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轴重仪标定原理

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轴重仪标定原理相关的资讯

  • 溶解氧测试仪的两种标定方法分享
    氧能溶于水,溶解度取决于温度、水表面的总压、分压和水中溶解的盐类。大气压力越高,水溶解氧的能力就越大,其关系由亨利(Henry)定律和道尔顿(Dalton)定律确定,亨利定律认为气体的溶解度与其分压成正比。  溶解氧测试仪的电极由阴极和带电流的反电极、无电流的参比电极组成,电极浸没在电解质如KCl、KOH中,传感器有隔膜覆盖,隔膜将电极和电解质与被测量的液体分开,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵入而导致污染和毒化。  氧量测量传感器由阴极和带电流的反电极、无电流的参比电极组成,电极浸没在电解质如KCl、KOH中,传感器有隔膜覆盖,覆膜将电极和电解质与被测量的液体分开,只有溶解气体能渗透覆膜,因此保护了传感器,既能防止电解质逸出,又可防止外来物质的侵人而导致污染和毒化。  向反电极和阴极之间施加极化电压,假如测量元件浸人在有溶解氧的水中,氧会通过隔膜扩散,出现在阴极上的氧分子就会被还原成氢氧根离子。电化学当量的氯化银沉淀在反电极上,对于每个氧分子,阴极放出4个电子,反电极接受电子,形成电流。  溶解氧测试仪的标定方法一般可采用现场取样标定或标准液标定,下面咱们就来了解一下:  1、现场取样标定法:在实际使用中,多采用Winkler方法对溶解氧分析仪进行现场标定。使用该方法时存在两种情况:取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数仍为M1,这时只须调整仪表读数等于A即可;取样时仪表读数为M1,化验分析值为A,对仪表进行标定时仪表读数改变为M2,这时就不能将调整仪表读数等于A,而应将仪表读数调整为1MA×M2。  2、标准溶液标定法:标准溶液标定一般采用两点标定,即零点标定和量程标定。零点标定溶液可采用2%的Na2SO3溶液。量程标定溶液可根据仪表测量量程选择4M的KCl溶液(2mg/L);50%的甲醇溶液(21.9mg/L)。
  • 基于光线模型的成像系统标定与三维测量进展
    一、背景介绍:机器视觉可称为人工智能的“慧眼”,成像系统的标定又是机器视觉处理的重要环节之一,其标定精度与稳定性直接影响系统工作效率。在传统机器视觉与摄像测量标定领域,小孔透视模型仍存在高阶透镜畸变无法完备表征和多类复杂特殊成像系统不适用的问题。而基于光线的模型以成像系统聚焦状态下每个像素点均对应空间一条虚拟主光线为前提假设,通过确定所有像素点所对应光线方程的参数即可实现标定与成像表征,可避免对复杂成像系统的结构分析与建模。基于该光线模型,研究院相关课题组发展了各类特殊条纹结构光三维测量方法与系统,实验证明光线模型可通用于多类复杂成像系统的高精度测量,是校准非针孔透视成像系统的有效模型,可作为透视模型的补充。二、光线模型Baker等人最早提出了一种可表征任意成像系统的光线模型[1],认为图像是像素的离散集合,并以一组虚拟的感光元件“光素”表示每个像素与某像素相关联的空间虚拟光线间的完整几何特性、辐射特性和光学特性,如图1所示。因此,光线模型的标定即确定出所有像素点对应的光线方程,无需严格分析和构建成像系统的复杂光学成像模型,具备一定的便携性和通用性,从一定程度上也可避免镜头畸变的多项式近似表征引入的测量误差,为非小孔透视投影模型成像系统的表征提供了一种新的思路。图1 成像系统的光线模型示意图三、基于光线模型的条纹结构光三维测量在条纹结构光投影三维测量领域,光线模型一方面可作为三维重建的光线方案,用于表征大畸变镜头、光场相机、DMD投影机、MEMS投影机等多类特殊结构的成像与投影装置,可发展新的基于光线模型的条纹结构光三维测量方法与系统;另一方面,发掘光线模型在结构光测量中的优势,光线模型对克服投影与相机的非线性响应、大畸变镜头成像下提升三维重建精度具有优异的效果。3.1 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统光线模型与三维测量课题组开发了小视场远心结构光测量系统,采用Scheimpflug结构设计确保公共景深覆盖,如图2所示。考虑到远心镜头属平行正交投影、Scheimpflug倾斜结构造成畸变模型非中心对称,因此,提出一种基于光线模型的非参数化广义标定方法[2]。系统中相机与投影机成像过程均采用光线模型表征,标定其像素与空间光线对应关系,计算光线交汇点坐标,实现三维重建。图3展示了系统实物图与五角硬币局部小区域的三维测量结果,测量精度为2 μm。图2 Scheimpflug小视场远心结构光测量系统图3 测量系统实物图与五角硬币局部的三维测量结果3.2光场相机的光线模型标定与主动光场三维测量课题组发展了基于主动条纹结构光照明的光场三维测量方法与系统。光场相机通过在传感平面前放置微透镜阵列,实现光线强度和方向的同时记录,由于存在微透镜加工误差、畸变像差、装配误差等复杂因素影响,光场相机完备表征与精密标定是个难题。课题组提出光线模型表征光场成像过程[3],即将光场相机内部看作黑盒,直接建立像素m与所对应的物空间光线方程l的参数,如图4所示。并通过标定光场所有光线与投影条纹相位的映射关系实现被测为物体的高精度三维测量,考虑光场多角度记录特点,构建基于条纹调制度的数据筛选机制,实现了场景的高动态三维测量,如图5所示,黑色面板与反光金属可同时重建。图4 光场成像模型图5 主动光场高动态三维测量3.3 DMD投影机与双轴MEMS激光扫描投影机的光线模型标定与三维测量基于微机电系统(MEMS)激光扫描的投影机以小型化、大景深的优势被应用于条纹投影测量系统,如图6(a)所示。但由于其依赖激光点的双轴MEMS扫描投影图案,不依赖镜头成像,透视投影模型表征会存在一定误差。此外, DMD等依赖镜头成像的投影机,大光圈设计也会影响小孔透视投影模型的表征精度。对此,课题组采用光线模型表征投影机[4],并提出了一种基于投影机光线模型的条纹投影三维测量系统标定方法,该方法根据双轴MEMS投影的正交相位对光线进行识别追踪,利用投影光线与相机构建的三角测量实现了三维重建。进一步发现:由于投影光线的相位一致性特性,光线模型可显著抑制系统非线性响应引起的测量误差,图6(b)展示了单目系统在3步相移条件下(未额外矫正非线性响应),分别使用透视投影模型与光线模型对石膏雕塑的三维重建结果,可见光线模型对非线性响应影响具有免疫性。图6 双轴MEMS激光扫描投影原理和石膏雕塑三维重建结果(3步相移,左图为透视投影模型,右图为光线模型)3.4单轴MEMS激光扫描投影机光线模型标定与三维测量单轴MEMS投影机将激光点扫描拓展为面扫描大幅提升了投影速率,可应用于动态测量。针对单轴MEMS投影机无透镜结构使得针孔模型不适用、单向投影无法提供正交相位特征点的问题,课题组提出一种基于等相位面模型的系统标定方法[5],推导出了相机反向投影射线与该等相位面交点处的三维坐标值与相位值间新的映射函数,实现了快速三维重建。图7展示了使用高速相机搭建的单目测量系统和重建场景,投影采集速率为1000 frame/s,采用4步相移与雷码图相位展开,三维重建速率为90 frame/s。后续为适应更高速率测量应用,可将单目扩展为双目或多目系统,采用单帧解调相位和多极线约束相位展开等方法减少投影图像数量,提升三维测量速率。图7三维测量系统与动态重建场景3.5大畸变镜头成像的光线模型标定与三维测量针对传统低阶多项式不能完备表征大畸变镜头的问题,课题组采用光线模型表征大畸变镜头相机成像,并提出一种完全脱离对相机和投影机内参依赖(透视模型依赖相机与投影机内参)的光线与条纹相位映射的三维重建方法。通过直接标定相机光线与条纹相位的倒数多项式映射系数,避免了繁琐耗时的对应点搜索与光线插值操作。图8为装配4 mm广角镜头的光线标定结果与标准球三维测量结果,可见由于广角镜头畸变较大,光线模型较透视模型重建质量有所提升。图8 广角镜头光线标定与标准球三维测量数据的拟合误差分布(a)透视投影模型,(b)光线映射模型四、总结光线模型通过确定所有像素点所对应光线方程的参数实现标定与成像表征,从而避免了对复杂成像(投影)系统的结构分析与建模,解决了特殊条纹投影三维测量系统的标定与重建问题,同时在条纹投影三维测量的系统非线性相位误差抑制和精度提升上展示出优异性能。在结构光三维测量的未来发展中,可进一步扩展光线模型三维测量的方法与应用,提升测量精度、效率与通用性,解决各类特殊复杂场景中的应用测量问题。参考文献[1] Baker S, Nayar S K. A theory of catadioptric image formation[C]//Sixth International Conference on Computer Vision (IEEE Cat. No.98CH36271), January 7, 1998, Bombay, India. New York: IEEE Press, 1998: 35-42.[2] Yin Y K, Wang M, Gao B Z, et al. Fringe projection 3D microscopy with the general imaging model[J]. Optics Express, 2015, 23(5): 6846-6857.[3] Cai Z W, Liu X L, Peng X, et al. Ray calibration and phase mapping for structured-light-field 3D reconstruction[J]. Optics Express, 2018, 26(6): 7598-7613.[4] Yang Y, Miao Y P, Cai Z W, et al. A novel projector ray-model for 3D measurement in fringe projection profilometry[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2022, 149: 106818.[5] Miao Y P, Yang Y, Hou Q Y, et al. High-efficiency 3D reconstruction with a uniaxial MEMS-based fringe projection profilometry[J]. Optics Express, 2021, 29(21): 34243-34257.课题组简介:本文作者:刘晓利 ,杨洋 ,喻菁 ,缪裕培 ,张小杰 ,彭翔 ,于起峰 ;深圳大学物理与光电工程学院深圳市智能光测与感知重点实验室。以于起峰院士领衔的深圳大学智能光测图像研究院主要研究方向包括大型结构变形与大尺度运动测量、超常光学测量与智能图像分析、计算成像与三维测量以及多传感器融合感知与控制等。
  • 深圳先进院郑炜团队提出可突破物镜标定视场极限的大视场高分辨双光子成像技术
    双光子成像具备较强的组织穿透能力、较高的分辨率和固有的光学层析能力,适用于深层组织的活体研究。传统的双光子成像能维持细胞分辨率的视场直径往往小于1 mm,限制了在大规模生物成像中的应用,如横跨多个脑区神经环路的结构与功能成像。近年来,一些新型技术通过设计特殊物镜和相应光学元件,实现可支持数毫米视场范围且保持细胞分辨率的双光子成像。但这些物镜并不是常规的商用光学元件,加工设计复杂,且使用时有较高的光学知识门槛,无法在生物成像研究中得到广泛应用。针对这一问题,中国科学院深圳先进技术研究院研究员郑炜团队提出一种有效的自适应光学方法,可矫正在大扫描角度时(大视场成像)的离轴像差,从而突破物镜的标定视场限制,在仅集成商用光学元件的基础上即实现视场直径可达3.5 mm且维持着800 nm横向分辨率的双光子成像。物镜是显微成像系统的核心部件,而物镜标定视场是一个由物镜制造商提供的数值,反映了该物镜光学像差得到有效校准的最大成像视野范围。在标定视场外的区域虽然仍能探测到光信号,只是将这部分信号用于成像时,图像模糊且存在明显畸变。为利用这一特性,团队提出一种分割矫正的无波前自适应光学补偿方法,该方法能高效且稳定地恢复标定视场外的图像质量。利用这一方法,研究人员能清晰观测到几乎覆盖了1/4小鼠大脑的神经环路成像,也能在活体小鼠大脑上监测大规模分布的小胶质细胞和微血管。该技术无需特殊光学元件,可集成到任一标准的点扫描式光学显微镜中。相关成果以Exploiting the potential of commercial objectives to extend the field-of-view of two-photon microscopy by adaptive optics为题,发表在Optics Letters上。研究由深圳先进院、香港理工大学联合完成,得到国家自然科学基金委、广东省重点实验室等项目支持。论文链接 技术原理及Thy1-GFP-M小鼠脑片大视场成像结果
  • 磁矩的量值溯源标定研究取得突破
    磁矩,是磁铁或载流体提供磁场能力的一种度量,得自其中所有闭合电流与回路面积相乘并矢量求和。关注和应用好磁矩,事关我们手机中的时钟更加精准(让原子钟的磁矩不受干扰),事关我们更早且更加清晰的看到体内发生的病变(核磁共振成像),事关我们用上更加绿色高效的电动车与发电机(高性能稀土永磁电机),事关我们从源头获知太阳与地球的演化规律并对灾害进行预测与防范(行星磁天气)……。由于未发现直接关联频标的量子效应,磁矩未被2019年颁布的新国际单位制列入量子基准序列,而且世界现行的磁性测量设备中参考的磁矩标准仍然完全依赖于镍球等实物。为了建立跟磁矩的重要性相匹配的计量手段,解决实物磁矩标准随温度、压力等环境影响的固有问题,一方面继续探索让磁矩关联频标的量子效应;另一方面应当尽快建立磁矩跟频标基准的间接关联。自20世纪50年代以来,振动样品磁强计(VSM)被开发并广泛用于研究物质磁性,尤其是尺寸形态受限材料的基本磁性,与磁天平和超导量子干涉仪(SQUID)等设备相比,VSM在磁矩测量范围、操作方便性和环境兼容性方面具有巨大优势,故而已成为表征磁性材料特性的标准仪器,其测量的精准度和可靠性提高对于磁性材料产业升级至关重要。美国国家技术研究所(NIST)曾引入比较法和斜率法两种不确定度约为0.5%的VSM校准方法,比较法使用标准镍球等实物的饱和磁矩点作为参考对象来标定设备磁矩;斜率法使用磁导率2000以上磁性材料,通过磁矩与磁场的线性依赖曲线实现磁矩和外部磁场的关联标定。原则上VSM也可以在没有标准参考的情况下运用非线性探测线圈的结构系数进行校准,然而除了无法溯源以及线圈系统的制造和组装过程偏离理想设计之外,内标非线性检测线圈的均匀鞍区比标准VSM小得多,对样品位置和振幅敏感也导致较大的不确定性。美国材料测试标准委员会(ASTM)等组织也曾经建议过使用线圈进行宽范围磁矩的标定,但标定不确定度以及如何准确溯源到量子基准,并未清晰描述。因此,宽范围、高精准度且不依赖于实物可独立溯源的磁矩标定是VSM计量校准中的一个重要问题。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学国家重点实验室长期围绕我国稀土磁性材料产业升级过程中对测量设备的迫切需求,致力于提升材料磁性测量的精准度和一致性,同时攻克磁矩不能量子溯源等基础难题。公共技术组陆俊副主任工程师长期从事精密磁性测量研究,运用高灵敏与大鞍区的振动样品磁强计探测线圈阵列的研发、锁相放大器等关键技术积累,与M03组许志一副主任工程师以及计量院张志高与贺建高工合作,在部件完全国产的振动样品磁强计中,磁矩量通过电流线圈进行量子溯源。为了实现首次建立磁矩测量与计量通往量子基准的路径,让磁矩量不依赖于线圈的材质、匝数、温度与磁场的环境影响,线圈绕组匝面积和直流电流分别使用磁通计和量子电流标准进行原位标定;磁通计分别通过伏秒发生器和核磁共振(NMR)对磁通量和磁场进行标定,从而容易地溯源到量子基准;此外,电流磁矩的标定以电流差值引起磁矩变化作为依据,原位扣除掉材质等背景影响,以避免线圈材质磁性及外场对静态磁矩的影响。为了确保大范围磁矩标定的稳定性和复现性,一方面要绕制尺寸较小同时载流能力较大的磁矩线圈,更重要的是设计并实现专门用于量子溯源标定的VSM探测线圈阵列。国内外商用的VSM的通常1%均匀区范围不超过2毫米,远不能满足让磁矩线圈获得跟NIST镍球标准可比拟的精准度,这在很大程度上制约了前述利用电流磁矩线圈进行量子溯源难题的解决。碰巧,陆俊对于VSM探测线圈系统的设计已有多年的研究积累,他根据互易原理设计并系统优化四线圈VSM探测阵列,从Biot-Sarvart定理出发逐层建构线圈阵列的灵敏度因子对应的磁场梯度分布仿真平台。通过分析检测线圈的结构和配置中的五个主要参数:主直径、垂直间距、水平间距、径向绕组数和绕层数,寻求出逐步收敛的方式优化多参数,实现纵向8毫米内0.1%不均匀度的鞍区设计指标。通过线圈磁矩标定系统的设计制作调试与在VSM中反复验证,陆俊与张志高、许志一、以及贺建合作,将0.3%不确定的鞍区尺度提高到8毫米,使得磁矩微线圈以低不确定度标定,最终实现磁矩计量在宏观磁性测量设备中的突破:设计并验证可溯源到量子基准的磁矩线圈不仅能在四个数量级范围内进行标定,不受外加磁场变化与温度波动干扰,而且在2.5~3.7微安平方米之间的精准度达到0.3%(优于不确定度为0.5%的NIST镍球标准),在计量标准源头解除我国磁性测量设备对国外的依赖,且有助于国际磁性测量标准的改进。国际单位制的变迁反映人类认知客观世界的整体水平的逐步提升,磁矩在电磁量纲体系中仍然处于短板地位,一定程度上制约着电磁学的总体认知。为了深入磁矩的测量,磁学实验室将继续发挥自身基础研究的职责优势,跟国内外同仁一道,进一步通过系统降低测量不确定度来提高磁矩量子溯源的水平,同时不断探索直接关联宏观效应与微观磁矩的量子效应。宽范围磁矩溯源量子基准的标定研究,应用于振动样品磁强计的详细进展,近期发表于IEEE仪器与测量专刊【IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 71 (2022) 1006009】。本工作的资助先后获自国家自然科学基金(批准号:51327806、12174425)、中国科学院青年创新促进会(批准号:2018009)、中国科学院重点研究计划项目(批准号:ZDRW-CN-2021-3)、以及科技部重点研发计划(批准号:2018YFF0212603、2021YFF0701000)。图1 运用电流量子溯源的磁矩线圈在振动样品磁强计中进行磁矩标定的仪器结构图图2 振动样品磁矩探测线圈阵列的多参数系统设计与优化过程分析数据曲线图集图3 经磁场梯度均匀性优化的探测线圈阵列,鞍区内灵敏度分布仿真图图4 振动样品磁强计中用磁矩线圈标定的量子溯源路径示意图图5 实测的均匀区范围以及磁矩测量准确性随振动幅度依赖曲线图6 量子溯源标定线圈的磁矩稳定性曲线图7 量子溯源标定线圈的磁矩量值跨四个数量级准确性以及跟NIST现有标准性能对照曲线
  • 小菲课堂|别动!红外热像仪不可私自标定
    标定热像仪是将热像仪所看到的(红外辐射)与已知温度相关联的过程,以便热像仪能够准确测量其所检测到的辐射。所有的FLIR热像仪都按照工厂的规格进行了标定,但随着时间的推移,电子元件老化会导致标定偏移,并产生不准确的温度测量值。因此,您需要对手中的FLIR红外热像仪定时标定!能否自行标定?如果热像仪需要标定,你能自己重新标定你的热像仪吗?答案是否定的:为了保证热像仪的准确性,你需要把它送到热像仪制造商进行定期标定,我们建议您一年标定一次。为什么热像仪标定只能由热像仪制造商来执行?让我们首先来看看热像仪是如何在实验室标定的。实验室标定热像仪标定是在有大量黑体参考源的受控条件下进行的。黑体是辐射率非常高的物理体,这意味着它们辐射并吸收几乎所有的电磁辐射(理论上理想的黑体辐射率为1.0,完全吸收并释放所有辐射)。标定实验室中的黑体是经过认证的,并可追溯到国际标准。将黑体参考源布置成一个半圆,设定不同的已知温度,然后将热像仪(与机械臂相连)依次指向每个参考源。通过标定软件获取每个温度下的信号值,并将每对信号值和温度值绘制成曲线,曲线方程基于物理模型。然后将这些数据加载到热像仪中,对其进行标定,以确保其符合精度规范。由于条件的限制,热像仪需要在实验室里重新标定。然而,如果担心你的热像仪可能会偏离标定,你可以在现场进行一个简单的校验,它是不需要任何昂贵的设备。检查标定结果值得庆幸的是:如果你的热像仪标定不合格,那么它通常会超出很多,这意味着如果你进行了校验并得到了相当准确的结果,那么你的标定可能是有效的。不过,请记住,您自己进行的标定校验不能保证热像仪标定准确,也不能取代定期维护。为了让校验有效,您首先需要在已知热像仪标定准确的情况下(例如,在实验室标定后不久)进行基线测量,这将解释您的设置和程序中的系统性错误。标定校验是通过测量已知温度的目标,并将已知温度与测量温度进行比较。在这种情况下,你可以使用沸水和融化的冰。沸水的温度约为100°C(212°F),一定要让水剧烈沸腾,仅仅从底部冒出几个气泡是不够的。(一定要防止热像仪镜头上出现冷凝水)融化的冰的温度约为0°C(32°F)。使用时一定要融化,因为直接从冰箱里拿出来的冰块会冷得多,为了达到效果,可以把冰和少量的水混合。PS:校验过程中,请使用读数准确的温度计或者热电偶准确测量沸水和冰水混合物的实际温度。将热像仪的发射率设置为0.96,并将其面向水面进行温度测量。请参阅热像仪手册以了解您热像仪的精度。例如:如果您的热像仪精度为±2°C,则98°C-102°C(208.4°F-215.6°F)之间的任何读数都在沸水的规格范围内每年都需要标定?上面描述的标定校验是一个很好的方法来确定热像仪的标定是否有问题。然而,这并不能保证你的热像仪的精度,没有适当的维护和标定,精确的测量就无法保证。FLIR热像仪每个型号的标定都是不同的。FLIR的售后服务机构通过了ISO 9001:2015认证,有资格保证你的热像仪在高峰运行条件下,以可靠性和准确性来收集数据。为了确保热像仪的准确性,我们强烈建议您每年进行一次标定。
  • 仕富梅新一代ServoCal标定气体工具箱确保现场标定快捷、方便、经济
    仕富梅新一代ServoCal标定气体工具箱为工程师进行分析仪标定提供了一个简单经济的解决方案。 尽管该产品是为满足仕富梅产品的质量要求而设计,但与此同时它也非常适合其他品牌的分析仪的使用。ServoCal 工具箱由装有特殊标定气体的112升铝气缸和单独固定流量调节器构成,并由牢固的携带箱包装,以便于运输。 便携、轻巧以及公文包式设计可以实现方便、快捷和安全的现场标定,且不需要起重装置、手推车或外部存储。 ServoCal产品兼容所有主要制造商的标定器,具有很长的寿命且在使用时不需要复杂的工具。尽管重复充装钢瓶可实现全世界范围的快速运送,但是非重复充装的钢瓶设计可以免除支付租金或可充钢瓶的快递追踪。空瓶很容易在现场回收,减少了不必要的运输和管理成本。 ServoCal 工具箱为客户提供物流优势,包括储存在某一处以便气体管理,单独或是在产品前运输到试运行的地点,或直运给工程师以减少从仓库收件的时间和成本。 该产品通过2008年的ISO:9001的质量认证,所有ServoCal气体混合物均按照NIST 或NPL空气比释动能标准制造。全系列的气体标定气已能够下订单购买,其中包括氮气,氧气,一氧化碳,二氧化碳,一氧化二氮以及甲烷。
  • 鉴知科普 光谱仪波长标定测量方法
    鉴知科普 光谱仪波长标定测量方法波长精度和重复性是光谱仪重要的质量指标之一,两者对仪器的正确使用乃至实验结果有着很大影响;另外,由于温湿度、气压、磕碰等外界因素及仪器本身随着使用年限的增加,光纤发射角、光栅的衍射能力和检测器的探测效率等内部因素的变化,会对光谱仪传感器的响应产生影响,因此,光谱仪需要定期定标才能获得更准确的数据。定义:光谱定标就是明确成像光谱仪每个通道的光谱响应函数,即明确探测仪每个像元对不一样波长光的响应,从而获得通道的中心波长及其通光谱带的宽度。在实际微型光纤光谱仪中,光波波长是由CMOS像素所反映的,因此在实际测量中由于环境和时间的影响会引起光波波长与像素之间的变化,光谱仪中各CMOS像素所对应的实际光波波长必须准确确定,否则测量的准确度就会降低。如下图1所示,大家普遍使用的交叉式光纤光谱仪采用CMOS芯片收集光谱数据,为了得到准确的测量结果,光谱仪在使用前必须进行严格的标定,确定CMOS像素和光波波长的对应关系。图1 普遍使用的交叉式结构的光纤光谱仪常用的光纤光谱仪波长标定是采用特征光谱在CMOS对应的像素点上找到相应的位置,对于SR50C来说,探测用2048单元的线阵CMOS,测量光谱为200~1000nm,每个CMOS对应约0.4nm,光栅方程可以写成 其中,m为衍射级次,d为光栅常量,i为入射角(可以认为是定值),θ为衍射角,在小角度下可以认为(sinθ~θ~x),可知波长与衍射级次近似成线性关系,综合考虑大衍射角度等各种问题,我们可以采用最小二乘法三阶多项式进行拟合,从而得到最小的偏差平方和。式中a0,a1,a2,a3为拟合系数,x1,x2,…,x6为实测像素数,y1,y2,…,y6 为拟合后的波长。利用Matlab软件进行编程求解得到y=a0+a1x1+a2x2+a3x3中的拟合系数。采用汞-氩校准光源进行标定。以鉴知技术研发的微型光纤光谱仪SR50C为例,该光谱仪的汞氩灯光谱如图2所示图2 SR50C的汞氩灯光谱根据光纤光谱仪SR50C的波长标定结果来看,可以看出该产品的光谱范围广,支持200-1000nm范围内的光谱定制,可以实现紫外、可见光、近红外波段的高分辨率光谱检测。
  • 中国计量院为“夸父一号”卫星载荷提供标定
    近日,我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将先进天基太阳天文台卫星(夸父一号)发射升空。此前,中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)对“夸父一号”硬X射线成像仪(HXI)量能器进行了地面标定试验。   据了解,HXI是“夸父一号”科学卫星的三大载荷之一,主要科学目标是在约(30~200)keV能量段,对太阳耀斑的高能辐射进行能谱和成像观测。   2018年5月至2021年7月,中科院紫金山天文台团队和中国计量院团队,利用中国计量院单能X射线标定装置,对“夸父一号”HXI量能器进行了地面标定试验。包括初样、鉴定件和正样共129个探测器的探测效率、能量线性和能量分辨率等指标的精确标定,总试验时长超过1000机时,能量范围覆盖(30-169)keV。   期间,为优化标定试验结果,中国计量院团队对单能X射线源的核心部件——单色器进行了优化设计,大大提高了单能X射线的注量率水平和通量稳定性。   该试验相当于为星载探测器刻划了精密的刻线,使它能精准地测得宇宙射线的信息,为天体物理科学研究提供准确、有价值的观测数据,为“夸父一号”将开展的太阳观测奠定了坚实基础,有望提升我国在空间科学领域的国际影响力与竞争力。
  • 黑体辐射源原理及选型
    所有物体都会在一定波长范围内发射电磁辐射。入射到物体上的辐射会被部分吸收和部分反射。在热力学平衡下,物体吸收辐射的速率与其发射辐射的速率相同。因此,良好的辐射吸收器(任何吸收辐射的物体)也是很好的发射器。完美的吸收体可以吸收所有入射在其上的电磁辐射;这样的物体被称为黑体。图1 宇宙微波背景辐射(最自然界中完美的黑体)黑体在热力学中是一个理想化的物体,它能够吸收外来的全部电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射。随着温度上升,黑体所辐射出来的电磁波与光线则称做黑体辐射。图2 黑体辐射强度与发射辐射波长的关系黑体辐射是理想黑体在热平衡状态下发出的辐射,它的强度和分布特征只依赖于温度决定,而不是由物体的形状或成分决定。在日常观察中,大多数情况下观测目标的温度不够高,无法发出可见光波长的辐射。在低温下,人眼无法感知红外波段的辐射。因此,红外热像仪利用辐射温度感知的原理,通过探测红外辐射来判断物体表面的温度。红外热像仪通过红外探测器结合光学系统,将红外辐射的空间分布映射到探测器上,并将其转化为电压信号,进而形成辐射分布的图像。通过对标准辐射源的标定,建立温度与电压之间的关系,从而实现对物体表面温度的测量。黑体作为标准辐射源,通过控制黑体光源的温度来模拟物体的辐射特征进行研究,对红外测温仪、热像仪和其他各类红外探测器响应进行标定校准。其本身的性能决定了红外成像系统的量化程度,高性能的黑体可以决定红外成像系统的应用广度和深度,可以标定高灵敏度的红外成像系统,进而大大提高系统的探测性能。上海明策电子科技结合超14年的行业经验,致力于为中国广大客户提供输出稳定、高发射率、温度控制精确、抗电磁干扰能力强的黑体辐射源,可用于高温系统、热成像系统、热流量测量系统、光谱分析系统中对温标刻度的调整和校准、红外目标模拟系统等诸多场景。腔式高温黑体推荐系列⭐ 明星产品:M390高温黑体MIKRON黑体,美国制造,可溯源到美国NIST标准,符合ANSI/NCSL Z540-1-1994。在较短的加热时间内达到高温。多种型号覆盖300至3000℃,其有效发射率为1.0(0.65至1.8微米波段下)。⭐ 相关型号推荐:M390,M335,M330等MIKRON中温黑体系列推荐⭐ 明星产品:M300中温黑体Mikron M300黑体炉具有高发射率的中温黑体辐射源,可独立于波长进行校准。温度范围200 ... 1150°C。高标准,精密的黑体辐射源,采用独特的均匀加热球形腔体,可实现0.998或更高的接近理想的发射率。⭐ 中温相关型号推荐:M300,M305,M360等MIKRON低温黑体系列推荐⭐ 明星产品:M310-HT低温黑体M310-HT是一款便携式黑体辐射源,采用数字指示温度控制器,可设置为环境温度+ 5°C至450°C(+9至842°F)之间的任何温度。黑体发射器中嵌入了精密RTD温度传感器,可提供高精度和高重复性。⭐ 低温相关型号推荐:M310-HT,M315-HT,M340等*以上型号部分展示!
  • 色度测定仪工作原理及仪器维护
    工作原理仪器使用 220V、100W,色温为 2750±50K 的内磨砂乳壳灯泡为标准光源。光源光经由乳白色玻璃片和日光滤色 33 玻璃片滤色后,所得到的标准光的光谱特性类似于自然光。标准光经由平面反射镜,棱镜组成二条平行光束,其大小形状完全相同,分别均匀地照射在标准色盘的颜色玻璃片上和比色管的试样上。标准色盘上有 26个 Ø14光孔,其中 25顺序装有(1~25)色号的标准颜色玻璃片,第 26孔为空白,色盘安装在仪器右侧由手轮转动。试验时用于选择正确的标准颜色。比色管为内径 Ø32毫米,高(120~130)mm的无色平底玻璃管。比色管由仪器顶部的小盖位置放入。观察目镜由凹镜和分隔栅组成,在目镜中可同时看到二个半圆色,其左边的为试样颜色。其右边的为标准色颜色,光学目镜具有光线调节和调焦能力,使用方便。仪器的维护1,光学目镜系统,已经调焦和光线调节正确,使用时不宜多动,如需调整需专业人士调整,或返修厂家。2,标准颜色玻璃片每隔半年,须用 SH/T0168规定的标定比色液作校验一次如发现色片颜色与相当色号的比色液颜色相差达一个色号时,应更换新的色盘或送请制造厂重新标定。3,请勿随意拆卸目镜。4,目镜表面附着脏物,影响观察,客户只能做简单处理,将目镜从仪器上取下,倒放在干净的平台上,用洁净的洗耳球,轻吹目镜表面,如问题未解决,必须返厂处理,或请专业人员进行清理。相关仪器ENDBT-0168石油产品色度测定仪符合SH/T0168-92标准,可与GB6540的16个色号相对应,适用于测定润滑油及其他石油产品的颜色。测定时将欲测定的石油产品试样注入比色管内,然后与标准色片相比较就可以确定其色度色号。仪器特点1、仪器由标准色盘、观察光学镜头、光源、比色管组成2、采用磨砂乳壳灯泡为发光源3、光源经滤色后能分别均匀照射在标准色盘的颜色玻璃片和比色管4、光学目镜具有光线调节和调焦能力,使用方便技术参数比色管内径:Φ32mm 高:120~130mm环境温度:5℃~40℃相对湿度:≤85%电源电压:交流220V±10% 50Hz±10%功率消耗:
  • 首届中国—东盟气象合作论坛举行:仪器标定合作将加强
    9月11日—12日,由中国气象局和广西壮族自治区政府联合主办的首届中国—东盟气象合作论坛在南宁举行。本届论坛的主题为“区域气象灾害监测与共同防御”,旨在针对区域气象灾害特点,分享气象防灾减灾和应对气候变化方面的经验与成果,研讨如何建立中国与东盟国家气象灾害联合监测与防御的机制。  来自中国和越南、印度尼西亚、老挝、马来西亚、缅甸、菲律宾、新加坡、泰国等东盟国家气象水文部门,世界气象组织、联合国亚洲及太平洋经济社会委员会、台风委员会等国际组织的代表出席了论坛。  论坛通过了中国气象局发起的《中国—东盟国家气象合作南宁倡议》。根据倡议,未来中国与东盟国家将在区域气象合作机制建设、气象观测,气象灾害联防、业务技术交流、气候服务和农业气象服务、气象仪器标定、气象培训、航空气象等方面加强合作。
  • TSI公司北京维修中心VTI标定设备现已投入运行
    TSI公司北京维修中心为了向您提供更加方便,简洁,快速,本地化的服务,从美国引进了一套全自动的风速,温湿度,压差,CO及CO2等参数的校准计量设备,现在可以为您提供对新款TSI公司生产的VTI便携式检测仪器以及TSI旗下Alnor和Airflow品牌进行校准及计量服务,并出具TSI公司的标定证书的服务,也可以用于其它品牌的相应仪器的校验。   可以标定和校验的参数如下:   固定温度(T):0 and 60 Deg C   湿度(H):5 to 95% RH   压差(P):-15 to 15 In. H2O (-3735 to +3735Pa)   风速(V):0 to 10,000 ft/min (0 to 50m/s)   一氧化碳含量(CO):0-200ppm   二氧化碳含量(CO2):0-5000ppm   可以标定的仪器如下: Model Brand Name Cert Template Model Brand Name Cert Template Model Brand Name Cert Template 780 TSI T, V 450 Airflow T, H, CO2 AVM-410 Alnor T, V 782 TSI T, V 452 Airflow T, H, CO2, CO AVM430 Alnor T, V 784 TSI T, H, V 480 Airflow T, V AVM430-A Alnor T, V 786 TSI T, H, V 482 Airflow T, V AVM440 Alnor T, H, V 960 TSI T, V 484 Airflow T, H, V AVM440-A Alnor T, H, V 962 TSI T, V 486 Airflow T, H, V AXD610 Alnor P 964 TSI T, H, V IAQ910 Airflow CO2 AXD620 Alnor P 966 TSI T, H, V IAQ920 Airflow T, H, CO2 CF910 Alnor CO2 980 TSI T, H, CO2 PVM610 Airflow P CF920 Alnor T, H, CO2 982 TSI T, H, CO2, CO PVM620 Airflow P CF930 Alnor T, H, CO2, CO 5815 TSI P RH710 Airflow T, H TH710 Alnor T, H 5825 TSI P RH720 Airflow T, H TH720 Alnor T,H 7415 TSI T, H TA-410 Airflow T, V 7425 TSI T, H TA-430 Airflow T, V 7515 TSI CO2 TA-430-A Airflow T, V 7525 TSI T, H, CO2 TA-440 Airflow T, H, V 7535 TSI CO2 TA-440-A Airflow T, H, V 7545 TSI T, H, CO2, CO TA-460-P Airflow TC, P, Bp 9515 TSIT, V TA-460-X Airflow TC, Bp 9535 TSI T, V 9545 TSI T, H, V 7565-X TSI TC, Bp 9535-A TSI T, V 9545-A TSI T, H, V 9555-P TSI TC, P, Bp 9555-X TSI TC, Bp 欢迎广大用户前来我公司体验热诚周到的服务和精良的标定技术!
  • 华电智控发布动态校准仪动态稀释仪标定稀释仪新品
    产品描述:DC4210-N 动态校准仪是华电智控根据现有气体在线监测行业的需求自主研发的一款高精度气体校准仪,设备通过质量流量计控制输出不同比例的流量,实现配置不同的气体浓度,主要应用于VOCs在线监测设备、环境空气监测设备的标定与气体质量控制。产品特点:? 高精度进口质量流量计控制配比,可靠性高,重复性好,零漂小;? 7寸触摸屏显示,菜单式结构,操作简单方便;? 稀释范围广,可实现1:1000的样气稀释比例;? 支持多种气体同时稀释,响应速度快,满足现场标定需要;? 全过程软件自动控制,实时监控气体流量和气体浓度值;? 具有自动清洗功能,根据程序设定自动执行管路清洗;? 具有开机自检功能,设备异常时发出报警提示;? 所有气路采用惰性化材料,维护量少,维护费用低。技术参数:? 环境温度:5℃~50℃? 精度保证温度:15~35℃? 相对湿度:<85%RH? 电源:AC220V±22V,50Hz? 外形尺寸:标准4U结构? 重量:6Kg? 响应时间:10s? 稀释比例:1:1000(可扩展)? 精度:±1.0%S.P.( ≥30%F.S.)? ±0.3% F.S. ( 创新点:U相结构设计,体积小,重量轻 进口质量流量计,精度高,控制稳定 可进行多气体稀释 可与CEMS设备VOC设备同步联用,实现在线稀释、连续标定 动态校准仪动态稀释仪标定稀释仪
  • ABB高精度流量计标定装置揭幕仪式在德国明顿工厂举行
    近日,ABB在德国明顿工厂正式启用了过程流量计新标定车间。新建标定车间设有水标定装置和空气标定装置,助力增强ABB的标定能力,为客户提供优质、高精度的过程流量计。   全新标定能力将服务化工、石油和天然气、电池、氢能和电力等行业,助力仪表工程师精准地测量流入量和流出量,以及原材料和产出物料,从而实现更精确、更高效的过程控制。新设标定车间还将大幅缩短产品上市时间,简化生产流程。 在明登工厂举行的揭幕仪式上,ABB集团首席执行官罗必昂为新标定车间剪彩。   ABB过程自动化事业部总裁唐维诗, ABB测量与分析业务单元全球总裁慕博雅,以及ABB测量与分析业务单元仪器仪表业务线全球负责人韩美娜、ABB明顿工厂负责人Reiner Seecker出席了揭幕仪式。   ABB测量与分析业务单元全球总裁慕博雅表示,这对我们来说是一个重要的里程碑。ABB备受客户信赖,客户相信ABB能够应对一些严峻的测量挑战,化繁为简。我们优化制造能力,力争为客户提供最佳产品。新设标定车间正是ABB践行这一承诺的有力证明。   新建标定车间设有两套水标定装置,适用于各种过程流量计,比如科氏力质量流量计、旋进流量计和涡街流量计,标定精度达到低于0.1%。该车间还设有科氏力质量流量计密度标定装置和热式质量流量计系列空气标定装置。车间占地面积共计1200平方米,其中空气标定装置占地375平方米,水标定装置占地525平方米。   凭借全新标定能力,明顿工厂产能将提升多达30%,同时提高标定精度,赋能ABB更好地为全球客户服务,缩短交货时间。   ABB过程流量计具备高可靠性和高精度优势,帮助各行业客户提高运营效率,减少能源和资源消耗。
  • Ready, 2024 国抽混标定制
    2024年的国家食品安全监督抽检即将开始!阿尔塔科技为您的国抽检测助力,提供定制混标解决方案,满足检测任务个性化需求,根据具体国抽实施计划,可选择不同组份、溶剂类型、浓度、包装规格,提供定制化服务!1)一针进样检测多种参数,高效便捷2)混标均在ISO17034质量管理体系下制备,保证所有组分的均匀性和稳定性,并有完整的数据支撑,可溯源3)证书包含浓度的测量不确定度以及溯源性信息4)400-6666-027热线,”007技术支持团队“,随时解答标品使用中的问题5)现货供应混标定制服务-定制混标组分 -用户可以根据自己的项目需求,并根据相应的检测方法列出所需的检测参数,阿尔塔会以用户实际需求组分提供定制服务。- 定制混标溶剂类型 -按照检测方法选择合适的溶剂类型,或参照化合物在不同溶剂中的溶解度和稳定性来进行方案定制与调整。- 定制特殊包装规格 -常规标液包装规格是1mL,定制的混标产品有多种规格供选择,包括:0.5mL*2、10mL等。- 定制不同浓度的混标组分产品 -满足不同的检测方法和化合物在仪器上的响应度对同一混标内各组分差异化浓度的个性化需求。了解更多定制详情,请联系我们关于阿尔塔天津阿尔塔科技有限公司立于2011年,是中国领先的具有标准物质专业研发及生产能力的国家级高新技术企业,公司坚守“精于标准品科技创新,创造绿色安全品质生活“的企业愿景,秉持”致力于成为全球第一品牌价值的标准品提供者”的企业使命。是国家市场监督管理总局认可的标准物质/标准样品生产者(通过ISO 17034/CNAS-CL04认可),并通过了ISO9001:2015质量管理体系认证。公司于2022年获批筹建“天津市标准物质与稳定同位素标记技术研究重点实验室”,并被认定为国家高新技术企业、国家级专精特新小巨人企业、天津市专精特新中小企业、天津市瞪羚企业等,与安捷伦共建创新合作实验室,成立了博士后科研工作站和院士创新中心,建立了国家食品安全重大专项稳定同位素产业基地,主持完成和参加了多项天津市重大科研支撑项目和国家重点研发计划重大专项,荣获2022年中国分析测试协会科学技术奖,CAIA一等奖,处于我国标准品和稳定同位素标记内标行业的领先地位。经过10余年的努力,阿尔塔科技以其卓越的品质和全方位的技术支持与服务受到全球客户的广泛认可和良好赞誉,成长为行业内国产高端有机标准品的知名品牌。2022年底,阿尔塔成功携手杭州凯莱谱精准医疗检测技术有限公司(迪安诊断旗下子公司),进一步开拓医药和临床检测标准品,为多组学创新技术以及质谱标准化的解决方案提供技术保障,为广大人民的健康生活做出贡献,真正实现From Medicare to Healthcare。
  • 经典库尔特原理及其发展——颗粒表征电阻法(下)
    前文回顾:发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法(上)一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中,壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中,该小孔使得管内外的液体相通,并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔,然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质,在两电极加了一定电压后(或通了一定电流后), 小孔内会有一定的电流流过(或两端有一定的电压),并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时,颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水(0.9%氯化钠溶液),这也是人体内液体的渗透压浓度,红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存,浓度过低会发生红细胞的破裂,浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时,通常也用同样的电解质溶液,对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒,用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时,也可以加入适用于该有机溶液的电解质后,再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅,可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数,脉冲的振幅与颗粒的体积成正比,从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒,整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后,颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量,这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒,悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时,颗粒是一个一个通过小孔,否则就会将两个颗粒计为一个,体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果:1)两个颗粒被计为一个大颗粒;2)两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径,可以径直地通过小孔,但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢,所受的电流密度也较大,结果会产生表观较大体积的后果,也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒,即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm,所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽,则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管,将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级,以免大颗粒堵住小孔,然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来,以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品,便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的,所以有极高的分辨率,可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的,所以不受模型与实际颗粒差别的影响,结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术,测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中,颗粒有变化(如凝聚或溶解过程,细胞的生长或死亡过程等),则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒,脉冲类似于正弦波,波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒,如果是径直地通过小孔,则有可能当大部分进入感应区后,此颗粒还有部分在感应区外,这样产生的脉冲就是平台型的,从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析,可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒,由于孔隙中填满了电解质溶液,在颗粒通过小孔时,这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献,所以电感应区法测量这些颗粒时,所测到的是颗粒的固体体积,其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒,测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高,通常为 10 V 至 15 V,导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量,还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后,可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析,应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程,直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中,例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时,往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒,这些大颗粒会严重影响产品质量,需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时,如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管(小孔直径比小颗粒大 50 倍以上),则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体,选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔,来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法(TRPS)是在 21 世纪初发明的,用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中,一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜,膜上面有个小孔,小孔的大小(从 300 nm 至 15 m)可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样,在小孔两边各有一个电极,测量由于颗粒通过小孔而产生的电流(电压) 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒,这类仪器不用真空抽取液体,而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性,此小孔很难做到均匀的圆形,大小也很难控制,每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系,需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时,对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比,颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半,这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1,可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位,但是测量的准确度与精确度都还有待提高,如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用,出现了好几类小型化(手提式)、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数,粒度不是这些应用主要关心的参数,小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术,整个装置的核心部分就是一个微芯片,携带颗粒的液体在微通道中流动,小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响,以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入,其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5], 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔,如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔,例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A(MspA)。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时,由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同,通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性,如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔,就可以反复地读取肽链中的碱基,在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年,国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准(ISO 13319),并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标,成为中国国家标准(GB/T 29025-2012)。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良,国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学,受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下,获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位,包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监,英国马尔文仪器公司亚太区技术总监,美国麦克仪器公司中国区总经理,资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人,执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事,颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪,除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外,著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization: Light Scattering Methods》,以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术
  • 英斯特朗公司上海技术服务部提供标定服务
    为了确保材料试验机对试样提供可靠的试验结果,材料试验机需要定期按照有关中国国家标准或国际标准进行标定。 英斯特朗公司是材料试验机行业第一个采用应变片式载荷传感器,60年来英斯特朗公司始终致力于以最先进的科学技术开发高精度的材料试验设备,并在各个时期均研制出当时世界最先进技术水平的材料试验设备。无论是测量1g的力值,还是标定22 MN的大载荷,都是英斯特公司的日常工作。 英斯特朗公司上海技术服务部可以提供符合ASTM标准的载荷传感器、速度和应变等标定服务。 英斯特朗公司拥有100吨砝码加载的基准试验机,其实验室具备符合ISO/IEC17025的标定能力,并可追溯至NVLAP,实验室编号200301-0。
  • 天津工生所建立无标定量MSE质谱数据分析流程
    超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)已经成为蛋白质组学、代谢组学以及药代动力学研究中的一项核心支撑技术,通过对不同生物样品的定量研究可以全面、精细地表征该生物体系的生理特性及预测功能。在用于蛋白质组学的质谱分析中,无标定量以其稳定性和安全性逐渐占据了主要地位。MSE方法是由Waters公司开发的应用在Q-TOF类型质谱仪器上的一种组学数据采集方法,作为一种数据独立获取(DIA)方式,它可以提高无标蛋白质定量的准确性和动态范围。但由于它特殊的输出格式形式,一些致力于分析数据依赖型(DDA)数据的常用开源软件不能对MSE 数据进行进一步的分析。   近日,中国科学院天津工业生物技术研究所水雯箐研究组成功建立了对基于MSE方法的无标定量蛋白质组学数据的新分析流程。在该研究中,结合开源软件Skyline和统计软件Diffprot建立起的工作流程,实现了对无标定量MSE质谱数据的定量分析。通过对磷酸化肽段和全细胞质蛋白质组定量数据的分析应用,验证了新开发流程的可靠性、稳定性、准确性和透明便捷的处理流程。另外,该研究创新性地发现改进后的新流程也可以应用于对小分子化合物的大规模定量分析,在蛋白质配体相互作用实验中,研究人员利用该新流程发现了针对药物靶点蛋白NDM1的新型小分子配体。   该研究获得国家自然科学基金和天津自然科学基金项目的支持,相关研究成果已经发表于Proteomics (2014,14:169&ndash 180),天津工生所和南开大学联合培养的研究生刘姗姗为第一作者。    无标定量MSE数据分析流程图
  • 研究开发出基于FBG传感原理的触觉传感器应用于微创手术组织触诊
    近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所微创中心研究员王磊团队在基于布拉格光栅光纤传感原理在微创手术的应用——活体组织触诊的研究中实现了活体组织的精准力信息反馈和肿块信息的定位检测功能。相关研究成果以Development of a Fiber Bragg Grating-based Force Sensor for Minimally Invasive Surgery ―Case Study of Ex-vivo Tissue Palpation为题,发表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。  随着医疗技术的快速发展,微创手术(MIS)逐渐成为现实。但是,传统手术中发现的一些问题仍与MIS有关。例如,在进行微创外科手术期间,医护人员会暴露在手术室中发现的放射线和整形外科危害中。引入机器人辅助微创手术的技术成为了比传统微创手术更好的替代方案;然而,机器人辅助手术过程中伴随着外科医生的触觉丧失。外科医生通过操作机器人来进行微创手术,手术期间医生无法直接接触人体组织并且分析人体器官,因此无法保证所进行的手术的可靠性。在传统手术过程中,医生通过触觉去感知器官的异常情况,进而判断器官中是否存在肿瘤和肿块。但随着医疗机器人的普及,这种可获得的触觉信息尚未有效集成到机器人辅助的微创手术中,因此要求机器需要具有更高精确度和灵敏度的触觉信息反馈。深圳先进院科研人员在此基础上提出一种用于微创手术组织触诊中的高灵敏度布拉格光栅光纤(FBG)传感方案,与以往的电容式传感方案不同,光纤传感器与手术期间的磁共振(MR)系统和成像系统兼容。   为此,研究设计了用于微创手术的一维远端力传感器。其中,传感器结构中嵌有双光栅元件可用于解耦传感器在使用过程中受到的应变和温度交叉影响,实现更精准的力觉检测。研究中,科研人员基于双光栅元件结构设计出发,推导出相应的柔性结构理论模型。通过fmincon函数对柔性件进行了基于物理模型的优化设计,确定了结构的关键参数。采用有限元法对柔性件的静态和动态特性进行分析,在理论基础上验证了该柔性件的可行性。为了进一步提高传感器性能,并基于前馈神经网络对数据进行标定,该网络模型可精准预测力与波长偏移量的关系。研究还进行了温度补偿实验,验证了双光栅元件能够有效的进行温度解耦方案。实验结果表明,FBG传感器能够在1N范围内感知力值,平均相对误差小于满量程的2%;温度补偿后的误差0.8 mN。科研人员进一步对猪肝器官进行组织触诊实验,验证所提传感器设计在微创手术中的有效性和适用性。   研究实现了组织触诊中器官肿块信息的精准力反馈和定位检测,并提出了新型的温度解耦方案和传感器标定方法,为微创手术中手术机器人的触觉信息检测提供了有效技术路线,有望推动手术机器人在介入式医疗中的手术路径导航和机器控制中的应用。   研究工作得到国家自然科学基金、深圳市科技计划等的资助。   论文链接
  • LGC:标准品的定义、分类、正确使用及杂质标准品的合规标定
    p   药物杂质是活性药物成分或药物制剂中不希望存在的化学成分。药品在临床使用中产生的不良反应除了与药品本身的药理活性有关外,有时与药品中存在的杂质也有很大关系。规范地进行杂质的研究,并将其控制在一个安全、合理的限度范围之内,将直接关系到上市药品的质量及安全性。 /p p   因此,杂质的研究是药品研发的一项重要内容,它包括选择合适的分析方法,准确地分辨与测定杂质的含量并综合药学、毒理及临床研究的结果确定杂质的合理限度,这一研究贯穿于药品研发的整个过程。 /p p   2017年7月19日,仪器信息网将组织举办“化学药物杂质研究及检测技术”网络主题研讨会, 会议中,LGC医药标准品资深专员杨学林将介绍《标准品的定义、分类、正确使用及杂质标准品的合规标定》。 /p p   strong  报告摘要 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 概括介绍2015版药典中对标准品的定义及杂质标准品的新要求;深入解析标准品的定义、特性及生产体系;着重对医药产品生产及研发过程中使用的一级标准品、二级标准品、药典标准品及杂质标准品进行介绍,并指导如何正确使用;由于一致性评价的深入开展及国家对杂质研究的逐渐重视,对于一些合成工艺复杂,购买困难的杂质如何合规的标定同样是在工作中急需解决的问题。对于以上提到的热点问题,我们会在本次报告中一一为您解答。 /p p   strong  报告人简介 /strong /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 杨学林,LGC医药标准品资深专员,主要负责医药标准品的市场推广及售前售后的技术支持工作,曾受邀2015版《中国药典》进行关于标准品知识方面的讲座,同时在国内多家百强企业如扬子江、罗欣药业、鲁南制药等做过关于标准品使用方面的专场介绍。2009年获得沈阳药科大学药物化学博士学位,在BMCL、LDDD等学术期刊以第一作者发表多篇研究论文及多篇授权专利;曾参与863、973、国家自然科学基金等重点项目的研究工作,拥有5年以上药物研发相关经验。曾先后就职于Bioduro、神威药业研究院,担任组长、室主任等职务。 /p p   欲了解本次会议的详细日程请点击: /p p    a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ChemicalDrug/" target=" _self" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ChemicalDrug/ /a /p p style=" text-align: center " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ChemicalDrug/" target=" _self" img title=" 点击参会.gif" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/noimg/f3ddf4d4-6b54-41b5-a520-8d1a1ef40f63.jpg" / /a /p
  • 德瑞克 大型 步入式 药品稳定性试验室 可非标定制
    药品稳定性试验箱主要用于模拟药品在实际储存和使用过程中的环境条件,以便对药品的稳定性进行评估。该设备具备温度控制、湿度控制、光照模拟、振动模拟、气体环境模拟、时间设定、数据记录和安全保护等功能。德瑞克 大型 步入式 药品稳定性试验室 可非标定制,是一款根据用户要求并参照GB/T10586-2006、GB/T10592-2008、GB4208-2008、GB4793.1-2007等有关条款设计、制造。主要用于制造和维持温度与湿度恒定的空间,该装置的制冷、加热等完全自动控制。德瑞克 大型 步入式 药品稳定性试验室 可非标定制,技术参数:1、温度范围:15℃&sim 50℃2、湿度范围:50%RH &sim 85%RH3、温湿度分辨率:温度:0.1℃;湿度:0.1%4、外箱尺寸:2700×5600×2200mm5、内部尺寸:2700×5000×2200mm6、冷冻系统:采用艾默生谷轮涡旋全封闭压缩机,两套制冷系统一备一用7、冷却方式:风冷式8、功率:20KW德瑞克 大型 步入式 药品稳定性试验室 可非标定制,产品特点:1、全新完美的造型设计,厚度为100MM聚氨酯保温库板,外部钢板烤漆,内部SUS 304不锈钢,内部可开安全门,和室内报警开关和独立超温报警系统,保证操作人员安全;2、中央控制系统采用日本进口优易控触摸屏温湿度控制器,控温精度高,备有USB接口,LAN网线接口,电脑操控软件实现远程监控,温湿度曲线查看,数据保存,数据打印机,故障手机短信报警等功能;3、控制信号采集采用奥地利E+E原装进口温湿度变送器;4、平衡调温控制系统(BTHC),以P.I.D.连续自动可调的方式控制SSR,使系统之加热量等于热损耗量,故能长期稳定使用;5、提供3Q认证方案:可以为客户提供IQ(安装确认)、OQ(运行确认)、PQ(性能确认)等一系列服务6、货架为不锈钢镀铬,隔栅式层板可调节。注:因技术进步更改资料,恕不另行通知,产品以后期实物为准。
  • CEM Phoenix——世界上唯一内置NIST可追踪温度标定和验证的微波马弗炉
    CEM公司发明的微波马弗炉,是世界上唯一内置NIST可追踪温度标定和验证的微波马弗炉,可实现精确闭环温度控制,LCD屏显温度设定,实际炉内温度和升温指示,控制参数:加热速率(斜率),温度保持(闭锁)。双重TYPEK热电偶传感提供反馈信号,快速进行符合ISO和GLP的可溯源温度校正的温度计量标定和验证要求。 符合ASTM D5630-94热塑灰份测定,ASTM D1506-94b碳黑灰份测定,USP281灼烧残渣(硫化灰化测定)和USP733烧失量测定等标准。 1. 数字温度表标定梯度升温的参比精度; 2. NIST溯源标定器的快速标定; 3. 提供标定服务和证书,标定器溯源证明。 美国 CEM Phoenix 微波马弗炉/微波快速灰化系统 更多详情请浏览 http://www.pynnco.com , 或咨询培安公司:电话:010-65528800,传真:010-65519722,邮件 sales@pynnco.com
  • 多普勒发布PM2.5/PM10切割器校准标定系统新品
    DPL-001 PM2.5切割器切割特效校准系统一、背景描述2012年3月2日,国家环保部发布新修订的《环境空气质量标准》,新标准增加了细颗粒物(PM2.5)和臭氧8小时浓度限值监测指标。3月5日,PM2.5首次被写入政府工作报告中。在空气质量问题日渐成为公众关注焦点的同时,PM2.5对于产业、公众的生活习惯等方面的影响正逐渐地蔓延开来。PM2.5纳入监控指标后,对采样、检测提出更高的要求,其关键部分在于PM2.5切割头的切割特性。美国EPA规定了PM2.5静态切割效率的三种测试方法,即洗脱法、静态箱法及分流法。洗脱法及静态箱法均采用标定过的荧光光度计来测量气溶胶浓度,而分流法既可采用荧光光度计法测量,也可用实时测量气溶胶数量浓度及粒径的方法来进行测量,对实时测量仪器的要求是:最小粒径范围1~10微米、分辨率0.1微米、准确度0.15微米。对气溶胶发生装置的要求是:通过震荡孔气溶胶发生器(VOAG)发生单分散固态的银光素铵气溶胶颗粒,颗粒空气动力学直径的要求是1.5±0.25 μm、2.0±0.25 μm、2.2±0.25 μm、2.5±0.25 μm、2.8±0.25 μm、3.0±0.25 μm、3.5±0.25 μm、4.0±0.5 μm;根据美国EPA最新的研究报告(“Methodology for Measuring PM2.5 Separator Characteristics Using an Aerosizer”, publishedby Aerosol Science and Technology 34:398-406, 2001),用雾化单分散PSL小球实时检测的方法是一种更快捷省时省力的方法,VOAG+光度计方法测量一条切割效率曲线需要1周的时间,而PSL+实时气溶胶检测仪的方法只需要2小时,该方法与传统方法测量结果非常吻合。我司根据上述标准及文献开发出了一套PM2.5切割头的标定系统,符合EPA关于PM2.5静态切割效率测试最新方法的要求。二、适用标准 系统能够自动采集数据并自动实现切割曲线拟合,并根据拟合得到公式自动计算Da50和几何标准差,Da50和几何标准差定义详见《环境空气颗粒物连续自动监测系统技术要求及检测办法》(HJ653-2013)中3.8,投标人需提供切割曲线公式,阐述切割曲线公式的拟合方法及所用软件,并阐述根据拟合出的切割曲线公式计算Da50和几何标准差的方法。三、系统稳定性参数 系统管道流量稳定性(4h):在风速范围内,固定一个风速,最低风速与最高风速偏差≤±2% 系统稳定性:各粒径点(1.5um、2.0um、2.2um、2.5um、2.8um、3.0um、3.5um、4.0um)发生气溶胶,连续切换(有切割器和无切割器管路)测试6 次,无切割器和有切割器管路6 次测得的数量浓度均分别小于平均数量浓度(有切割器和无切割器)的6%(每个粒径点数量浓度不低于10/cm3);创新点:1.结构更加紧凑,将气溶胶混匀通道、粒径谱仪、静电消除器合理的安排,并充分考虑颗粒物的混匀效果,整体外观和实用性有很大的提高 2.系统的稳定性提高,进口设备的配置使得整套系统的的稳定性控制在8%左右 PM2.5/PM10切割器校准标定系统
  • 热重分析仪原理简介
    p   热重分析是在程序控温和一定气氛下,测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA),热重分析仪也被称为热天平。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p   热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。 /p p strong 热天平 /strong /p p   热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温),当被测试样发生质量变化,光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p   热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法,即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度,以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为:当被测物发生质量变化时,光传感器能将质量变化转化为直流电信号,此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比,即样品的质量变化可转变电压信号。 /p p   TGA有三种热天平结构设计:上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方,试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方,坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面,坩埚支架水平插入炉体。 /p p   天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。 /p p   天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。 /p p   物体的质量是物体中物质量的量度,而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力,TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化,需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线,再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。 /p p strong 加热炉 /strong /p p   炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title=" 炉体结构图.png" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p   1-气体出口活塞,石英玻璃 2-前部护套,氧化铝 3-压缩弹簧,不锈钢 4-后部护套,氧化铝 5-炉盖,氧化铝 6-样品盘,铂/铑 7-炉温传感器,R型热电偶 8-样品温度传感器,R型热电偶 9-冷却循环连接夹套,镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接,镀镍黄铜 11-炉休法兰,加工过的铝 12-转向齿条,不锈钢 13-收集盘,加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口,不锈钢 16.保护性气体入口,不锈钢 17-用螺丝调节的夹子,铝 18-冷却夹套,加工过的铝 19-反射管,镍 20-隔离护套,氧化铝 21-炉子加热器,坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管,氧化铝 23-反应性气体导管,氧化铝 24-样品支架,氧化铝 25-炉体天平室垫圈,氟橡胶 26-隔板、挡板,不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈,硅橡胶 28-反应性气体入口,不锈钢 29-天平室,加工过的铝 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p   加热炉温度增加的速率受温度程序的控制,其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制,如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是,对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的,并能够与不同类型的热电偶相匹配。 /p p   当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率),温度控制系统会按照所设置的条件程序升温,准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行,热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方,保证样品离样品温度测量点较近,温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源,其位于炉管的表面。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p   气氛控制系统分为两路,一路是反应气体,经由反应性气体毛细管导入到样品池附近,并随样品一起进入炉腔,使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定,有的样品需要通入参与反应的气体,而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体,通入并对天平室内进行吹扫,防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室,这样既可以使天平得到很高的精度,也可以延长热天平的使用寿命。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p   热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线,DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线,体现了质量随温度或时间的变化速率。 /p p   当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时,质量发生变化,反应在TGA曲线上可观察到台阶,在DTG曲线上可观察到峰。 /p p   引起试样质量变化的效应有:挥发性组分的蒸发,干燥,气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸,结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解,并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。 /p p   同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量,但灵敏度往往不及单独的DSC,限制了其应用。 /p
  • Incoatec发布Incoatec+微型X射线探测器标定光源-iXmini新品
    Incoatec 微型X射线探测器标定源 iXminiIncoatec推出了可用于探测器标定的便携式微型X射线源,iXmini,射线管阳极靶材为Fe或Cu。iXmini是探测器平场校准可信赖的光源,可完全替代实验室金属箔荧光和放射性同位素校准物。有了iXmini,即使没有其它可用x射线源时,如同步加速器停机期间,也可可随时校准探测器。iXmini是一种简单和易于使用的X射线源,也可用于辐射探测器系统定期检查。特点和功能l 非放射性校准物l 无放射源需要的特殊储存或处置许可l 操作简单和安全l 可用于低真空环境(低至10-2 – 10-3 mbar)l 占用空间小:103×120×89.5mm3l 集成高压发生器和安全联锁装置l 2组独立的安全线联锁系统l 最大功率100mW (4-10 kV,2-10 μA)l 4种可选预定义功率设置,控制旋钮选择iXmini阳极靶材为Fe(Kα= 6.4keV)或Cu(Kα= 8.04 keV),主要用于探测器刻度,无需放射性校准物或荧光金属箔。iXmini规格参数尺寸103×120×89.5mm3重量~ 1500g供电电压DC 24.0 ± 1 VX-射线管金属陶瓷,透射阳极靶材Fe或Cu(150nm铍窗)典型工作电压4.0 – 10 kV最大功率100 mW系统集成当2个安全联锁装置关闭时,只要接通24V电压,iXmini就放出X-射线。需求24V DC 1A外接电源,无需制冷功率设置iXmini有四种预定义功率设置,提供不同的X射线光强。从顶部旋钮选择。快门iXmini快门是手动的。在上电和关闭安全锁前手动打开,在关闭电源后手动关闭。指示灯iXmini有两个状态指示灯,X-RAY ON和BEAM ON。在X射线管功率上升期间,这两个指示灯会闪烁,达到设定功率后常亮。iXmini用于CMOS探测器平场刻度用于校正的图像:Cu靶,10kV10μA,曝光1000s两幅1000s图像对比,和相应的强度分布,有平场校正(上)和无平场校正(下)。从分布图可以看出,应用平场校正可显著改善强度分布。此外,获取了一组曝光时间不同的图像,以确定要得到好的校正结果所需的最短曝光时间。结果表明,600s曝光就可以得到相当不错的校正结果。强度均匀性与所用平场校正图像的曝光时间之间的相关性。600s曝光时间足以得到很好的校正结果创新点:iXmini是一款专用于X射线探测器标定的便携式、小型化X射线源,相较于之前的放射性源或金属荧光源,iXmini无需像放射性源一样的特殊使用许可,储存条件,使用也更为便捷,插电就可使用。同时iXmini可以在10-2 - 10-3 mbar的真空环境使用。 Incoatec+微型X射线探测器标定光源-iXmini
  • 科众精密仪器-光学接触角测量仪原理
    科众精密-光学接触角测量仪原理 接触角是液体在液固气三态 交接处平衡时所形成的角度,液滴的形状由的表面张力所决定,θ 是固体被液 体湿润的量化指标,但它同时也能用于表面 处理和表面洁净的质量管控,表面张力 液体中的分子受到各个方向 相等的吸引力,但在液体表面的分子受到液体分子的拉力会大于气体分子的拉力,所以 液体就会向内收缩,这种自发性的收缩称之为表面张力 γ。对于清洗性,湿润度,乳化作用和其它表面相关性质而言,γ 是一个相当敏感的指标 悬垂液滴量测法悬垂液滴测量能提供 一个非常简便的方法来量测液体的表面张力 (气液接口) 和两个液体之间的接口张力 (液液接口) ,在悬垂液滴量测法中,表面张力和界面张力值的计算是经由分析悬吊在滴管顶端 的液滴的形状而来,接触角分析可依据液滴的影像做 杨氏议程计算 表面张力和接口张力。这项技巧非常的准确,而且在不同的温度和压力下也可以量测。 前进角与后退角使用在固体基板上的固着液滴可以得到静态的接触角。另外有一种量测方式称之为动态接触角,如果液固气三态接触的边界是处于移动状态,所形成的角度称之为前进角与后退角,这个角度的求取是由液滴形状的来决定。另外,固体样品的表面张力无法被直接量测,要求取这个值,只要两种以上的已知液体, 就可求得固体表面的临界表。以下是通过接触角测量仪测量单位济南大学材料学院设备序号5设备名称接触角测定仪 数量1调研产品(品牌型号)科众KZS-20共性参数1. 接触角测量范围:0~180°,接触角测量分辨率:±0.01°,测量精度±0.1°。2. 表界面张力测量范围和精度:0.01~2000mN/m,分辨率:±0.01mN/m。3. 光学系统:变焦镜头(放大倍率≧4.5倍),前置长焦透镜,通光量可调节。4. 高清晰度高速CCD,拍摄速度可达1220张图像/S,像素最高可达2048 x 1088。5. 光源:软件可调连续光强且无滞后作用的光源。6. 注射体积、速度可以软件进行控制;注射单元精度≤0.1uL;注射液体既可通过软件,亦可通过手动按钮控制液体注射。7. 注射单元调节:注射单元可进行X-、Y-、Z-轴准确调节;8. 整个注射单元支架可以旋转90°调整。9. 滚动角测量:自动倾斜台(整机倾斜),可调节倾斜角度范围≥90°,可测量滚动角。10. 接触角拟合方法:宽高法、椭圆法、切线法、L-Y法11. 动态接触角计算:全自动的动态接触角测量,软件控制注射体积、速率、时间,自动计算前进角和后退角。12. 表面自由能计算:9种可选模型计算固体表面自由能及其分量,分析粘附功曲线、润湿曲线。13. 具有环境控温功能,进行变温测试(0-110 oC), 分辨率0.1K。14. 品牌计算机: i7 4790 /8GB内存/1TB(7200转)硬盘/2G独立显卡/19英寸液晶显示器/DVD刻录光驱。15. 必备易耗品(供应商根据投标产品功能提供)16. 另配附件,要求:进口微量注射器3个,备用不锈钢针6根,一次性针头100根、适合仪器功率的稳压电源(190-250V)1台、配置钢木结构实验台( C型钢架、钢厚≥1.5mm,长2m、宽0.75m,板材采用三聚氰胺板,铝合金拉手,铰链采用国际五金标准,抽屉三阶式静音滑轨、抽屉负重≥25KG,含专用线盒,可安装5孔或6孔插座,优质地脚)。17. 售后服务:自安装调试验收完毕后之日起24个月内免费保修;每年提供至少一次的免费巡检。
  • 一看就懂|动图解析16种仪器原理
    p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 紫外分光光谱UV /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/8ab5194e-71c2-423f-ab65-03058376187d.jpg" title=" 紫外分光光谱UV.jpeg" width=" 400" height=" 290" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 290px " / /strong /span /p p strong i 分析原理 /i /strong :吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :相对吸收光能量随吸收光波长的变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息 /p p style=" text-indent: 2em " 物质分子吸收一定的波长的紫外光时,分子中的价电子从低能级跃迁到高能级而产生的吸收光谱较紫外光谱。紫光吸收光谱主要用于测定共轭分子、组分及平衡常数。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/6122f151-9d54-41a3-88a5-4158748f0d34.gif" title=" 光线传输.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 光线传输 /strong /p p style=" text-align:center" strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/19887b2b-4de7-4f43-99dc-a382338d1c5b.gif" title=" 光衍射.gif" / /strong /p p style=" text-align:center" strong 光衍射 /strong br/ /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/f1caf7ed-a3a7-4782-871b-82cd279346a8.gif" title=" 探测.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 探测 /strong /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/1d7d1318-2fe2-4704-aea6-68c76f901233.gif" title=" 数据输出.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 数据输出 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 红外吸收光谱法IR /strong /span /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/3a428e28-d9fb-4db8-b78c-58b5480e87c9.jpg" title=" 红外吸收光谱法IR.jpeg" width=" 400" height=" 351" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 351px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :相对透射光能量随透射光频率变化 /p p strong i 提供的信息 /i /strong :峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/41b34bed-9a1a-4103-a3c9-c8412dc51e95.gif" title=" 红外光谱测试.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 红外光谱测试 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 红外光谱的特征吸收峰对应分子基团,因此可以根据红外光谱推断出分子结构式。 /p p style=" text-indent: 2em " 以下是甲醇红外光谱分析过程: /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/7de57c9c-db88-40eb-8591-f797776f12eb.gif" title=" 甲醇红外光谱结构分析过程1.gif" / /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/c0f4e29c-7ae9-42af-b345-b205ba9a893c.gif" title=" 甲醇红外光谱结构分析过程2.gif" / /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/a0aa4a60-27be-4d46-b2b5-7afd0dca48d2.gif" title=" 甲醇红外光谱结构分析过程3.gif" / /p p style=" text-align:center" strong 甲醇红外光谱结构分析过程 /strong br/ /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 核磁共振波谱法NMR /strong /span br/ /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/829af79c-f4b3-40eb-9382-b9eff42334f3.jpg" title=" 核磁共振波谱法NMR.jpeg" width=" 400" height=" 240" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 240px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :吸收光能量随化学位移的变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/39b89c4b-6f7e-4031-aa61-93b6851de8bc.gif" title=" NMR结构.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong NMR结构 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/093bf492-16db-446c-bd23-3a1fe1f1f21e.gif" title=" 进样.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 进样 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/00d0be2f-c318-44ef-925d-159a4fe3fd7b.gif" title=" 样品在磁场中.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 样品在磁场中 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 当外加射频场的频率与原子核自旋进动的频率相同时,射频场的能量才能被有效地吸收,因此对于给定的原子核,在给定的外加磁场中,只能吸收特定频率射频场提供的能量,由此形成核磁共振信号。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/b9110f69-6d30-4b94-8ef2-662f88b9449b.gif" style=" float:none " title=" 核磁共振及数据输出1.gif" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/ed6564f9-3205-46c9-823a-00a4a2b6c0bc.gif" style=" float:none " title=" 核磁共振及数据输出2.gif" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/054ba93d-f4ce-496b-8506-1ba91c2c0d95.gif" style=" float: none width: 400px height: 225px " title=" 核磁共振及数据输出3.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align:center" strong 核磁共振及数据输出 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 质谱分析法MS /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/5f727f1c-80fa-4828-b40d-7dd0003c50a1.jpg" title=" 质谱分析法MS.jpeg" width=" 400" height=" 282" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 282px " / /strong /span /p p strong i 分析原理 /i /strong :分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e的变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息 /p p i strong FT-ICR质谱仪工作过程: /strong /i /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/0a83da1d-ffb7-45d7-a570-abc02e9e4187.gif" title=" 离子产生.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 离子产生 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/a8e8b100-15db-4df8-87f9-91152f0656b1.gif" title=" 离子收集.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 离子收集 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/8b773803-09e5-4bd3-b849-23005f6bd132.gif" title=" 离子传输.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 离子传输 /strong /p p style=" text-indent: 2em " FT-ICR质谱的分析器是一个具有均匀(超导)磁场的空腔,离子在垂直于磁场的圆形轨道上作回旋运动,回旋频率仅与磁场强度和离子的质荷比有关,因此可以分离不同质荷比的离子,并得到质荷比相关的图谱。 /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/087524ac-bea1-4fd4-86bf-3ba50903ac29.gif" style=" float:none " title=" 离子回旋运动1.gif" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/a74c74d2-3aee-41b9-9490-0034951aef52.gif" style=" float:none " title=" 离子回旋运动2.gif" / /p p style=" text-align:center" strong 离子回旋运动 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/a80d0b75-1461-443b-96ba-878eb10101f6.gif" title=" 傅立叶变换.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 傅立叶变换 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 气相色谱法GC /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/bcfdfd69-ffb0-443d-98e7-c514fbb1ad6d.jpg" title=" 气相色谱法GC.jpeg" width=" 400" height=" 364" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 364px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :柱后流出物浓度随保留值的变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/52946bcb-d9e8-4667-b58f-a5371a812992.gif" title=" 气相色谱仪检测流程.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 225px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 气相色谱仪检测流程 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 气相色谱仪,主要由三大部分构成:载气、色谱柱、检测器。每一模块具体工作流程如下。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/aba9a284-7690-4ead-9eae-c331f7742e53.gif" title=" 注射器.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 225px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 注射器 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/891e4835-0aca-4ea3-84fd-2fea84ba46c0.gif" title=" 色谱柱.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 225px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 色谱柱 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/18227132-52c1-42ed-ae3c-94f85089e5f4.gif" title=" 检测器.gif" width=" 400" height=" 212" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 212px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 检测器 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 凝胶色谱法GPC /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ca20b06f-cd93-4c40-8a0e-1f0e6ed7f901.jpg" title=" 凝胶色谱法GPC.jpeg" width=" 400" height=" 298" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 298px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :柱后流出物浓度随保留值的变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :高聚物的平均分子量及其分布 /p p style=" text-indent: 2em " 根据所用凝胶的性质,可以分为使用水溶液的凝胶过滤色谱法(GFC)和使用有机溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/85650fe3-b9fe-4f2c-ad1b-e5075277a14f.gif" title=" 只依据尺寸大小分离,大组分最先被洗提出.gif" width=" 400" height=" 294" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 294px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 只依据尺寸大小分离,大组分最先被洗提出 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 色谱固定相是多孔性凝胶,只有直径小于孔径的组分可以进入凝胶孔道。大组分不能进入凝胶孔洞而被排阻,只能沿着凝胶粒子之间的空隙通过,因而最大的组分最先被洗提出来。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/9e3e1054-2d80-425c-a62c-fde6ced73425.gif" title=" 直径小于孔径的组分进入凝胶孔道.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 225px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 直径小于孔径的组分进入凝胶孔道 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 小组分可进入大部分凝胶孔洞,在色谱柱中滞留时间长,会更慢被洗提出来。溶剂分子因体积最小,可进入所有凝胶孔洞,因而是最后从色谱柱中洗提出。这也是与其他色谱法最大的不同。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/da816fe1-73f4-4370-9c85-fcfed078d003.gif" title=" 依据尺寸差异,样品组分分离.gif" width=" 400" height=" 225" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 225px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 依据尺寸差异,样品组分分离 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 体积排阻色谱法适用于对未知样品的探索分离。凝胶过滤色谱适于分析水溶液中的多肽、蛋白质、生物酶等生物分子 凝胶渗透色谱主要用于高聚物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯)的分子量测定。 /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 热重法TG /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/960f1dd8-e4b6-4197-a18a-7d5d02c82bdd.jpg" title=" 热重法TG.jpeg" width=" 400" height=" 268" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 268px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :在控温环境中,样品重量随温度或时间变化 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :样品的重量分数随温度或时间的变化曲线 /p p strong i 提供的信息 /i /strong :曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/71b6267a-dbf2-47d6-9dd9-9e2d2a35324c.gif" title=" 自动进样过程.gif" width=" 400" height=" 222" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 222px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 自动进样过程 /strong /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/d1ec9825-832d-45e4-bf8c-6662d7f679d5.gif" style=" float: none width: 400px height: 222px " title=" 热重分析过程.gif" width=" 400" height=" 222" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/ecb6680e-fae6-48b5-b59c-9564519e7bd3.gif" style=" float: none width: 400px height: 222px " title=" 热重分析过程2.gif" width=" 400" height=" 222" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align:center" strong 热重分析过程 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 静态热-力分析TMA /strong /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/92906ff1-0140-4758-9e8e-3b93244ec676.jpg" title=" 静态热-力分析TMA.png" width=" 400" height=" 400" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 400px " / /p p i strong 分析原理 /strong /i :样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :样品形变值随温度或时间变化曲线 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :热转变温度和力学状态 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/494f42b0-b3a5-423a-a0a1-9af99eed9741.gif" title=" TMA进样及分析1.gif" style=" float: none width: 400px height: 223px " width=" 400" height=" 223" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" / br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/b7eab865-5ed6-40fd-9885-cfc0d745c7df.gif" title=" TMA进样及分析2.gif" width=" 400" height=" 223" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 223px " / /p p style=" text-align: center " strong TMA进样及分析 /strong /p p strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 透射电子显微技术TEM /span /strong /p p style=" text-align:center" strong span style=" color: rgb(31, 73, 125) " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/6c591633-0cea-4a5b-a3de-1bfd16ab115e.jpg" title=" 透射电子显微技术TEM.jpeg" width=" 400" height=" 494" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 494px " / /span /strong /p p i strong 分析原理 /strong /i :高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/2d2309eb-5d53-41c3-bcb2-233898451561.gif" title=" TEM工作图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong TEM工作图 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/e19a3fc4-7276-4112-b30f-613ee8c5c7e4.gif" title=" TEM成像过程.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong TEM成像过程 /strong /p p style=" text-indent: 2em " STEM成像不同于平行电子束的TEM,它是利用聚集的电子束在样品上扫描来完成的,与SEM不同之处在于探测器置于试样下方,探测器接收透射电子束流或弹性散射电子束流,经放大后在荧光屏上显示出明场像和暗场像。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/80f20816-e715-41f2-944b-beecca86c56a.gif" title=" STEM分析图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong STEM分析图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 入射电子束照射试样表面发生弹性散射,一部分电子所损失能量值是样品中某个元素的特征值,由此获得能量损失谱(EELS),利用EELS可以对薄试样微区元素组成、化学键及电子结构等进行分析。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/a80b145d-fa22-40cd-81a7-f7ee7853c59e.gif" title=" EELS原理图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong EELS原理图 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 扫描电子显微技术SEM /strong /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/316f661e-bd8c-4b0b-a4db-ba28474d90e6.jpg" title=" 扫描电子显微技术SEM.jpeg" width=" 400" height=" 351" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 351px " / /p p i strong 分析原理 /strong /i :用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/8fb69ade-2a8f-496e-9047-613b586c0e1b.gif" title=" SEM工作图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong SEM工作图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 入射电子与样品中原子的价电子发生非弹性散射作用而损失的那部分能量(30~50eV)激发核外电子脱离原子,能量大于材料逸出功的价电子从样品表面逸出成为真空中的自由电子,此即二次电子。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/7e005a36-0a5a-4ac5-934f-3ab8ead944a7.gif" title=" 电子发射图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 电子发射图 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/6580019e-86ae-4b52-af2f-06b6b1b0d8d8.gif" title=" 二次电子探测图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 二次电子探测图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 二次电子试样表面状态非常敏感,能有效显示试样表面的微观形貌,分辨率可达5~10nm。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/25ee0fc5-785e-476b-9c47-d46588228e0e.jpg" title=" 二次电子扫描成像.jpeg" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 二次电子扫描成像 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 入射电子达到离核很近的地方被反射,没有能量损失 既包括与原子核作用而形成的弹性背散射电子,又包括与样品核外电子作用而形成的非弹性背散射电子。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/3b7d3d61-ea3d-4a72-b8bd-55b72ceda02d.gif" title=" 背散射电子探测图.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 背散射电子探测图 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 用背反射信号进行形貌分析时,其分辨率远比二次电子低。可根据背散射电子像的亮暗程度,判别出相应区域的原子序数的相对大小,由此可对金属及其合金的显微组织进行成分分析。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/1174f921-e05b-4aa4-890b-8cfcfd91ad8a.gif" title=" EBSD成像过程.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong EBSD成像过程 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 原子力显微镜AFM /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/76d50cd6-1fa1-4604-8775-5a7cd72b196c.jpg" title=" 原子力显微镜AFM.jpeg" width=" 400" height=" 176" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 176px " / /p p i strong 分析原理 /strong /i :将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定,另一端有一微小的针尖,由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的作用力,通过在扫描时控制这种力的恒定,带有针尖的微悬臂将在垂直于样品的表面方向起伏运动。从而可以获得样品表面形貌的信息 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :微悬臂对应于扫描各点的位置变化 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :样品表面形貌的信息 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/eb4b5347-dda5-4b05-883b-dc575ec1768d.gif" title=" AFM原理:针尖与表面原子相互作用.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong AFM原理:针尖与表面原子相互作用 /strong /p p style=" text-indent: 2em " AFM的扫描模式有接触模式和非接触模式,接触式利用原子之间的排斥力的变化而产生样品表面轮廓 非接触式利用原子之间的吸引力的变化而产生样品表面轮廓。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/19f93f8d-cbeb-4fba-b377-a9008c6fe007.gif" title=" 接触模式.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 接触模式 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 扫描隧道显微镜STM /strong /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ba6fb6b6-ba14-4416-965f-89ab322f5136.jpg" title=" 扫描隧道显微镜STM.jpeg" width=" 400" height=" 288" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 288px " / /p p i strong 分析原理 /strong /i :隧道电流强度对针尖和样品之间的距离有着指数依赖关系,根据隧道电流的变化,我们可以得到样品表面微小的起伏变化信息,如果同时对x-y方向进行扫描,就可以直接得到三维的样品表面形貌图,这就是扫描隧道显微镜的工作原理。 /p p i strong 谱图的表示方法 /strong /i :探针随样品表面形貌变化而引起隧道电流的波动 /p p i strong 提供的信息 /strong /i :软件处理后可输出三维的样品表面形貌图 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/837324a2-f24b-4a6a-9f9a-9376b04fc45d.gif" title=" 探针.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 探针 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 隧道电流对针尖与样品表面之间的距离极为敏感,距离减小0.1nm,隧道电流就会增加一个数量级。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/4e8408e5-3819-4a73-96e2-916e83952bf7.gif" title=" 隧道电流.gif" / br/ /p p style=" text-align: center " strong 隧道电流 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 针尖在样品表面扫描时,即使表面只有原子尺度的起伏,也将通过隧道电流显示出来,再利用计算机的测量软件和数据处理软件将得到的信息处理成为三维图像在屏幕上显示出来。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/41ef7e62-822f-438d-a86d-9afd2f02035b.gif" title=" 三维图像1.gif" style=" float: none " / br/ /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/2c900b56-41dd-4ffa-bf83-d69c1a7063b1.gif" style=" float:none " title=" 三维图像2.gif" / /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/7377f5c3-8b63-4539-bb71-123c11a9996b.gif" style=" float:none " title=" 三维图像3.gif" / /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 原子吸收光谱AAS /strong /span br/ /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/19784e88-861e-4974-b85a-c852cfd9be0c.jpg" title=" 原子吸收光谱AAS.jpeg" width=" 400" height=" 288" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 288px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。吸光度与待测元素的浓度成正比。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/fc84144b-efad-4d04-b8fb-92c01ddc9e8d.gif" title=" 待测试样原子化.gif" width=" 400" height=" 220" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 220px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 待测试样原子化 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/fddb2170-90e4-42f0-9ff6-d1a6077e2166.gif" title=" 原子吸收及鉴定1.gif" style=" float: none width: 400px height: 222px " width=" 400" height=" 222" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" / br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/2085a1cb-a886-4ae9-9d86-97d2363b9a01.gif" title=" 原子吸收及鉴定2.gif" width=" 400" height=" 220" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 220px " / /p p style=" text-align: center " strong 原子吸收及鉴定 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 电感耦合高频等离子体ICP /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/a52ce051-b73b-42d7-8fe4-1feb42aac661.jpg" title=" 电感耦合高频等离子体ICP.jpeg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 255px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/62eea5d0-6859-42fb-aee0-6730cd8a93d5.gif" title=" Icp设备构造.gif" width=" 400" height=" 219" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 219px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong Icp设备构造 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/c6e9d70f-a9a4-4264-9c86-442f2cb16c6d.gif" title=" 形成激发态的原子和离子.gif" width=" 400" height=" 219" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 219px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 形成激发态的原子和离子 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/6b4acc93-c1b2-4ea1-83fb-9f064d099859.gif" title=" 检测器检测.gif" width=" 400" height=" 219" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 219px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 检测器检测 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong X射线衍射XRD /strong /span /p p style=" text-align:center" span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/1e9c1411-08c6-4086-a740-1e5bd2a9ffa0.jpg" title=" X射线衍射XRD.jpeg" width=" 400" height=" 351" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 351px " / /strong /span /p p i strong 分析原理 /strong /i :X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。 /p p style=" text-indent: 2em " 满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=λ /p p style=" text-indent: 2em " 应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析 另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/27e70349-3e34-40a6-a2be-ccd119dd64e6.jpg" title=" XRD结构.jpeg" width=" 400" height=" 421" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 421px " / /p p style=" text-indent: 2em " 以下是使用XRD确定未知晶体结构分析过程: /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/e41c6c4c-3041-4b54-8a0b-ecd0bff7610e.gif" title=" XRD确定未知晶体结构分析过程1.gif" style=" float: none " / br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/090f2986-904e-4c2a-8cbd-c6926226bd6a.gif" title=" XRD确定未知晶体结构分析过程2.gif" / /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/b1a01d84-aad0-4587-8052-6b07d62015f8.gif" title=" XRD确定未知晶体结构分析过程3.gif" / /p p style=" text-align: center " strong XRD确定未知晶体结构分析过程 /strong /p p span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 纳米颗粒追踪表征 /strong /span /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/62fda81f-80f4-4f24-9075-3c03b6953aa0.jpg" title=" 纳米颗粒追踪表征.jpeg" width=" 400" height=" 261" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" text-align: center width: 400px height: 261px " / /p p i strong 分析原理 /strong /i :纳米颗粒追踪分析技术, 利用光散射原理,不同粒径颗粒的散射光成像在CCD上的亮度和光斑大小不一样,依此来确定粒径尺寸 合适浓度的样品均质分散在液体中可以得出粒径尺寸分布和颗粒浓度信息, 准确度非常高。 br/ /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/420ce466-3a17-4f4f-8ffd-7e3b1fcb1f90.gif" title=" 不同粒径颗粒的散射光成像在CCD.gif" width=" 400" height=" 168" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 168px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 不同粒径颗粒的散射光成像在CCD /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/6dac7839-6888-49da-93ff-d7d6653c643c.gif" title=" 实际样品测试效果.gif" width=" 400" height=" 301" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 301px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 实际样品测试效果 /strong /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201808/noimg/d0a95acd-0b1a-4d2b-848a-5185852adec2.jpg" title=" 不同技术的数据对比.jpeg" width=" 400" height=" 377" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 377px " / br/ /p p style=" text-align: center " strong 不同技术的数据对比 /strong /p
  • BLT小课堂|细菌发光原理及其在动物活体成像中的应用
    夏季的夜晚,走到山间草丛,可以看到一种昆虫提着一盏灯在飞行,这就是萤火虫在发光。萤火虫体内的荧光素酶催化底物荧光素,发生化学反应,产生光子。这也是大家比较熟悉的,在动物活体生物发光成像当中运用到的反应原理。通过利用该原理,配合上转基因技术及动物活体成像系统,我们可以非侵入性和纵向研究小动物的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、肿瘤学机制和抗肿瘤药物药效及动力学和疾病机制等;相比于传统研究手段,这种方法通过在动物整体水平上进行研究,能提供更多有用的信息,同时大幅减少实验研究所需的动物数量和降低个体间的差异。萤火虫荧光素酶反应的示意图(a)、荧光素酶以报告基因的形式进入细胞核,并翻译成功能性酶。该酶将底物荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)转化为氧荧光素、二氧化碳(CO2)和二磷酸腺苷(ADP),同时发光。(b)、萤火虫底物D-荧光素及其产物氧合荧光素的化学结构。 那么问题来了,自然界会发光的生物除了有萤火虫,还有鱼类、藻类、植物和细菌等,这些生物的发光原理是否也和萤火虫一样呢?这些发光原理能否运用到动物活体成像研究中呢?今天,小编就为大家介绍另外一种生物发光原理—细菌发光及其在动物活体成像中的应用。细菌荧光素酶对于细菌的生物发光现象,早在1875年就被发现了,研究人员Boyle首先揭示了细菌发光对氧气的依赖。而随着研究的深入,研究人员发现细菌发光涉及到的酶有荧光素酶、脂肪酸还原酶和黄素还原酶,以及底物还原性黄素单核苷酸和长链脂肪醛。在发光细菌中发现的一种操纵子,基因顺序为luxCDABEG,其中luxA和luxB基因分别编码细菌荧光素酶α和β亚基,luxC、luxD和luxE基因分别编码合成和回收荧光素酶醛底物的脂肪酸还原酶复合物的r、s和t多肽,luxG编码黄素还原酶。到目前为止所知的所有发光细菌,都是基于细菌荧光素酶介导的酶反应来产生光。这是一种大约80kDa的异二聚体蛋白,与长链烷烃单加氧酶具有同源性。该酶通过以下反应介导O2氧化还原的黄素单核苷酸(FMNH2)和长链脂肪族(脂肪)醛(RCHO),以产生蓝绿光。细菌荧光素酶介导的酶反应1细菌发光明场图2细菌发光发光图细菌发光反应过程在发光反应中,FMNH2与酶结合,然后与O2相互作用,形成黄素-4A-过氧化氢。这种复合物与醛结合形成一种高度稳定的中间体,其缓慢的衰变导致FMNH2和醛底物的氧化和发光,反应的量子产率估计为0.1-0.2个光子。该反应对FMNH2具有高度特异性,体内的醛底物可能是十四醛。FMNH2是由NADH:FMN氧化还原酶(黄素还原酶)提供,该酶从细胞代谢(如糖酵解和柠檬酸循环)中产生的NADH中提取还原剂,还原剂通过自由扩散从FMNH2向荧光素酶的转移。长链醛的合成是由脂肪酸还原酶复合物催化。与细菌荧光素酶一样,底物FMNH2和长链脂肪醛也是细菌发光反应的特异性底物;真核生物生物发光使用不同的化学物质和荧光素酶,它们在蛋白质或基因序列水平上与细菌荧光素酶不同。细菌中的荧光素酶反应过程细菌发光原理在动物活体成像中的应用目前,细菌发光原理在动物活体成像研究中的应用有:传染病研究、菌种抗药性测试及细菌介导的肿瘤治疗等。通过将luxCDABE操纵子稳定地整合到不同的细菌基因结构中,不需要任何其他外源底物(除了氧)来产生生物发光,再通过一套超灵敏的动物活体成像系统(AniView 100),为监测细菌物种感染负担、致病机理研究和肿瘤药物靶向治疗等提供了一种快速便捷的研究检测方法。AniView 100检测减毒鼠伤寒沙门氏菌体内靶向性肿瘤情况(箭头指向为肿瘤)应用说明如以细菌介导的肿瘤治疗为例,传统的癌症治疗方法是手术切除,治疗转移性癌症还需要与其他疗法(如放疗或化疗)相结合。这些疗法存在局限性,如放疗的疗效主要取决于组织氧水平,肿瘤内坏死区和缺氧区低氧浓度是治疗失败的常见原因;而化疗的疗效主要取决于药物的分布,肿瘤内坏死区和缺氧区的血管不规则会影响药物的输送,限制药物的疗效。与传统方法相比,使用细菌进行癌症治疗有以下优势:首先,细菌会在肿瘤中选择性积累,肿瘤中的细菌聚集量大约是正常器官的1000倍,肿瘤特有的坏死区和缺氧区一般不会在大多数器官中形成。其次,细菌的增殖能力使得它们可以进行持续治疗;最后,许多细菌的全基因组测序已经完成,能够通过基因组操作提高它们在人类使用中的安全性,并增强其杀瘤效果。目前,细菌介导的肿瘤治疗广泛应用于DNA或siRNA的传递、运送经工程改造的毒素或前药物和触发机体免疫反应,进而达到抑制或杀灭肿瘤细胞、起到抗击肿瘤的作用。应用案例 静脉注射3天后,表达lux的鼠伤寒沙门氏菌在各种肿瘤中积聚。CT26:小鼠结肠癌,4T1:小鼠乳腺癌,MC38:小鼠结直肠腺癌,TC-1:小鼠肺癌,Hep3B:人肝细胞癌,ARO:人甲状腺癌,ASPC1:人胰腺癌应用案例 携带受L-阿拉伯糖诱导启动子pBAD表达系统控制的细胞毒蛋白(溶细胞素A)、表达lux报告基因的减毒鼠伤寒沙门氏菌,用于肿瘤治疗。总结利用生物发光原理进行动物活体成像,目前主要有两种方式。一种是使用萤火虫荧光素酶,最适合在哺乳动物细胞中表达;另外一种是细菌荧光素酶,广泛应用于原核生物。细菌Lux操纵子由于编码生物发光所需的所有蛋白质,包括荧光素酶、底物和底物生成酶,不需要外源底物,成像更加的方便,不需要像萤火虫荧光素酶一样,考虑ATP的可用性、底物分子的渗透、药代动力学和生物分布等对成像的影响。但是,细菌荧光素酶的发射波长较短(490nm),组织吸收较大,这会影响成像数据的量化;而且,对于某些真核微生物(包括真菌和寄生虫)和真核细胞,仍然需要使用萤火虫荧光素酶标记,原因在于lux报告基因没有得到足够的优化,还不能在真核细胞中稳定表达。不过由于细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的发射波长不同,从而可以进行多光谱成像,用于同时定量评估小动物的不同生物过程,进一步扩展生物发光原理在动物活体成像中的应用。TipsAniView 100多模式动物活体成像系统 AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统,其采用全密闭抗干扰暗箱,避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时,配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机,极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到100个luciferase标记细胞,对于动物活体细菌荧光素酶的生物发光信号,无论是在皮下或器官,均可以轻易检测到。快来关注我们,申请免费试用!
  • 科众精密-详解接触角测量仪的原理
    接触角测量仪是一种用于测量液体在固体表面上接触角的仪器。其原理基于Young方程,该方程描述了液体与固体表面之间的相互作用。当液体与固体表面接触时,液体分子会受到吸引力,固体表面分子会受到斥力。这种相互作用的平衡可以用接触角来描述,即液体与固体表面的接触线的夹角。当接触角越小,说明液体与固体表面之间的相互作用越强。接触角测量仪通过将液体滴在固体表面上,然后测量液滴与固体表面之间的接触角来确定液体与固体表面之间的相互作用力。常见的接触角测量方法包括静态接触角测量和动态接触角测量。静态接触角测量是指液滴在固体表面上静止不动时的接触角测量方法,动态接触角测量是指液滴在固体表面上移动时的接触角测量方法。水滴角是指水滴在固体表面形成的接触角,它通常用于描述液体与固体表面之间的相互作用。水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力,其中包括液体和固体表面之间的粘附力和液体内部分子之间的相互作用力。当液体和固体表面之间的粘附力大于液体内部分子之间的相互作用力时,液体将展开并形成一个较大的接触角,这被称为亲水性。相反,当液体和固体表面之间的粘附力小于液体内部分子之间的相互作用力时,液体将形成一个较小的接触角,这被称为疏水性。因此,水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力,这种相互作用力又与固体表面的化学性质、形态和表面能等因素密切相关。
  • 负氧离子检测仪的工作原理与选择
    空气中负氧离子的含量是空气质量好坏的关键。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负(氧)离子的重要场所。在空气净化、城市小气候等方面有调节作用,其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一。自然界中空气正、负离子是在紫外线宇宙射线、放射性物质、雷电、风暴、瀑布、海浪冲击下产生,既是不断产生,又不断消失,保持某一动态平衡状态。由于负离子的特性,空所中的负离子产生与消失会保持一个平衡,因此判断环境下负离子浓度需要借助专门的空气离子检测仪进行准确测量。负氧离子是带负电荷的单个气体分子和轻离子团的总称,简言之就是带负电荷的氧离子。在自然生态系统中,森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。其浓度水平是城市空气质量评价的指标之一,有着 “空气维生素”之称。工作原理:空气离子测量仪是测量大气中气体离子的专用仪器,它可以测量空气离子的浓度,分辨离子正负极性,并可依离子迁移率的不同来分辨被测离子的大小。一般采用电容式收集器收集空气离子所携带的电荷,并通过一个微电流计测量这些电荷所形成的电流。测量仪主要包括极化电源、离子收集器、微电流放大器和直流供电电源四部分。首要要了解自己选负离子检测用途,目前有进口的负离子检测仪,国产的负离子检测仪,仿冒的负离子检测仪等等。分为便携的负离子检测仪,在线的负离子检测仪,按原理分又分为平行电极负离子检测仪和圆通电容器负离子检测仪两种。空气负氧离子检测分为 “平极板法测空气负离子” 和”电容法测空气负离子“这两种原理,其中“平极板”原理是比较常用的一种方法,检测快速,经济实惠,用于个人、工厂、实验室等单位。电容法测空气负离子检测仪是一种高性能检测方法,具有防尘、防潮等特点,相对于平极板法测空气负离子更加,特别适合于森林、风景区的使用,是林业局,科研单位测量空气质量的常见仪器。按收集器的结构分,负离子检测仪可以划分为平行板式和Gerdien 冷凝器式/双重圆筒轴式两种类型。1.Ebert式/平行电板式离子检测仪平行电板式离子检测仪是目前低端空气离子检测仪比较常用的一种方法。A跟B是一组平行的且相互绝缘的电极,B极顶端边着一个环形双极电极,空气通过右下角的风扇吸入,空气中的负离击打A/B电极放电,电荷传导到E环形电极形成自放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上比较成熟,造价成本也比较低,但是易受外部环境影响,另外这种结构自身的弱点容易导致电解边缘效应,容易造成气流湍流,造成检测结果偏移较大。2.Gerdien冷凝器式/双重圆筒轴式双重圆筒轴式离子检测仪是目前中高端空气离子检测仪成熟的一种方法。整体结构由3个同心圆筒组成,外围筒身及内轴为电极,空气通过圆筒时,离子撞击筒身跟轴产生放电,放电信号被记录,从而可对空气中正、负离子数量及大小进行测量。这种检测仪技术上已非常成熟,但由于内部复杂的结构及控制,造价成本高昂,这种结构可以有效解决平行电板式结构固有的电解边缘效应,同时圆筒本身的结构及特殊的进气方式可以保持气流通过的平顺性,对离子数量及大小的检测精确性有极大提高。
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