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阴极发光辅助仪

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阴极发光辅助仪相关的资讯

  • 荷兰delmic公司本月喜获两个重要订单-阴极发光系统
    2018年3月, 我们成功获得阴极发光系统SPARC的重要订单。在丹麦,联合TESCAN公司获得南丹麦大学(University of Southern Denmark)的订单。南丹麦大学使用我们的先进阴极发光系统,应用于纳米光子学的研究。纳米光子学(Nanophotonics)是研究光在纳米范围内行为的科学。它是光工程的一分支。它研究光学,光和粒子或物质在亚波长长度范围的相互作用。另外一台订单来自德国Braunschweig University of Technology,这套系统除了基本系统功能外, 还特别配置了time-resolved时间分辨功能,包含超快扫描相机。时间分辨阴极发光系统,是delmic今年最新发布的产品,全球领先。项目开发来自delmic公司、赛默飞FEI和Hamamatsu战略合作。
  • 2016重大科学仪器专项之“空心阴极灯”
    p  2月19日,科技部网站发布关于发布重大科学仪器设备开发专项2016年度指南的通知,本指南共设置了关键核心部件、高端通用科学仪器和专业重大科学仪器3类任务,下设10个重点方向。其中核心关键部件开发与应用中包括:源部件、探测器与传感器、分析分离与控制部件。而空心阴极灯项目列于源部件项目的第一位, 为原子吸收光谱仪和原子荧光光谱仪等仪器提供核心部件。据业内人士说,该考核指标稍高于进口产品的指标,对于目前国产空心阴极灯相关企业来说,具有一定难度,但是,是完全可以达到的(具体指标详见文后)。/pp  回顾历史,在上世纪60年代,中国已经研制出自己的空心阴极灯,与国外基本同时起步。如今,HCL国产厂商主要是有色金属研究院、曙光明、河北衡水宁强光源等,国外厂商主要有贺利氏、珀金埃尔默、安捷伦(原瓦里安)等。近年来,中国市场HCL年销售量约为10万支,其中国产产品占据了95%左右的市场份额。/pp  但是,在高端空心阴极灯方面,国产产品还存在一定差距。“与进口HCL比较,国产HCL在外观、一致性方面有一定的差距,但是,性能方面的差距非常之小,而长期稳定性已经完全没有问题。” 生产工艺或生产技术方面是否还存在一些难点?对此,有色院李中建说,“HCL生产过程中手工作业的比例较大,但是,我们已经在不断改进,尝试投入更多的自动化生产设备。在生产工艺上还需要继续提高,以克服一致性、噪音问题,以及整体的设计工艺。所以说,今年国家科学仪器重大专项支持的到来,对于促进国产HCL产业发展是一个非常好机遇。”/pp  strong空心阴极灯产品概况/strong/pp  空心阴极灯(HCL)是原子吸收、原子荧光光谱仪必不可少的组成部分。原子荧光的灯和原子吸收的灯原理是一样的,但是结构上有一定的区别。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201603/insimg/37ad5e5a-c896-45ae-826f-65e38938e022.jpg" title="HCL.jpg"//pp  原子吸收的空心阴极灯有单元素灯、多元素灯、高性能灯和多阴极灯。最常用的空心阴极灯由一个钨(W)棒阳极和含金属元素或其合金的空心圆柱杯阴极组成。两极之间充满低压的惰性气体(Ne或Ar气),密封在一种特性玻璃筒里,应用辉光放电和阴极溅射原理将HCL点亮。充Ne气的HCL呈橘红色,充Ar气的HCL呈浅蓝色。/pp  单元素灯阴极由1种金属元素或其合金构成。多元素灯阴极由2~7种金属元素合金或混合物构成 优点是可以在不换灯情况下连续测定多种元素,缩短预热时间和换灯的麻烦 缺点:比单元素发射强度弱,有些元素搭配不当会造成相互影响,并可能降低寿命。多阴极灯由一个阳极放置中间位置,其周围放置6种金属元素6个阴极。其原理与单元素(HCL)相同,其价格昂贵。/pp  高性能灯除了和普通HCL一样有1个阴极和1个阳极外,还增加了一对辅助电极。辅助电极间通过几百mA的低压直流电,使其产生电离的气体原子流,使从空心阴极溅射出来的金属原子与之碰撞后进一步激发,从而提高共振线的强度。这种灯光强度比普通HCL强几倍到几十倍,不产生谱线变宽,适用于As、Sb、Bi、Se、Ag、Cd、Pb或某些稀土元素。/pp  strong难以替代的空心阴极灯/strong/pp  空心阴极灯是原子吸收、原子荧光光谱仪的关键核心部件,而原子吸收、原子荧光光谱仪的市场规模都相对较大,仪器生产商数量非常多。其中,原子吸收光谱仪器是现代分析检测实验室必备的重要检测手段,有着广泛的应用。据现有不甚完整的资料显示,近年来中国市场原子吸收光谱仪器年销售量约为5000多台。据初步统计,目前全国有AAS生产厂家达20家,国外在华厂商近10家。如普析通用、东西分析、上海光谱、北京海光、北京瑞利,岛津、珀金埃尔默、德国耶拿、安捷伦、赛默飞、日立等。/pp  而原子荧光光谱仪是我国少数具有自主知识产权、技术水平超过进口的分析仪器。目前国内外生产AFS的主要仪器厂商有10多家,有北京海光、北京吉天、北京瑞利、普析通用、廊坊开元、东西分析、金索坤、江苏天瑞、卓信博澳、欧罗拉等。近年来,原子荧光光谱仪每年销售量大致在2500~3000台。/pp  原子吸收、原子荧光光谱法是元素分析领域现行标准方法的主力军。现有各国颁布各类原子吸收光谱分析的标准共计2600多个,中国颁布的国家标准和行业标准近800个。原子荧光光谱法在各个领域中先后建立了相关的国家标准、行业标准和地方标准,截至2011年5月为止已建立的各项标准己达111项。正是这些标准的建立,有力推动了原子吸收、原子荧光光谱仪的推广和普及,现已成为众多实验室常规的分析仪。/pp  未来对HCL的需求与国家经济的发展状况息息相关。“目前,采购、使用原子吸收、原子荧光光谱仪的用户多是基层单位和工业企业。”对于基层单位和工业企业,日常检测的元素比较固定,且数量不多,对这样的用户原子吸收光谱仪器具有最好的性价比。而对于As、Hg等元素的检测,原子荧光具有ICP-MS都不具有的优势,方法简便、灵敏度高,并且在仪器价格和使用成本上具有很大的优势,适合地级市等小型实验室及检测中心的使用,符合中国经济发展的现状,是元素分析非常必要的补充仪器。/pp  由于原子吸收、原子荧光光谱仪在未来的不可替代性,这样大的一个‘用户群’也为HCL打下了坚实的基础,使得HCL也同样具有了不可替代性。可预见,未来20年内HCL行业都会平稳发展。/pp style="text-align: right "撰稿:刘丰秋/p
  • 世界首例!西湖大学实验室发现首个“光阴极”量子材料
    近期,西湖大学理学院何睿华课题组连同研究合作者一起,发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料,其性能远超传统的光阴极材料,且无法为现有理论所解释,为光阴极研发、应用与基础理论发展打开了新的天地。3月8日,相关论文“Anomalous intense coherent secondary photoemission from a perovskite oxide”,已提前线上发表于Nature期刊。西湖大学博士研究生洪彩云、邹文俊和冉鹏旭为共同第一作者,西湖大学理学院长聘副教授何睿华为通讯作者。全部实验和理论工作都在西湖大学完成。摄影师镜头下,首例具有本征相干性的光阴极量子材料:钛酸锶。光阴极:辉煌的出身,沉寂的领域,现代科技的基石之一1887年,德国物理学家赫兹在实验中意外发现,紫外线照射到金属表面电极上会产生火花。1905年,爱因斯坦基于光的量子化猜想,提出了对该现象的理论解释。这标志着量子力学大门的正式开启,因为这个贡献,爱因斯坦于1921年被授予诺贝尔物理学奖。由此,将“光”转化为“电”的“光电效应”,以及能够产生这个效应的“光阴极”材料,正式进入了人类的视野。伴随着对光电效应理解的加深,人们后来发展出了更完善的理论,能够解释所有光阴极材料的基本性能,并成功预言了当时未知的光阴极材料。这些光阴极材料基本上都是传统金属和半导体材料,大多数在60年前被发现。它们已经成为当代粒子加速器、自由电子激光、超快电镜、高分辨电子谱仪等尖端科技装置的核心元件。这类高精尖设备除了常见于实验室,还被应用在大众生活中,如粒子加速器已被用于治疗癌症、杀灭细菌、开发包装材料、改进车辆的燃料注入等。简单说来,光阴极材料是否“好用”,直接关系着这类设备的性能。然而,这些传统的光阴极材料存在固有的性能缺陷——它们所发射的电子束“相干性”太差,也就是电子束的发射角太大,其中的电子运动速度不均一。这样的“初始“电子束要想满足尖端科技应用的要求,必须依赖一系列材料工艺和电气工程技术来增强它的相干性,而这些特殊工艺和辅助技术的引入极大地增加了“电子枪”系统的复杂度,提高了建造要求和成本。钛酸锶:量子材料之光,光阴极领域的潜在重启者尽管基于光阴极的电子枪技术最近几十年来有了长足的发展,但它已渐渐无法跟上相关科技应用发展的步伐。许多前述尖端科技的升级换代呼唤初始电子束相干性在数量级上的提升,而这已经不是一般的光阴极性能优化所能实现的了,只能寄望于在材料和理论层面上的源头创新。长期深耕材料物理性质研究的西湖大学理学院何睿华团队,意外在一个同类物理实验室中“常见”的身影——钛酸锶上实现了突破。近年来兴起的一大类新的材料——量子材料,以其复杂多变的性质和丰富多样的功能而著称。具有钙钛矿结构的钛酸锶(SrTiO3)是这类材料的重要代表之一。被誉为“钛酸锶之父”、高温超导发现人、诺贝尔物理学奖获得者K. A. Muller教授称钛酸锶为“固体物理中的果蝇”,因为很多重要的固体物理现象都是首先从该材料上发现的,其中还包括许多尚未被理解的现象。然而,以钛酸锶为首的氧化物量子材料研究,其主流是将这些材料当作硅基半导体的潜在替代材料来研究,主要关注的是它们独特的电子学相关性质。但何睿华团队却在实验中发现,这些熟悉的材料竟然同样承载着触发新奇光电效应的能力——它有着远超于现有光阴极材料的光阴极关键性能:相干性(见图1说明),从而极大地弥补了现有光阴极材料的缺憾。图1. 钛酸锶和其他材料的初始电子束能谱分析对比。前者具有更高的初始电子束相干性,具体体现为:电子发射动能能量发散度小于0.01 eV(a),发散角小于2°(b),相比普通材料的约0.5 eV和20°有了数量级上的提升。Nature论文匿名审稿人指出:“与类似实验条件下的其他现有光阴极相比,钛酸锶光阴极最重要的性质是它所发射的初始电子束所具有的相干性有了数量级上的提升。这种性能上的巨大飞跃允许(人们)完整获得具有本征相干性的电子束,而无需为了提高相干性而牺牲电子束流强度。这一发现可能会导致光阴极技术发生范式转变,该技术长期以来一直受困于(电子枪)电子束不能同时具有高相干性和高束流强度的矛盾,(这个矛盾的)根源就在于初始电子束的本征非相干性。”超快电镜专家、论文合作者、西湖大学理学院研究员郑昌喜认为,合作团队发现的重要性“不在于往钛酸锶的神奇性质列表增添了一个新的性质,而在于这个性质本身,它可能重启一个极其重要、被普遍认为已发展成熟的光阴极技术领域,改变许多早已根深蒂固的游戏规则”。角分辨光电子能谱:以子之矛,攻子之盾图片设计师:林晨科学探索常常在意外中触碰出新的火花。为什么何睿华团队能在“常见”的材料上获得新的发现?这得归功于一种强大的、但很少被应用于光阴极研究的实验手段:角分辨光电子能谱技术。以往,由于大部分具有较高性能的传统光阴极材料其表面具有多晶或非晶结构,光阴极领域的主流研究方法依赖的主要是光电流探测,这个135年前已开始使用的实验手段。这也使得一大类新近发展出来的研究单晶量子材料的实验利器无用武之地,其中包括角分辨光电子能谱技术。究其本质,角分辨光电子能谱技术这个技术的工作原理,就是光电效应。它被用于探测材料的电子结构,即了解电子如何在材料里运动。在过去的几十年里,角分辨光电子能谱技术主要用于研究跟材料的光学、电学和热学性质相关的那部分电子结构。受这种强烈的科学关注的驱使,现有大多数实验设施针对相关能量区域内的电子结构测量进行了相应的配置和优化。谁能想到,这个运用了光电效应原理的技术,竟然能“以子之矛,攻子之盾”,挖掘出光电效应中新的物理——在实验中,西湖大学何睿华团队使用了这个源自光电效应的量子材料研究利器,出乎意料地捕捉到了单晶量子材料的独特光电发射特性。通过对角分辨光电子能谱仪进行“非常规”配置,以实现对非常规能量区域内、与光电效应相关的电子结构测量,他们发现钛酸锶优越的光阴极性能来自于其独特的光电发射性质(图2),而这些性质明显不同于所有已知的光阴极材料。可以说,它们几乎在每个主要方面都超出了已有光电发射理论的预期。图2. 普通光阴极材料(a)和光阴极量子材料钛酸锶(b)所发射的初始电子束的区别。关于西湖大学团队的以上结论,角分辨光电子能谱理论权威、论文合作者、美国东北大学教授Arun Bansil进行了理论确认,他指出:“(这个发现)表明我们对光电效应相关物理过程的完整理解缺少一些很基本的东西,而这个缺失的元素可能成为开启整个光阴极量子材料家族之门的钥匙,(这些材料)具有独特的、不为现有材料所具有的光阴极性能。”展望:从理论到应用的待解之谜而发现,往往只是驶向未知浩瀚海洋的第一步。在激动人心的发现过后,何睿华实验室立刻投身于下一步的探索之中。据本成果的第一作者、西湖大学理学院2019级博士生洪彩云介绍,接下来,他们将进一步在理论和应用方面展开对钛酸锶材料的研究工作。在理论方面,既然现有理论失灵了,那就意味着需要建立新的理论,来解释观察到的钛酸锶光阴极性能。何睿华对此给出了一个非常大胆的猜想,跟Bansil组合作提出了一个全新的光电发射机制。按照这个新的理论,他们预测了一大类由此新机制主导的候选光阴极量子材料,实验团队正计划对这些材料预测进行一一验证。在应用方面,既然钛酸锶材料比已有的光阴极材料表现都要更理想,团队也计划与相关领域的团队合作,挖掘这种材料的实际应用价值。何睿华在西湖大学的个人介绍页面上,写着对这所学校的心愿:“希望西湖大学能成为一个具有独特定位,鼓励学科交叉和大胆创新的冒险家乐园”。事实上,首个光阴极量子材料钛酸锶的发现,也正开花于他带领团队进行的长达数年的沉浸式“冒险”探索之中。原本,实验室所进行的一个“小”研究项目是研究量子材料的逸出功(注:在光电效应中,电子跃出材料表面需要付出一定的能量“代价”,即逸出功)。依托物质科学平台的超高真空互联系统,以“高通量”手法批量测量各材料的逸出功时,他们偶然发现钛酸锶有些“与众不同”,并且抓住了这个“意外”,这才得以有了后面的发现。有趣的是,何睿华实验室“无心插柳柳成荫”的发现,似乎在冥冥中,也呼应了人类与光电效应意外“相遇”的起始点——1887 年,赫兹为了证明麦克斯韦的电磁波预言,进行了火花放电实验,而偶然发现了这种神奇的现象。探索前人未达之境。热爱“冒险”的西湖科学家们,将进一步挖掘光阴极材料的更多奥秘。
  • BPCL微弱发光\化学发光\电化学发光测量的原理及应用
    品牌:BPCL是Biological& Physical Chemiluminescence的缩写,1995年开始对外使用;超微弱发光测量仪,英文Ultra-WeakLuminescence Analyzer。 BPCL超微弱发光测量仪,是生物与化学光子计数器,又俗称为化学发光分析仪,是我国原中科院系统科研人员自主研发的一种可探测超微弱生物发光和化学发光的分析仪器,是我国最早商品化的微弱光测量产品。BPCL倾注了老一辈科研工作者的心血,其研制为发光研究提供了有力的科研工具,推动了我国甚至国际发光研究的发展,目前被众多高校、研究院所使用,产生了具有重大社会和经济效益。 涉及研究方向包括:发光分析检测技术研究(如:流动注射发光分析、毛细管电泳发光分析、生物传感器发光分析、纳米材料发光分析、自由基临床检验)、自由基生物学研究、药物抗氧化剂研究、细胞学超微弱发光研究、肿瘤医学研究、农业种质研究、花卉果实超微弱发光研究及农作物抗逆性研究。 BPCL微弱发光测量仪现有19个型号产品,覆盖近紫外、可见及近红外光谱领域微弱光检测,同时还有光谱扫描、多样品测试、温控等型号产品,以适应不同领域研发需求。由于BPCL独特和先进的光探测技术,利用此仪器可测定10^-15瓦的光强度,测量10^-13瓦的微弱光影可给出1-2万/秒的计数率,这对于生物体、细胞、DNA等生命物质的超微弱发光研究尤为重要。通过独特的接口计数,该仪器可实时获得发光动力学曲线,最快采集速度可达0.1毫秒,可用于快速发光反应的监测。 任何有生命的物质都可以自发的或在外界因素诱导下辐射出一种极其微弱的光子流,这种现象称为生物的超微弱发光(UltraweakPhoton Emission),亦被称为生物系统超弱光子辐射、自发发光等。超微弱发光只有10^-5~ 10 ^-8hυ / s cm ,量子产额(效率)为10^-14~ 10 ^-9,波长范围为180~800nm,从红外到近紫外波段。1.BPCL电化学发光测试原理 电化学发光分析技术(Electrogeneratedchemiluminescence,ECL)。ECL是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。包括了两个过程。发光底物二价的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失去一个H成为强还原剂,将氧化型的三价钌还原成激发态的二价钌,随即释放光子恢复为基态的发光底物。最好的发光标记物-三联吡啶钌分子量小,结构简单。可以标记于抗原,抗体,核酸等各种分子量,分子结构的物质。从而具有最齐全的检测菜单。三联吡啶钌为水溶性,且高度稳定的小分子物质。保证电化学发光反应的高效和稳定,而且避免了本底噪声干扰。 简单来理解,ECL是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射,其作为一种新的痕量分析手段越来越引人注目。1.1电化学反应过程 在工作电极上(阳极)加一定的电压能量作用下,二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+,同时,电极表面的TPA也释放电子发生氧化反应而成为阳离子自由基 TPA+,并迅速自发脱去一个质子而形成三丙胺自由基TPA,这样,在反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基TPA。1.2化学发光过程 具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA发生氧化还原反应,结果使三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+还原成激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+,其能量来源于三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+与三丙胺自由基TPA之间的电势差,激发态[Ru(bpy)3]2+以荧光机制衰变并以释放出一个波长为620nm光子的方式释放能量,而成为基态的[Ru(bpy)3]2+。1.3循环过程 上述化学发光过程后,反应体系中仍存在二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+和三丙胺(TPA),使得电极表面的电化学反应和化学发光过程可以继续进行,这样,整个反应过程可以循环进行。 通过上述的循环过程,测定信号不断的放大,从而使检测灵敏度大大提高,所以ECL测定具有高灵敏的特点。上述的电化学发光过程产生的光信号的强度与二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+的浓度成线性关系。将二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+与免疫反应体系中的一种物质结合,经免疫反应、分离后,检测免疫反应体系中剩余二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+经上述过程后所发出的光,即可得知待检物的浓度。1.4电化学发光剂定义:指通过在电极表面进行电化学反应而发出光的物质。特点:反应在电极表面进行发光标记物/化学发光剂:三联吡啶钌Ru(bpy)32+共反应剂/电子供体为:三丙胺(TPA)电化学发光启动条件:直流电场反应产物:三丙胺自由基(TPA*)+620nm的光子最终检测信号:可见光强度反应特点:迅速、可控、循环发光三联吡啶钌“催化”三丙胺发出可见光2.BPCL化学/电化学发光分析领域的应用案例2.1 医学及药学领域 BPCL在临床上,其可直接或与免疫技术结合,通过化学/电化学发光技术,其可用于甲状腺激素、生殖激素、肾上腺/垂体激素、贫血因子、肿瘤标记物、癌细胞等物质的检测;另外,基于活性氧诱导的化学发光现象,其可实现体内及光治疗过程产生的活性氧的检测。2.1.1 Ru@SiO2表面增强电化学发光检测痕量癌胚抗原 癌胚抗原(CEA)被认为是反映人体中各种癌症和肿瘤存在的疾病生物标志物。体液中CEA的灵敏检测利于癌症的临床诊断和治疗评估。 在此,本文提出了一种基于Ru(bpy)32+的局域表面等离子体共振(LSPR)增强电化学发光(ECL)超灵敏测定人血清中CEA的新方法。在这种表面增强ECL(SEECL)传感方案中,Ru(bpy)32+掺杂的SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2)并且AuNPs用作LSPR源以增强ECL信号。两种不同种类的CEA特异性适体在Ru@SiO2和AuNP。在CEA存在的情况下Ru@SiO2-将形成AuNPs纳米结构。我们的研究表明Ru@SiO2可以通过AuNP有效地增强。一层Ru@SiO2-AuNPs与不存在AuNP的纳米结构的ECL相比,纳米结构将产生约3倍的ECL增强。通过多层Ru@SiO2-AuNPs纳米架构。在最佳条件下,人血清CEA的检测限为1.52×10^-6ng/mL。 据我们所知,对于ECL传感器,从未报道过具有如此低LOD的CEA测定。2.1.2 基于连接探针的电化学发光适体生物传感器,检测超痕量凝血酶的信号 基于结构切换电化学发光猝灭机制,本文中开发了一种用于检测超痕量凝血酶的新型连接探针上信号电化学发光适体生物传感器。ECL适体生物传感器包括两个主要部分:ECL底物和ECL强度开关。ECL衬底是通过修饰金电极(GE)表面的Au纳米颗粒和钌(II)三联吡啶(Ru(bpy)32+–AuNPs)的络合物制成的,ECL强度开关包含三个根据“结-探针”策略设计的探针。 第一种探针是捕获探针(Cp),其一端用巯基官能化,并通过S–Au键共价连接到Ru(bpy)32+–AuNPs修饰的GE上。 第二个探针是适体探针(Ap),它含有15个碱基的抗凝血酶DNA适体。 第三种是二茂铁标记探针(Fp),其一端用二茂铁标签进行功能化。 文中证明,在没有凝血酶的情况下,Cp、Ap和Fp将杂交形成三元“Y”结结构,并导致Ru(bpy)32+的ECL猝灭。然而,在凝血酶存在的情况下,Ap倾向于形成G-四链体适体-凝血酶复合物,并导致Ru(bpy)32+的ECL的明显恢复,这为凝血酶的检测提供了传感平台。利用这种可重复使用的传感平台,开发了一种简单、快速、选择性的ECL适体生物传感器信号检测凝血酶,检测限为8.0×10^-15M。 本生物传感器的成功是朝着在临床检测中监测超痕量凝血酶的发展迈出的重要一步。2.1.3 Ru(phen)32+掺杂二氧化硅纳米粒子的电化学发光共振能量转移及其在臭氧“开启”检测中的应用 首次报道了灵敏检测臭氧的电化学发光(ECL)方法和利用臭氧进行电化学发光共振能量转移(ECRET)的方法。 它是基于Ru(phen)32+掺杂的二氧化硅纳米颗粒(RuSiNPs)对靛蓝胭脂红的ECRET。在没有臭氧的情况下,RuSiNP的ECL由于RuSiNP对靛蓝胭脂红的ECRET而猝灭。在臭氧存在的情况下,系统的ECL被“打开”,因为臭氧可以氧化靛蓝胭脂红,并中断从RuSiNP到靛蓝胭脂的ECRET。通过这种方式,它通过所提出的基于RuSiNP的ECRET策略提供了臭氧的简单ECL传感,线性范围为0.05-3.0μM,检测限(LOD)为30nM。检测时间不到5分钟。该方法也成功应用于人体血清样品和大气样品中臭氧的分析。2.1.4 用二极管实现数码相机灵敏视觉检测,使无线电极阵列芯片的电化学发光强度提高数千倍 首次报道了无线电化学发光(ECL)电极微阵列芯片和通过在电磁接收器线圈中嵌入二极管来显著提高ECL。新设计的设备由一个芯片和一个发射机组成。该芯片有一个电磁接收线圈、一个迷你二极管和一个金电极阵列。该微型二极管可以将交流电整流为直流电,从而将ECL强度提高18000倍,从而能够使用普通相机或智能手机作为低成本探测器进行灵敏的视觉检测。使用数码相机检测过氧化氢的极限与使用基于光电倍增管(PMT)的检测器的极限相当。与基于PMT的检测器相结合,该设备可以以更高的灵敏度检测鲁米诺,线性范围从10nM到1mM。由于具有高灵敏度、高通量、低成本、高便携性和简单性等优点,它在护理点检测、药物筛选和高通量分析中很有前途。2.1.5 中晶体和仿生催化剂调控肿瘤标志物的比例电化学发光免疫分析 本文以壳聚糖功能化碘化银(CS-AgI)为仿生催化剂,研制了一种基于八面体锐钛矿介晶(OAM)载体的比率电化学发光免疫传感器,用于α胎儿蛋白(AFP)的超灵敏测定。所提出的系统是通过选择鲁米诺和过硫酸钾(K2S2O8)作为有前途的ECL发射单元来实现的,因为它们具有潜在的分辨特性和最大发射波长分辨特性。采用具有高孔隙率、定向亚基排列和大表面积的OAM吸附鲁米诺形成固态ECL,并作为亲和载体首次固定了大量AFP(Ab)抗体。 此外,发现CSAgI具有仿生催化剂活性,可以催化作为鲁米诺和K2S2O8共同助反应剂的过氧化氢的分解,从而放大了双ECL响应。当生物传感器在CSAgI标记的AFP的混合溶液中孵育时(CS-AgI@AFP)和目标AFP,这是由于对CS-AgI@AFP和目标AFP与AbCS-AgI@AFP固定化Ab捕获的蛋白质随AFP浓度的增加而减少,因此,双ECL反应减少。基于两个激发电位下ECL强度的比值,这种提出的比率ECL策略通过竞争性免疫反应实现了对α胎儿蛋白的超灵敏测定,线性检测范围为1fg/ml至20ng/ml,检测限为1fgg/ml2.1.6 一种新型放大电化学发光生物传感器(基于AuNPs@PDA@CuInZnS量子点纳米复合材料),用于p53基因的超灵敏检测 在这项工作中,首次设计了一种基于Au的新型表面等离子体共振(SPR)增强电化学发光(ECL)生物传感模型NPs@polydopamine(PDA)@CuInZnS量子点纳米复合材料。 通过静电力用PDA层涂覆AuNP。CuInZnS量子点结合在Au表面NPs@PDA纳米复合材料。CuInZnS量子点在传感应用中起到了ECL发光体的作用。PDA壳层不仅控制了AuNPs和QDs之间的分离长度以诱导SPR增强的ECL响应,而且限制了电势电荷转移和ECL猝灭效应。结果,纳米复合材料的ECL强度是具有K2S2O8的量子点的两倍。在扩增的ECL传感系统中检测到肿瘤抑制基因p53。 该传感方法的线性响应范围为0.1nmol/L至15nmol/L,检测限为0.03nmol/L。基于该纳米复合材料的DNA生物传感器具有良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性,并应用于加标人血清样品,取得了满意的结果。2.1.7铕多壁碳纳米管作为新型发光体,在凝血酶电化学发光适体传感器中的应 提出了一种新的电化学发光(ECL)适体传感器,用于凝血酶(TB)的测定,该传感器利用核酸外切酶催化的靶循环和杂交链式反应(HCR)来放大信号。捕获探针通过Au-S键固定在Au-GS修饰的电极上。随后,捕获探针和互补凝血酶结合适体(TBA)之间的杂交旨在获得双链DNA(dsDNA)。TB与其适体之间的相互作用导致dsDNA的解离,因为TB对TBA的亲和力高于互补链。在核酸外切酶存在的情况下,适体被选择性地消化,TB可以被释放用于靶循环。通过捕获探针的HCR和两条发夹状DNA链(NH2-DNA1和NH2-DNA1)形成延伸的dsDNA。然后,可以通过NH2封端的DNA链和Eu-MWCNT上的羧基之间的酰胺化反应引入大量的铕多壁碳纳米管(Eu-MWCNTs),导致ECL信号增加。 多种扩增策略,包括分析物回收和HCR的扩增,以及Eu-MWCNTs的高ECL效率,导致宽的线性范围(1.0×10-12-5.0×10-9mol/L)和低的检测限(0.23pmol/L)。将该方法应用于血清样品分析,结果令人满意。2.2 环境领域 采用BPCL已建立了众多灵敏快速检测环境污染物、环境激素、环境干扰物、自由基的发光分析方法。此外有有研究人员将其与臭氧化学发光结合应用于水体COD分析。其突出优点是仪器方法简单、易操作、线性范围宽、灵敏度高。 2.2.1 Fenton体系降解持久性氯化酚产生本征化学发光的机理:醌类和半醌自由基中间体的构效关系研究及其关键作用 在环境友好的高级氧化过程中,所有19种氯酚类持久性有机污染物都可以产生本征化学发光(CL)。然而,结构-活性关系(SAR,即化学结构和CL生成)的潜在机制仍不清楚。在这项研究中,本文中发现,对于所有19种测试的氯酚同系物,CL通常随着氯原子数量的增加而增加;对于氯酚异构体(如6种三氯苯酚),相对于氯酚的-OH基团,CL以间->邻-/对-CL取代基的顺序降低。 进一步的研究表明,在Fenton试剂降解三氯苯酚的过程中,不仅会产生氯化醌中间体,而且更有趣的是,还会产生氯化半醌自由基;其类型和产率由OH-和/或Cl取代基的定向效应、氢键和空间位阻效应决定。 更重要的是,观察到这些醌类中间体的形成与CL的产生之间存在良好的相关性,这可以充分解释上述SAR发现。 这是关于醌和半醌自由基中间体的结构-活性关系研究和关键作用的第一份报告,这可能对未来通过高级氧化工艺修复其他卤代持久性有机污染物的研究具有广泛的化学和环境意义。2.2.2 介质阻挡放电等离子体辅助制备g-C3N4-Mn3O4复合材料,用于高性能催化发光H2S气体传感 提出了一种新的、简单的基于介质阻挡放电(DBD)等离子体的快速制备g-C3N4-Mn3O4复合材料的策略。所获得的g-C3N4-Mn3O4可作为一种优良的H2S气体传感催化发光(CTL)催化剂,具有优异的选择性、高灵敏度、快速稳定的响应。 基于所提出的传感器能够检测到亚ppm水平的H2S,为在各个领域监测H2S提供了一种极好的替代方案。采用SEM、TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附等测试手段对合成的传感材料进行了表征。该复合材料具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积,这可能归因于氧化非平衡等离子体蚀刻。 此外,该合成以Mn2+浸渍的g-C3N4为唯一前驱体,以空气为工作气体,不含溶剂、额外的氧化剂/还原剂或高温,具有结构简单、操作方便、速度快等优点,并且它可以容易地大规模实施,并扩展到制造用于不同目的的各种金属氧化物改性复合材料。2.2.3表面增强电化学发光,用于汞离子痕量的检测 Ru(bpy) 3^2+的电化学发光(ECL)在分析化学中有着广泛的应用。在此,我们提出了一种通过金纳米棒(AuNR)的局域表面等离子体共振(LSPR)来增强Ru(bpy)3^2+的ECL的新方法。 我们的研究表明,通过控制Ru(bpy)3^2+与AuNRs表面之间的距离,可以大大增强ECL强度。我们将这种表面等离子体激元诱导的ECL增强称为表面增强电化学发光(SEECL)。利用这种SEECL现象来制备用于痕量Hg2+检测的生物传感器。SEECL生物传感器是通过在金电极表面自组装AuNRs和富含T的ssDNA探针来制备的。随着Hg2+的存在,ssDNA探针的构象通过形成T-Hg2+-T结构而变为发夹状结构。Ru(bpy)3^2+可以插入发夹结构DNA探针的凹槽中产生ECL发射,AuNR的LSPR可以增强ECL发射。传感器的ECL强度随着Hg2+浓度的增加而增加,并且在水溶液中达到10fMHg2+的检测极限。研究了AuNR不同LSPR峰位对生物传感器灵敏度的影响。 结果表明,Ru(bpy)3^2+的LSPR吸收光谱和ECL发射光谱之间的良好重叠可以实现最佳的ECL信号增强。2.3 农林业领域 BPCL在农业上有着十分广阔的应用价值。植物的超弱发光来自于体内的核酸代谢、呼吸代谢以及各种氧化还原过程,它变化与植物体内的生理生化变化密切相关.边种广泛存在于体内的自发辐射与机体代谢活动、能量转化之间存在着磐然的联系.因此,利用它作为代谢指标的应用研究就很快引起了广泛的重视。 超弱发光可以作为一种反映生命过程及变化的极其灵敏的指标。另一方面,由于植物的超弱发光与环境密切相关,在不同植物、不同的环境条件下超弱发光均有所不同。 BPCL可以探测植物的超弱发光,研究植物的盐碱、抗旱、抗热、抗寒乃至抗病的指标,从而为抗逆性育种提供一种新的灵敏的物理方法。植物的超弱发光能在一定程度上反映植物生活力的大小,所以可用超弱发光鉴定植物或种子的活力.用超弱发光鉴定种子的活力用样品量少又不破坏种子,对于种子量少的珍贵品种极其有益。此外,BPCL还可以用于农蔬作物新鲜度的评价、污染物残留量分析、辐照食品的检测。2.3.1 基于生物延迟发光,评价玉米萌发期抗旱性。(西安理工大学习岗) 玉米种子萌发抗旱性评价是节水农业研究中的难点和热点问题之一,生物延迟发光分析技术的应用有可能解决这一问题。采用生物延迟发光评价方法研究了玉米种子萌发期的抗旱性能力,延迟发光积分强度的升高有不同的抑制作用,胁迫强度越大。以下为玉米萌发过程中的延迟发光积分强度的变化:2.3.2 盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光(山东理工大学王相友) 对不同 NaCl 浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明,随 NaCI 浓度的增加,绿豆胚根的生长速度(根长)减慢,生长受到明显抑制,其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间,SOD 活性随着盐浓度的增加而降低,其活性与生物光子强度有极为密切的关系。 这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具,对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。2.3.3 苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系(山东理工大学王相友) 用1-甲基环丙烯(1-methyicyclopropene,1-MCP)和乙烯利两种化学药剂,测定了红富士苹果果实超弱发光强度的变化及与乙烯释放、呼吸的关系。 结果显示,各处理果实超弱发光强度的变化与呼吸、乙烯释放速率的变化趋势相似,均有明显的高峰出现,且出峰时间一致。乙烯利处理加速了果实软化,使果实超弱发光强度峰直出现时间提前,并加速了果实跃变后超弱发光强度的衰减:1-MCP 处理延缓了果实的衰老,使果实超弱发光强度峰值推迟,并减弱了峰值过后超弱发光强度的衰减。超弱发光强度能反映富士苹果成熟过程中代谢的变化。2.4 材料领域2.4.1 有机改性水滑石量子点纳米复合材料作为新型化学发光共振能量转移探针 在本工作中,通过在有机改性的LDH外表面上以十二烷基苯磺酸钠双层束的形式高度有序和交替地组装痕量CdTe量子点,制备了定向发光量子点(QD)-层状双氢氧化物(LDH)纳米复合材料。 有趣的是,新型QD-LDH纳米复合材料可以显著增强鲁米诺-H2O2体系的化学发光(CL),这归因于H2O2对QD氧化的抑制、辐射衰减率的增加以及对QDs的非辐射弛豫的抑制。 此外,以鲁米诺为能量供体,以固体发光QD-LDH纳米复合材料为能量受体进行信号放大,制备了一种新型的基于流通柱的CL共振能量转移。通过使用鲁米诺-H2O2CL系统测定H2O2来评估该流通柱的适用性。CL强度在0.5至60μM的浓度范围内对H2O2表现出稳定的响应,检测限低至0.3μM。 最后,该方法已成功应用于雪样品中H2O2的检测,结果与标准分光光度法一致。我们的研究结果表明,新型发光量子点-LDH纳米复合材料将用于高通量筛选具有不同尺寸量子点的复杂系统。2.4.2 油膜碳糊电极热电子诱导阴极电化学发光及其在邻苯二酚纳摩尔测定中的应用 首次在油膜覆盖碳糊电极(CPE)上研究了Ru(bpy)32+/S2O82-体系在阴极脉冲极化下的热电子诱导阴极电化学发光。与其他电极相比,CPE具有更低的背景、更好的稳定性和再现性。该方法也适用于邻苯二酚的测定。 在最佳条件下,在2.0*10^-10mol/L~4.0*10^-9 mol/L和4.0*10^-9mol/L~4.0*10^-7 mol/L范围内,观察到猝灭ECL强度(DI)与邻苯二酚浓度对数(logCcatechol)之间的线性相关性,检测限(LOD)为2.0*10^-10mol/L,低于其他报道的方法。 将该方法应用于水库水中邻苯二酚的测定。平均回收率为83.3%–99.0%,相对标准偏差为0.8%–2.2%。2.4.3 等离子体辅助增强Cu/Ni金属纳米粒子的超弱化学发光 采用具有类似Kirkendall效应的简单水溶液法合成了具有稳定荧光和良好水分散性的Cu/Ni纳米颗粒。60±5nm铜镍摩尔比为1:2的Cu/NiNP显著增强了碳酸氢钠(NaHCO3)与过氧化氢(H2O2)在中性介质中氧化反应产生的超微弱化学发光(CL)。时间依赖性CL的增强取决于NP的组成和试剂添加的顺序。 在研究CL发射光谱、电子自旋共振光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的基础上,提出了等离子体辅助金属催化这种金属NP(MNP)增强CL的机理。MNP的表面等离子体可以从化学反应中获得能量,形成活化的MNP(MNP*),与OH自由基偶联产生新的加合物OH-MNP*。OH-MNP*可以加速HCO3-生成发射体中间体(CO2)2*的反应速率,从而提高整个反应的CL。2.5 食品领域 BPCL可以用于食品中的微生物/病原体及其毒素、痕量金属离子、抗生素、氧自由基、含氮、硫、磷物质、抗坏血酸、有机酸以及辐照食品的分析检测。2.5.1 基于光谱阵列的单一催化发光传感器及其在葡萄酒鉴定中的应用 识别复杂混合物,特别是那些成分非常相似的混合物,仍然是化学分析中一个具有挑战性的部分。本文利用MgO纳米材料在封闭反应池(CRC)中构建的单一催化发光(CTL)传感器来识别醋。它可以提供这种类型的高度多组分系统的原型。通过扫描反应期间分布在15个波长的CTL光谱,获得了醋的光谱阵列图案。这些就像他们的指纹。然后通过线性判别分析(LDA)对阵列的CTL信号进行归一化和识别。对九种类型和八个品牌的醋以及另外一系列的人造样品进行了测试;人们发现这项新技术能很好地区分它们。 这种单一传感器在实际应用中表现出了对复杂混合物分析的良好前景,并可能提供一种识别非常相似的复杂分析物的新方法。2.5.2 层状双氢氧化物纳米片胶体诱导化学发光失活对食品中生物胺浓度的影响 通过氢键识别打开/关闭荧光和视觉传感器在文献中已经明确确立。显然没有充分的理由忽视氢键诱导的化学发光失活(CL)。 在本工作中,作为新型CL催化剂和CL共振能量转移受体(CRET),层状双氢氧化物(LDH)纳米片胶体可以显著提高双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐(TCPO)-H2O2体系的CL强度。另一方面,生物胺可以选择性地抑制LDH纳米片TCPO–H2O2系统的CL强度,这是由于光致发光LDH纳米片通过O–H…N键取代O–HO键而失活的结果。 此外,组胺被用作食品腐败的常见指标,发现CL强度与组胺浓度在0.1–100uM范围内呈线性关系,组胺(S/N=3)的检测限为3.2nM。所提出的方法已成功应用于追踪变质鱼类和猪肉样品的组胺释放,显示出这些样品中生物胺水平的时间依赖性增加。2.5.3 碳酸盐夹层水滑石增强过氧亚硝酸化学发光,检测抗坏血酸的高选择性 在本研究中,发现Mg-Al碳酸酯层状双氢氧化物(表示为Mg-Al-CO3LDHs)催化过氧硝酸(ONOOH)的化学发光(CL)发射。CL信号的增强是由于过亚硝酸根(ONOO)通过静电吸引在LDHs表面的浓度,这意味着ONOO可以容易有效地与嵌入的碳酸盐相互作用。此外,抗坏血酸可以与ONOO或其分解产物(例如_OH和_NO2)反应,导致Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH反应的CL强度降低。 基于这些发现,以Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH为新的CL体系,建立了一种灵敏、选择性和快速的CL法测定抗坏血酸。CL强度在5.0至5000nM的范围内与抗坏血酸的浓度成比例。检测限(S/N=3)为0.5nM,9次重复测量0.1mM抗坏血酸的相对标准偏差(RSD)为2.6%。 该方法已成功应用于商业液体果汁中抗坏血酸的测定,回收率为97–107%。这项工作不仅对更好地理解LDHs催化的CL的独特性质具有重要意义,而且在许多领域具有广泛的应用潜力,如发光器件、生物分析和标记探针。2.6 气相催化发光2.6.1 基于纳米ZnS的四氯化碳催化发光气体传感 基于四氯化碳在空气中氧化纳米ZnS表面的催化发光(CTL),提出了一种新的灵敏的气体传感器来测定四氯化碳。详细研究了其发光特性及最佳工艺条件。 在优化的条件下,CTL强度与四氯化碳浓度的线性范围为0.4–114ug/mL,相关系数(R)为0.9986,检测限(S/N=3)为0.2ug/mL。5.9ug/mL四氯化碳的相对标准偏差(R.S.D.)为2.9%(n=5)。 对甲醇、乙醇、苯、丙酮、甲醛、乙醛、二氯甲烷、二甲苯、氨和三氯甲烷等常见异物无反应或反应较弱。在4天的40小时内,传感器的催化活性没有显著变化,通过每小时收集一次CTL强度,R.S.D.小于5%。该方法简便灵敏,具有检测环境和工业中四氯化碳的潜力。2.6.2 珊瑚状Zn掺杂SnO2的一步合成及其对2-丁酮的催化发光传感 将一维纳米级构建块自组装成功能性的二维或三维复杂上部结构具有重要意义。在这项工作中,我们开发了一种简单的水热方法来合成由纳米棒组装的珊瑚状Zn掺杂SnO2分级结构。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和N2吸附-脱附对所得样品的组成和微观结构进行了表征。通过研究在不同反应时间合成的样品,探讨了生长机理。作为催化发光(CTL)气体传感器的传感材料,这种珊瑚状Zn掺杂的SnO2表现出优异的CTL行为(即,与其他15种常见的挥发性有机化合物(VOC)相比,具有高灵敏度、对2-丁酮的优异选择性以及快速响应和回收)。在相同的条件下测试了SnO2样品的三种不同Zn/Sn摩尔比,以证明Zn掺杂浓度对传感性能的影响。在最佳实验条件下,进一步研究了基于1∶10Zn掺杂SnO2传感材料的CTL传感器对2-丁酮的分析特性。气体传感器的线性范围为2.31–92.57ug/mL(R=0.9983),检测限为0.6ug/mL(S/N=3)。2.6.3 缺陷相关催化发光法检测氧化物中的氧空位 氧空位可以控制氧化物的许多不同性质。然而,氧空位的快速简单检测是一个巨大的挑战,因为它们的种类难以捉摸,含量高度稀释。在这项工作中,本文中发现TiO2纳米颗粒表面乙醚氧化反应中的催化发光(CTL)强度与氧空位的含量成正比。氧空位依赖性乙醚CTL是由于氧空位中大量的化学吸附O2可以促进其与化学吸附的乙醚分子的接触反应,从而显著提高CTL强度。因此,乙醚CTL可以用作TiO2纳米颗粒中氧空位的简单探针。通过检测金属离子掺杂的TiO2纳米粒子(Cu、Fe、Co和Cr)和氢处理的TiO2纳米粒子在不同温度下在具有可变氧空位的TiO2表面上的乙醚CTL强度,验证了其可行性。本CTL探针测得的氧空位含量与常规X射线光电子能谱(XPS)技术测得的结果基本一致。与已经开发的方法相比,所开发的CTL探针的优越性能包括快速响应、易于操作、低成本、长期稳定性和简单配置。本文认为氧空位敏感的CTL探针在区分氧化物中的氧空位方面具有很大的潜力。
  • 国家重点研发计划——“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目启动会在京召开
    仪器信息网讯:9月26日上午九点,作为“2016重大科学仪器设备开发专项”中“核心关键部件开发与应用”任务方向的子项目之一“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目启动会在北京远望楼宾馆第七会议室召开。 本次会议的参会人员有科技部高技术研究发展中心刘进长研究员,北京有色金属研究总院科技开发部副主任朱宝宏教授,项目专家组以及北京有色金属研究总院等项目承担单位的项目组关键人员等。启动会由北京有色金属研究总院分析测试技术研究所副所长刘英教授主持。会议现场(一) 朱宝宏教授和刘进长研究员首先分别代表项目主要承担单位和项目上级管理单位致辞。从有关领导的讲话中,笔者了解到此次“重大科学仪器设备专项”的实施方案具有如下三个特点:一、坚持企业牵头,鼓励企业结合国家和自身发展需要,联合科研院所和高等学校的优势力量参与项目研发工作,构建“仪器原理验证—关键技术研发—系统集成—应用示范—产业化”的链条;二、重视非技术因素对成果产业化的影响,组织专家对企业工程化和产业化措施和方案、企业的资质和能力,以及知识产权和利益分配等进行评审把关;三、结合科学仪器开发的特点,强化利益共享、风险分担机制,对企业牵头的项目,实施专项经费后端资助政策。 随后,项目负责人李继东教授向参会人员详细汇报了项目基本情况及启动准备情况。据李教授介绍,作为本项目的牵头单位——北京有色金属研究总院具有空心阴极灯光源研究生产的悠久历史,50余年来致力于原子吸收分析技术仪器和方法的研究,尤其空心阴极灯的研究,开发,生产和应用,已形成有一定实力的科研-生产-应用联合体。李继东教授在讲话中特别指出,北京有色金属研究总院曾经承担过多项国家项目,取得国内专利 14 项,国外专利2项,建立技术标准1项,拥有完整的生产线,可以生产元素周期表中大多数元素各种型号的空心阴极灯,年生产能力达数万只,占有国内90%以上高端市场份额。李教授表示,本次“重大科学仪器设备开发”重点专项将为空心阴极灯的研究和产业化提供新的契机。项目组将在以往技术积累的基础上,从优化空心阴极灯结构设计、研究新型阴极材料、改善生产工艺等方向着手,找到影响关键指标的因素及改善方法;开展工程化和产业化开发,形成工程化和产业化能力。项目组预期项目完成时,指标将达到或部分超过指南要求,获得高强度、高稳定空心阴极灯光源,为原子吸收和原子荧光光谱仪等仪器提供可靠的核心部件。 在谈到本项目在研究过程中将体现哪些优势时,李教授表示,首先本研究将充分利用北京有色金属研究总院人员、设备和技术等方面的优势,根据金属材料的不同特性研究采用相应方法进行阴极材料制备,这也是空心阴极灯的关键技术。其次,本研究将发挥北京有色金属研究总院在无机材料成分和组织结构分析方面的优势,对空心阴极灯阴极材料进行原子尺度的微结构分析,从研究材料微观组织结构和化学成分的方向入手分析阴极材料变化导致空心阴极灯寿命终结的原因,以及对发光稳定性、噪音的影响。 会议现场(二) 在会议的专家指导及交流环节,专家们表示,鉴于北京有色金属研究总院在空心阴极灯的研制方面历史悠久、基础雄厚、且目前的市场占有率高,拿下这个项目应当说是实至名归。同时,大家对于空心阴极灯的未来市场也持较为乐观的态度(据了解,目前国内空心阴极灯市场大概是9万只/年,而且绝大多数是国产产品)。以空心阴极灯的主要应用仪器之一原子吸收光谱仪为例,由于原子吸收光谱仪的一些独特优势,譬如所需耗材较之ICP仪器容易获得(这一点对于偏远地区尤为有利);对操作人员的要求低,特别适合于企业使用等。因此在可预见的未来,原子吸收光谱仪将会继续发展,而不会为其他仪器所取代。很自然,作为原子吸收光谱仪的重要部件之一——对于空心阴极灯的需求未来也将会继续增长。而开发出寿命更长,发光同心度更优的空心阴极灯反过来也会进一步促进原子吸收光谱仪的应用普及。
  • 中央民族大学大型仪器及辅助设备采购中标公告发布
    近日,中央民资大学“民族地区能源开发与利用研究中心”大型设备的配套设备与辅助设备购置项目中标公告发布,内容如下:包号采购品目明细数量预算控制数(万元)说明1PL2140B型皮秒激光器的配套设备或辅助设备1批101.9551具体品目详见招标文件2IHR550+PMT+IGA型光致发光谱仪的配套设备或辅助设备1批118.9583LAMBDA950型全波段分光光度计的配套设备或辅助设备1批65.8524LabRAM HR800显微共聚焦激光拉曼光谱仪配套或辅助设备1批134.5455钛宝石飞秒激光器JG-FS01配套或辅助设备1批141.46电镜系统配套设备11批108.9597电镜系统配套设备21批74.1132  采购人名称:中央民族大学  地址:北京市海淀区中关村南大街27号,100081  采购代理机构名称:中国乡镇企业总公司  采购项目名称:中央民族大学“民族地区能源开发与利用研究中心”大型设备的配套设备与辅助设备购置项目  采购内容的简要说明:  定标日期:2010年12月07日  采购项目招标文件编号:CTEC2010B109  招标公告日期:2010年11月12日序号中标人名称地址中标金额(元)1北京绿扬永恒仪器仪表有限责任公司北京市西四北大街101号南门1,007,685.002大恒新纪元科技股份有限公司北京市海淀区上地信息路甲9号3号楼三层1,183,000.003北京中瑞天昊国际投资咨询有限公司北京市海淀区蓝靛厂南路25号1号楼415室580,000.004北京绿扬永恒仪器仪表有限责任公司北京市西四北大街101号南门1,334,800.005北京杰创永恒科技有限公司北京市海淀区上地信息路2号国际创业园2号楼11A1,406,000.006中国仪器进出口(集团)公司北京市西直门外大街6号中仪大厦622室1,086,000.007北京东方诺贝科技发展有限公司北京市海淀区彰化路银利娜物业中心3号328室739,800.00  评标委员会成员名单:王义全、陈笑、王海清、刘海林、孙纪平、党建伟、刘世亮  采购项目联系人姓名:矫慧宇、于冠雅  联系电话:010-59193825,59193817  传真:010-65921828  电子信箱:ctec811@yahoo.com.cn  地址:北京市朝阳区农展南路5号京朝大厦8层818房间  若对本项目有异议,请自本公告发布之日起7个工作日内按上述地址与本公司联系。  感谢本项目所有投标人对中国乡镇企业总公司招标工作的支持!  特此公告!  2010年12月07日
  • 我国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究
    先进半导体材料是全球半导体产业发展新的战略高地。当前,美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单,危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。实现我国先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。  中国工程院院刊《中国工程科学》2020年第5期发表《中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究》。文章在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上,客观分析我国半导体材料及辅助材料发展面临的挑战,提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路,制定了面向2025年和2035年的发展目标。  同时,要推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设。最后,从坚持政策推动,企业和机构主导,整合国内优势资源 把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术 构建创新链,进行创新生态建设等方面提出了对策建议。  一、前言  经过60多年的发展,全球半导体材料出现了三次突破性的发展进程。第一代半导体材料Si和Ge奠定了计算机、网络和自动化技术发展的基础,第二代半导体材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)奠定了信息技术的发展基础。  目前正在快速发展的第三代半导体材料碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、氮化铝(AlN)、金刚石(C)等,主要面向新一代电力电子、微波射频和光电子应用,在新一代移动通信、新能源并网、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子、新一代显示等领域有广阔的应用前景,成为全球半导体产业发展新的战略高地。  我国的半导体材料和器件,长期依赖进口,其中高性能芯片完全依赖进口,受制于人的问题突出。除芯片设计与制造能力薄弱外,半导体单晶硅和大量辅助材料的国产化水平不足,进口依赖程度较高,如在电子气体、光刻胶和抛光材料等3种典型辅助材料领域,国内企业生产的产品市场占有率分别仅占30%、10%、10%,亟需提升我国半导体关键原辅材料的自主保障能力。  中美贸易摩擦的升级和2020年新型冠状病毒肺炎疫情的出现,将对全球先进半导体材料和辅助材料供应链安全与产业链分工产生持续影响。目前,美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单,危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。因此,实现先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。  当然,随着以SiC、GaN为代表的第三代半导体技术和产业发展,未来高质量SiC单晶衬底及其同质/异质外延材料、大尺寸Si上GaN外延材料将在光电子、电力电子和微波/射频领域发挥重要作用。在新一代半导体材料领域,我国已经具备良好的产业化基础。  新的半导体材料体系的出现,是一次与发达国家同台竞争的极佳机会,及时把握这一历史机遇,通过整合优质资源、突破核心技术、打造本土产业链,以期实现新一代半导体产业的自主可控。  二、全球半导体材料及辅助材料的研发与产业发展现状  1. 国外研发与产业发展现状  在半导体 Si 晶圆领域,全球约有 94% 的市场份额由少数企业占据,如信越化学工业株式会社、胜高科技株式会社、环球晶圆股份有限公司、德国世创(Siltronic)公司和韩国海力士(SK Siltron)公司。在半绝缘 GaAs 单晶及其外延材料领域,全球约有 95% 的市场份额来自住友电气工业株式会社、弗莱贝格化合物材料公司和美国晶体技术(AXT)有限公司。  在 GaN 体单晶材料领域,住友电气工业株式会社、日立电线株式会社、古河机械金属株式会社和三菱化学控股集团等的代表性企业可批量提供 2~3 in(1 in=2.54 cm)GaN 体单晶材料,约占全球市场份额的 85% 以上,同时,这几家企业还可提供小批量 4 in GaN 体单晶材料。  尽管我国已成为白光 LED 芯片及半导体照明灯具的生产大国,但在 LED 外延材料生产及其芯片制备技术方面较为薄弱,70% 以上的核心专利技术由美国、日本、德国等国家掌握,如汽车前灯等高端应用所需的功率型白光 LED 芯片主要是由美国流明(Lumileds)公司提供。  目前,SiC 单晶衬底领域形成了美国、欧洲、日本三方垄断的局面。其中,全球最大的 SiC 单晶供应商是美国科锐公司,占 85% 以上的全球市场份额。  在集成电路辅助材料方面,光刻胶的市场集中度非常高,少数企业基本垄断了全球光刻胶市场,代表性的企业有日本合成橡胶株式会社(JSR)、东京应化工业株式会社、住友化学株式会社、信越化学工业株式会社、罗门哈斯公司等。  在掩膜版方面,美国福尼克斯(Photronics)公司、日本印刷(DNP)株式会社、日本凸版印刷(Toppan)株式会社三家公司占据了全球 80% 以上的市场份额。在集成电路用抛光液方面,市场主要由美国卡博特(Cabot Microelectronics)公司、荷兰阿克苏诺贝尔公司、德国拜耳公司、日本富士美株式会社等企业垄断,占据了全球 90% 以上的市场份额。  2. 国内研发及产业发展现状  到目前为止,在晶圆制造方面,我国新增 8 in 硅片设计产能将超过 3.5×106 片/月,新增 12 in 硅片设计产能将接近 5×106片/月,芯片制造能力达到全球的 30% 左右。  依托宽禁带半导体 GaN 和 SiC 材料的发展,我国在衬底单晶生长、外延材料等方面已具有了较强的技术研发和产业化竞争力,蓝宝石基 GaN 外延材料已形成具有 7000 亿市场规模的半导体照明产业,Si 基 GaN 外延材料开始在快充产品中应用 4 in SiC 高纯半绝缘和导电衬底及其异质(GaN)外延和同质(SiC)外延材料已实现量产,分别在微波射频和电力电子领域得到广泛应用。  在光纤通信技术的推动下,我国在 GaAs 单晶及外延材料技术方面取得突破,为近红外激光器以及光纤通信产业的发展提供了有力支撑。  在光刻胶方面,我国的代表性生产企业有北京科华微电子材料有限公司、苏州瑞红电子化学品有限公司和潍坊星泰克微电子材料有限公司,生产的产品已经批量用于集成电路制造领域。目前已经实现量产的是 G/I 线光刻胶,正逐步通过芯片企业认证并开始小批量生产 KrF 光刻胶,2020 年 ArF 光刻胶能取得突破并完成认证。但是,国内尚未具备极紫外光刻(EUV)和电子束光刻胶的研发与生产能力,亟需突破。  在超净高纯试剂方面,上海新阳半导体材料股份有限公司生产的超纯电镀硫酸铜电镀液已进入中芯国际集成电路制造有限公司的量产工艺制程,浙江凯圣氟化学有限公司生产的高纯氢氟酸已通过多条 8 in 和 12 in 生产线的认证并供货,苏州晶瑞化学股份有限公司开发的钛钨蚀刻液已实现进口替代。  经过多年努力,国产电子气体也取得明显突破,WF6、C2F6、AsH3、PH3 等气体品种已大批量应用于国内 8 in 生产线,Cl2、HCl、HF、N2O 等一批产品正在 8~12 in 生产线进行应用验证,部分品种的激光气体也开始供应国内晶圆制造企业。  在化学机械抛光(CMP)材料方面,国内企业研发的铜/铜阻挡层抛光液已进入国内外多家集成电路制造企业的最新技术节点制程 三维(3D)硅通孔(TSV)抛光液在全球处于领先地位,钨抛光液逐步开始供应全球各大晶圆制造企业 CMP 垫、修整盘也进入评价验证阶段。  我国靶材产业发展速度很快,以宁波江丰电子材料股份有限公司、有研亿金新材料有限公司为代表,实现了半导体行业用全系列高纯金属材料、溅射靶材和蒸发膜材的产业化,包括 Ta、 Cu、Ti、Co、Al、Ni、Au、Ag、Pt、Ru 及其合金。其中,超高纯金属 Ta、Cu 等溅射靶材已成功通过台湾积体电路制造股份有限公司的考核,在 14 nm / 16 nm 技术节点的生产线实现了批量应用,在 10 nm / 7 nm 技术节点进行评价试用。  总体而言,近年来我国半导体产业基础化学品产业取得了较大进展,伴随着国内对集成电路和半导体产业的高度关注,在晶圆制造、宽禁带半导体材料、光刻胶、超净高纯试剂、电子气体、CMP 材料、靶材等方面产业发展势头良好,但与高速发展的产业需求相比,仍存在整体生产能力较弱、研发能力不足等问题未得到根本改变,亟需进一步突破。  三、我国先进半导体材料及辅助材料的发展思路与目标  1. 发展思路  为促进半导体产业的发展,我国先进半导体材料及辅助材料今后的发展思路为:构建梯次发展的半导体材料体系,每一个材料体系做到单晶、外延、芯片工艺、封装等上下游协同,不断创新,推动先进半导体材料及其辅助材料的可持续发展。  第一,成体系发展。自半导体材料诞生以来,从 Si、Ge 到 GaAs、InP,再到 SiC、GaN,可以看出,半导体相关技术和产业的发展都是围绕主要材料制备、器件工艺需要和芯片来进行的,并逐渐发展为一个完整的材料体系。基于此,在不断完善我国 Si 基材料体系的同时,要及时把握各种新型化合物半导体材料的技术突破和产业化应用的机会,构建自主可控的新型半导体材料体系。  第二,上下游协同发展。半导体产业链包含原材料、单晶生长和外延、芯片设计与制备工艺、封测与应用以及支撑各环节的核心装备与关键零部件等环节,产业链长且各环节工艺复杂,任一环节出现问题都将导致最终的器件性能不达标。因此,要以提供满足应用需求的器件为目标,通过上下游协同发展实现全产业链的整体技术突破。  第三,可持续发展。在实施追赶战略的同时,我国先进半导体材料及辅助材料的发展还需要把握未来技术发展趋势,在不断积累已有技术经验的同时,关注新的材料体系、芯片结构和工艺的发展变化,积极探索与创新,确保可持续发展。  2. 发展目标  2025 年发展目标  我国半导体材料及辅助材料 2025 年的发展目标是:核心半导体材料技术达到国际先进水平,相关产品满足产业链的安全供应需要,建立起全产业链能力,解除关键行业的“卡脖子”问题。  (1)集成电路用半导体材料  加强 12 in Si 单晶及其外延材料的技术研究,逐步扩大国产材料的市场应用份额。实现 8 in Si 材料国内市场的完全自主供应,确保 12 in 单晶 Si 及其外延材料产能及市场占有率,同时发展更大尺寸单晶 Si 及其外延材料的制造技术,确保我国集成电路产业的可持续发展。  (2)功率器件用半导体材料  抓住 Si 基电力电子器件产业转移的契机,做大电力电子器件的产业规模,加紧推进 SiC、GaN 电力电子器件产业化。实现 6 in 无微管缺陷 SiC 单晶的产业化制造,并突破 8 in 无微管缺陷 SiC 单晶制造瓶颈 实现 8 in Si 基 GaN 电力电子器件产业化,突破 12 in Si 基 GaN 材料关键技术,Si 基 GaN 电力电子器件满足消费类电子、数据中心服务器电源、工业电源和电动汽车对高效电源管理的更高需求。  实现 6 in 半绝缘 GaAs 单晶衬底和 6 in 半绝缘 SiC 单晶衬底的自主供货,确保射频 / 微波器件用 GaAs 和 GaN 材料相关产业链的供应安全 突破 6 in GaAs 高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料的量产制造,达到“开盒即用”的技术水平 突破 6 in 半绝缘 SiC 衬底上 GaN HEMT 外延材料的生长和器件技术,为未来雷达、移动通信技术的发展提供技术支持。  进一步提高 6 in InP 衬底抛光片的质量,扩大产能,并掌握毫米波器件所需外延材料的量产技术,达到“开盒即用”的技术水平,为第五代移动通信(5G)技术相关毫米波系统(如汽车防撞雷达、车间互连与通信系统)的产业链供应安全提供材料支持。实现 2 in 金刚石自支撑材料和 2 in Ga2O3 单晶衬底的量产,解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂问题。  (3)发光器件用半导体材料  应重视基于 GaN 的照明用发光器件以及基于 GaAs、InP 的光纤通信用半导体激光器,适当兼顾激光投影显示对 GaN 可见光激光器以及消毒杀菌用 GaN 紫外发光二极管,尤其是深紫外发光器件的发展 积极推动应用于显示领域的 Mini LED 和 Micro LED 技术产业化。  (4)光电探测材料  重点发展对特种光波长产生响应的光电探测器件、具有超快响应特性的光电探测器件以及超高灵敏的光电探测器件(单光子探测为超高灵敏光电探测的极限要求)。实现 GaN 紫外探测材料的完全自主保障,实现大尺寸 CdZnTe 单晶材料、HgCdTe 外延材料、GaAs / AlGaAs 量子阱材料、GaAs / InSb Ⅱ类超晶格材料的产业化,实现短波、中波红外探测器件及焦平面成像芯片的技术突破,突破长波红外探测材料、器件和成像芯片的发展,满足 100 万像素长波红外焦平面成像芯片以及 16 μm 甚长波红外探测器件的研制需要。保障超快响应光电探测器件及材料的供应链安全,满足我国高速光网的建设需要。  (5)半导体产业制造/封装工艺和材料  国产光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体主要品种的市场应用占有率达到 30% 左右,实现特种品种的产业化认证,实现进口产品的部分替代,形成全品种、全系列产业能力。其中,KrF 光刻胶实现批量生产,ArF 光刻胶完成认证并进行小批量生产,突破高端光刻胶所需的树脂主体材料、光敏剂、抗反射涂层(ARC)等的关键技术。0.25 μm 到 0.18 μm 掩膜版实现完全自主可控,高档高纯石英掩膜基板突破关键技术。  在抛光材料方面,进一步推进主要品种材料进入生产线。其中,Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液和 Si 的粗抛液等全面进入 8 in 和 12 in 芯片生产线,市场份额从目前的 5% 提升至 50% 针对硅片的精抛和化合物半导体抛光,14 nm 及以下鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺抛光,Co、Rb 等金属互联材料和浅槽隔离(STI)工艺抛光等所需的抛光液,实现关键技术突破并小批量生产。  CMP 垫(聚亚氨脂)产品在 8 in 和 12 in CMP 工艺中通过应用评估,实现产品供货。另一方面,针对金刚石、Ga2O3、AlN 为代表的新兴半导体材料加工需要,开发特种品种的抛光材料,并获得试用认证,形成初步产业能力。  需大力发展大板级扇出(Fan Out)、TSV / 玻璃通孔(TGV)等新型封装工艺。开发出适用于 SiC、GaN、Ga2O3、金刚石等材料,满足高温、高压、高频和大功率需求的封装材料和工艺。  全面发展新型、更高熔点温度的软钎料技术 开发高效、低成本瞬时液相扩散连接技术、低温烧结低温连接工艺技术,解决好银电化学迁移问题 突破具有良好导热和高温可靠性的封装基板材料技术,包括 AlN 和 Si3N4 及其他具备良好导热和高温可靠性的封装基板材料,突破活性金属钎焊在陶瓷材料上覆盖金属的陶瓷覆铜板(DBC)技术,解决陶瓷与金属的连接问题。突破新型制冷底板及与热沉连接技术,大幅度降低功率模块热阻,提升性能。  2035 年发展目标  我国半导体材料及辅助材料 2035 年的发展目标是:半导体材料整体技术水平达到国际先进,产业水平完全满足产业链供应安全的需要。  (1)集成电路用半导体材料  具备 18 in 单晶 Si 材料量产能力,完成 5 nm / 3 nm 节点集成电路材料的量产技术储备,突破关键装备技术,掌握材料批量生产技术,打通器件制造的全流程关键节点技术。  (2)功率和高频器件用半导体材料  实现 SiC、GaN、AlN、Ga2O3、金刚石等单晶材料的产业化制造。具体包括:6 in GaN 单晶衬底、 8 in SiC 单晶衬底、6 in AlN 单晶衬底、4 in 金刚石单晶衬底、6 in / 8 in Ga2O3 单晶衬底,确保整个功率和高频半导体产业多层次发展的技术需求 实现 8 in高质量SiC衬底上GaN HEMT外延材料的量产。解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂及其制备工艺难题,为下一代更高性能功率和高频半导体器件的产业化及大范围推广应用做好技术储备。  (3)发光器件用半导体材料  实现 AlN 单晶衬底上高 Al 组分 AlGaN 外延材料的产业化制造,突破深紫外发光国产器件制造技术,并实现产业化。  (4)光电探测材料  满足 1000 万像素长波红外焦平面成像芯片的研制需要,突破 18~20 μm 甚长波红外探测器件技术。  (5)半导体产业制造/封装工艺和材料  对于常规品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体,国产材料的市场占有率达到 50% 以上 对于特种品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体,国产材料的市场占有率达到 30% 左右,形成全品种、全系列产品的供应产业链。  在抛光材料方面,国产常规品种产品的市场占有率超过 50% 为满足金刚石、Ga2O3、AlN 等新兴半导体材料加工需要所开发的特种抛光材料,国产化产品的市场占有率达到 30%。  四、推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设  1. 集成电路关键材料及装备自主可控工程  需求与必要性  集成电路关键材料及装备是影响集成电路产业发展的决定性因素。我国集成电路关键材料自主可控能力差,对先进集成电路发展需求极为迫切。在国家集成电路产业投资基金和现实需求的推动下,以市场为导向,“政产学研用金服”结合,着力实施集成电路关键材料及装备自主可控工程迫在眉睫。  为此,需着重加强两方面建设:一是人才队伍建设,包括设置集成电路人才专项基金,加大核心技术人才的吸引力度 加强具有示范性微电子学院的高校支持,进行集成电路人才的可持续培养。二是稳定的资金供给。硅片制造属于重资产产业,产品验证周期长,周期性特点明显,约每 5 年一个周期,因此要对发展重点进行谨慎判断。  工程目标  通过本工程的实施,加强集成电路关键材料的产业化能力和可持续研发能力,扩大集成电路材料人才培养规模、丰富人才层次体系,主要的集成电路材料技术水平达到国际先进,产业水平基本满足产业链供应安全的需要,建立起全产业链供货能力,解除关键行业的“卡脖子”隐忧。  提升 12 in Si 单晶及其外延材料的技术水平,以满足并进入主流代工厂 14 nm 及以下工艺节点为目标,在确保集成电路产业链安全的前提下,逐步扩大国产材料的市场份额。  18 in Si 单晶及其外延材料研究,重点突破 18 in 单晶 Si 及其外延材料的制造技术,确保我国集成电路产业的可持续发展。  通过 TSV、TGV 等新型 3D 集成技术研究,完成后硅时代集成电路的技术路线筛选,在掌握其材料制备技术的同时,打通后硅时代集成电路的全产业链技术,确保 2035 年后,我国在后硅时代集成电路领域的产业技术水平和关键行业的供应链安全。  实现 12 in 及以下大尺寸 Si 单晶生长设备及大尺寸晶圆的加工设备自主可控 开发 18 in 单晶 Si 生长设备,为 18 in 单晶 Si 研制和产业化提供装备支持。  工程任务  在大硅片方面,结合大数据和云计算等技术发展需求背景,在国家集成电路专项科技计划资助的基础上,一方面,提升常规 12 in 高品质(满足 14 nm 工艺)硅片的制造能力,在 2025 年确保国内实现量产供应,同时打开国际市场,满足现阶段经济和社会发展需求 另一方面,进一步加强新技术的研发,建设 12 in SOI(绝缘衬底上的 Si)、射频微波用大尺寸高阻硅(HR-Si)衬底的生产能力 同时对 18 in Si 衬底进行技术储备,实现集成电路技术的可持续发展。  在集成电路辅助材料方面,针对品种多、用量小、生产工艺稳定性差等问题,建立若干集成电路辅助材料工程中心,兼顾市场规律和产业供应链安全两方面因素,不断强化自主保障意识,优先实现量大面广的关键品种的全产业链自主保障,如 G 线、I 线、ArF 光刻胶及配套试剂、Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液、Si 粗抛液、60 nm 及 90 nm 以上制程产品的掩膜版等,确保产业供应链的相对安全。  对标集成电路先进制程,开发 ArF、 EUV 和电子束光刻胶,高档高纯石英掩膜基板、掩膜保护膜,以及 Si 片精抛和化合物半导体抛光液, 14 nm 以下 FinFET 工艺和 Co、Rb 等金属互联材料、 STI 等抛光液,为半导体产业的发展提供技术及产业支持。  在半导体关键设备方面,对国产品牌还需进行产业链及政策的重点培育。在国家科技重大专项“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”项目(02 专项)成果的基础上,加强对装备与材料、工艺一体化的研制,通过国产化装备验证平台,开展对装备可靠性和工艺稳定性的验证与考核,加速开展高端装备研制。总之,在解决有无问题的基础上,解决做大做强的问题。  在人才培养方面,半导体专业人才特别是高端人才短缺,一直是制约我国半导体产业可持续发展的关键因素。设置半导体人才专项基金,加大核心人才引进力度 加快建设微电子产教融合协同育人平台,保障我国半导体产业的可持续发展。  2. SiC 和 GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台  需求与必要性  经过近 10 年的发展,我国基本建立了以 SiC 和 GaN 为代表的第三代半导体材料、工艺和装备产业体系。该类材料紧密围绕光电子、新能源、 5G 等热点应用,在未来 5 年内将迎来产业化发展的重要机遇。  然而,同第一代半导体产业类似,我国第三代半导体产业的发展依然面临诸多问题,如产业链各环节所用的关键装备、仪器、耗材等多为进口,尚未实现技术、装备的自主可控,增加了产业供应链的不安全性 国产化装备、仪器、耗材难以与产业应用对接,不利于产业生态和各环节的健康发展 进口材料和装备一次性投入和后续维护价格昂贵等。为此,需要建立化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台。  工程目标  建立 SiC 和 GaN 半导体材料生长、加工、芯片工艺和封装检测公共验证平台,实现 6 in / 8 in SiC 单晶衬底和外延材料生长的批量生产,国产化率达到 70% 6 in SiC 上 GaN 外延材料与高功率射频器件和 8 in Si 上 GaN 外延材料与功率器件实现量产,国产化率达到 70% 部分 6 in / 8 in 材料生长及加工装备、配套原材料和零部件实现国产化批量替代,装备国产化率达到 70%。  工程任务  化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台的工程任务主要包括:晶体材料生长设备及其辅助原材料、零部件验证,晶体材料切、磨、抛加工材料与设备验证,芯片工艺装备、工艺流程、原辅料与关键零部件验证,封装与检测装备、流程、原辅料与关键零部件验证。  晶体材料生长设备及其辅助原材料、零部件验证  多数化合物半导体材料仍处于技术开发与突破、产业化验证的阶段,相关企业和研发机构对于单晶生长技术与设备、各类原材料、零部件等的验证有很大需求。特别是随着技术的发展,新材料、新技术、新结构不断涌现,该验证平台将会促进协同研究,加速技术升级和完善,降低研发和验证成本。  通过建立针对不同材料采用不同原理(如 SiC 单晶籽晶升华法、液相外延法,GaN 的氢化物气相外延法、金属有机物化学气相外延法、氨热法等)的单晶生长炉,开展对长晶新技术、新装备、辅助原材料和关键零部件的研究与验证。  晶体的切、磨、抛加工材料与设备验证  化合物半导体普遍具有硬度高、化学性能稳定的特点,加工难度大,而后续的外延和芯片工艺又对晶体加工提出了更高要求。因此,建立晶体的切、磨、抛加工材料与设备验证平台,具备不同材料和不同原理加工能力,并能对加工材料、加工方法和装备进行验证。  芯片工艺装备、工艺流程、原辅料与关键零部件验证  新建 6 in / 8 in SiC、6 in / 8 inGaN 工艺平台,或者运用政府采购的服务方式将已有工艺平台变为公共工艺平台,为研发机构和企业提供相应服务。这些平台需具备的功能和能力为:提供小批量芯片工艺代工,定制化工艺流程开发,国产化原辅料、零部件和工艺装备等新技术、新产品测试和验证,并根据需要进行长期运行考核。  封装与检测装备、流程、原辅料与关键零部件验证  面向电力电子、微波射频等不同应用需求,建立具备高压、大功率、高频、高温封装等特性的能力,构建器件与模块烧结、焊接、压接、3D 封装等多种封装技术平台。研发具备国际领先水平的烧结、焊接、压接、3D 封装设备、辅助设备和测试设备,并能够开展模具设计、材料(如绝缘材料、互联材料、底板材料等)选择、技术开发、设备保障、测试分析以及可靠性验证。  进行平台系统软件的开发以及数据库建设,联合上下游企业开展共性技术研发,共享专利和服务成果,形成开放、共享的运行机制。平台需提供小批量的封装和测试代工,定制化的封装技术开发,国产化原辅料、零部件和封装装备等新技术、新产品的测试和验证,并根据需要安排长期运行考核。  3. 先进半导体材料在 5G、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程  需求与必要性  化合物半导体材料和器件在 5G、能源互联网、新能源汽车、光伏逆变器等领域的应用,符合智能化发展、节能减排、产业自主可控等国家重大战略需求,能够为相关产业抢占未来发展的战略性和引领性技术制高点提供关键技术和产业支撑。  未来 5 年,GaN 射频器件将在 5G 基站、微基站和移动终端中迎来巨大市场,GaN 功率器件将在消费类电子、数据中心服务器电源和光伏逆变器领域得到广泛应用 SiC 功率器件将在能源互联网中的电力路由器、新能源汽车中得到广泛应用。未来 5 年,上述 3 个发展方向的国内市场规模将超过千亿元。  现阶段,化合物半导体相关技术已经具备产业化基础,在 5G、新能源并网、新能源汽车等领域的应用市场已经启动。国际上,为提高未来的竞争力,美国科锐公司、德国英飞凌科技公司、日本罗姆半导体集团等产业龙头企业已经开始了产业与市场布局。  相对而言,国内的机构和企业布局分散、技术和产业化能力较弱,面对即将到来的产业竞争,国内企业还需要政府通过应用示范工程,达到技术和产业协同发展、产业化技术快速成熟、产业能力快速壮大的目的。  工程目标  以应用示范工程为牵引,带动 GaN 和 SiC 材料、芯片工艺和器件封装与系统集成技术加速发展,实现产业化。GaN 射频器件在 5G 基站和微基站的国产化率达到 50%,在移动终端领域的国产化率达到 70% GaN 功率器件在消费类电子领域的国产化率达到 80%,SiC 功率器件在电力路由器、新能源汽车应用领域的国产化率达到 50%。  工程任务  开展 SiC 基 GaN 外延材料与 GaN 射频器件、Si 基 GaN 外延材料与 GaN 功率器件、SiC 功率器件及其模块封装与系统集成等方面的技术研发和产业化。  在 GaN 外延材料方面,突破 6 in 高质量 SiC 基 GaN 外延材料生长技术,进一步降低异质外延 GaN HEMT 材料中的位错和缺陷密度,显著提升 AlGaN / GaN、AlN / GaN、InAlGaN / GaN 异质结材料质量、电学性能和可靠性。通过材料体系、生长技术和电路设计技术的创新,GaN 微波大功率器件工作电压提高到 100 V 以上,开发 10 kW 以上 GaN 微波功率器件,在 175℃结温下的平均失效时间(MTTF)达到千万小时,GaN 微波功率器件和单片电路性能达到国际先进水平。  在 GaN 功率器件方面,首先实现 8 in Si 基 GaN 外延材料和功率器件技术产业化。GaN 功率器件的额定电压达到 650 V,导通电阻低于 10 mΩ,封装后功率模块的电流达到 100 A,满足各类电源适配器、光伏逆变器、车载充电器等应用需求。  开发 SiC 高压器件所需的大尺寸、高均匀性、低缺陷密度衬底和超厚 SiC 外延材料。开发万伏级 SiC 二极管、金属–氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及门极可关断晶闸管(GTO)等高压 SiC 电力电子芯片 开发千安级 SiC 高温、高压、大功率封装模块 建立高压、大功率 SiC 功率器件与模块的测试、可靠性评价体系。  采用高压、大功率全 SiC 模块,开发新型电力路由器,并具备工程示范应用能力 开发车规级的 1200 V 和 1700 V 全 SiC 功率模块,开发车载充电和电机驱动控制系统,并通过车规级认证。  五、对策建议  1. 抓住战略发展机遇期,坚持政策推动、企业和机构主导,整合国内优势资源,推动产业有序发展  发挥龙头企业引领作用,形成“链式集聚”  目前,国内具备发展半导体产业的企业和地区并不多,为有效利用财政、人才和社会资源,亟需做好顶层设计和优化布局,遴选出具备行业技术和资源优势的企业和机构,进行资金重点支持和政策扶植。推动龙头企业和机构通过技术、管理和商业模式创新,推进产业“链式集聚”。  发挥龙头骨干企业在自主创新和产业发展中的创新引领与示范带动作用,形成研发和品牌优势,最终巩固和形成多个区域布局合理、产业优势明显的国家半导体技术、人才和产业高地。  器件切入,以点带面,有序推进  具有技术和工艺领先、满足市场需求的核心器件,一直是半导体产业发展的“硬道理”。政府相关部门应围绕未来技术和产业发展的重要方向,如 5G、人工智能(AI)、工业互联网、新能源等,开展相关芯片设计、芯片工艺、先进封装等技术攻关和产业化突破。  建设国家级的面向高校、科研院所和初创企业的软件与硬件、单晶生长与外延、芯片工艺、封装等中试平台,建设具备先进工艺和运营水平的代工厂,推动建设具有自主可控能力的垂直整合制造企业。  建立分段平台,加快整线集成  建立分段工艺设备技术研发平台和工艺验证平台。遵循工艺指导材料、设备研发原则,借鉴国外先进技术,同时进行“产学研”结合的协同创新,开发满足产业要求的半导体关键设备。通过分段工艺设备技术研发平台和工艺验证平台,实现关键设备牵引,分段工艺局部成套,拓展解决整线成套设备国产化,实现整线集成,掌握一系列相关核心技术,培养一支骨干技术人才队伍和一支高水平科研与产业化管理队伍,全面提升研发与制造能力,推动我国半导体产业的自主可控发展。  推动示范应用,提升国产化水平  推动国产装备、材料与器件的示范应用。国产材料、器件、装备试验验证所需的费用大、时间周期长,批量化生产存在客户验证、技术迭代、市场准入等门槛,如果没有相关政策推动,用户使用国产材料、装备和器件的意愿度较低。  因此,政府相关部门应以扶植国产化为出发点,通过政策法规、资金奖励等一系列配套政策,配合和组织政府采购方式的示范应用,鼓励终端企业积极采用国产材料、器件和装备,使上游企业积累工艺参数和应用数据,加速提升国产材料、器件和装备性能,最终实现国产化。  2. 把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术  半导体技术从诞生开始,一直遵循着摩尔定律的路线快速发展,并通过各种技术创新来延续摩尔定律。但是,传统的摩尔定律发展到今天,既有路径已经开始显现出尽头。因此,需突破“摩尔定律”所划定的边界,在更广阔的领域探索创新,开启探寻“超越摩尔”之路。“超越摩尔”在异质集成、新型计算范式、超越互补金属氧化物半导体信息处理器件等技术及应用中,已展现出巨大潜力。以此为出发点,我国在半导体和集成电路技术领域需抓住这一历史机遇。  推动建设国家“超越摩尔”联合实验室,开展下一代集成电路基础理论、技术路线、核心技术研究,为产业化发展提供强有力的理论支撑。加快新材料、新工艺、新装备人才的培养,建立“产学研”协同创新机制。结合产业发展需求,开展应用驱动的产业化技术研究,瞄准 5G、AI、大数据、工业互联网、能源互联网、智能网联新能源汽车等现实需求,进行产业化示范。  3. 构建产业技术创新链,加快创新生态建设  继续加强创新能力建设  加大研发投入力度,重视微电子及半导体材料基础研究。重点支持一批优势机构和企业,使其成为具有一定规模、特色鲜明、掌握核心技术的科研和行业龙头。鼓励创新性企业在半导体精密加工,新型半导体材料及工艺制备,新工艺制程及先进封装等方面大胆创新,不断拓展和延伸产业链,提高产品附加值,推动半导体产业向更高层次发展。不断完善和创新科技管理体制机制,优化配置创新资源,提高创新效率。  加快构建公共研发和科技服务平台,建设科技创新产业基地  以应用需求为牵引,梳理出具有产业化前景、体系化的关键技术,支持工程化试验与验证平台建设。由产业联盟、研究机构、优势企业和投资机构等联合组成新型研发机构,建立体制和机制创新的开放型国际化公共研发与服务平台,形成核心技术突破、系统集成、测试验证、可靠性评价等工程试验验证能力。  建立具备成果转移、转化、孵化与服务职能的专业化众创空间,加速实现科技成果的产业化和以产业链为线索的“链式集聚”。采取政府购买服务、资助、奖励等方式,积极扶持创新企业成长和发展。综合考虑资金、人才、市场和生态环境等因素,按照产业差异化、效益最大化、特色显著的原则落地创新产业基地。  实施“技术原创、知识产权和标准”战略  构建以技术原创、知识产权和标准三要素为特征的高技术成果产业模式,提高产业竞争优势。立足自主创新,构建标准体系,形成标准检测和认证能力,实施技术创新、知识产权和标准战略。  促进分层次、多类型、跨界创新人才队伍的聚集与合作  将人才队伍建设与研发任务、基地建设相结合,结合已有的人才计划,形成一批引领半导体材料领域发展的领军人才。以重点专项和重大工程为依托,实行“人才 + 项目 + 基地”一体化培养,建立全链条人才团队培育机制。  加强前瞻性技术人才团队培养,围绕半导体材料研究前沿方向,组建技术人才团队。积极引进产业发展所需的高层次人才和紧缺人才,同时加快建设和发展职业培训教育,大力培养专业技术人才,提高产业技术队伍整体素质,完善面向半导体材料产业的人才服务体系。  拓展国际合作空间  采取“走出去和请进来”相结合的方式,创新国际合作模式。鼓励国内有实力的企业和科研机构在国外设立半导体研发机构,并开展与国外半导体企业、科研院校的研发合作。支持国内企业和机构并购境外半导体企业,积极参与国际技术和产业联盟,拓展国际合作渠道,提升国际资源整合能力,实现国际化经营。  在国内有条件的地区,建立国际技术合作、技术转移、成果孵化、成果产业化、科技服务等有特色的国际合作区域,吸引有实力的跨国公司和机构以独资或合资方式在国内建立高水平的研发中心、生产中心和运营中心,以此带动国内行业和企业对接国际资源。
  • 苏州德尔微仪器喜获西安电子科技大学阴极射线荧光系统订单
    苏州德尔微仪器喜获西电阴极射线荧光系统订单按照招投标流程,经过系列流程严格论证,西安电子科技大学2017年7月7日发布中标公示:先进材料与纳米学院最终选择delmic公司创新研发的阴极发光成像系统sparc,服务于该校郝越院士团队在宽禁带半导体材料的研究。用户认为该产品具有独特的先进性,在灵敏度,系统高度集成性,硬件模块化设计和软件开源对于先进材料研究有重大帮助,尤其在优化的紫外波段的分析。系统还有全球独有的角分辨功能,后续在需要的时候可以灵活升级。该套系统由著名的nanophotonics方面的研究专家,来自荷兰amolf 的polman教授团队超过10年的研究, 荣获2014年mrs材料表征创新大奖。后经荷兰delmic商用服务于先进材料研究、纳米光子学、光子晶体、表面等离激元、光伏、半导体材料、药物活性等多种领域。sparc阴极发光系统具有收集镜自动精准对准,高效率光传输和灵敏度、光路系统模块化设计灵活可选、多种探测器对应不同应用、全球独创的角分辨解析功能、软件完全开源等独特优点。 目前已经得到欧美数十家著名学府和公司的认可和使用,中国区域目前为止已有两家客户购买,意向客户快速增长。苏州德尓微仪器作为delmic公司中国代理商, 致力于引进先进技术产品和服务科研团队。 关于德尓微 苏州德尔微仪器有限公司,位于苏州生物纳米园。创新服务于电镜实验室,致力于创新样品制备工艺和装备、极致探测手段和表征方法。创造和引进先进的实验方法和表征手段,为中国电镜在纳米科技,先进材料和生命科学等领域的突破提供最有力的高端设备。 作为荷兰delmic公司中国授权代理商,我们提供集成光电联用(iclem)和高性能角分辨荧光成像(angle-resolved cl)电镜附件和服务。 同时,公司创新推出超微加工服务和自主开发制样仪器设备,服务科研群。 助力科学,探索致发现!
  • 南开大学团队:研制出世界首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统
    近日,南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队成功研制并报道了国际首套超快扫描电子显微镜(SUEM)与超快阴极荧光(TRCL)多模态载流子动力学探测系统。该系统在飞秒超快电子模式下实现了空间分辨率优于10 nm,SUEM成像和TRCL探测的时间分辨率分别优于500 fs和4.5 ps,各项技术性能和参数指标达到国际领先水平。该团队利用该多模态载流子动力学探测系统在飞秒与纳米时空分辨尺度直接追踪了n型掺杂砷化镓(n-GaAs)半导体中的光生载流子的复杂动力学过程,结合SUEM成像和TRCL测量成功区分了其表面载流子和体相载流子的动力学行为,全面直观地给出了其光生载流子动力学的物理图像。该仪器系统的成功研制填补了我国在该技术领域的空白,为研究和解耦半导体中复杂的光生载流子动力学过程提供了一个强有力的高时空分辨测量平台,将为新型半导体材料与高性能光电功能器件的开发提供重要支撑。该研究近日以“A femtosecond electron-based versatile microscopy for visualizing carrier dynamics in semiconductors across spatiotemporal and energetic domains”(一种基于飞秒电子的可用于跨时空和能量维度可视化半导体载流子动力学的多功能显微镜)为题,发表于重要国际学术期刊《Advanced Science》。半导体光电材料与器件的功能和性能主要取决于其材料表/界面的载流子动力学过程,例如光伏与光电探测器件需要增强其界面光生载流子的分离与传输,抑制载流子的复合,而发光器件则要增强其界面载流子的辐射复合,抑制非辐射复合。这些载流子的动力学过程多发生在表/界面处,且动力学过程快至皮秒乃至飞秒量级,因此以超高的时间、空间以及能量分辨率测量半导体材料表/界面载流子不同类型的动力学过程对于现代半导体器件的研发及应用起着至关重要的作用,尤其是对于一些低维、高速、超灵敏的半导体光电器件。当前,研究半导体光生载流子动力学的时间分辨探测技术主要有瞬态吸收显微镜(TAM)及光谱、时间分辨近场扫描光学显微镜(NOSM)、时间分辨阴极荧光(TRPL)、时间分辨光发射电子显微镜(TR-PEEM)等。然而,光学衍射极限限制了这些技术的空间分辨率,并且激光较大的作用深度使得测得的动力学信号主要来自材料内部的平均载流子动力学信息,很大程度上掩盖了来自表面或界面载流子的贡献,且单一的探测手段难以同时给出载流子不同类型的动力学信息。因此,为了全面表征半导体材料的载流子动力学,特别是表/界面载流子的动力学,亟需发展一种在时空间和能量维度上同时具有超高分辨率并且兼具高表面敏感特性的超快探测手段。图1. 仪器系统的示意图和时空分辨性能表征。(a)超快扫描电镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统的示意图。其中包含飞秒光学系统、扫描电镜系统、阴极荧光收集系统、条纹相机以及液氦低温台。图中左上角分别为金刚石微晶的扫描电镜图、阴极荧光强度分布图像、阴极荧光光谱以及n型GaAs在77 K下的条纹相机图像 (b)传统模式下锡球标样的SEM图 (c)和(d)不同放大倍数下锡球标样的飞秒脉冲电子图像,表明飞秒脉冲电子模式下良好的成像质量,其空间分辨率优于10 nm。(e)初始红外飞秒激光脉冲的脉宽;(f)超快扫描电子成像的时间分辨率测试,其仪器相应函数(IRF)大约为500 fs;(g)超快阴极荧光探测的时间分辨率测试,其IRF约为4.5 ps。随着超快电子显微镜技术的蓬勃发展,超快扫描电子显微镜(SUEM)和超快阴极荧光(TRCL)技术也迅速兴起,两者都同时兼具超短脉冲激光的超快时间分辨率和电子显微镜的超高空间分辨率。其中SUEM技术是基于泵浦-探测原理,用一束可见波段飞秒激光激发样品表面产生光生载流子,另一束同步的紫外飞秒激光激发扫描电子显微镜的光阴极产生飞秒脉冲电子进行扫描成像。由于扫描电子显微镜主要收集来自距离样品表面几个纳米范围内的二次电子信号,使得超快扫描电子显微镜技术具有表面敏感特性,能够直接对半导体材料表面或界面光生载流子(电子和空穴)的时空演化动力学进行成像。然而,该技术无法直接区分辐射复合与非辐射复合动力学过程。TRCL技术是用聚焦的飞秒脉冲电子束激发样品产生瞬态荧光,用条纹相机或时间相关单光子计数器对瞬态荧光进行测量,具有能量敏感特性,且信号绝大部分来源于材料体内,可直接反映载流子的辐射复合行为。因此,SUEM和TRCL在功能上形成良好的互补,将两者有机结合有望实现在超高的时空和能量分辨下全面解析半导体材料表/界面和体相载流子的动力学信息。鉴于此,付学文教授团队将飞秒激光、场发射扫描电子显微镜和瞬态荧光探测模块相结合,研制出了国际首套超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统(如图1示意图和图2实物图所示),实现了对半导体材料表/界面和体相载流子动力学过程的高时空分辨探测和解析。图2. 超快扫描电子显微镜与超快阴极荧光多模态载流子动力学探测系统实物照片。图3. 利用该系统对n型GaAs单晶表面的SUEM成像和TRCL测量结果。(a)n型砷化镓表面测量得到的随时间演化的SUEM图像;(b)从图(a)中光激发区域提取的二次电子强度演化及相应的载流子演化时间常数;(c)表面载流子的空间分布随时间的演化;(d)从297 K到77 K的变温时间积分CL光谱;(e)和(g)在图(a)的SUEM测试区域中分别探测得到的297 K和77 K下的条纹相机图像;(f)和(h)分别从(e)和(g)中提取的带边发射的衰减曲线及相应的荧光寿命。为展示SUEM成像与TRCL探测在超高时空和能量分辨率下直接可视化并解耦半导体中复杂激发态载流子动力学过程上的独特优势,该团队利用该自主研发的多模态实验装置研究了n型GaAs中的载流子动力学。如图3所示,SUEM图像表明由于表面能带弯曲效应,飞秒激光作用后表面光生载流子发生快速分离使空穴向表面富集。通过分析随时间变化的SUEM图像,提取出了光生载流子不同阶段的衰减时间常数;同时通过计算表面空穴分布的均方根位移,揭示了对应不同阶段表面空穴随时间的超扩散、局域化和亚扩散过程。通过进一步分析室温和液氦温度下测量的条纹相机图像中相应的非平衡载流子复合动力学过程和寿命,不但区分出了体相和表面载流子动力学过程的差异,还揭示了上述表面载流子的空间演变过程分别对应于能量空间热载流子冷却、缺陷捕获和带间/缺陷辅助辐射复合过程。该工作阐明了表面态和缺陷态对半导体表/界面载流子动力学的重要影响,展示了超快扫描电子显微镜和超快阴极荧光多模态动力学探测系统在超高时空尺度解耦半导体表/界面和体相载流子动力学中的独特优势。南开大学为该项工作的第一完成单位及通讯单位。南开大学物理科学学院博士生张亚卿和博士后陈祥为该论文共同第一作者,南开大学付学文教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202400633
  • 大连化物所开发出金属辅助氮化合成宽光谱捕光催化材料新方法
    近日,大连化物所太阳能研究部太阳能制储氢材料与催化研究组(DNL1621组)章福祥研究员团队开发了一种低功函金属粉末(Mg、Al、Zr等)辅助氮化的合成新方法,实现了在低温、短时间内高效氮化合成基于d0区金属元素(Ta、Zr、Ti等)的窄带隙金属氮氧化物半导体材料。基于该合成路线,团队有效降低了大部分金属氮氧化物的缺陷密度,并提升了相应材料的光催化性能;此外,采用该氮化路线实现了对SrTiO3和Y2Zr2O7等材料的高浓度氮掺杂,大幅减小其带隙,拓展了氮氧化物半导体光催化材料的开发边界。宽光谱捕光催化材料设计合成是实现太阳能高效光—化学转化基础,其吸收带边越宽则太阳能转化理论效率越高。大连化物所太阳能研究部长期致力于具有较宽可见光利用的新光催化材料开发,先后设计合成了氮氧化物(Adv. Mater.,2019;Adv. Mater.,2021;J. Energy Chem.,2021等)、含氧酸盐(Adv. Energy Mater.,2018)、金属有机框架类(Adv. Mater.,2018;Sci. China Chem.,2020;J. Am. Chem. Soc.,2022)和金属氮卤化物半导体材料(Angew. Chem.,2023;J.Mater. Chem. A,2023)等20余例不同类型、具有我国自主知识产权的新材料,在光催化分解水制氢方面展现了良好潜力。   在团队前期氮氧化物设计合成基础上,为解决传统氮化路线氮化动力学慢、氮化产物缺陷密度高等问题,本工作以低功函金属粉末为辅助氮化剂,将金属粉与金属氧化物前驱体进行简单的机械混合,利用氮化过程中金属粉末向金属氧化物的供电子效应,有效促进了金属—氧键的活化,并降低氮原子取代的能垒,从而大幅提升氮化动力学;该创新路线不仅实现了系列金属氮氧化物在低温、短时间内的高效合成,部分抑制了氮氧化物中缺陷的生成,显著提升了金属氮氧化物基光催化剂水分解性能,而且合成了多个以往传统氮化合成路线无法制备的新材料。该低功函金属辅助增强外源阴离子植入策略有望拓展至含硫、含碳等混合阴离子或非氧阴离子半导体的设计合成和开发。   上述工作以“Metallic powder promotes nitridation kinetics for facile synthesis of (oxy)nitride photocatalysts”为题,于近日发表在《先进材料》(Advanced Materials)上。该工作的共同第一作者为我所DNL1621组毕业生鲍云锋博士、博士研究生邹海、博士后杜仕文,以上工作得到了国家科技部、国家自然科学基金等项目资助。
  • “高强度高稳定空心阴极灯的研究”2017年度进展报告会在京举办
    p  strong仪器信息网讯/strong 2017年7月21日,国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”项目2017年度进展报告会在北京举办,科技部高科技中心领导、重大科学仪器设备开发专项总体专家组专家、项目咨询专家组专家、项目(课题)负责人和课题主要骨干及仪器信息网编辑近20人参加了本次会议。此次会议的目的是加强项目组织管理,促进项目各参加单位的沟通交流,协调研发工作进度,严格经费管理,尽早发现并解决项目进展中存在的问题,切实推动项目总体工作进展。/pp style="text-align: center "img title="01.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3f902819-8d81-49cb-b119-24ee2674d004.jpg"//pp style="text-align: center "strong会议现场/strong/pp  本次会议由国标(北京)检验认证有限公司副总经理马通达主持,有研总院科技开发部副主任朱宝宏致欢迎词,科技部高技术中心赵亮进行了重大科学仪器设备开发重点专项项目过程管理及中期检查要求的宣讲。/pp style="text-align: center "img title="02.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cac5df33-dc9a-493b-b5f7-3523e10a630e.jpg"//pp style="text-align: center "strong国标(北京)检验认证有限公司副总经理 马通达/strongstrongbr//strong/pp style="text-align: center "img title="03.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/b080e8ea-ecc7-4b71-8bf0-4f4d832602d2.jpg"//pp style="text-align: center "strong有研总院科技开发部副主任 朱宝宏/strong/pp style="text-align: center "img title="04.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/7544e463-46c9-4dfe-9b91-a846e8571c2d.jpg"//pp style="text-align: center "strong科技部高技术中心 赵亮/strong/pp  项目负责人李继东介绍了项目年度进展情况及下一步工作安排,包括项目基本情况、年度任务与考核指标、项目进展情况及问题、经费使用情况、下一步计划等多个方面。/pp style="text-align: center "img title="05.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1b3460f2-8e49-4bbf-8e2b-0322c3cdb7bd.jpg"//pp style="text-align: center "strong项目负责人 李继东/strong/pp  国家重点研发计划“高强度高稳定空心阴极灯的研究”(2016YFF0100100)项目所属专项为重大科学仪器设备开发专项,总经费1300万元,其中中央财政专项经费500万元,项目执行期从2016年7月至2019年6月。据介绍,截至目前,各课题分别完成了技术设计方案和设备改造方案,根据方案进行试验研究,装置调试、测试,软件编制等,并完成了2016年度技术进展报告。此外,为了更好的实施想任务,达成目标,设计生产出高强度高稳定空心阴极灯,课题承担单位之间也进行了多次技术交流活动,及时反馈测试结果。/pp  该项目设有4个任务(课题):空心阴极灯制作工艺及阴极材料加工制备研究、空心阴极灯的产业化研究、原子荧光空心阴极灯检测装置的研发与应用、原子吸收空心阴极灯的性能测试技术研究和测试仪器开发,分别由北京有色金属研究总院,国标(北京)检验认证有限公司、北京吉天仪器有限公司、北京锐光仪器有限公司承担。会议过程中,4个课题负责人也分别介绍了各自负责课题的年度进展情况及下一步工作安排。/pp style="text-align: center "img title="06.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/15b0afbd-7f3f-4dba-942f-3efa77d9bc70.jpg"//pp style="text-align: center "strong空心阴极灯生产线主任、课题1负责人 李中建/strong/pp style="text-align: center "img title="07.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/990ea6b2-9dc5-4ad5-8ecd-88d2cdaa697c.jpg"//pp style="text-align: center "strong国标(北京)检验认证有限公司/strongstrong、/strongstrong课题2负责人 潘元海 /strong/pp style="text-align: center "img title="08.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/cc0639a3-05cf-47c7-85e9-c0c8d9bfd83f.jpg"//pp style="text-align: center "strong北京吉天仪器有限公司产品总监、课题3负责人 赵富荣/strong/pp style="text-align: center "img title="09.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/eb2b6b12-b575-495e-9b60-f6f1a22f50c4.jpg"//pp style="text-align: center "strong北京锐光仪器有限公司总经理、课题4负责人 李毅/strong/pp  据介绍,自2016年7月立项实施以来,各个课题已经取得了一系列的进展。课题1:完成了高强度高稳定性空心阴极灯结构设计方案、云母片与瓷件设计方案、管基装备工程设计等 课题2:在北京有色金属研究总院怀柔基地完成了高强度高稳定空心阴极灯厂房的选址与设计,初步拟定项目所需设备与装置的规划、预算及改造方案,经过调研与询价,确定了拟购置的重要设备等 课题3:对空心阴极灯的发光特性进行了研究,并形成研究报告。此外,还进行了需求分析,形成需求报告,并完成了初版样机加工及装调、样机试用及小批量试测等 课题4:完成了总体设计方案的制定,对单元模块功能、接口进行规划,明确了接口协议、要求,并进行了原理样机装配、走线、调试、测试等。/pp  当然在介绍业绩的同时,各位负责人也介绍了项目进行过程中遇到的一些问题,如厂房建设速度不可控、生产设备需要设计定制,要求高、周期长、费用高等。下一步,各课题将按照计划,完善空心阴极灯的整体及产业化设计方案,并进行样机的进一步改进,进行指标测试,输出测试方案等,并针对前期遇到的问题给出针对性的解决方案,以保障项目研究工作按计划顺利进行和完成。/pp  会议过程中,与会的领导专家肯定项目取得的阶段成果的同时,也就经费管理、技术细节以及各承担单位之间的合作等多方面的问题给出了切实可行的建议。/pp style="text-align: center "img width="500" height="333" title="10.jpg" style="width: 500px height: 333px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/20851dfd-b46b-423f-a386-4538ef3ed1aa.jpg" border="0" vspace="0" hspace="0"//pp style="text-align: center "strong与会代表合影/strong/pp /p
  • 天美-爱丁堡仪器倾力支持第四届长余辉与光激励发光国际研讨会
    2018年4月5日-2018年4月7日,第四届国际长余辉与光激励发光国际研讨会在北京航空航天大学举行,天美(中国)科学仪器有限公司及英国爱丁堡仪器作为大会赞助方参加会议并参展。  最近几年长余辉与光激励发光材料发展迅速,本会议的主要目的是报道和研讨发光材料最新的实验和理论进展,展望未来的发展方向。另外,本次会议将促进和加强研究人员之间的合作。  各类与长余辉、光激励发光、电致发光、阴极射线发光的方向都是本次会议的议题。在众多科研议题中,爱丁堡荧光光谱仪扮演了重要的角色,很多学者非常信赖这款仪器,作为世界领先的单光子计数和时间相关单光子计数(TCSPC)荧光光谱仪的制造商,爱丁堡仪器在为用户提供个性化定制的仪器上已经有超过30年的历史并致力于提供最具灵活性和高品质的荧光光谱仪。  通过此次会议中的交流,更多的新老用户也增进了对天美公司以及爱丁堡产品的了解,天美公司作为国内主要的科学仪器供应商,将一直致力服务于科研领域。为广大用户提供更专业的仪器和技术服务。关于天美:  天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)从事表面科学、分析仪器、生命科学 设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。继2004年於新加坡sgx主板上市后,2011年12月 21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298),成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极 拓展国际市场,先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国 froilabo公司、瑞士precisa公司、美国ixrf公司、英国 edinburgh instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司scion气相和气质产品生产线,加强了公司产品的多样化。
  • 文献速递丨CPX4-铁死亡轴在调节滤泡辅助T细胞稳态中的核心作用
    近日华中科技大学同济医院刘争教授团队、昆士兰大学余迪教授团队联合复旦大学华山医院张文宏教授团队、上海交通大学仁济医院沈南教授团队等共同合作完成首个具有创新性和原创性重大研究成果,其阐明了硒蛋白GPX4特异性调控滤泡辅助性T(TFH)细胞稳态的新机制,并首次证实补硒可显著上调T细胞内GPX4水平促进TFH细胞功能,进而促进健康人群接种疫苗后的抗体分泌水平,提高疫苗免疫作用。相关研究成果已发表在国际顶级免疫学期刊《Nature Immunology》(自然杂志子刊,IF:25.606,JCR 1区)。图1|国际知名期刊《Nature Immunology》(IF:25.606,JCR1区)目前,预防病毒感染最有效的手段之一就是疫苗接种,其核心机制是通过诱导TFH细胞介导体液免疫应答,进一步产生保护性抗体及免疫记忆。但是,如何通过干预TFH细胞介导的体液免疫应答,提高疫苗的免疫保护力,一直都是科学家们努力探索的方向。然而目前临床上仍无有效方法调控TFH细胞,究其原因,在于维持TFH细胞的稳态机制尚不明确。因此,明确TFH细胞分化及死亡机制,是开发新型疫苗和提高疫苗保护力的关键。2017年,研究团队初步发现人体可以通过补充硒元素特异性激活TFH细胞功能,且对其他T细胞亚群无显著性影响。这个有趣的发现提示研究者:硒元素与TFH细胞亚群存在某种神秘的关联,可能是解密硒调控免疫功能的关键突破点。研究者在进一步研究后发现,TFH细胞存在一种不同于其他T细胞亚群的新型细胞程序性死亡方式-铁死亡(ferroptosis)。其中,TCR (T细胞抗原受体)和PD-1/L1共同作用是诱发TFH细胞内脂质ROS水平显著上升、从而发生铁死亡的关键因素。▲铁死亡的主要机制是,在二价铁或酯氧合酶的作用下,催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸,发生脂质过氧化,从而诱导细胞死亡;此外,还表现为抗氧化体系(谷胱甘肽GSH和谷胱甘肽过氧化物酶4-GPX4)的表达量的降低。另外,研究证实,硒蛋白GPX4是清除生物膜上脂质ROS的主要蛋白酶,是铁死亡至关重要的调节因素。研究者在T细胞特异性缺失GPX4小鼠模型中发现,GPX4缺陷小鼠体内TFH细胞数量和比例均显著低于正常小鼠,导致B细胞功能缺陷,无法产生高亲和力保护性抗体。但是,通过补充硒元素能有效提高T细胞内GPX4水平。基于对机制的研究,研究者设计了一项补硒干预人群疫苗接种效果的临床试验。60名健康成年志愿者被随机分成补硒组(30天的补硒(200 μg硒/天))和对照组(正常饮食),然后,所有志愿者接种当季流感疫苗。研究人员发现补硒组志愿者的免疫细胞中的GPX4水平显著上调,会进一步激活TFH细胞功能,并显著促进了疫苗接种后的中和抗体滴度。图2|免疫印迹实验步骤及成像结果成像结果显示,实验CD4+ T细胞中,对照组与补硒组GPX4蛋白的表达水平,对照组的水平保持稳定,补充硒后, GPX4 表达水平上调文章中,通过Western Blot实验对CD4+ T 细胞GPX4蛋白表达水平进行成像检测,其实验成像检测系统为博鹭腾GelView 6000 Pro全自动化学发光成像系统。该研究为人们对于细胞程序性死亡方式和TFH细胞稳态调控提供了新视野和新的认知。并且为人类可以通过科学补充硒元素来提高人体抗体免疫反应的方式提供了新的重要依据。特别是在目前全球新冠疫苗大规模接种的大背景下,本研究对提高新冠疫苗的免疫保护力、优化新冠疫苗接种效果具有重要的科学意义和临床价值。参考文献:https://doi.org/10.1038/s41590-021-00996-0
  • 北京工商局检测发现“发光猪肉”因含“荧光假单胞菌”
    工商局称与猪肉安全无关,未检出荧光增白物质 专家称加热数秒能杀死细菌  ■ “市场买回猪肉 半夜发出蓝光”追踪  猪肉为何会在黑夜里发出荧荧蓝光?昨天下午,北京市工商局对外揭晓“谜底”:通过抽检发现,这是一种叫荧光假单胞菌的细菌在“作祟”,与猪肉安全无关。  专家介绍称,该细菌并不可怕,对正常人群不具有致病性。  抽检未发现荧光增白物  近期,有几位消费者反映在建欣苑菜市场、八里桥市场等处购买的猪肉,夜晚会发出荧光,担心吃了可能对身体有害。而这些肉都是从正规屠宰场批发,且肉身上有检验检疫章(本报12月12日曾报道)。  近日,北京工商部门组织了抽检,由北京市食品安全监控中心对送检样本进行荧光增白物质和荧光假单胞菌检测,结果显示,送检样本均未检出荧光增白物质,不过都检出了荧光假单胞菌。  猪肉煮熟可杀灭该细菌  “荧光假单胞菌能产生黄绿色荧光色素而使猪肉发光”,中国农业大学微生物系教授王贺祥介绍,这种细菌在肉及肉制品、禽蛋类等蛋白质丰富的食品中,易生长繁殖。  王贺祥说,荧光假单胞菌属于革兰氏阴性嗜冷菌,广泛存在于土壤、水、植物、动物活动环境中,也是存在于人类肠道的正常细菌,对正常人群不具有致病性,不必对其恐慌。  如何杀灭猪肉上的细菌呢?王贺祥介绍,该菌在42℃就会停止生长,超过70℃,只需数秒即可杀死。  市工商局也表示,消费者购买到的“发光猪肉”,可能在屠宰、储存、运输、销售等过程中污染了荧光假单胞菌,只要猪肉本身没有腐败变质,可以通过焯、炒、煮等方式将猪肉熟制后食用,不会对人体健康产生影响。
  • 青岛能源所发明高通量光镊辅助静态池成像单细胞分选技术
    单细胞多组学技术已成为生命科学的有力工具,但一个精准、低损伤、广谱适用、简捷的目标表型单细胞获取手段,是靶向性单细胞基因组、转录组、蛋白质组或代谢物组分析的先决条件。近日,青岛能源所单细胞中心发明了光镊辅助静态池成像分选技术(OPSI),能“所见即所得”、保持细胞原位活性、高通量地分选明场、荧光、拉曼成像下的目标单细胞,支撑高质量的单细胞基因组/转录组测序。该技术对于细菌、古菌、真菌、动植物、人体等各种大小的细胞均广谱适用。相关工作发表于微流控领域国际权威期刊《芯片实验室》Lab on a Chip。OPSI技术服务单细胞多组学研究明场图像、荧光图像、拉曼光谱均可反映细胞丰富的表型信息,汇集上述信息并具备单细胞精度索引、所见即所得特点的单细胞分选技术,在单细胞分析工作中具有广泛的适用性。单细胞中心前期基于单细胞拉曼光谱技术,开发出液相环境中测量与分选菌群中目标微生物单细胞的拉曼分选-测序技术RAGE-Seq(Raman-activated Gravity-driven Encapsulation and Sequencing;Xu et al., Small, 2020)。该技术可在无需标记条件下,通过拉曼光谱获得整个单细胞的化学物质指纹图谱,从而迅速识别活体单细胞的生理特性和代谢产物变化等,更重要的是借助其小体积分离反应的特点,可从单个细胞中得到几乎完整的全基因组信息,对微生物的功能鉴定和资源开发具有重要意义。然而该技术操作过程稍显繁琐,分选通量较低,对于大批量的单细胞分选与分析存在一定的难度。为解决上述问题,单细胞中心徐腾博士、李远东博士带领的研究小组,基于青岛星赛生物的单细胞微液滴分选系统EasySort Compact,在RAGE-Seq技术的基础上开发了基于OPSI的新一代的单细胞分选耦合培养/测序策略。不同于流式分选技术中细胞逐个流过窄通道后成像筛选的原理,OPSI提出了一种静态池成像分选的思路,即在微流控芯片中构建流速为0的稳定静态流场,对样本细胞进行限域,并在该流场内进行平面明场、荧光成像或拉曼扫描,选取目标细胞。之后通过低细胞损伤的1064 nm光镊将目标单细胞移出静态流场,并进行单细胞液滴包裹导出完成分选。该系统使细胞能够以精确索引的方式进行分类,“所见即所得”,并广泛适用于从细菌、古菌到人体细胞等不同尺寸大小的单细胞(直径1 ~ 40 μm)。验证试验表明,OPSI的单细胞分选准确率 99.7%,保证10~20细胞/min的分选通量,并高度保持了细胞活性。此外,OPSI继承了RAGE小尺寸分离反应的特点,显著降低了传统单细胞基因扩增中存在的歧化现象。例如,使用该系统分选人体MCF-7单细胞进行RNA-seq,可获得高质量和高可重复性的单细胞转录组谱。OPSI的通用性、方便性、灵活性和低成本等优势,为其在单细胞多组学研究中提供了广阔的应用前景。基于OPSI的上述特色,单细胞中心和青岛星赛生物合作推出了自动化、智能化的单细胞微液滴分选系统(EasySort Lego/Compact)系列产品,并与国际显微镜和显微光谱仪领军产商(如赛默飞Thermo Fisher Scientific、堀场HORIBA等)合作,在全球科学仪器市场进行推广。该工作由单细胞中心马波研究员和徐健研究员主持,与青岛星赛生物合作完成,得到了国家重点研发计划、山东省自然科学基金委和国家自然科学基金委的资助。(文/图 徐腾 刘阳)原文链接:https://doi.org/10.1039/D2LC00888BTeng Xu#, Yuandong Li#, Xiao Han, Lingyan Kan, Jing Ren, Luyang Sun, Zhidian Diao, Yuetong Ji, Pengfei Zhu, Jian Xu*, Bo Ma*. Versatile, facile and low-cost single-cell isolation, culture and sequencing by optical tweezer-assisted pool-screening. Lab on a Chip 2022.
  • 全球首台套冷阴极无损检测
    2024年2月1日,中科盈德(泰州)测控技术有限公司为交通部绿通快速检测项目研发生产的全球首台套冷阴极无损检测交通专用设备已顺利完成,即日将前往青岛高速集团灵珠收费站完成现场交付。中科盈德(泰州)测控技术有限公司聚焦于激光超声、冷阴极无损检测等多种世界领先的高端创新无损检测技术设备的设计开发、成果转化与生产制造,是全球唯一一家掌握自主知识产权,能够提供全系列激光超声、冷阴极无损检测等技术做为工业系统全方位无损检测解决方案的企业。中科盈德一直用更安全、更方便、更有效的创新技术引领世界无损检测行业的发展方向、开拓新领域、开发新市场,并以走向世界为企业的发展目标。高速公路绿色通行是指在高速公路收费站设立专用通道,对鲜活农产品车辆实行优惠政策的安全、快捷的便利通道。自2005至2023年,交通部、国务院、财政部、国家发改委等相继印发了一系列关于全国高效率鲜活农产品流通“绿色通道”建设实施方案的通知,运载符合绿通目录内鲜活农产品的流通车辆,经道路部门检测后,装载率达到80%以上的,可以享受国家给予的相关道路免费通行的绿通优惠政策。2021年10月交通运输部路网监测与应急处置中心印发了收费公路联网收费预约通行服务规程,明确指出了使用数字自动检验设备的查验方式。规划了将逐步建立以自动检测为主、人工查验为辅的鲜活农产品运输绿色通道的规范检测体系。目前各地交通部门主要的绿通检测方式,仍然是以收费站工作人员的人工检测为主,存在着效率低、风险大、偏差大、争议大、易勾结逃费、高投诉等各种棘手问题,在部分地区虽有进行数字自动检验设备的试点工作,但因其技术原理上的缺陷,存在诸多问题,无法做进一步的推广。这样的现状既影响了国家惠民政策的具体落实,又给交通管理部门的声誉带来了负面的影响,也给国家形成了长期可观的经济损失。因此多年以来,国家相关部门一直亟待能有更先进的数字自动检测设备出现,需要更好的创新技术为绿通快速检测项目带来更安全、更高效、更可靠的系统解决方案。中科盈德基于自有知识产权、自主研发完成了世界首台套冷阴极无损检测交通专用设备,领先使用世界最先进的创新型冷阴极无损检测技术生产的绿色通道快速检测系统,通过颠覆百年未变的热阴极无损检测的产生原理,很好的解决和提升了安全、效率等多个原有的卡脖子疑难问题,比较起传统的热阴极无损检测产品,具有诸多的革命性的优点:更加安全、小型轻便、无需预热、节能高效、更长期限使用寿命等等。因其采用先进的数字脉冲技术,响应速度快、对外部影响小、更加安全可靠,对于检测工作人员和广大物流驾驶员来说,这是更安全、更高效的创新型无损检测技术手段。产品采用数字图像分析系统,检测结果比传统人工检查更方便、更快捷,也更少产生争议,且节能省电、绿色环保,即时检测,即时出结果,使得绿通快速检测的通过流程更快速、更高效、更安全!中科盈德的新一代冷阴极无损检测技术,可以较好的解决交通部门长期以来最为关心的安全性等诸多技术痛点和社会关切问题,具有较好的经济效益和社会效益。中科盈德创新型冷阴极无损检测技术在以安全性、可靠性为代表的多个重要方面,已经有了革命性的提升和进步,未来还可以通过不断的开发,做进一步的迭代增强,如增强穿透功能、多角度立体成像功能、AI智能识别功能、大数据分析等,使中科盈德的绿通系列产品具有持续迭代升级的能力,始终走在无损检测技术发展的创新前沿。中国具有全世界最多的高速公路里程,各地交管部门对于绿通快速检测产品普遍具有较大的需求,随着绿通快速检测产品的逐步推广,每年将会为国家挽回上百亿的道路通行费损失,也能够为企业带来进一步践行创新型科技发展的机遇。2024年1月山东省高速首先启动了绿通快速检测项目的试点工作。山东省首批计划改造收费站点约825个,交通部计划自2024年起,开始向全国逐步推广,全国共有近5万对收费站点需要逐步进行安装,产品每五年进行一次强制性更换,绿通快速检测产品每年约有400亿元的市场规模。现在已有数个省份的交通部门计划加入今年的推广之中,目前各省交通部门的订单意向汇总已接近4000台套,价值近80亿元人民币。高速公路绿通快速检测项目的研发完成,是中科盈德创新型冷阴极无损检测技术成长历史上的一个里程碑,这也是企业自主知识产权的冷阴极无损检测技术在进入航空航天、半导体行业、核能核电、国家电网、船舶制造、医疗等领域之后,新进入的又一个重大应用领域,是对热阴极无损检测技术的一次产业迭代革命,让自主知识产权、世界领先的冷阴极工业无损检测装备得到进一步的推广和普及,用创新科技解决原有的各种卡脖子难题,这对于助力中国从工业制造大国向工业制造强国的进一步提升,具有重大的积极意义和良好的社会效益!此次中科盈德绿通快速检测项目的交付,将有机会让我国的冷阴极无损检测技术,从技术原理、专利发明、到实际应用,再到商业价值,都能够走在全世界的最前沿,未来有机会彻底地改变世界无损检测技术的面貌与行业市场的格局!中科盈德的冷阴极无损检测产品,既是照出万物的智慧之光,也是企业自身的发展之光,更会是一束迈向世界,今后让国人都能够引以为自豪的希望之光!展望未来的创新发展之路,冷阴极无损检测产品的前景无限!
  • 贵冶中心化验室成功制备阴极铜标样
    经过为期半年的实验,近日,贵冶中心化验室成功制备出了阴极铜标样,成为全国为数不多可以制备阴极铜标样的化验室,不仅为工厂节省了大量成本,也为《阴极铜直读光谱分析方法》的修订做足了准备。  贵冶中心化验室是英国伦敦金属交易所认证的国内注册铜化验分析检测单位之一。在日常检测及高精度检测中,需要使用精密分析仪器——直读光谱仪和原子荧光光谱仪,而这类仪器又要用到标样作为检测的基础参照。贵冶每年都要投入一定成本外购样标。  2015年初,国家标准委员会要求贵冶对2003年主起草的《阴极铜直读光谱分析方法》进行修订。按照规定,贵冶需要准备一套18种杂质元素且含量呈阶梯段递增的阴极铜标样给同行做验证检测。  能不能自己动手制备符合要求的标样?这样不仅可以省下外购标样花费的成本,还可以锻炼队伍。贵冶中心化验室负责阴极铜检测的成品一班接受了这一挑战。  标样制备工作从2015年3月开始,经过集思广益,成品一班最终制定出制备方案:先参照阴极铜浇铸方法浇铸出涵盖18种高杂质含量的铜样品(母样),然后从母样中切削出需要的质量,配以不同比例的阴极铜制作出5个不同含量段的子样,最后,再确认子样的准确含量。  项目启动后,大家遇到的困难远比想象的要大得多,可大家没有气馁,碰到困难就克服困难:没有方法,大家就借鉴工厂阴极铜样品浇铸制备的方法 没有浇铸设备,大家就到铜材公司、贵冶原料部和一车间借来磷铜原料、石墨坩埚等。2015年8月份,所有的设备材料都准备齐全,标样制作实验开始实施。浇铸、加工成屑、混匀、再浇铸,经过连续上百次的反复实验,最终成功制出符合要求标样。2015年10月份,成品一班通过原子荧光法、ICP光谱法、直读光谱法等多方法进行比对实验,结果显示:样品杂质元素含量及均匀性,均达到标样要求。
  • Multiwave7000助力OLED显示及发光材料的研究
    高清超大屏幕说到显示面板,大家几乎就会想到LCD和OLED,前者是一项已经相当普及的技术,广泛应用在各种显示设备上。后者则是近几年才逐渐普及的新显示技术,也被称为下一代显示技术。OLED将成为下一个消费电子应用风口。OLED有机发光二极管3OLED全称为有机发光二极管,又称为有机电激光显示、有机发光半导体,OLED显示技术是继LCD以后新一代平板显示技术,相比与上两代显示技术(CRT、LCD),OLED显示面板真正拥有了“未来科技”材料的轻、薄、快响应、透明显示、柔性可折叠的特点。同时,OLED具有更广的色域、更大的视角、更宽的工作温度区间且更低的功耗。我国作为全球最大的消费电子产品生产国、消费国和出口国,广大的终端应用市场是我国OLED产业发展最大的推动力量;但OLED面板供应主要集中在韩国,国内OLED面板处于供不应求的状态。目前OLED产业链上游关键材料基本被国外企业垄断,随着产能增加及良品率提升,国内OLED产业的进一步发展将面临关键材料供应“卡脖子”的风险及高成本的压力,使得上游关键材料供应的国产化势在必行。作为OLED性能关键基础的发光材料更具发展前景和投资价值。发光材料的特性影响元件之光电特性。在阳极材料的选择上,材料本身必需是具高功函与可透光性,具有4.5eV-5.3eV的高功函数、性质稳定且透光的ITO透明导电膜,便被广泛应用于阳极。在阴极部分,为了增加元件的发光效率,电子与电洞的注入通常需要低功函数的Ag、Al、Ca、In、Li与Mg等金属,或低功函数的复合金属来制作阴极(例如:Mg-Ag镁银)。在生产OLED光电材料的过程中,会引入一些金属元素。因此,OLED发光材料对其中10多种金属元素残留要求特别高,金属残留一般高于400个ppb会影响发光性能。伴随着行业发展,法律法规的健全,越来越多的生产企业开始重视这些金属元素方法开发检验检测并验证,使其能够生产出合格的产品。目前普遍采用ICP-MS检测OLED光电材料中的金属残留,但由于发光材料基质比较复杂,传统消解方法无法实现溶解,需要高性能的超级微波消解仪进行制样,来确保含量测试的准确度。Multiwave 7000实验方案消解/稀释3消解方法:称取发光材料样品,加入硝酸等消解液于Multiwave 7000超级微波消解仪18 mLPTFE反应管中:按以下程序消解样品:步骤温度[℃]爬坡[min]保持[min]12802030消解效果:见下图:图1溶液消解后效果图图2 稀释后效果图消解结束后,查看结果,溶液澄清透明,稀释后无析出,金属残留物已溶解。因此,Mutiwave 7000超级微波解决了显示材料中金属残留检测的一大难题。Multiwave 7000超级微波消解系统3Multiwave 7000 将众所周知的安东帕 HPA-S 概念与现代性能优越的微波技术相结合,代表了微波消解的新高度。新型加压消解腔 (PDC),温度高达 300 °C,压力可达200Bar。确保所有种类的样品消解完全,如食品、环境、聚合物、化妆品、药品、地质、化学和石化样品。可节省宝贵的时间并降低运营成本的出色特性。为您提供不同尺寸的经济型样品管,样品管塞和多达28位的样品管支架。集成水冷却装置,最大化样品处理量的同时将冷却时间降到最短。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 淡水发光细菌 2010世博饮用水安全卫士
    在水样中加入微量青海弧菌液体,半小时内就能知道饮用水是否安全——著名发光细菌专家、华东师范大学生命科学学院教授朱文杰和他的团队凭借青海弧菌检测水质的专利技术,承担了保障2010年世博会饮用水安全的检测项目  水是生命之源。即将到来的世博会上,如何保证展览现场的饮用水安全?著名发光细菌专家、华东师范大学生命科学学院教授朱文杰拿出了他的撒手锏——青海弧菌作为生物检测材料。“发光细菌是能自身发出蓝绿色可见光的细菌,青海弧菌这样的发光细菌,一旦接触到有毒物质,发光强度就会受到抑制,它们的发光强度和水样中毒物的浓度、大小相关。”只要在水样中加入微量青海弧菌液体,用便携式监测仪读取相关数据,饮用水是否安全,在半个小时内就能知道答案。  朱文杰教授和他的团队凭借青海弧菌检测水质的专利技术,承担了保障2010年世博会饮用水安全检测项目和上海市科委“登山行动计划”世博科技专项课题。与发光细菌打了40多年交道的朱文杰对这些微小的细菌菌株再熟悉不过了。这些发光细菌,不但会在世博会的饮用水安全检测中担任重要角色,其实在上海的苏州河治理、主要污染源的监测,尤其是在“512”汶川地震灾区水质快速检测中,已经立下过汗马功劳。朱文杰在接受CBN专访时,介绍了这种发光细菌的神奇之处。  众里寻“菌”千百度  “水体里的发光细菌达到一定数量时,就会使这个水体发出绿荧荧的光。海洋中就会有这种现象发生,海水整个都变成绿色的发光体,闪现着绿荧荧的波浪,这就是所谓的‘海火’。当然,毕竟发光细菌所发光的亮度是很低的,因此只有在黑暗的环境中才能看到,在白天光线较亮的地方是看不到的。”关上灯,拉上厚实的窗帘,在生物实验室中,朱文杰小心翼翼地从培养箱里拿出了刚培养好的青海弧菌。在黑暗的背景中,锥形瓶里的液体发出了幽幽的蓝绿色荧光。为了寻找这种发光细菌,朱文杰在上世纪80年代走遍了全国各大湖泊。“太湖、鄱阳湖、洞庭湖、鬲湖、洪泽湖、巢湖,我们都走遍了,最后终于在青海省的青海湖里发现了青海弧菌。”在青海湖盛产的唯一一种没有鳞片的鱼——裸鲤身上,朱文杰找到了梦寐以求的淡水型发光细菌。  “其实,海洋才是发光细菌的主要栖息地,绝大部分的发光细菌无论从数量还是种类来看,均是海洋性的,仅少数在淡水或陆地上生存。”目前已经命名的发光细菌共18种,其中霍乱弧菌和青海弧菌为淡水发光细菌。为什么朱文杰他们除了研究海洋发光细菌外,会将注意力集中于菌种稀少的淡水湖泊呢?“海洋发光细菌必须有一定浓度的钠离子存在,才能生长和发光,而淡水型发光细菌就没有这种要求。”上世纪80年代末,科学家发现,如果要用海洋发光细菌进行检测,为了满足海洋发光细菌的生理需要,必须在淡水样品中添加食盐达到3%。但如此高浓度的Na+或Cl-离子,会影响某些有毒物质的生物学毒性表现,因此根据细菌的发光情况来判断水质就会产生偏差。这是海洋发光细菌的一个“死穴”。而利用淡水型发光细菌检测,就可以轻而易举地避免这样的偏差。从另一方面来说,不少发光细菌本身就是致病菌。比如哈维氏弧菌可致虾生病死亡,Photorhabdus asymbiotica 能导致人类身体疾患,寄生于线虫体内的发光杆菌则会感染毛虫、蛾子、蝴蝶等鳞翅目昆虫,致它们于死地。朱文杰他们当时发现的青海弧菌,是罕见的淡水型发光细菌,也不是致病菌,因此是难得的水质检测好材料。  培养发光细菌是一件比较麻烦、专业的事情,这个因素会阻碍发光细菌检测技术的普及和应用。于是上世纪90年代中期,朱文杰开始把青海弧菌由液态的保存方式转变为冻干粉的形式。“就像把面条做成方便面,开水一泡就能食用那样。”检测人员拿到冻干粉后,可以保存在-10℃以下的冰箱中,使用前只要加入复苏液,几分钟之后冻干粉中的青海弧菌就自动恢复了活力。“使用青海弧菌进行检测,要比使用进口发光细菌价格上便宜三分之二。”朱文杰说。  发光细菌应用潜力无穷  “如果有某一条河流受到污染,或者出现某种化学物质突然泄漏的事故,判断污染来源和污染物的主要成分,可以用物理—化学的监测方法很快得到结果,但要回答对流经区域周围的生物或居民的健康有什么影响,这些监测是无能为力的。”朱文杰介绍说,当下使用较多的检测污染物毒性的方法,是从医学毒理学引用过来的小鼠或是鱼类或是溞、藻类等的毒性试验,以受试生物的死亡数来判断毒性的大小,一般需几天时间才能有结果。“每条鱼、每只小鼠对毒物反应都不相同,为减小个体差异的影响,每次用大量的鱼或小鼠用于试验,这不仅造成检测工作量的增加,而且用成百上千的小鼠或鱼来用于一些普通样品的检测是不可能实施的,因为成本太高。”  “而用发光细菌来检测环境污染毒性,不仅灵敏,而且成本低廉,在一刻钟到一小时内便可以有结论。其检测结果跟鱼类、小鼠毒性试验结果是吻合的。”朱文杰举了去年“512”汶川地震灾后水体检测的例子,“工作人员不但要检测当地河流的水质,很多农民也拿出自家的井水样本要求检测,如果用传统的检测方法,成本就是天文数字,时间也不允许。”而工作人员利用青海弧菌这样的发光细菌,在半小时内就知道了结果。上世纪90年代,有科学家提出利用发光细菌快速综合评价苏州河水质的方法,并得以实施。朱文杰回忆说:“苏州河治理是上海的一件大事。最近,浙江环保部门为了加强对蓝藻爆发的预警监测,也使用了我们研制的发光细菌急性毒性监测仪。”  “发光细菌在应用方面还有很大的潜力。”朱文杰说,“现在,科学家对发光细菌利用技术的开发依旧如火如荼,比如食品卫生的快速检测、化学合成物及其降解物的毒性检测、分析有机合成化合物分子结构中不同取代基对毒性的影响等等,也有科学家在基因克隆的实验用细菌发光基因作为报告基因。”现今,朱文杰仍然继续着他每日的科研和教学工作,“希望有关方面能够多采用我们国家研究人员自己研发的发光细菌检测技术和仪器。”
  • 我国学者发现首例具有本征相干性的光阴极量子材料
    在国家自然科学基金项目(批准号:12274353、11874053)等资助下,西湖大学理学院何睿华教授团队发现了首例具有本征相干性的光阴极量子材料,其性能远超目前已知的所有光阴极材料,突破了现有理论框架,为下一代光阴极的基础理论、研发与应用奠定了基础。研究成果以“一种钙钛矿氧化物的反常高强度相干二次光电子发射(Anomalous intense coherent secondary photoemission from a perovskite oxide)”为题,于2023年5月18日在《自然》(Nature)期刊正式发表。文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-05900-4。  光阴极是一种能够利用光电效应将入射光子转化为出射电子的电极。它是当代粒子加速器、自由电子激光、高分辨超快电子显微镜等前沿技术的核心元件。早在六十多年前,大部分现有的光阴极材料(传统金属或半导体)已经被发现,它们的光电性能也可以被当时已建立的光电发射理论完美解释。长久以来,光阴极领域的发展缓慢,科学家们主要依靠材料工程技术来改善基于既有材料所制作的光阴极的性能。然而,这些光阴极所产生的电子束都存在着“相干性”差(电子发射的方向不一致和能量不均一)的内秉缺陷,由此要获得尖端科技应用所需的高相干性电子束,就必须牺牲光阴极的发射效率。这个限制因素极大地制约了光阴极电子源亮度的提升空间,使之日益难以满足相关前沿技术升级换代的要求。因此,找到具有高相干性的新型光阴极材料将有助于打破当前的困局。  近年来,具有复杂多变的性质和丰富多样功能的量子材料已成为物理和材料领域的研究热点之一。然而,此前科学家们从未考虑过将这类新型材料应用于光阴极。在本工作中,何睿华教授团队突破了光阴极领域的常规研究对象(具有多晶表面的材料)和常规研究手段(光电流探测),采用角分辨光电子能谱(ARPES)技术探索了具有最简单结构的量子材料SrTiO3单晶的光阴极特性。与量子材料领域的常规ARPES测量不同,团队采用了非常规ARPES配置以测量光电子能谱中跟材料的光阴极性能相关的低动能区域。实验结果表明,具有2×1重构的SrTiO3单晶表面所发射的光电子束,其相干性远高于已知的光阴性材料。研究团队同时发现SrTiO3单晶表现出的优异光阴极性能来源于其表面奇特的光电发射机制——自发相干二次光电子发射,该特性不能被已知的光电发射理论所解释。  本工作不仅首次发现了一种具有本征相干性的新型光阴极材料,更为重要的是,它对未来探索性能优异的光阴极材料开辟了新视角,有望推动该领域研究范式的变革。此外,该发现本身也清楚地表明在目前光电发射理论框架之外可能存在一种未知的物理过程,有望增进人们对光电发射物理的理解,进一步完善其理论框架。
  • AI辅助拉曼光谱+生物打印技术,用于血液中细菌的高通量检测
    美国斯坦福大学(Stanford University)开发了用于分析血液和废水的人工智能(AI)辅助方法。微生物的可靠检测和鉴别对于医学诊断、环境监测、食品生产、生物防御、生物制造和药物开发至关重要。虽然病原体检测通常使用体外液体培养方法,但据估计,使用目前的实验室方法,可以轻松培养的细菌种类不到所有细菌种类的2%。此外,在这2%中,根据细菌种类的不同,培养过程可能需要数小时到数天不等。因而由于诊断进程缓慢,在等待细菌培养结果时通常使用广谱抗生素,导致抗生素耐药细菌数量惊人地增加。拉曼光谱是一种无标记振动光谱技术,最近已成为一种有前途的细菌种类鉴别平台。由于每个细胞种类和菌株都有独特的分子结构,因而它们具有可用于鉴别的独特的光谱指纹。与基于核酸的检测方法(如聚合酶链式反应(PCR))和基于蛋白质的检测方法(如基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)和酶联免疫分析(ELISA))相比,拉曼光谱检测技术只需很少或不需要使用试剂或标记,设备成本相对较低,并具有无扩增检测的潜力。此外,拉曼光谱检测技术是一种无损技术,首先,其激发激光功率很低,使细胞可以保持活性;其次,测量结果基本不受细胞中水分的干扰;最后,检测只需非常小的样本量。与等离子体或米式共振纳米颗粒结合,拉曼光谱信号平均可以增强10⁵-10⁶倍,最高可增强10¹⁰倍,从而实现对细胞的快速检测。由于这些优势,拉曼光谱检测技术已经成功地应用于基因分析、蛋白质检测,甚至单分子检测。最近的工作也显示了拉曼光谱检测技术在细胞鉴别方面的令人兴奋的进展,包括细菌鉴别、免疫分析和活体活检。然而,为了提高拉曼光谱检测技术的临床和工业实用性,它必须与简便的样本制备方法相结合。据悉,近期,美国斯坦福大学的一个研究项目开发了一种细菌鉴别技术,该技术结合了表面增强拉曼光谱(SERS)、机器学习和用于样本制备的生物打印方法。这项研究近期以“Combining Acoustic Bioprinting with AI-Assisted Raman Spectroscopy for High-Throughput Identification of Bacteria in Blood”为题发表在Nano Letters期刊上。拉曼光谱技术用于细菌鉴别原理示意图据参与该项目的研究人员称,传统培养方法可能需要数小时或数天,作为传统培养方法的替代方法,这种新方法可以快速、廉价、更准确地对许多不同液体进行微生物分析。斯坦福大学Fareeha Safir说:“不仅每种细菌都表现出独特的光谱特征,而且给定样本中几乎所有其他分子或细胞都是如此。样本中的红细胞、白细胞和其他成分都在发送自己的信号,因此很难从其他细胞的噪音中区分微生物的光谱信号。”要解决这个问题,研究小组需要考虑的是如何利用极少量的样本达到最好的细胞分离效果,尽可能多地去除不必要的光谱信号。为了解决这一挑战,该研究借鉴了喷墨打印技术的原理,使用了一种被称为声学微滴喷射(ADE)的技术。在使用声学微滴喷射技术时,超声波将聚焦在流体-空气界面,产生辐射压力,从而使液体表面喷射出液滴,其液滴大小与换能器的频率成反比。从细胞原液中喷射出的图案化液滴未来的即时检测技术该平台的拉曼面利用金纳米棒(GNRs)进行表面增强,将金纳米棒引入样本液体中,通过声学打印操作将细菌和金纳米棒都沉积到镀金载玻片上。声学打印平台和共聚焦拉曼装置示意图该研究团队在其发表的论文中评论道:“这项试验首次展示了利用微观生物实体和纳米颗粒进行的多组分样本的稳定而精确的高频声波打印。”此外,在该项试验中,基于拉曼光谱的分析被应用于大肠杆菌、葡萄球菌,以及小鼠红细胞样本,并使用之前从均匀细胞样本中训练的机器学习算法来鉴别不同类别样本的拉曼光谱特征。利用拉曼光谱信号鉴别用金纳米棒(GNRs)打印的细胞样本基于机器学习算法和拉曼光谱技术鉴别大肠杆菌、葡萄球菌,以及小鼠红细胞样本结果显示,该系统对细胞纯样本的分类准确率超过99%,对细胞混合样本的分类准确率为87%。此外,使用金纳米棒和不使用金纳米棒的检测结果证实,拉曼光谱信号在生物打印样本中会发生表面增强,其放大倍数高达1500倍。根据该研究团队的说法,该方法可以帮助推进基于拉曼光谱的研究、临床诊断和疾病管理,为未来的即时检测系统提供基于流体的生物标志物微创检测。该平台也可以应用于其他液体的检测,比如公共卫生监测领域的饮用水检测。研究团队成员Amr Saleh说:“这是一种创新的解决方案,有可能挽救生命。我们对该方法潜在的商业化机会感到兴奋,这可以帮助重新定义细菌检测和单细胞表征的标准。”
  • 科学家发明光镊辅助静态池成像分选技术
    OPSI技术服务单细胞多组学研究 课题组供图单细胞多组学技术已成为生命科学的有力工具,但一个精准、低损伤、广谱适用、简捷的目标表型单细胞获取手段,是靶向性单细胞基因组、转录组、蛋白质组或代谢物组分析的先决条件。近日,中科院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心发明了光镊辅助静态池成像分选技术(OPSI),能“所见即所得”、保持细胞原位活性、高通量地分选明场、荧光、拉曼成像下的目标单细胞,支撑高质量的单细胞基因组/转录组测序。该技术对于细菌、古菌、真菌、动植物、人体等各种大小的细胞均广谱适用。相关工作发表于微流控领域国际期刊《芯片实验室》。记者了解到,明场图像、荧光图像、拉曼光谱均可反映细胞丰富的表型信息,汇集上述信息并具备单细胞精度索引、所见即所得特点的单细胞分选技术,在单细胞分析工作中具有广泛的适用性。基于前期的单细胞拉曼光谱技术,单细胞中心开发出液相环境中测量与分选菌群中目标微生物单细胞的拉曼分选-测序技术RAGE-Seq。该技术可在无需标记条件下,通过拉曼光谱获得整个单细胞的化学物质指纹图谱,从而迅速识别活体单细胞的生理特性和代谢产物变化等,更重要的是借助其小体积分离反应的特点,可从单个细胞中得到几乎完整的全基因组信息,对微生物的功能鉴定和资源开发具有重要意义。然而,该技术操作过程稍显繁琐,分选通量较低,对于大批量的单细胞分选与分析存在一定的难度。为解决上述问题,单细胞中心博士徐腾、李远东带领的研究小组,基于青岛星赛生物的单细胞微液滴分选系统EasySort Compact,在RAGE-Seq技术的基础上开发了基于OPSI的新一代的单细胞分选耦合培养/测序策略。据介绍,不同于流式分选技术中细胞逐个流过窄通道后成像筛选的原理,OPSI提出了一种静态池成像分选的思路,即在微流控芯片中构建流速为0的稳定静态流场,对样本细胞进行限域,并在该流场内进行平面明场、荧光成像或拉曼扫描,选取目标细胞。之后通过低细胞损伤的1064 nm光镊将目标单细胞移出静态流场,并进行单细胞液滴包裹导出完成分选。该系统使细胞能够以精确索引的方式进行分类,“所见即所得”,并广泛适用于从细菌、古菌到人体细胞等不同尺寸大小的单细胞(直径1 ~ 40 μm)。验证试验表明,OPSI的单细胞分选准确率大于 99.7%,保证10~20细胞/min的分选通量,并高度保持了细胞活性。此外,OPSI继承了RAGE小尺寸分离反应的特点,显著降低了传统单细胞基因扩增中存在的歧化现象。例如,使用该系统分选人体MCF-7单细胞进行RNA-seq,可获得高质量和高可重复性的单细胞转录组谱。OPSI的通用性、方便性、灵活性和低成本等优势,为其在单细胞多组学研究中提供了广阔的应用前景。基于OPSI的上述特色,单细胞中心和青岛星赛生物合作推出了自动化、智能化的单细胞微液滴分选系统系列产品,并与国际显微镜和显微光谱仪领军产商(如赛默飞Thermo Fisher Scientific、堀场HORIBA等)合作,在全球科学仪器市场进行推广。该工作由该所单细胞中心研究员马波和徐健主持,与青岛星赛生物合作完成,得到了国家重点研发计划、山东省自然科学基金委和国家自然科学基金委的资助。
  • 星赛生物EasySort活体单细胞分选产品升级,AI辅助“所见即所得”
    近日,星赛生物宣布EasySort单细胞微液滴分选系列产品升级,在芯片、硬件及软件三方面全维度创新和性能提升。其中,业内首创光镊辅助静态池成像分选技术在芯片上的应用可支持精确索引细胞分选,而新增的独创EasySort AUTO自动化模块及相关软件升级,使得显微镜可以智能化发现目标单细胞,并自动化分离获取,实现30秒内“精准擒拿”目标活体单细胞,单细胞得率达93%。升级产品可以更智能化、自动化的方式解决研究人员在单细胞分选环节一直以来的难题——“看得到,拿不出”,实现精细到不同细胞形态阶段的“所见即所得”,为微生物资源的探测和挖掘提供了有力手段。图1:EasySort AUTO提升活体单细胞分选的自动化与智能化程度此前,星赛生物EasySort系列于今年年初发布,是一款可实现原位状态下活性单细胞精准分选的装备,目前包括Lego(可将显微镜升级为单细胞分选仪)和Compact(高度集成化的单细胞智能分选仪)两个型号。通过耦联光镊和微液滴技术,EasySort为单细胞的观测监测、捕获操纵、分离提取提供系统化解决方案。而此次产品升级进一步应用了多个业内独创专利技术,使活体单细胞分析分选更精准、更智能、更高效,为后续单细胞多组学研究提供了更多科研创新思路。实验数据显示,升级的EasySort系统搭载的AI辅助图像识别算法对目标细胞识别的准确率达80%;系统嵌入的光镊技术可以捕捉并精准操控目标细胞;基于界面接触的微量液体分离专利技术,目标细胞能够以单管单细胞(One-Cell-One-Tube)的形式自动收集于PCR管中,通量为~120细胞/小时,单细胞率高于93%。该系统分选的目标单细胞可以直接开展单细胞测序、培养等工作,单细胞测序成功率高于84.2%,酵母细胞和大肠杆菌单细胞培养的成功率分别为~85%和~80%。相关科研成果近期发表于权威期刊《微生物》mLife。芯片升级:打造全新一代静态池芯片,实现高通量的精确索引细胞分选为了进一步简化技术操作流程,提升分选通量,并进一步支持大批量单细胞分析分选,星赛生物采用了基于OPSI的新一代的单细胞分选耦合培养/测序策略,业内首创光镊辅助静态池成像分选技术,可以精确索引的方式对细胞进行分类,能“所见即所得”、保持细胞原位活性、高通量地分选明场、荧光、拉曼成像下的目标单细胞,并支撑高质量的单细胞基因组/转录组测序。该技术对于细菌、古菌、真菌、动植物、人体等各种大小的细胞均广谱适用。相关工作得到了国家重点研发计划、山东省自然科学基金委和国家自然科学基金委的资助,相关研究成果发表于微流控领域国际权威期刊《芯片实验室》Lab on a Chip。图2:OPSI技术服务单细胞多组学研究软硬件升级:全流程自动化+独家AI算法,目标细胞识别更精准高效开发团队在原有版本产品基础上新增了自动化收集装置——EasySort AUTO系统模块,可实现自动化、智能化的从细胞群中精确分类不同形态的细胞。该系统由星赛生物联合中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心开发,支持EasySort产品在一次上样之后,检索、分选、收集等环节实现全流程自动化。新增装置通过将光镊模块和自动采集模块耦合到正置显微镜来构建,安装简便并适配奥林巴斯、尼康、徕卡和蔡司等多个显微镜型号。产品同时升级了支持EasySort AUTO自动化收集装置的软件,可对细胞进行AI智能分析并精准检索目标细胞,其智能分选路径设计,在光镊锁定细胞启动分选时还可以使其自动避障。多个权威期刊论文实验结果验证EasySort对单细胞多组学的创新研究价值升级后的EasySort系列产品为研究人员提供了新一代的单细胞分选耦合培养/测序策略,提供了原位活体微生物单细胞分选的自动化、基于精确索引和保持细胞活力的解决方案,并已成功支持多个相关实验研究。例如,成功的利用AI辅助检测模型,实现单个细胞的形态图像快速获取并呈现预测结果。实验使用在亮度、形状和质地上都不同的两种酵母来验证识别的准确性。其中一种酵母对比度小、形状圆润、内部纹理无明显变化,而AI辅助检测模型精准的识别了相关特征。实验结果显示绝大多数酵母种类可以被正确分类。该研究成果发表于《微生物》mLife。近期在《芯片实验室》Lab on a Chip发表的论文也展现了OPSI的通用性、方便性、灵活性和低成本等优势,研究人员使用OPSI系统分选人体MCF-7单细胞进行RNA-seq,获得了高质量和高可重复性的单细胞转录组谱。目前,升级版本EasySort产品已实现样机下线及支持批量生产,升级后的装置及系统可与拉曼光谱仪耦合用于单细胞分析分选,将大大拓宽应用范围,其能将表型与基因型联系起来的能力也为单细胞多组学提供了更多研究空间。
  • 华科仪发布多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统新品
    水是生命之源,饮用水水质安全是国家公共卫生安全体系的重要组成部分,与人民身体健康和社会稳定息息相关。但是说起饮用水的监测,人们往往想到的只有物理、化学以及细菌等指标,却忽略了被认为世界上最容易导致人体腹泻的水源性耐氯人畜共患原生动物寄生虫——贾第鞭毛虫(Giardia)和隐孢子虫(Cryptosporidium),简称“两虫”。“两虫”传播影响面大,容易暴发感染。其分布与供水的范围具有高度的一致性,绝大多数感染者都有饮用同一水源的既往史。隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫包囊在外界环境中能较长时间保持感染性。 北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作,参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况,以降低设备和检测成本为目标,围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发,开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统,彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。 两虫样品富集前处理装置我公司基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”研制的两虫样品富集前处理装置内置多种类型传感器和自动控制器以代替人工操作,预处理过程无需人员值守,实现了两虫样品富集过程的智能化、自动化和批量化,极大地降低了两虫检测成本,检测成本仅为美国EPA1623方法的20%左右。该设备已经获得国家专利并正式推向检测市场,受到了检测行业用户的大力赞扬。与此同时,该设备为水质检测部门极大节约检测成本的同时满足不同规模供水单位检测部门“两虫”检测的需求,这对于保证新国标的有效实施具有重要意义。主要特点:1.设备配有大尺寸触摸屏,内置微孔滤膜法和碳酸钙沉淀法操作指导,引导用户使用2.设备支持样品浊度检测,能引导用户选择合适的方法处理不同类型样品3.使用滤膜法,设备支持用户自定义报警和换膜压力,设备实时提醒和自动换膜4.使用滤膜法,设备支持用户自定义处理样品体积,设备实时提醒和自动停止5.使用沉淀法,设备可批量自动处理样品,无需人员现场值守6.设置内置真空系统,辅助完成吸取上清液和真空抽滤操作7.设备能够将样品体积由10-20L富集至200mL,两虫回收率满足标准要求技术参数:外形尺寸:1540*560*1360mm 输入电压:220VAC 50Hz 设备功率:≤300W 触摸屏:10寸工业触摸屏传感器量程:浊度0-100NTU ;压力0-1.6MPa;PH传感器0-14 滤膜法样品处理量设置范围:0-9999L 滤膜法泵流量参数:1.2L/min沉淀法一个样品处理时间(除静置时间)≤15min真空泵参数:真空速度0-12L/min 极限真空度24KPa回收率满足标准要求 基于人工智能技术的两虫自动识别系统为解决人工识别的技术性和主观性难题,我公司研制出基于人工智能技术的两虫自动识别系统,以基于形态学半监督学习神经网络识别算法结合多维度判别方法对两虫进行辅助快速判别定量,可替代传统人工肉眼手动方法,大幅降低人工识别劳动强度和错误率。该仪器实现了多通道检测可扩展模块和载物台和显微镜自动控制等关键部件模块化和智能化,包括:样品扩展阵列和膜过滤自动切换控制系统模块化并集成于一体,形成成套“两虫”检测前处理仪器,建立隐孢子虫和贾第鞭毛虫的形态图像数据仓库,通过神经网络识别算法和多维度判别分析,解决传统分析方法的费时、效率低、依赖人工经验等难题。主要特点1. 显微镜操作遵照国家标准要求2. 自动扫描全片,自动拍照3.发现两虫存在,系统自动拍照并记录坐标并进行数据库存档4.系统自动出具检测结果报告5.支持人工验证,点击系统发现两虫坐标点,显微镜自动移动到该坐标点并自动配置观察倍数和观察模式技术参数:卤素灯主机,12V100W22mm视场,10×可调目镜三目观察镜筒,30°倾斜,47-78mm瞳距半复平场荧光物镜高精度电动载物平台,行程125*75mm,最小步长0.1um投射起偏、转盘DIC聚光镜和微分干涉附件100W汞灯灯室、100W汞灯电源箱和6激发位荧光垂直照明器显微镜运动控制程序:定义扫描区域,控制电动载物台三轴运动,切换物镜,控制CCD相机拍照,记录目标物坐标和镜头信息,能自动还原记录状态辅助人工复核两虫图像识别系统:采用嵌套循环逐像素扫描识别图片,采用DBSCAN聚类技术实现两虫标记,基于大数据利用积卷神经网络技术识别两虫类别,识别率超过80% 应用领域疾控中心自来水厂矿泉水厂环境监测站第三方检测机构等创新点:北京华科仪科技股份有限公司与中国科学院生态环境研究中心通过开展深入合作,参照国内外研究进展及国内水质检测的实际情况,以降低设备和检测成本为目标,围绕“两虫”检测方法、仪器研制、自动识别系统等方面开展了系统的研发,开发出基于“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”和人工智能技术的多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统,彻底解决了我国饮用水“两虫”检测过程中检测成本高昂、人工识别主观性和技术性、依赖进口技术和设备等诸多问题。多通道两虫检测一体化预处理设备及辅助自动识别系统
  • 新品上市:ChemiDoc Go荧光及化学发光成像系统
    点亮蛋白条带,赋能科学研究 — StarBright完美搭档全新ChemiDoc Go成像系统。全新 ChemiDoc Go 荧光及化学发光成像系统采用先进的互补金属氧化物半导体(CMOS)感光元件和高强度LED光源,并使用背照式传感器技术,在灵敏度和动态范围方面与传统CCD成像相比毫不逊色。您可以在ChemiDoc Go系统上实现传统的化学发光、比色检测等应用,也可使用StarBright Blue荧光二抗进行蛋白印迹的多重检测。在蛋白印迹实验中,您还可使用免染凝胶归一化总蛋白,实现更为精准可靠的蛋白内参定量。先进的CMOS传感器技术经过多年发展,CMOS传感器技术现已能满足生命科学成像的苛刻要求,与电荷耦合器件(CCD)检测相比,其具有更高的效率和更大的像素密度(超2000万像素)。另外,ChemiDoc Go成像系统的新型高灵敏度背照式CMOS传感器所需的冷却要求及功率也更低,从而增强了系统的可靠性。全LED光源ChemiDoc Go系统中新增了用于透照和落射照明的全LED光源。多个光源可为对应应用提供精确的激发或照明,全LED光源设计提升了系统性能,并具有超长使用寿命。兼容StarBright荧光标记抗体ChemiDoc Go系统现在支持使用StarBright Blue 520和700荧光二抗进行成像,实现多重荧光蛋白印迹检测。安全云存储ChemiDoc Go系统是首款与BR.io云平台连接的Bio-Rad成像系统,其可简化图像上传到云端安全文件夹中后的数据存储、共享和分析程序。三步触控实验流程使用Image Lab Touch软件,选择适合您应用的优化预设、选择“Acquire(获取)”、选择多种文件格式保存图像,即可完成实验操作。您可将图像保存到所在机构的网络、U盘或BR.io云账户,也可使用专用打印机打印图像。可使用Mac或PC版Image Lab软件随时随地分析数据。可使用PC安全版本Image Lab软件维护电子记录,以符合美国FDA 21 CFR Part 11的规定。申请试用:本产品仅用于科研,不可作临床诊断使用。Bio-Rad 是 Bio-Rad Laboratories, Inc. 在特定区域的商标。
  • 河北北方学院199.50万元采购酶标仪,荧光显微镜,PCR,化学发光
    详细信息 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院竞争性磋商公告 河北省-张家口市 状态:公告 更新时间: 2022-12-16 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院竞争性磋商公告 发布时间: 2022-12-16 一、项目基本情况 项目编号: HBZJ-2022N1753 项目名称: 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院 采购方式: 竞争性磋商 预算金额: 1995000.00 最高限价: 1955000 采购需求: 全自动蛋白印迹处理系统2套、全自动化学发光分析仪1台、全自动一体式微滴式数字PCR仪1台、倒置荧光显微镜1台、多功能酶标仪1台。 #detail# 合同履行期限: 详见采购文件 本项目(是/否)接受联合体投标: 0 二、申请人的资格要求 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3.本项目的特定资格要求: 无 三、获取招标文件 时间: 2022年12月19日至 2022年12月23日, 9:00-12:00-12:00-17:00(北京时间,法定节假日除外) 地点: 登录“招标通电子招投标交易平台”(http://www.hebztb.com/)自行下载磋商文件,并及时查看有无澄清和修改。 方式: 其它 售价: 0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022年12月30日09点00分(北京时间) 地点: 招标通电子招投标交易平台 四、响应文件提交 截止时间: 2022年12月30日09点00分 五、开启 时间: 2022年12月30日09点00分 地点: 招标通电子招投标交易平台 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 六、其他补充事宜 七、其他补充事宜 1.本项目不接受进口产品投标。 2.本项目采用全流程电子招投标形式,供应商无须到达开标现场。电子招标、投标、开标的流程详见“招标通电子招投标交易平台”操作手册,“招标通电子招投标交易平台”联系方式:400-0311-616。请供应商及时办理河北CA数字证书,以免影响本次磋商,联系方式:400-707-3355。 3. 因供应商自身的原因未能在有效期内完成注册,将会导致报名不成功,其后果由供应商负责。潜在供应商如未在“招标通电子招投标交易平台”下载磋商文件及相关资料,或未获取到完整资料,导致投标被否决,自行承担责任。 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 八、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: 河北北方学院 地址: 张家口市经开区钻石南路11号 联系方式: 张磊 0313-4029197 2.采购代理机构信息 名 称: 河北中机咨询有限公司 地 址: 石家庄市跃进路3号天元商务大厦12楼 联系方式: 郝建伟、霍海东 0311-86063928 3.项目联系方式 项目联系人: 郝建伟、霍海东 电 话: 0311-86063928 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:酶标仪,荧光显微镜,PCR,化学发光 开标时间:2022-12-30 09:00 预算金额:199.50万元 采购单位:河北北方学院 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:河北中机咨询有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院竞争性磋商公告 河北省-张家口市 状态:公告 更新时间: 2022-12-16 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院竞争性磋商公告 发布时间: 2022-12-16 一、项目基本情况 项目编号: HBZJ-2022N1753 项目名称: 河北北方学院教学设备采购项目(贴息贷款)-医学检验学院 采购方式: 竞争性磋商 预算金额: 1995000.00 最高限价: 1955000 采购需求: 全自动蛋白印迹处理系统2套、全自动化学发光分析仪1台、全自动一体式微滴式数字PCR仪1台、倒置荧光显微镜1台、多功能酶标仪1台。 #detail# 合同履行期限: 详见采购文件 本项目(是/否)接受联合体投标: 0 二、申请人的资格要求 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定; 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 无 3.本项目的特定资格要求: 无 三、获取招标文件 时间: 2022年12月19日至 2022年12月23日, 9:00-12:00-12:00-17:00(北京时间,法定节假日除外) 地点: 登录“招标通电子招投标交易平台”(http://www.hebztb.com/)自行下载磋商文件,并及时查看有无澄清和修改。 方式: 其它 售价: 0 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 2022年12月30日09点00分(北京时间) 地点: 招标通电子招投标交易平台 四、响应文件提交 截止时间: 2022年12月30日09点00分 五、开启 时间: 2022年12月30日09点00分 地点: 招标通电子招投标交易平台 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、公告期限 自本公告发布之日起3个工作日。 六、其他补充事宜 七、其他补充事宜 1.本项目不接受进口产品投标。 2.本项目采用全流程电子招投标形式,供应商无须到达开标现场。电子招标、投标、开标的流程详见“招标通电子招投标交易平台”操作手册,“招标通电子招投标交易平台”联系方式:400-0311-616。请供应商及时办理河北CA数字证书,以免影响本次磋商,联系方式:400-707-3355。 3. 因供应商自身的原因未能在有效期内完成注册,将会导致报名不成功,其后果由供应商负责。潜在供应商如未在“招标通电子招投标交易平台”下载磋商文件及相关资料,或未获取到完整资料,导致投标被否决,自行承担责任。 七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。 八、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: 河北北方学院 地址: 张家口市经开区钻石南路11号 联系方式: 张磊 0313-4029197 2.采购代理机构信息 名 称: 河北中机咨询有限公司 地 址: 石家庄市跃进路3号天元商务大厦12楼 联系方式: 郝建伟、霍海东 0311-86063928 3.项目联系方式 项目联系人: 郝建伟、霍海东 电 话: 0311-86063928
  • 罗氏电化学发光免疫分析仪入驻海南妇产科医院
    日前,海南妇产科医院新引进的罗氏cobase411电化学发光免疫分析仪正式投入使用。  该分析仪采用最先进的化学原理和最先进的生物医学工程技术,与酶免疫技术、放射免疫技术相比,它具有超高的检测灵敏度、宽泛的检测线性、稳定的检测试剂、快速的检测时间等优点,并且对患者没有伤害,是目前我市测定各种激素、肿瘤标志物、药物及其他微量生物活性物质等项目最先进的仪器。  作为妇产科专科医院,该院目前已开展畸胎瘤及胎儿畸形诊断、卵巢、子宫内膜的诊断和治疗监测 开展乳腺癌的监测和筛选、观察闭经、性早熟、妊娠、不孕不育、泌乳素瘤等性激素六项疾病指标、效果判断早孕、异常妊娠、葡萄胎、绒癌等诊断,监护先兆流产、人流等十几个项目。同时,该院的健康体检项目更具性价比,更具国内领先水平,进一步树立了该院在省内妇产科的核心地位。
  • 稳态瞬态荧光光谱仪在力学存储/可视化行为的自充能、可持续力致发光的应用研究
    自充能、可持续力致发光力致发光是指材料在力学刺激下产生的一种发光行为。由于其独特的力学-光学响应特性,力致发光为实现力学传感及其可视化提供了新思路和新途径。目前发现的力致发光材料多数仅表现出动态力学刺激下的瞬态发射行为,极大地限制了其在力学的可视化显示和成像方面的应用。可持续力致发光材料能够在力学刺激停止后继续保持发光行为,对可持续力致发光材料的开发是应对上述问题的有效方式。此前,研究人员通过陷阱工程设计,在特定材料体系中获得了力学刺激后可持续的力致发光现象。然而,该类可持续力致发光材料在使用前必须经历预辐照,在其结构内部预先储存能量,这不仅增加了实际应用时操作的难度,也难以实现该类材料的循环稳定使用。因此,实现无需预辐照的自充能、可持续力致发光成为当前研究的热点之一。中国科学院兰州化学物理研究所王赵锋团队在国际知名期刊Advanced Science上发表的题为“Self‐charging persistent mechanoluminescence with mechanics storage and visualization activities”的研究论文。本文研制出一种自充能、可持续力致发光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS(SAOCD/PDMS),该材料在力学的刺激下,无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光,有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求,极大提升了长寿命力致发光材料的应用便利性。本工作通过将SAOCD (SAOCD) 粉末复合到PDMS基质中,创建了一种新型的力致发光材料,即自充能、可持续力致发光材料。无需任何预辐照,所制备的SAOCD/PDMS弹性体可以直接在力学刺激下表现出强烈且持久的力致发光,这极大地促进了其在力学照明、显示、成像和可视化中的应用。通过研究基体效应以及热释光、阴极发光和摩擦电特性,界面摩擦起电诱导的电子轰击过程被证明是机械刺激下SAOCD中自充能能量的原因。基于独特的自充电过程,SAOCD/PDMS进一步展现出力学存储和可视化读取行为,为机械工程、生物工程和人工智能领域 处理力学相关问题带来了新颖的思路和方法。 自激活、长寿命力致发光材料的设计制备与性能研究 图1 SAOCD/PDMS复合弹性体的制备流程、性状及力致发光性能 当施加拉伸、摩擦、压缩等力学刺激时,复合弹性体呈现出直接的自激活力致发光,不需要额外的预辐照(图1c)。复合弹性体的力致发光性能随SAOCD颗粒中Dy的含量增加呈现出先增后减的趋势(图1d)。随着施加应变的增加,SAOCD/PDMS弹性体的ML强度随之增加,其在应力/应变传感方面表现出良好的应用价值。此外,该复合弹性体的力致发光还表现出良好的热稳定性(图1f)。图2 (a)SAOCD的力致发光和余辉示意图;(b)SAOCD/PDMS复合弹性体在拉伸、摩擦、压缩条件下的力致发光和余辉照片;(c)不同浓度Dy离子掺杂SAOCD/PDMS复合弹性体的摩擦余辉光谱图。 该材料在力学的刺激下,无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光(图2),有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求,极大提升了可持续力致发光材料的应用便利性。图3 SAOCD的自激活力致发光及余辉机理明确了SAOCD/PDMS的自激活力致发光和余辉的物理过程,即在外力刺激下SAOCD与PDMS产生界面摩擦电作用,SAOCD的电子转移到PDMS表面,SAOCD与PDMS间形成高能电场,PDMS表面电子被加速,轰击SAOCD,使得SAOCD中的电子受激从价带跃迁至导带,一部分直接和发光中心结合产生力致发光,另一部分被陷阱捕获,外力撤除后自发释放转移至发光中心产生余辉。机械力学信息的存储与可视化读取器件研究图4 (a)力致发光复合材料的应力存储和可视化读取示意图;(b)SAOCD/PDMS复合弹性体对机械力学信息的存储、读取原理及功能展示。 通过利用SAOCD/PDMS材料中特有的自充能物理过程,进一步发展出了一种力学信息的存储与可视化读取技术(图4)。在机械刺激下,力学信息将会以陷阱捕获载流子的方式在材料内部进行存储,随后,在热刺激下,所存储的力学信息将以可视化的形式得到读取,所存储和读取的力学信息主要包括力学强度、发生时间及其空间分布等。作者简介王赵锋简介:中国科学院兰州化学物理研究所研究员,博士生导师,2006年毕业于兰州大学材料化学专业,获理学学士学位,2011年毕业于兰州大学材料物理与化学专业,获工学博士学位。2011年至今,先后于中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室、美国德克萨斯州立大学化学与生物化学系、美国康涅狄格大学材料科学研究所进行科学研究。主要研究方向为摩擦/力致发光材料及应用,在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., Nano Energy, Mater. Horiz., Adv. Sci.等期刊发表论文100余篇(被引用5000余次,h因子40),编写书籍章节两部,申请/授权国家发明**10余项,研究成果被国内外知名媒体如中国科学报、中国科普博览、人民日报、中科院之声、New Scientist、Nanowerk、Science Trends等专题报道。现为国内知名期刊《稀土学报(英文版)》、《材料导报》、《发光学报》青年编委,以及中国机械工程学会表面工程分会青年学组特邀专家。2015年获美国环境保护署P3提名奖,2017年获甘肃省自然科学二等奖,2018年获中科院高层次人才计划择优支持,2020年获甘肃省杰出青年基金支持,所带领的研究团队获2021年度甘肃省“青年安全生产示范岗”荣誉称号,2022年获中科院区域发展青年学者称号。相关产品推荐 本研究的力致发光光谱数据采用卓立汉光搭建的组合荧光系统采集,配置Omni-λ300i系列“影像谱王”光栅光谱仪对光谱进行分光。目前,该组合荧光系统已经升级为OmniFluo900 系列稳态瞬态荧光光谱仪,如需了解该产品,欢迎咨询。 免责声明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容(含图片)来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有,北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。 如果您认为本文存在侵权之处,请与我们联系,会*一时间及时处理。我们力求数据严谨准确, 如有任何疑问,敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。
  • 贺利氏授权上海汉尧为其空心阴极灯产品中国独家代理商
    仪器信息网讯 2013年4月28日,中国上海,贺利氏特种光源公司(下简称,贺利氏)和上海汉尧仪器设备有限公司(下简称,上海汉尧)签署3年期独家合作协议。  该协议声明:上海汉尧成为2013至2015年贺利氏空心阴极灯(元素灯)及相关产品的中国大陆地区独家代理商。此项协议的签署,将进一步密切贺利氏特种光源与上海汉尧的合作,双方均对合作的前景充满信心。  德国贺利氏集团至今已有超过160年的历史。作为全球领先的特种光源研发制造商,HERAEUS研发制造的空心阴极灯产品品种和技术规格齐全,不同型号规格的空心阴极灯产品,可以适用于几乎所有的原子吸收光谱仪。  上海汉尧专注为中国实验室用户提供高品质产品和技术服务,与HERAEUS特种光源的友好合作超过5年,今后,上海汉尧将与HERAEUS特种光源继续携手,将更多更好的优质分析光源产品和服务,提供给国内用户。(编撰:萧然)
  • 发布SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统新品
    北京冠远科技有限公司产品【SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统】与其它辐照食品检测方法相比,该方法有许多突出优点:  1、样品无需前处理——绝大多数样品(粉状和颗粒)取样后放入培养皿中即可测量。  2、操作简单——仅需15-60秒就可得到结果。  3、准确率高——以辐照过的草药和香料为例,一次检测正确率在95%以上。  4、适用面广——绝大多数的食品均可检测,是所有辐照食品检测方法中适用最广的一种。  5、清洁环保——无需任何化学试剂。  6、节省开支——由于无需样品前处理及试剂,日常检测费用很低。  7、携带方便——便于现场测量或不同实验室之间共用。 [主要技术参数](注:此为单机操作模式的预设参数,对于电脑操作模式可以自定义参数) 系统背景(20°C),典型值:50 cps 最大值:150 cps 脉冲开关周期:15 us 预载入计数:256 counts 中间值阈值:768 counts 阳性阈值:4096 counts 预设测试周期:15 s该仪器有两种操作模式可以选择: 筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。 与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。   北京冠远科技有限公司产品线有效覆盖石化、橡胶、炭黑、生命科学、化工工业、医药、政府、教育、环境、医药、食品、农业、钢铁、能源、电力等众多领域。 公司全面致力于为用户提供以技术应用为中心的解决方案,除为用户提供产品外,我们同时提供完善的售后服务和技术支持。创新点:该仪器有两种操作模式可以选择:筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。 SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统
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