快速微粒传感器

p 　　大气中超细颗粒物的检测首次有了低成本便携式利器。近日，北京大学物理学院肖云峰研究员和龚旗煌院士带领的课题组，成功制备了基于纳米光纤阵列的全光传感器，新传感器的单颗粒粒径分辨率首次达到10纳米。 /p p 　　颗粒物的高灵敏传感检测在环境监控、国家安全和生化研究等方面具有重要意义。基于光学方法的传感技术具有非物理接触、易于操作且灵敏度高等优势，故而传统光纤传感器已在高灵敏检测领域“大显身手”。 /p p 　　肖云峰对科技日报记者解释：“国际学术界研究表明，当光纤直径减小至光波长量级时，光纤外部产生显著的倏逝场(尺度约在百纳米量级)，其对周围环境的微弱变化极为敏感，因此，可利用颗粒物在倏逝场中的散射效应，实现对超细颗粒物的传感与尺寸分布测量。” /p p 　　据肖云峰介绍，在新研究中，他们首先精确地计算了散射效率与散射体尺寸和光纤直径的关系，预测了纳米光纤传感器的最优几何尺寸和探测极限 随后进行了高灵敏度的纳米光纤阵列的设计和制备，并通过优化光纤模式，实现了单个标准聚苯乙烯纳米颗粒的传感和测量，粒径分辨率达10纳米。 /p p 　　课题组利用这一传感器对2015年和2016年北京冬季大气细颗粒物进行了持续监测，直接获得了百纳米尺度细颗粒物的粒径分布信息及实时演化图，以此数据为基础计算得到的细颗粒物质量浓度数据与官方公布的数据趋势符合良好，展示了此成果具有较高的应用价值。 /p p 　　龚旗煌院士说：“与其他传感器相比，纳米光纤型传感不仅精度高，且成本低、操作简单、便于携带，可快速精准地检测出大气中的超细颗粒物，有望为环境保护和雾霾形成机理研究提供一种新的工具。” /p p 　　这项成果发表在重要光学期刊《光：科学与应用》上，研究得到了国家自然科学基金委、科技部等的支持。 /p

“随着智能制造、工业互联网、健康医疗产业的发展，作为其核心技术的生物传感器产业也随之迎来庞大的市场需求，山东省生物传感器重点实验室将加快产业化应用，抢夺市场先机。”山东省科学院副院长刘孟德在14日举行的生物传感器技术及产业发展论坛上表示。市场蛋糕巨大当日，国内生物传感器领域的专家齐聚济南，围绕临床检验、家庭医疗、环境监测、工业过程和生化反恐等诸多领域的生物传感器技术及相关产业，探讨以山东省生物传感器重点实验室和山东省生物传感器技术研究推广中心为载体，组建生物传感器工程技术中心，加速推动产业化发展。　　山东省科学院生物研究所所长、山东省生物传感器重点实验室主任史建国告诉记者，从20世纪80年代起，生物传感器在生物医学检验、疾病诊断与治疗、食品分析、环境监测、工业过程检测与控制、毒物检测及战争生化预警等领域得到广泛应用，并成为现代分析仪器的前沿科技领域和国际市场竞争的热点。“我国在生物传感器新原理、新方法和新结构方面已取得一系列国际先进或国际领先的科研成果，但研究成果向产业转化进程还比较缓慢。”中国科学院生物物理研究所研究员张先恩告诉记者，2010年全球生物传感器市场销售额突破了100亿美元，预计2020年将达到225亿美元。其中临床检验占44.9%，家庭诊断20.2%，环境监测14.3%，实验室10.7%，工业过程6.6%，生化反恐3.3%。但我国目前生物传感器产品的国际市场份额不超过10%。根据全球知名市场调研公司PMR发布的一份新报告，未来6年，全球生物传感器市场将经历快速增长，该市场2014市值为129亿美元，到2020年将达到225亿美元，复合年增长率为9.7%。由于医疗保险普及率的不断扩大、人口基数大以及卫生保健系统的不断升级，亚太地区将成为增长最快的地区。　　“当前慢性病及生活方式相关疾病发病率上升、不断增长的老龄人口、生物传感器在各行业的广泛应用、纳米技术在医疗保健领域的应用，推动了生物传感器市场的快速增长。”张先恩表示。推动产学研协同创新山东在生物传感器领域的技术和产业化已经走在了前面。据史建国透露，山东省科学院生物研究所意欲借助其工业生物传感器研究和产业化应用的科技平台，组建跨部门、跨行业、跨区域的生物传感器研发布局和协同创新体系。据了解，山东省科学院生物研究所是我国惟一实现生物传感器产业化应用的科研单位，已先后研制出葡萄糖、还原糖、乳酸等多种生化分析传感器，建立了生物传感器在工业环境下运行的实验方法、操作规程、配套试剂及培训服务体系，产品占国内市场95%以上(其余5%为进口产品)，在我国食品发酵、生物医药等科研及产业领域实现了广泛应用，突破了传统生产过程只依赖于物理和化学传感器的落后局面，打破了国外技术封锁，为我国生物工业的过程控制提供了先进的技术支撑。“以氨基酸发酵产业为例，全国年产量300多万吨，年总产值超过400亿元 生物传感器应用于氨基酸生物反应器的系统优化、葡萄糖流加控制、产物分离提取等过程，可提高产率10%-15%，年增经济效益达40亿元以上。按照整个工业生物技术产业应用情况计算，年增经济效益可达100亿元以上。”史建国说。　　据史建国透露，山东省科学院生物研究所将与中科院及相关企业合作，利用生物传感器研发布局和协同创新体系，开发新的酶分子元件，增加生物传感器检测指标，实现对多种代谢产物的检测 将生物传感器与物理、化学传感器融合，研发多传感器分析模块，建立工业生物过程的在线检测与自动控制系统 生物传感器与信息技术、物联网技术结合，构建新型的智能化工业生物过程控制与运行模式。　　“当前山东工业转型升级的焦点和瓶颈问题是缺乏关键的核心技术对传统产业进行产业升级，山东省科学院组建生物传感器研发布局和协同创新体系是有益的探索。”山东省经信委科技处处长封宗庆当日表示，我省将积极推动此类产学研协同创新。

PSS-780 A2000 SIS不溶性微粒检测设备 注射剂不溶性微粒检测方案全覆盖提升注射剂用药安全遵循最新法规规范基本信息仪器型号：PSS-780 A2000 SIS工作原理：光阻法[Light Obscuration(LO), Light Extinction(LE),Light block(LB)]检测范围： 0.5 μm – 400 μm PSS-780 A2000 SIS不溶性微粒检测设备集自动进样、自动检测、数据处理以及自动清洗等全自动检测功能于一身，为注射剂检测提供安全、快捷、高效、可靠的不溶性微粒分析解决方案。其搭载的系列传感器采用先进的半导体用光阻法单颗粒光学传感技术（SPOS），更额外加载了光散传感器，除覆盖传统的光阻法检测范围1.5 μm – 400 μm外，更可下探到0.5μm的极限值。 PSS-780 A2000 SIS不溶性微粒检测设备内置各国药典的检测标准，更可通过自定义检测标准符合多种应用场景，也可以避免后续药典标准升级之虞。 PSS-780 A2000 SIS不溶性微粒检测设备搭载的AccuSizer软件完全符合US 21CFR Part11要求，具有数据自动备份，审计追踪，权限分级，电子签名，以及可连接Lims系统等多项功能，具有50uL的微量进样能力，是检测大小注射液、蛋白注射液、混悬液、口服液、滴眼液等液体制剂及无菌粉末和无菌原料药的不二选择。技术优势1、检测范围广0.5μm-400μm；2、高分辨率，高灵敏性，统计精度高；3、粒子灵敏度 ≤10PPT4、粒径准确度 ≥98%5、粒子计数准确度 ≥90%6、符合21CFR法规软件——符合cGMP要求；7、现场校准，无需返厂；8、模块化设计，便于升级及维护；9、512通道，不放过任何细微颗粒；10、符合美国药典USP787、788、789、1788、中国药典CP、欧洲药典EP、日本药典JP等要求，且可自定义报告和标准；11、集自动取样（选配）、自动检测、数据处理以及自动清洗等自动化功能与一身；512数据通道 对于颗粒计数器来说，通道数越多，意味着其在特定测量量程内划分的区域越多。AccuSizer 780 颗粒计数器系列的仪器对于0.5μm - 400.0μm的测量范围按照指数等级划分有512个通道，意味着其在粒径越小处划分的范围越细，例：1.586μm-1.675μm。这样做的优点是显而易见的，一方面仪器实现了计数的精准性，将测量的结果作最细致的分析，而不是将结果作大致的分类。另一方面，对于测量复杂体系和多组分的样品，数据能很好的体现在结果图谱及数据中。图1多通道的优势 如上四张图是同样一个样本在使用不同通道的时候的表现，明显可以看出，使用8、16、32个通道的时候，仅仅能判断颗粒度在一个范围内，不能明确到底多大。而换用512高通道后，粒径大小的辨析度明显增加，对于峰值的判断更加清晰明了。高分辨率 高通道的优势换来的是高分辨率的优势。所谓分辨率，在这里指的是分辨同一体系内不同粒径大小的能力。得益于超前的设计理念和软硬件组合，AccuSizer 780系列仪器除了能够呈现完全不同于经典光散射的颗粒计数分布外，相对于经典的电阻法和光阻法，具有更高的分辨率和精准性。它不会错过任何“尾部” 大颗粒，而这些“尾部”大颗粒往往是决定产品好坏的标准。图2 AccuSizer 780 高分辨率展示 如图2所示，同一个样本中混合0.7μm，0.8μm，1.3μm，2μm，5μm，10μm，15μm，20μm，50μm，100μm，200μm 11种标准PSL粒子，AccuSizer 780可以很容易将每种不同大小的标粒区分清楚。图3 SPOS VS Laser diffraction 图3展示了同一个样本在SPOS技术和激光衍射法（Laser diffraction，LD）粒度仪中测得的结果。样本使用的是过400目筛(37μm）的样本。SPOS技术（绿色线）显示在35μm以上是没有粒子的，这和实际情况相符。但是使用LD检测得到的仅仅是“相似”的分布，但是在100μm本来没有颗粒的情况下却给出了还有大量大颗粒的假性结果。US 21CFR Part 11法规软件——符合cGMP要求 AccuSizer 780 A7000 APS不溶性微粒检测仪全系配备了符合美国联邦法规21章第11款（21 CFR PART11）要求的软件。具有数据自动备份，审计追踪，权限分级，电子签名，可连接Lims系统等多项功能。 中国食品药品监督管理局（NMPA）有政策趋势将对医药研发企业实施规范的GLP 管理。使用符合21 CFR PART 11法规的软件更能符合现在GLP/GMP的要求。产品优势 模块化设计将主机（数据处理中心），进样器，传感器分模组进行设计，既利于维护，也有助于后续的升级。主机：512通道计算实现仪器的高分辨率、高灵敏度；进样器：使用洁净度、耐受度超高的PFA管路，测样过程安全、简单、快捷，配备不同型号的注射器，拆卸方便；传感器独立安装，方便拆卸，既有利于维护维修，也便于更换其他型号传感器。CETAC自动进样器微量进样器微量进样 随着诸如蛋白质注射液等新型注射剂的研发和上市，对于金贵样品的“痕量”检测提出了要求。PSS使用先进的微控技术，可以实现最小容量到50μl的检测量，大大减少样品浪费，降低检测成本。 而新版药典如对于体积精度更是提出了苛刻的要求。AccuSizer 780 A2000 SIS不溶性微粒检测通过了严格测试，可以保证进样量的准确性。CETAC自动进样 在传统的粒度仪使用过程中，需要操作人员时刻在现场操作。因为粒度仪的测试结果都是累计结果，也就是说，数据需要一定的时间来累积才能获得准确的结果。一般来说，一个样品要取得比较好的数据重现性和准确性，需要3-15分钟，甚至更长时间。现代实验室如果有大量的样品进行检测，会花费很多时间。PSS粒度仪可全系搭配CETAC自动进样系统，一次性可以检测24-96个样品，这会大大节省操作时间。创新点：1、全新型号传感器 2、更新了外观设计 3、软件版本的升级 PSS-780 A2000 SIS不溶性微粒检测设备