像处理方法工作,但遗憾的是没能形成系列成果。/pp  strong湖南大学与近红外光谱/strong/pp  曾记得,我同门湖南大学蒋健晖博士、杜一平博士等,在湖南大学获得化学计量学方向分析化学专业理学博士学位后,曾赴日本大阪关西学院大学尾崎幸洋研究室从事与近红外光谱相关的博士后研究,取得了例如结合PLS筛选近红外光谱最佳波长等好工作,而俞汝勤先生2000年以后还招收了有企业近红外光谱应用经验的博士生继续开展近红外光谱分析检测相关的化学计量学方法学研究。不仅探讨了一些带有普遍性的问题,如构建近红外校正模型时,如何保证校正样本具有必需的代表性,并实现代表性样本的自动选择 近红外光谱分析中的波长变量选择,能否建立较通用的自动选择策略 在定量分析建模方面,近红外光谱分析的复杂性使不论信号预处理与校正模型选择均存在较大的多义性,多种模型如何有机融合 在化学模式识别方面,近红外光谱分析的应用潜力如何进一步开发等。本人作为团队主要成员开始接触近红外光谱亦越来越多。本人的一名硕博连读生也积极参与相关研究工作,取得了一批成果。这样,使我们对近红外光谱有了更深入的了解。若干工作包括:/pp  1. 吴海龙*,韩清娟,宦双燕,林伟琦,俞汝勤,化学计量学与近红外光谱相结合研究的若干新进展,见陆婉珍等编,当代中国近红外光谱技术,北京: 中国石化出版社,2006年10月,第54-57页。/pp  2. Yan-Ping Zhou, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu* and Yukihiro Ozaki, Dry film method with ytterbium as the internal standard for near infrared spectroscopic plasma glucose assay coupled with boosting support vector regression,Journal of Chemometrics, 2006, 26 (1-2): 13-21/pp  3. Qing-Juan Han, Hai-Long Wu*, Chen-Bo Cai, Li-Juan Tang, Ru-Qin Yu, Using near-infrared spectroscopy and differential adsorption bed method to study adsorption kinetics of orthoxylene on silica gel,Talanta, 2008,76 (4): 752-757/pp  4. Lu Xu, Yan-Ping Zhou, Li-Juan Tang, Hai-Long Wu, Jian-Hui Jiang, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu, Ensemble preprocessing of near-infrared (NIR) spectra for multivariate calibration, Analytica Chimica Acta, 2008, 616 (2): 138-143/pp  5. Chen-Bo Cai, Lu Xu, Qing-Juan Han, Hai-Long Wu, Jin-Fang Nie, Hai-Yan Fu, Ru-Qin Yu*, Combining the least correlation design, wavelet packet transform and correlation coefficient test to reduce the size of calibration set for NIR quantitative analysis in multi-component systems, Talanta, 2010, 81(3), 799-804/pp  6. Hai-Yan Fu, Shuang-Yan Huan*, Lu Xu, Jian-Hui Jiang, Hai-Long Wu, Guo-Li Shen, Ru-Qin Yu*, Construction of an Efficacious Model for a Nondestructive Identification of Traditional Chinese Medicines Liuwei Dihuang Pills from Different Manufacturers Using Near-infrared Spectroscopy and Moving Window Partial Least-squares Discriminant Analysis, Analytical Sciences, 2009, 25(9), 1143-1147/pp  7. Weiqi Luo, Shuangyan Huan*, Haiyan Fu, Guoli Wen, Hanwen Cheng, Jingliang Zhou, Hailong Wu, Guoli Shen, Ruqin Yu,Preliminary study on the application of near infrared spectroscopy and pattern recognition methods to classify different types of apple samples, Food Chemistry, 2011, 128,(2):555-561/pp  此外,值得一提的是,近十年来,我们国家重点实验室的林伟英教授课题组在有机近红外荧光探针的合成及其化学生物学应用上取得了系列新进展。 他们开发了新型HClO近红外荧光探针,其被进一步应用于活动物中HClO的近红外荧光成像。近红外荧光染料可为开发近红外荧光探针和生物影像剂提供平台,有望在活体生物成像领域得到重要的应用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja209292b)。 还合成了新颖的荧光探针分子FP-H2O2-NO。 FP-H2O2-NO在细胞内与H2O2、NO和H2O2NO作用后能产生三组不同的荧光信号。这个独特的优点使FP-H2O2-NO可以作为一个强有力的分子工具来研究生物体中H2O2和NO的相互作用(J. Am. Chem. Soc. 2011, DOI: 10.1021/ja2100577)。还构建了具有大准斯托克斯位移的的pH荧光探针(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 375-379)。揭示了钴离子与探针分子作用后降低卟啉部分的摩尔吸光系数而改变能量传递效率的能量调控机制,由此实现了对钴离子的比率测定(Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2366-2372.)。 该论文被美国科学院院士Timothy Swager在评述期刊Synfacts作为研究亮点专题介绍(Synfacts 2008, 11, 1167-1167.)。而湖南省食品测试分析中心也开展了应用近红外光谱结合化学计量学法在油茶籽油脂肪酸含量测定中的应用研究工作,见(《湖南农业科学》 2013年12期 )。通过透反射模式采集了114个油茶籽油(茶油)样品的近红外光谱(NIR),利用竞争性自适应重加权采样法(CARS)对光谱进行预处理,采用偏最小二乘法(PLS)建立了茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸及亚麻酸5种脂肪酸含量的校正模型,并通过实际测定对模型进行了验证。结果表明:采用近红外光谱技术结合化学计量学方法建立的PLS模型所预测的茶油中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸的含量与实际的化学测定值较接近,而亚麻酸的预测集与实际测定值相关性不理想,仍需进一步研究摸索。这证明近红外光谱法可作为一种快速、无损和准确的方法在茶油主要脂肪酸含量测定中推广应用。/pp  strong湖南长沙召开的全国第二届近红外光谱学术会议/strong/pp  我特别难忘的是,中南大学化学化工学院与我们湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室合作,于2008年11月19-22日期间,在湖南长沙共同承办并顺利召开了全国第二届近红外光谱学术会议。该会议由中国分析测试学会近红外光谱分会主办的,由我们敬爱的俞汝勤院士和陆婉珍院士分别担任大会主席和学术委员会主任。/pp  strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "以下内容摘自仪器信息网/span/strong/pp  span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "本次大会为近红外光谱工作者提供一个高水平的交流平台,展示了我国近红外光谱的一流研究和应用成果,主要以大会报告和墙报的形式举行,有40余位专家和学者作大会报告、20余位优秀青年学子作分会报告,多次获得国际谷物学会、国际近红外光谱学会大奖的著名近红外专家加拿大Phil Williams教授、国际近红外光谱学会秘书长Ozaki教授等国际知名学者也都在大会作专题报告。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  陆婉珍院士在作大会主旨报告“近红外光谱分析技术必须继续发展”中指出:自从2006年第一届近红外光谱会议以来,这项分析技术已经得到了广大科技工作者的注意并在几十个专业中得到了应用 但是作为一项既快捷又廉价的分析技术,其应用范围仍未达到应有的广泛程度,一方面是由于宣传力度不够(一般大学分析专业的学生只有部分同学了解这一技术),与此同时在技术上也还存在着一些急待完善的难题,例如:(1)建立大量可长期应用的分析模型,(2)尽快发展便携式仪器,(3)形成公认的标准化方法是有效的宣传途径,(4)结合需要研究适应各种分析对象的光谱采集手段、保证其分析速度,(5)在线分析系统的集成化,(6)近红外光谱与分子结构间关联于应用工作的开展,(7)近红外光谱技术过去是在不断新技术(如光纤、化学计量学及计算技术)的基础上发展起来的,今后希望如能将更多的新技术(如激光光源提高灵敏度、微机制造MENS使其更小型化等)被引入。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  加拿大Phil Williams教授在他的大会报告“近红外光谱:过去、现在和未来(Near-infrared Spectroscopy: the past, the present, and the future)”中系统回顾近红外光谱技术的发展历史,给涉及近红外光谱校正模型的十八个阶段发展作了简洁评论,并指出操作费用低、获得数据可靠、分析速度快使近红外光谱技术具有独特的优势 关于近红外光谱的应用前景应该从定量和定性的观点上进行讨论,定性应用是回答“Does it belong?”,而不是“How much is there?” 只要其定量应用将继续得到广泛的使用,定性应用很可能变得更加普遍 另外,未来近红外光谱仪器的网络化技术也可能比较突出,可望进入越来越多的领域,包括在环境监测和勘探、动物和人类医疗诊断等方面的应用。/span/pp  陆婉珍院士与部分参会代表在一起/pp  本人后来也曾多次参加近红外光谱为主题的国内外学术会议,深切地感受到近红外光谱的强大生命力。同时也深深被国内这样一批科研同行们为发展我国近红外光谱事业而努力艰苦奋斗、呕心沥血的精神所折服、所感动。本人也愿意为我国的近红外光谱事业继续贡献自己的力量。/pp  谨以此文纪念为我国近红外光谱以及石化工业化验检测事业做出杰出贡献的陆婉珍院士和我国国际“化学计量学终身成就奖”获得者之一、中南大学梁逸曾教授。/pp style="text-align: right "br//pp style="text-align: right "br//pp style="text-align: right "br//ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  吴海龙 男,理学博士、工学博士(日本)。湖南大学化学化工学院化学教授(二级)、博士生导师,化学生物传感与计量学国家重点实验室前主任、顾问和学术委员会顾问,分析化学国家重点学科长期建设责任人。兼任中国化学会有机分析专业委员会委员和副主任,计算机化学专业委员会委员和副主任 中国仪器仪表学会分析仪器分会常务理事兼化学传感器专业委员会主任、近红外光谱专业委员会理事及近红外光谱分会副理事长等。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  三十多年来,一直从事分析化学、环境监测等领域化学计量学、化学生物传感分析等方向及内容的教学和科研,发表学术论文逾260篇,其中SCI论文逾200篇。曾荣获2003年度国家自然科学二等奖(排名第三)。2012年10月,荣获中国化学会分析化学基础研究最高奖--梁树权奖。/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "  人生格言: 宝剑锋从磨砺出 梅花香自苦寒来/span/ppbr//p
  • 天津科大采购红外/近红外光谱仪等仪器
    受天津科技大学的委托,天津市教育委员会教学仪器设备供应中心将以公开招标方式,对红外/近红外光谱仪等设备项目实施政府采购。现欢迎合格的投标人参加投标。  一、项目名称:红外/近红外光谱仪等设备项目(招标编号:JG2011-003)  二、招标内容:  红外/近红外光谱仪等设备  附件:采购货物一览表.doc采购货物一览表序号设备名称单位数量1电化学工作站/石英微天平(进口)套12红外/近红外光谱仪(进口)套13发光生物分子成像仪(进口)套14激光光散射仪(进口)台15悬浮芯片(进口)台16全自动多功能荧光显微镜(进口)台17真空离心浓缩仪(进口)台18台式高速冷冻离心机(进口)台19自动快速微生物鉴定系统(进口)台110毛细管电泳(进口)套111数字印刷机(进口)台1  三、投标人资质要求:  1.法人营业执照副本或加盖公章的复印件。  2.法定代表人授权书(须有法人代表签字和盖章)。  3.供应商应在招标前交纳1%的投标保证金,未递交保证金的投标将被拒绝。  四、获取招标文件时间、地点及招标文件售价:2010年12月14日至2011年1月4日12:00止,每日8:30至16:30(法定节假日除外)在天津市教育委员会教学仪器设备供应中心计划科获取。招标文件售价为200元。标书一经售出,所收费用概不退还。  五、投标截止时间及地点:2011年1月6日9:00前在天津市教育委员会教学仪器设备供应中心采购科,逾期收到或不符合规定的投标文件恕不接受。  六、开标时间及地点:2011年1月6日9:00在天津市教育委员会教学仪器设备供应中心201室。  七、凡参加投标的投标人均被视为接受上述采购项目的招标要求。投标人如对本招标文件有疑义的,请在开标截止日15日前以书面形式送达本中心,逾期将视为认同本招标文件的公平、公正性。  八、采购代理机构:天津市教育委员会教学仪器设备供应中心  联系地址:天津市河东区万新村嵩山道  邮政编码:300162  网 址:211.81.21.157  电子邮箱:gyzx@tj.edu.cn  联系电话:(022) 24372057  传真电话:(022) 24372057  联 系 人: 刘刈 邓国彬  开户银行:工行万新村支行  帐 户:0302011429300093709  采购单位:天津科技大学  采购代理机构:天津市教育委员会教学仪器设备供应中心  2010年12月14日
  • Adv. Funct. Mater. 北理工张加涛课题组:首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用 | 前沿用户报道
    供稿:白冰成果简介2021年4月,北京理工大学张加涛教授课题组在国际顶级材料学期刊 Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.202100286,IF=16.836) 发表了题为Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption 的论文,利用杂质扩散平衡策略首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。半导体之所以能被广泛应用在光电产品世界中,凭借的就是在其晶格中植入杂质改变其电性,调控半导体纳米晶体的光、电、磁性质,实现高效率发光器件、太阳能电池、自旋电子器件等新型光电子器件的应用。Cu+作为一种通用的掺杂杂质,可以用来调控半导体纳米晶的光电性质。但是在掺杂纳米晶高温外延生长钝化层的过程中,Cu+杂质容易向外扩散,容易造成掺杂失效,阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。要实现半导体纳米晶的广泛应用,必须解决掺杂问题。北京理工大学张加涛教授课题组发展了一种新型的杂质扩散平衡策略,向Cu+掺杂CdSe纳米晶溶液中引入额外的Cu+,在纳米晶内外部杂质离子扩散平衡的条件下进行表面钝化层的高温外延生长。该策略成功制备出Cu 掺杂CdSe@CdS(CdSe:Cu@CdS)核壳纳米晶。只具有本征荧光的CdSe@CdS和同时具有微弱本征荧光和强近红外荧光的CdSe:Cu@CdS纳米晶分别记录了干扰信息和关键信息,且这两种信息在肉眼下无法被明显分辨;而关键信息的近红外荧光则可以通过普通商业手机摄像头和滤光片(截止边800 nm)的组合轻松获取,首次实现了近红外掺杂荧光的高效多模防伪和保密应用。图文导读通常直接在Cu+掺杂CdSe纳米晶表面外延生长钝化壳层容易造成杂质Cu+向外部扩散,导致掺杂失效,阻碍了掺杂纳米晶的进一步应用。北京理工大学张加涛课题组向溶液中引入额外的Cu+,溶液中的Cu+与纳米晶内部的杂质Cu+形成扩散平衡,该扩散平衡在高温下阻碍了纳米晶内部的Cu+向外扩散,最终在CdSe@CdS核壳纳米晶内部形成了有效的Cu+掺杂,保持了Cu+掺杂核壳纳米晶的近红外掺杂荧光。图1 杂质扩散平衡策略示意图和防伪/保密应用图2 CdSe:Cu和CdSe:Cu@CdS纳米晶的形貌、光学和结构表征图3 近红外荧光防伪和保密图案在多种商业手机中的成像效果Cu+掺杂CdSe纳米晶拥有一个较宽的掺杂荧光发射峰,该峰覆盖了可见光区和近红外光区(700 nm-1100 nm),在此范围内使用常规的荧光光谱仪无法获得连续且完整的荧光光谱数据。HORIBA Duetta 荧光光谱仪装备了CCD检测器,可以连续地获取从250 nm 到1100 nm 范围内的荧光光谱信息,为探索材料的新结构、新性能和新应用提供了有力的帮助。Duetta 荧光及吸收光谱仪如果您对上述产品感兴趣,欢迎扫描二维码留言,我们的工程师将会及时为您答疑解惑。总结展望现阶段基于可见荧光的防伪手段面临着易被破解的风险。基于不可见近红外荧光的防伪/保密应用明显地提高了破解的难度,拥有更高的信息安全性。常用的手机摄像头可以有效地捕获近红外荧光,降低了这种基于不可见近红外荧光防伪/保密应用的门槛,有望取代现有的可见荧光防伪/保密模式,实现大规模应用。文献信息Dopant Diffusion Equilibrium Overcoming Impurity Loss of Doped QDs for Multimode Anti-Counterfeiting and Encryption文章署名作者:Bing Bai, Meng Xu, Jianzhong Li, Shuping Zhang, Chen Qiao, Jiajia Liu, Jiatao Zhang扫码查看文献张加涛教授简介张加涛教授现任北京理工大学化学与化工学院院长、北京理工大学首位徐特立特聘教授,英国皇家化学会会士、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者、国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)杰出奖 获得者。以第一作者或通讯作者在 Nature、Science、Nature Nanotech、Angew. Chem. Int. Ed、Adv. Mater. 等期刊发表 SCI 论文 50 余篇,他引 2800 余次。
  • 【我与近红外的故事】杨季冬:初识近红外 神奇峰叠嶂
    p strong 1、初识神奇/strong/pp  在读博时的主攻方向聚焦在分子光谱分析同时测定多组分的研究工作上,主要手段是荧光(FL)与共振瑞利散射光谱(RRS)分析技术。我曾做了很多同系物、相似物、同分异构体的同时测定的工作,以及后来专攻手性对映体不经分离而同时测定的研究。读博时我师从刘绍璞先生,研习RRS分析方法。这项有意思的工作非常满足我的好奇心,因为在日常生活中我们所看到的灿烂朝阳、绚丽晚霞、蓝天白云、湛蓝大海等等都可以用瑞利散射(RS)去分析解释。可是在荧光分析仪上,共振瑞利散射(RRS)一直是令人讨厌的杂散光,直到上世纪九十年代初,美国人Pasternack才把它用作为定量分析手段,随后刘绍璞先生又发展了二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)等共振非线性散射(RNLS)分析技术,把RRS分析方法的研究推向了极致。为此我对分子光谱分析的研究保持了极大的兴趣,并激发集聚起我潜在的巨大能量。而在把RRS用于多组分同时测定的长期研究工作中,我一直很困惑的是RRS的灵敏度虽很高,但并不很快捷,且利用单一的RRS分析技术乏陈特异性和选择性。/pp  当我在查阅参考文献拓展其他分子光谱分析同时测定的工作之时,偶看到近红外光谱分析的参考文献,其中也有袁洪福、韩东海、梁逸曾、邵学广、吴海龙等老师的大作,更有国内近红外光谱研究的大师、令人钦佩的陆婉珍院士和严衍禄教授的经典著作。神奇的近红外光谱使我眼前一亮,它本身就是一种多种组分同时测定的快检方法。于是我订购了大量的近红外光谱分析的书籍,开始了废寢忘食的恶补近红外光谱基础知识。机缘巧合我就这样结识了近红外工作且深陷不能自拔。/pp  近红外光谱是神奇的,有人说近红外光谱就好似一锅粥,在我看来,它好似婉约飘逸的彩虹,风姿绰约述陈着它本身的曼妙和神奇。形同诗人观瀑布,疑是银河落九天。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/f833d39d-e4ad-4f79-9b54-585a0719b2a6.jpg" title="图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库.jpg"//pp style="text-align: center "strong图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库/strong/pp  因为在近红外波段内若干X-H键的倍频与合频的共舞构成近红外光谱尤如远处的崇山峻岭,神奇峰叠嶂,美仑美奂。近红外光谱分析非同于常规的特征分析方法我们虽然找不到一个特征峰来入手作分析,也难怪这是人类最早发现的一段可见光外的光波段(1800年),却一直莫可奈何,无助于分析。现在有了化学计量学帮忙把近红外光谱的美与数学建模的妙,有机关联起来,于是演变成了一个让人无限推测暇想近乎完美的二次分析。/pp  正因为它是大量样本的多指标统计建模,从大数据中抽取有效信息,所以它不需要再作选择性实验,直接可得出定性定量的结果 正因为它是大量校正集样本的近红外光谱与经典方法测量的标准值相关联建模,所以它的分析精度直接依赖于经典方法,所以它不需要再作针对性的偏差分析 也正因为它是大量样本的多组分的可区分指标的统计建模,可以从相互重叠的信息中提取差异信息,所以它能够按模型进行混合物中多组分定性定量分析,也可以进行区分真伪或优劣的聚类分析鉴定。/pp  近红外光谱分析有独特的分析过程,由于是大量样本的统计建模后,须经内部校正和外部检测,得到精干的数学模型,能够做出快速、简便、准确、无损、清洁的分析,同时由于它的精干建模可搭载光纤的轻便,最适宜承载互联网加进行远程在线分析。/pp  正是近红外的这些不含糊的优势吸引了我,或许可以开辟一条多组分同时测定的便捷之路,于是我安排研究生和我一起着手近红外光谱分析的研究工作。后来我就开始招收近红外光谱分析方向的研究生,开始了饶有兴趣的新知识的学习研发和拓展,每一个假期带领我的研究生参加近红外光谱培训,于是我的团队开启了在近红外领域里的长途跋涉。终于在2008年我带领学生参加了全国近红外光谱第二届年会,学生杨琼带着我们的第一篇论文《近红外光谱法同时测定废水中的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)》与会交流,获得了梁逸曾等老师的好评,得到优秀墙报奖鼓励,并得到了陆婉珍院士的赞赏。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c239b545-2968-4877-ab1b-3c5a3e0c938e.jpg" title="10.jpg"//pp  这以后我们每届都参加国内的近红外光谱大会,也出席了在泰国、南非、法国和韩国等国际近红外光谱大会,在学术届广泛交流我们的研究成果。/pp  strong2、拓展关联/strong/pp  记得师从刘绍璞老师读博前,曾有同门师姐报道过两篇近红外光谱的研究论文,经查阅文献那实际是在近红外波段内的分光光度法测定白酒的纯度以及物理参数,尚未涉及近红外建模解决问题的实质进展的方法。而我所关注的是用近红外光谱建模的方法建立多组分体系同时快速检测的方法,在我看来这是近红外光谱分析技术应用的特点,建模分析解决问题也是近红外光谱分析过程的特色和优势,也是我的兴趣所在。当然在短波长的近红外光谱中也是能找到分析特征峰的,这说明在短波近红外波段内是可以发展分光光度法分析,近年来报道近红外成像分析如雨后春笋、朝霞璀璨,也说明近红外光谱分析方法尚有广阔的拓展空间。/pp  我们也注意到同样是散射分析方法,拉曼光谱(RS)与红外光谱(IR)有内在关联,RS与IR存在互补关系 而共振瑞利散射(RRS)与荧光(FL)确有内在关联,与荧光相互作用,存在能量转移和补偿。而在生物大分子参与作用的体系中,多有本源荧光,则多发生在近红外波段内,尤其是上转换荧光神奇地在红外、近红外、可见与紫外多个波段内的受激与发光的特异转换,这似乎在荧光或散射与近红外之间有一定的内涵关系,值得我们去探索,这样或许会更好地利用近红外光谱的分析作用和功能。/pp  目前,在我们的工作中,荧光散射与近红外的做法上是迥然不同的,但在我看来,它们彼此是内涵相通的。受神奇峰叠嶂的近红外光谱分析技术的鼓舞,我一直在寻求两者之间融合。为此这使我愿意乐此不疲的探窥其中的奥秘和精华。于是我将每一届研究生都分为两组两个方向,而在多组分体系的同时测定的方法推进演变中,致力寻求高灵敏度与特效选择性的结合,或许在近红外波段内建塑荧光、散射方法的运用是一个不错的选择 同样在生物大分子参与作用的体系中,多有近红外波段内的本源荧光,或许我们在这特定的波段范围内找到特效的区分方式,来仿生解决同时测定中较难的手性识别问题。因而我在申报第三项自然科学基金资助上表述了“探索在近红外波段内利用荧光、散射方法仿生检测生命体中的手性环境”的设想。事实上这几年要感谢国家自然科学基金委连续资助我们在这方面的探索工作。/pp strong 3、明确方向/strong/pp  实际上我们于2004年在长江师范学院建立起近红外光谱分析实验室,在市地两级政府和中央与地方共建项目资助下已逐步培育建设市级重点实验室。一直致力于近红外光谱、荧光、散射和化学发光等分子光谱分析,以及化学计量学方面的研究工作。经过多年的努力攀登,并与太极集团和涪陵乌江榨菜集团合作,形成高校与企业结合的产学研一条龙研究体系,组建一支研究服务地方充满活力的可持续发展的研究团队,这得到重庆市科委、市教委的大力支持,在2010年获批重庆市高校创新团队。团队在近红外光谱检测技术发展及应用的长期探索中,结合三峡库区和乌江流域资源丰富的地方特点,形成以下三个具有地域特色的研究方向:/pp  (1)以近红外光谱分析技术同时测定水环境中的多种监控指标/pp  利用近红外光谱技术具备多组分多指标同时检测、测定速度快、测试重现性好等优点开发水环境中多种监控指标的同时测定的研究。我们试验以近红外光谱分析技术结合多种分析手段开发了垃圾处理声渗滤液中多种组分如金属离子和有机多苯酚、酸类的快速监测。尤以近红外光谱分析技术建立同时测定垃圾渗滤液中的COD和BOD指标,经《理化检验.化学分册》、《JWARP》报道后得到国内外广泛的转录引用。这项工作在2010年得到重庆市政府科技进步三等奖的表彰。/pp  (2)以近红外光谱分析技术同时测定中成药中的多种活性成分/pp  在重庆市科委攻关项目的资助下,利用近红外光谱分析技术对各种天然药用植物进行品质和产地鉴定,以及对中成药的活性成分发展了快速检测。根据近红外光谱分析技术的特点,建立天然药用植物和中成药的多种活性成分与近红外光谱数据之间的数学关联模型,从而建立起其中多种组分的定性鉴别和定量测定的新方法。至今为止,我们已经建立了近红外光谱快速分析检测藿香正气液、黄芪精口服液、通天口服液等九种中成药口服液以及药丸、片剂的活性成分,对本地区盛产的黄莲、虎杖等二十多种地方天然药用植物进行品质和产地鉴定,同时开发集成了天然药用植物的近红外光谱谱图数据库。为进一步实现中药现代化的质量监控研究奠定了基础,并对中药化学动力学和药理学的研究提供科学依据。/pp  (3)以近红外光谱分析技术同时测定榨菜品质的多种成分/pp  创新团队协同太极集团、涪陵榨菜集团,利用近红外光谱分析技术对地方农副产品如涪陵榨菜和山地烤烟品质进行分析测定,通过实验采集榨菜和烤烟品质指标的近红外光谱图数据,建立榨菜品质指标与近红外光谱数据之间的关联模型,建立对榨菜中多种指标的定性鉴别和定量测定的新方法,并开发近红外光谱分析测定榨菜品质的简便快速、在线及无损检测的实用技术。对享有中国榨菜之乡涪陵的榨菜做了深入的研究,利用近红外光谱技术评价涪陵榨菜品质、同时测定了涪陵榨菜中果胶和总糖的含量、快速鉴别涪陵榨菜品牌的研究。/pp  strong4、工作成就/strong/pp  自团队被批准为重庆市高校创新团队以来,以《近红外光谱分析检测技术及其应用研究》的平台建设工作取得较大成果。主持完成了重庆市科委攻关项目《快速无损在线检测中成药活性成分的研究》(CSTC, 2010AC5170)和重庆市教委攻关项目《近红外光谱快速在线检测榨菜品质的研究》(KJ101303),以及在研其它省部级项目和地方合作项目十余项。近年来在国内外发表近红外领域专业论文三十余篇,曾在泰国(2009年14届国际近红外学会)和南非(2011年15届国际近红外光谱学会)两次国际学术会上交流论文。/pp  令人欣慰的是,我们在融合荧光、散射与近红外光谱分析技术推进多组分体系同时测定的研究中取得长足的进展,受近红外光谱“神奇峰叠嶂”的启发,我们自主研发了“同原射线计量分析法”,并申报发明专利《谱峰完全重叠的双组分混合物同时测定的光谱分析方法》,解决了教科书中谱峰完全重叠的双组分混合物不能同时测定的岐见,也使我们在“不经分离而同时测定手性对映体”的研究有重大突破。之后我们又相继申报了《近红外光谱法同时测定废水中的COD和BOD指标》、《近红外光谱法测定农副食品中的无机盐》、《一种增氧缓释肥的制备和应用》、《一种利用污水处理产生的淤泥生产肥料的方法》等十一项发明专利,现已获授权八项 自2009年以来曾三次获重庆市、区两级政府科技进步奖项 培养近红外方向的硕士生6名,博士生2名,这些学生毕业后都继续从事近红外研究工作。与此同时,与国内外同行广泛交流,2009年在泰国参与14届国际近红外光谱学会,2013年赴法国、2015年赴韩国参与两次国际学术会,并交流论文 国内每两年一届的近红外光谱学会都有大会交流文章,所带研究生的报展均获优秀奖。与此同时,创新团队也在发展壮大,近年来晋升高级职称多人。使团队切实形成了充满活力而具备可持续发展的研究队伍。/pp strong 5、研究展望/strong/pp  目前,创新团队将继续发展对三峡库区生态的各种环境指标、区域天然植物的药用成分和地方农副产品质地检测的研究工作,并致力于更深入的与太极集团、涪陵乌江榨菜集团合作,力争尽快把近红外在线检测推广应用到制药和农副产品加工的生产线上。同时拓展近红外光谱的研究工作:①加强基础研究,攻克近红外光谱分析理论上的局限。如近红外光谱与分子结构的关联,近红外光谱与其它光谱的联系,近红外光谱技术与其它分析技术的联用。这些研究工作的突破都有可能推进近红外光谱分析技术更加完美和更为广泛的应用。②加强应用推广,促进近红外光谱分析的实际应用。结合我们已在环境监测分析、中成药活性成分分析和榨菜品质分析上做了大量的前期研究工作。我们期待把近红外光谱分析的实用技术真正推广到实际生产线上,要解决建立一些实际分析模式,利用近红外光谱分析的优势,切实解决实际应用上的难题。③加强自主创新,开发和改进近红外光谱分析的硬软件。要加快推广近红外光谱分析应用,要发展普适的近红外光谱仪器和便携式分析仪器,以及对某些专门特殊的仪器的改进 建立适宜筛选各种算法的建模软件,建立普适的分析模型 研究改进适应各种分析对象的光谱采集手段。④近红外用于生命和生物科学的选择性分析,这是我的第三个自然科学基金的出发点。为探索生命体系中自然的手性匹配、手性降解和手性转化的选择性行为,及其自发的手性拆分和自聚集的手性复制的自然规律,以启迪人们对生命体系天然手性识别的新思维,这将破解手性均一化机制对生命进化的重要作用。为此本项目利用近红外波段内的吸收、荧光和散射光谱分析及其成像技术对生命体中的手性环境进行测量及其相关检测研究,建立近红外光谱检测生物大分子手性及其手性识别的新方法。前期研究已表明,近红外光谱分析技术适宜生物活性分析,结合多种光谱分析拓展技术手段的优势,可作为探究生命体中手性环境的特效工具,检测生命体中的手性环境及其机制效能,或将有利于人类进一步窥见生命的奥秘,揭示手性起源,也有助于开启手性分析应用的广阔前景。/pp  回顾与展望,结识近红外,人生平添翼。驾驭新技术,学研任翱翔。感谢近红外领域里的前辈和同仁,有你们结伴同行真好!/pp style="text-align: right "  杨季冬 重庆三峡学院环境与化学工程学院/pp style="text-align: right "二〇一七年三月三日 于重庆三峡学院 芳香居 成稿/ppbr//p
  • 2020年全球近红外成像市场将达4.712亿美元
    日前,markets and markets发布了报告“Near Infrared Imaging Market by Product Type (Near Infrared Fluorescence Imaging Devices, Near Infrared Fluorescence & Bioluminescence Imaging Devices, Reagents), Application, End User and Geography - Global Forecast to 2020”,报告中定义和划分了全球近红外成像市场,并对其规模、收入等进行了分析和预测。  全球近红外成像市场预计到2020年将达到4.712亿美元,2015年到2020年期间的复合年增长率为8.8%。  全球近红外成像市场的增长是由于癌症病例的数字不断上升、以及近红外成像技术相比于其它成像方法所具有的优势,这导致了近年来近红外成像仪器设备的销量不断增加。  不断上升的癌症病例和技术进步,也是过去十年全球近红外成像市场增长的关键因素。据2012年世界卫生组织发布的数据显示,全球估计将有1410万例新发癌症病例。在全球范围内,被诊断为癌症的近3250万人在2012年底之前的五年内还活着。世界年度新发病例总数的60%多发生在非洲、亚洲和南美洲。  全球近红外成像市场的划分和预测,是按照产品类型、应用、最终用户和区域进行的。产品市场包括近红外荧光成像技术、近红外荧光和生物荧光成像设备、试剂。应用市场包括应用到体内成像、癌症手术、心血管手术、胃肠道手术、塑形/整形手术等等。终端用户市场包括医院和研究实验室。区域市场包括北美、欧洲、亚太和其他地区。2014年的全球近红外成像市场以北美为主。北美市场的增长是由于近红外成像技术的不断进步。欧洲市场的增长主要由于癌症病例增加、政府的支持和人口消费能力的增加。
  • 大连化物所关亚风、耿旭辉团队研制出高灵敏近红外激光诱导荧光检测器用于甲状旁腺探测
    近日,中科院大连化物所微型分析仪器研究组(105组)耿旭辉研究员、关亚风研究员团队与大连医科大学附属第二医院田晓峰教授、张宁副教授团队,大连海事大学理学院王桂秋教授团队合作,在高灵敏近红外激光诱导荧光检测器(LIF)研制及其在甲状旁腺探测中的应用方面取得新进展。  甲状旁腺(PG)主要调控人体钙磷平衡,大小约为3至8mm,术中辨认非常困难。因此,PG在颈部手术中有误切或漏切的风险。目前,术中PG辨识主要依靠外科医生经验结合病理诊断。近年来,研究表明近红外自荧光探测技术可无创、准确地辨识PG,具有较高的特异性和灵敏度。然而,目前临床应用的探测仪因体积较大、自荧光发光机制不明等原因并未得到广泛应用。  本工作中,合作团队研制了高灵敏近红外光纤式LIF并应用于PG探测。该团队设计了20°夹角光纤探头,减少了探测“盲区”和反射光的收集,相比于共线式集束探头,灵敏度提高了53.4%,短期波动和长期漂移分别降低了61.1%和58.3%;在发射光路中增设二向色镜模块,基线和噪音分别降低了96.7%和92.1%,信噪比提高约9倍。该LIF对CF790染料的检测下限为5.1×10-14mol/L,比已报道的光纤式LIF低数百倍;将研制的LIF原理样机应用于离体病变的PG样本探测,准确率高于文献报道平均水平。目前,合作团队已研制出手持式PG探测器,未来将应用于术中原位PG探测辨别。本研究对推动光纤式LIF技术的发展和PG探测辨别具有重要意义。  耿旭辉、关亚风团队长期从事高灵敏小型LIF及应用研究,采用小型、廉价的激光二极管替代激光器为光源、自主研制的硅基弱光探测器替代进口光电倍增管(PMT)探测荧光,研制出紧凑式共聚焦LIF,对荧光素检测下限为3×10-12M,功耗和开机平衡时间优于进口仪器(Talanta,2018);用高亮度、长斯托克位移荧光探针标记的抗体进行免疫荧光标记,首次定量分析了单个白血病细胞中的active caspase3蛋白,检测下限为7个分子(91pL检测体积内)(Analytical Chemistry,2019);设计了球面二向色反光镜,将检测池放置在球心而非常规的反光镜的焦点上,对荧光素钠检测下限为1.5×10-13M或8.9个荧光素钠分子(98 pL检测体积内)(Analytical Chemistry,2020)。  研究成果以“A Highly Sensitive Optical Fiber Based Near-infrared Laser Induced Fluorescence Detector (LIF) for Parathyroid Gland Detection”为题,发表在《传感器和执行器B-化学》(Sensors and Actuators B: Chemical)上。该工作的第一作者是我所105组联合培养硕士研究生段逸。以上工作得到了辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金等项目的资助。(文/段逸 图/王传亮)  文章链接:https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.131879
  • 近红外光谱仪相关企业走访调研
    仪器信息网讯 作为“科学仪器自主创新政策保障体系研究”专项课题调研活动的一部分,2012年4月9日-11日,该课题调研组走访了江苏、上海两地的国内外近红外相关仪器厂商。  调研组成员包括了中国仪器仪表学会、近红外专业技术委员会的相关负责人,近红外光谱仪器研发专家以及应用方法开发的专家,北京科学学研究中心该课题具体负责人,业内专家等,如中国仪器仪表学会的科学仪器学术工作委员会执行副主任燕泽程、总后油料研究所刘慧颖研究员、浙江大学的戴连奎教授、江苏大学食品学院陈斌教授、华东理工学院倪力军教授、中石化石油化工科学研究院褚小立博士、业内资深人士李云济博士、北京科学学研究中心杨丽及常静 同时仪器信息网亦参加了此次调研活动。 调研组部分成员(上排从左至右分别是:燕泽程、刘慧颖、戴连奎;下排从左至右分别是:陈斌、倪力军、褚小立)  “科学仪器自主创新政策保障体系研究”专项课题此次选择的调研对象包括:近红外光谱关键零部件生产企业、即将进入或正在进入近红外光谱仪器领域的企业,以及国内外知名的近红外光谱仪器生产企业等。  在调研过程中,中国仪器仪表学会的科学仪器学术工作委员会执行副主任燕泽程向各企业介绍了中国仪器仪表学会的基本情况,并指出,“作为一个立体式的服务平台,学会希望在人才流、资金流、信息流等方面为企业提供全方位的支持。”  北京科学学研究中心的杨丽、常静向各企业介绍了专项课题的设立背景和目的,“科学仪器自主创新政策保障体系研究”专项课题由科技部设立,北京科学学研究中心、中国仪器仪表学会联合开展研究。为了推动2011年科技部、财政部首次设立的国家重大科学仪器设备开发专项的有效实施,此专项课题构建了相关政策保障体系,确保能够促进我国科学仪器设备自主创新能力的有效提升。  江苏飞格光电:半导体激光器生产企业 人均产值高达200多万  江苏飞格光电有限公司成立于2009年,坐落于江苏镇江科技新城。江苏飞格光电拥有最先进的激光器技术和封装技术,主要经营光通信用半导体激光器组件、光发射/接收模块、光收发一体模块等,具备光器件、光模块的全系列产品的研究开发和生产加工能力。经过3年的发展,目前江苏飞格光电年产值已达9000万,而其员工则不到40人,其人均产值高达200多万,是一家具有潜力的企业。江苏飞格光电有限公司总经理 詹敦平先生  江苏飞格光电主要产品之一的半导体激光器,可作为近红外光谱仪的光源。半导体激光器应用在光纤通信领域的波段是从760nm—2900nm,而近红外光谱(780—2526nm)区域与光通信用的光谱波段有很大的交集面,因此,半导体激光器在激光光谱学中具有广泛的应用,包括从分子光谱、等离子物理、高阶谐波产生的应用到大气污染的监测及癌症的诊断等。半导体激光器在光谱仪器中优势主要有可调谐性、高灵敏度、高选择性、波长易调制性、高单色性、价格低且寿命长及高可靠性。780nm、850nm、980nm、1270—1610(20nm间隔)波长范围的半导体激光器可以直接应用到近红外光谱仪器上。  江苏惠通:国产基于MEMS技术近红外光谱仪将产业化  江苏惠通集团主要产品为遥控器、显像管插座、连接器、控制系统装置、其它电子产品五大类,专业开发生产遥控器已有十余年,拥有40条遥控器专业生产线,年生产能力达4500万只。为飞利浦、东芝、夏普等国际知名公司及国内名牌厂家配套。江苏惠通集团工程技术中心主任 龙涛先生  江苏惠通集团工程技术中心龙涛主任热情接待了前来调研的专家们,并介绍了公司研发中心的情况以及近红外光谱仪研发过程中的问题等。惠通几年前就开始研发近红外光谱仪技术,于2010年3月,该公司的《MEMS内嵌式、便携式智能红外光谱探测器研发》项目通过了验收。但是,该仪器的一致性、光学效率等性能的提高还需要时间解决。目前,该仪器正在多个应用单位使用,通过用户的反馈不断完善仪器技术,相信不久该产品将实现产业化。  集团拥有60多人的省级技术开发中心,用于生产的技术支持 同时又内建由30多人组成的电子产品研究中心,专门致力于尖端领先产品的研究开发,具有较强的自主研发RF产品及其它各类智能化产品的能力,包括近红外光谱仪、压电陶瓷触摸按键等的研发。  福斯:为客户提供世界上最好的专业的分析解决方案  1956年,Nils Foss先生在丹麦成立福斯公司。目前,公司在世界各地约有1155名员工,在四个国家建立了研究和开发中心、在四个国家设立了制造工厂、在20多个国家成立了销售和服务公司、世界各地拥有超过75个专用经销商。2011年福斯公司销售额约1.9亿欧元,98%的业务产生在丹麦以外。福斯赛诺分析仪器(苏州)有限公司总经理 Rikard先生福斯赛诺分析仪器(苏州)有限公司商务经理 田毅先生  在全球范围内,福斯公司有40000多个用户,几乎包括了所有食品和农业方面的前100强的跨国公司,和一些中小型的企业。全世界85%的牛奶生产、80%的粮食交易和75%的啤酒生产都是使用福斯的解决方案进行测试。  福斯公司是一家致力于技术创新的企业,拥有超过200名的高级工程师和科学家组成的研发部门,每年将销售额的11%投资于产品创新和开发。在福斯公司研发部门中,有一个专门进行“概念设计”的团队——研发未来10年用户会用的技术 而且福斯公司新产品研发的流程控制严格,有效规避了研发风险 同时在整个开发过程中,还积极邀请了客户参与,保证了所开发的新产品能够满足客户需求。  上海棱光:步履艰难的国产近红外厂商  上海棱光技术有限公司成立于1993年,是由上海分析仪器总厂研究所的一部分改制而成,至今已有近半个世纪研制光谱及其他分析仪器的历史。目前,公司共有员工60多人,年销售收入1000多万元,其中出口量达18%。上海棱光原总经理 吴树恩先生上海棱光总经理 李兵先生  吴树恩先生介绍了一些上海棱光技术创新的例子,和专家一起分析探讨了其中成功、失败的原因。李兵先生介绍了上海棱光的发展概况。  上海棱光以勇于创新为企业精神,公司技术人员比例达70%,大学以上学历达到95%,技术开发人员在分光光度计领域都有着数十年的开发经验,研发力量雄厚,并与中国农大、复旦大学等多所高校建立长期合作与开发关系。上海棱光还承担了上海科技发展基金项目、国家级火炬计划、国家创新基金、国家科技部攻关项目及上海市高新技术成果转化项目。  上海棱光主要产品有分子光谱仪器、物理光学仪器、生命科学仪器等,公司产品全部为拥有自主产权的新型仪器。目前,上海棱光根据国内行业及市场的需要,将主要精力集中于中高端荧光分光光度计的开发与应用。其中,F97系列荧光分光光度计代表了国内一流水平。近红外系列仪器是国家科技部“九五”攻关项目,已于2002年通过部级专家验收,自主开发研制,包括两项专利,其中S400为农产品品质快速测定仪,是针对农产品、种子、饲料工程等行业收购检测分析所用。  赛默飞:提供实验室、在线、手持式近红外光谱仪全线产品  赛默飞世尔科技年销售额120亿美元,员工约39000人。借助于Thermo Scientific、Fisher Scientific和Unity™ Lab Services三个首要品牌,赛默飞将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。  1982年,赛默飞在中国建立第一个销售办公室。经过三十年的发展,目前赛默飞在中国拥有1900名员工,服务于第一线的专业人员超过1000名 6家生产工厂,苏州在建的大规模工厂2012年也将投产 在北京和上海共设立了5个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应用开发与培训等多项服务 位于上海的中国技术中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品 在北京、上海、广州、成都、沈阳等多个城市设有分公司或销售办公室,2012年还将在武汉、西安成立分公司。赛默飞中国区市场传播总监 毛君玲女士赛默飞中国区市场便携式光学分析销售经理 徐征宇先生  赛默飞近红外光谱仪产品和技术包括来自尼高力的研究型、在线型傅里叶变换近红外光谱仪产品,以及来自于Polychromix公司的手持式近红外光谱仪。Polychromix公司利用提供给NASA(美国宇航局)的MEMS技术,开发出了首款实现真正意义上的手持式近红外分析仪,应用于医药、海关、食品安全、农业、饲料、塑料回收、织物回收、以及烟草等行业,为使用者带来了方便快捷的检测方式。  海洋光学:创新20年 定位于Key Components Provider  1989年,Michael J.Morris博士获得了美国能源部资助项目——测量海水中酸度、颜色的变化。1992年Morris博士发明了世界上第一台微型光纤光谱仪,创立了海洋光学公司。2004年海洋光学被豪迈集团收购。海洋光学加入豪迈集团后,制定了正确的市场战略和定位、完善了产品线、获得了充裕的资金和经验丰富的职业经理人等,市场快速扩张,保持了市场份额第一。海洋光学涉及到的技术和产品线包括光谱仪、化学传感器、度量仪器、光纤、薄膜及光学元件。至2011年,海洋光学在全球累积售出了180000套光纤光谱仪。海洋光学亚洲分公司首席顾问 龚雅谦先生  2006年,海洋光学在上海成立亚洲分公司 2009年,成立了蔚海光学仪器公司,开始中国本地化生产和研发 2010年,部分产品线从美国转移到中国 2011年,海洋光学亚洲销售额比2006年增长了20倍,占全球的四分之一。海洋光学在上海主要生产组装光纤和部分光谱仪产品,并且已经开始为中国客户量身定做一系列解决方案。  海洋光学的愿景——Powered byOcean Optics,即公司主要发展方向是提供微型光纤光谱仪这个“心脏”。其大部分产品都隐藏在合作伙伴的环保仪器里面,因此大家很少能直接在市面上看到海洋光学的产品,就好像Intel的CPU一样。而其中也包括多款用于近红外光谱中的光学器件和可独立使用的近红外光谱仪。  在技术创新方面,近期,海洋光学投入10000美金设立创新奖“Blue Ocean”,“Blue Ocean”的设置旨在积聚创造性的创意和技术,激发有志之士发掘潜能改造世界,实现最终的市场商品化。Blue Ocean 奖项分为两阶段,第一阶段的奖项发布旨在为新创意新技术的评估及开发提供资金,进行概念的考证。  瑞士步琪:推动近红外光谱技术的专业性与应用性  1939年,瑞士步琪公司创始人Walter Buchi先生创立了一间玻璃工厂,即瑞士步琪公司前身 1957年,瑞士步琪公司推出世界上首台旋转蒸发仪,有效地解决了化学实验室中有机溶液的快速回收问题,至今已经成为全球旋转蒸发技术的市场领导者 1961年,瑞士步琪公司推出凯氏定氮仪、熔点仪 1999年,瑞士步琪公司收购了瑞士布勒集团的分析技术部门,主要引入了近红外光谱仪产品线和整个技术团队。  2005年,瑞士步琪公司在中国成立子公司——步琦实验室设备贸易(上海)有限公司,全面负责瑞士步琪公司在中国(含香港、澳门)的市场、销售及售后服务在内的一切业务。步琦实验室设备贸易(上海)有限公司总经理 邱世章先生  目前,瑞士步琦近红外光谱仪主要有两款,如,2005年上市的NIRFlex N-500,2010年上市的IP 54防尘防水NIRMaster近红外以及2012年推出的IP65防尘防水的NIRMaster近红外。瑞士步琦近红外技术采用了专利的偏振干涉仪,将傅里叶变换近红外的抗震性提高了40倍 其NIRCal化学计量软件,可自动建模、评估模型优劣。  国产近红外光谱仪器发展探讨  在此次近红外光谱仪器相关厂商走访活动中,专家与厂商负责人通过深入交流,探讨了近红外光谱仪器发展所面临的问题:  近红外光谱仪器的光源、探测器等工艺需要保障其稳定性、一致性、可靠性等 稳定且具有一致性的近红外光谱仪是标准化所要求的基础,同时模型传递方法的应用是以重复性极好的仪器设备为前提的   小型化、便携式、单一性专用仪器与通用性共同发展,未来可与环境保护、食品安全相结合,发展专用仪器   近红外光谱技术对软件的维护较其他分析仪器的要求更多一些,所以,近红外光谱要发展,最终需要有用户企业组建应用团队   专注1~2个具体的应用领域,面不要太广,即选好用户   近红外光谱市场前景很好,但是需要培育,以及思想观念的转变   国产近红外光谱仪新产品开发中缺乏快捷的科技信息沟通、最新的元器件等   近红外光谱原理创新的难度大,其新产品技术的研发需要人力、技术的积累   应将更多的、有一定规模的国内仪器公司拉入近红外光谱领域   “做”仪器是一个非常复杂的事情,对市场需求、国家政策、标准、上下游企业、知识产权等需要深入了解、并且要与之相符合。
  • 万成富与近红外:我与近红外的缘分
    我是大学毕业10年后才接触近红外仪器。此前,我是一个用现在的话说是非常接地气的电子工程师。在大学毕业实习时在工厂当过电工,维修过电脑(那个年代不修到芯片级都不叫维修),以后做过多种电子产品(如热敏微型打印机载波电话等)的电路设计,后来负责核子称(一种射线在线仪器)和X射线荧光光谱仪等大型仪器的电路设计。大概在1999年底,东北某公司为解决快速测定冰冻状态下(零下5度-零下25度范围)的玉米品质,慕名找到中国农大严老师近红外项目组,用布鲁克VECTOR22/N仪器做了初步试验,确定近红外技术方案可行。但是高达四五十万元的仪器价格是最终用户难以接受的。考虑到用户能接受的价格,最后决定采用LED光源近红外漫透射方式设计专用仪器。我们根据冻玉米的特殊性,设计了相应配套的整机光路、机械结构以及电子线路和多套塑料模具。在不到一年时间,完成了几次改型并最后基本定型。在2000年底第一批产品20台到现场试验,得到有关部门认可。同年又小批量生产100余台,建好模型后分配到各粮食收购站试用。这段经历,让我对近红外技术产生了浓厚的兴趣,同时也让我萌生了想了解高端近红外仪器的强烈愿望。  2003年春节后,我加入布鲁克公司做售后工程师,这是我工作性质的重大转变,由技术开发转向技术服务。我的工作中涉及中红外和近红外两大类仪器,对于搞仪器开发转行来做维修的我来说,仪器本身维修不是难题(即使某种程度上的芯片级维修)。公司也给我机会多次到德国工厂培训学习,使我技术水平得到了很大提高,为日后为客户提供精准服务奠定了基础。随着越来越多的亲历近红外在线项目,我逐渐看到了在线近红外技术在企业生产品质控制中的重要性,也让我坚信,在线近红外技术是能为某些生产型行业企业带来巨大效益的技术,是一种投入产出比很高的质量控制设备。从此越来也喜欢近红外,尤其是在线近红外技术,精力时间投入的也越来越多。以下基本按亲历的时间顺利大致罗列一下工作经历,算是一种往日工作的回忆,啰嗦之处请谅解!  化工行业在线应用我进入布鲁克公司亲历的第一个在线项目是北京恒聚化工集团,利用近红外仪器监测丙烯酰胺和丙烯腈的含量,并通过4-20mA输出相应的含量信号,让控制系统完成自动控制。2003年他们购入第二套15通道在线近红外仪器,我从此与他们结上了不解之缘。他们的产品已经完全依赖近红外的数据,仪器一旦有问题,直接导致停产。这么多年来,我一直在为他们的仪器保驾护航,即使是周末仪器出问题,我都会远程帮助他们排除问题。如今在河南建了新厂,1999年的VECTOR22/NF仪器经过调教后性能仍然不输当年出厂指标,继续为产品质量控制发挥至关重要的作用。  其它化工行业企业例如巴斯夫、阿克苏.诺贝尔等外企也已成熟应用在线近红外仪器监测产品生产过程,他们大多是从国外分公司直接拷贝引进应用,我只是亲历安装与培训。  石油化工行业在线应用亲历安装中石化、中石油、中海油等企业30多套近红外在线系统,在石脑油项目、汽油调合和柴油调合等方面取得了良好的应用效果。在线仪器是每天24小时不停机运行的,这对仪器的长期稳定性要求很高。2003年安装的岳阳石化在线近红外仪器,至今仍然健康运行,性能仍能达到出厂要求。展示两张照片作为当初项目完工的纪念。在这里我不得不说,感谢北京中石润达科技发展有限公司与布鲁克公司的密切配合,为每一个石化在线用户提供及时周到的服务!   SFDA药品快检2004年4月初,布鲁克公司与SFDA药品快检项目现场实地试验,我作为仪器保障工程师有幸参与了在湖北孝感安陆一些乡镇的车载仪器测试。虽然整个过程中我没起到什么作用,但也同时证明了整个过程中仪器经受住了各种严酷条件的试验,这就像“医患”关系,医生清闲意味着“患者”很健康。有幸还能找到当年随拍的几张照片,遗憾的是当时大家都在忙试验,连一张合影都没来得及照。   烟草行业应用我参与近红外在烟草行业应用是在2004年红塔集团安装两台在线仪器MATRIX-E。在红塔技术中心王毅主任支持下,马翔、温亚东等投入了巨大的热情、时间和精力,一个多方组成的近红外团队共同完成了近红外离线与在线项目。那次也是初次接触远程通讯,终于明白了什么是OPC。合作工作中,深切感受到了每一个参与人的近红外热情。   饲料行业应用这个行业大客户居多,原料和成品品质检测已成常态度,一旦仪器故障,都会打乱检验员的正常工作。为了让使用者能自行快速解决遇到的小问题,我也参与了几个大客户的仪器深度维护培训,基本上让到达我这里的问题都是硬件故障,我也得到了解放。 温氏总部的培训现场 山东新希望六和培训现场  目前饲料行业有些前瞻用户都在考虑上在线近红外项目。我们两年前已在通威做试验,积累了不少经验。目前湖南中农联成正在安装一套四探头的在线近红外项目,等项目完工后再做经验分享  制药行业在线近红外应用这是最近几年才热起来的方向。亲历了山东绿叶制药、山东菏泽步长制药、江苏康源制药、天津天士力制药、成都华神制药、辽宁本三制药、广西梧州制药在线近红外项目的安装与培训。  往事像电影一样再现,短文不能详尽全部的经历,非常感谢最初接触近红外时严老师的指导以及中农大近红外组每一位老师的帮助!感谢周学秋的引荐我才有机会加入布鲁克,感谢李胜总经理以及杨华然经理对我的接纳以及后期在技术上的指导我才能有机会获得如此丰富的经历与经验!很感恩现在工作团队中同事之间的默契配合以及跨部门之间的密切合作!感恩上帝借着近红外项目让我结识了各行各业优秀的近红外优秀人士,以及赐予我这么多的能力为客户朋友们提供有价值的服务!  万成富2016.5.15
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