安培检测器原理

本公司CL1010高效毛细管电泳仪（安培检测器）在河南南阳理工学院 NYZJGK2013-157 招标项目中标。

紫外检测器小知识　　1、原理　　紫外吸收检测器简称紫外检测器（ultraviolet ?detector，UVD），是基于溶质分子吸收紫外光的原理设计的检测器，其工作原理是Lambert-Beer定律，即当一束单色光透过流动池时，若流动相不吸收光，则吸收度A与吸光组分的浓度C和流动池的光径长度L成正比。物理上测得物质的透光率，然后取负对数得到吸收度。　　大部分常见有机物质和部分无机物质都具有紫外或可见光吸收基团，因而有较强的紫外或可见光吸收能力，因此UVD既有较高的灵敏度，也有很广泛的应用范围，是液相色谱中应用广泛的检测器。　　为得到高的灵敏度，常选择被测物质能产生大吸收的波长作检测波长，但为了选择性或其它目的也可适当牺牲灵敏度而选择吸收稍弱的波长，另外，应尽可能选择在检测波长下没有背景吸收的流动相。　　紫外检测器的波长范围是根据连续光源（氘灯）发出的光，通过狭缝、透镜、光栅、反射镜等光路组件形成单一波长的平行光束。通过光栅的调节可得到不同波长。波长范围应该是根据光源来确定的，不同光源波长范围也不一样。　　光波根据光的传播频率不一样而划分的。紫外的测量范围一般为0.0003---5.12（AUFS)，常用为0.005---2.0（AUFS)。紫外光的范围一般指200-400 nm。吸收度单位AU (absorbance unit) 是相当于多少伏的电压，范围的大小应该适中较好，实际工作中一般就需要1AU左右。　　2、用途　　紫外检测器使用于大部分常见具有紫外吸收有机物质和部分无机物质。紫外检测器对占物质总数约80%的有紫外吸收的物质均可检测，既可测190--350 nm范围的光吸收变化，也可向可见光范围350---700 nm 延伸。　　紫外检测器适用于有机分子具紫外或可见光吸收基团，有较强的紫外或可见光吸收能力的物质检测。一般当物质在200-400 nm 有紫外吸收时，考虑用紫外检测器。　　3、优点　　紫外吸收检测器不仅灵敏度高、噪音低、线性范围宽、有较好的选择性，而且对环境温度、流动相组成变化和流速波动不太敏感，因此既可用于等度洗脱，也可用于梯度洗脱。紫外检测器对流速和温度均不敏感，可于制备色谱。由于灵敏高，因此即使是那些光吸收小、消光系数低的物质也可用UV检测器进行微量分析。　　不足之处在于对紫外吸收差的化合物如不含不饱和键的烃类等灵敏度很低。

生命科学领域的进步在很大程度上依赖于科学仪器的创新与应用。然而，高端生命科学仪器多依赖于进口，国产仪器技术创新任重而道远。北京大学叶安培教授三十余年如一日，始终坚持在生命科学仪器技术创新的道路上，先后发展了激光无损单细胞操纵（光镊）技术、无标记拉曼光谱检测技术和新型无标记超分辨光学成像技术，并开创性地将三者结合在一起，为原位无标记无损快速单细胞识别与分选及细胞动态演变研究提供了理想的研究工具。仪器信息网特别采访了叶安培教授，深入了解他的生命科学仪器技术漫漫创新路以及他对当前国产生命科学仪器发展的看法。北京大学叶安培教授仪器信息网：您是如何走上生命科学仪器研发这条道路的？为何选择当前的研究方向？叶安培：北京大学有很强的基础学科和很强的医学学科，早在2000年，由时任人大常委会副委员长的韩启德院士发起成立了北京大学生物医学跨学科研究中心，我在生物医学跨学科研究中心做“微纳生物光子学”研究。用激光囚禁原子，之后发展到用激光囚禁细胞、病毒和微生物，也就是光镊技术来做单细胞/单分子研究。后来我将该技术进行工程化，开展了激光操控与检测和显微成像等研究工作。在此之前，我做过一些核磁共振成像的研究。我本人是学物理的，是做原子分子物理和光学的，根据需求牵引就走到这里。仪器信息网：请您介绍您团队的主要研究工作和成果。国内研究这类技术的课题组或企业还有哪些？对比其他同类技术，您所研究的技术及其转化的产品有何特点和优势？叶安培：我的研究工作包括这几个方面，第一是激光囚禁粒子，也就是激光光镊技术，这也是在2018年获得诺贝尔物理学奖的技术，我在这方面做了将近30年。激光囚禁最早是从囚禁原子开始的，我们实验室刚好是国内做激光囚禁原子的发祥地，后来将这一技术进一步发展用于囚禁生物粒子、细菌。我在2000年前就开始做激光光镊技术，开发出多功能光镊-拉曼单细胞技术实验平台，现已小型化做出了仪器样机。国内做光镊技术及应用较早的团队有中国科学技术大学，中科院物理所和北京大学，当时我们三个团队平行发展。历经20多年，国内光镊技术发展的并不顺利，因为这类仪器比较复杂，涉及光、电、生物等多学科交叉，且国外的多家企业也打入国内市场占据了相当的份额。因此，虽然光镊技术获得了诺贝尔奖，但在国内应用的并不好。光镊仪器比较昂贵，很多单位买不起，或者买了以后用不好，许多从国外购置的光镊仪器闲置在那里，因为国外厂商卖给我们的是裸机，他们不能帮助指导应用。比如北京某大学采购了一台德国光镊设备，花费三四百万，买来后不会测或者测完后数据不会分析，直到现在也没有很好地用起来。光镊技术多用于生命科学研究中，国外很多大的研究团队都是自己搭建的，如伯克利、斯坦福、哈佛等都有这样团队，他们有很强的交叉学科背景，包括物理、电子、光学、生命科学等，将不同学科知识结合在一起才能用好这类仪器。我们通过自己搭建光镊平台并做生物应用，最后做交叉研究，做了许多单分子、单细胞的研究，将整个过程都摸熟了，同时我们开发的光镊设备采用计算机全自动操控，并开发了相应的应用分析软件，实现了自动化，操作比较简便。相对来说我们是国内研究该技术和应用比较深入的团队之一。仪器信息网：您所研发的技术产业化目前进展如何？叶安培：我们现已经做出样机，通过大量的单细胞研究，得到了很好的应用验证；此外我们也进行设备的小型化，现正在进行工程化开发，当然这也需要资金和配套的政策支持，才能将其商品化，推向市场。仪器信息网：您所研究的技术及产品主要应用领域有哪些？市场需求呈现怎样的特点和趋势？叶安培：除光镊技术外，我们还在做单细胞/单粒子拉曼光谱，并将拉曼和光镊两项诺奖技术结合起来，我们称之为“拉曼光镊”。用光镊将单个细胞或粒子悬浮固定在其自然的液态或气态环境中，这样就能实现单粒子原位拉曼光谱检测，而传统的表面增强拉曼光谱检测时基底上的细胞都是死的，难以做到单个活细胞的原位检测。悬浮检测的好处是它不受表面接触等外界干扰，可以做单细胞活体检测。此外，该技术可以检测受外界药物作用后的细胞代谢、动态过程等，可以用于药敏检测。我们利用这个工具做过单个细菌、癌细胞甚至血细胞受外界环境刺激或药物作用后的动态变化，精细地研究癌细胞的异质性和药敏性以及对外界刺激的响应，这些单粒子原位无干扰测量是用其他工具无法实现的，因为血细胞、细菌等天然状态下是运动的，特别是气溶胶粒子一直在不停运动，需要固定住，很难做到对单个粒子来进行研究。我们是用光镊技术将其悬浮在那里，在自然状态下实现原位长时间观测。此外，我们还实现了无标记超分辨光学成像。荧光超分辨光学成像技术在2014年获得诺贝尔化学奖，这类成像技术首先要对样品进行荧光标记，再用特殊波长的光去激发，通过点激发重构（mapping）得到一幅超分辨图像。 我们的超分辨成像采用的是一种完全不同的技术策略，是从原理上创新，通过改变现有显微镜成像原理和光路，从而突变光学衍射极限，得到无标记的超分辨像。换言之，与荧光超分辨成像不同，我们的成像是宽场成像（imaging），不需要样品标记和图像重构，与普通光学显微镜一样，可以直接观察。因此，成像速度快，可用于生命过程亚细胞结构的动态实时观测和微生物形态表征。除了适合生物样品透射成像外，也可以进行反射式成像、用于材料的检测与表征，比如半导体芯片的缺陷检测等。仪器信息网：谈谈对国产生命科学仪器未来的展望。叶安培：生命科学是一个21世纪的前沿学科，我们国家乃至全球都很重视。现在我们用的仪器大多数是进口仪器，作为仪器研发人，我感到很痛心，希望国家能够大力支持国产仪器，特别是高端仪器的发展。我们知道，现在医疗器械，比如电镜、核磁等过去都是进口的，现在已在国产化。对生命科学仪器来说，国家最需要的是原始创新和颠覆性技术，比如我们做的无标记超分辨成像就是一个颠覆性技术，得到国家自然科学基金（未来生物技术）“原创探索性计划”项目的资助。我们就是要做国际上没有的新东西，希望国家能够大力扶持，组织大家一起攻关。当前我国的科学仪器行业小而散，很多都是散兵游泳，没有形成集团作战，所以很难发展起来去跟国外大的跨国公司竞争。比如荧光超分辨显微镜，国外蔡司、徕卡等大公司的实力很强，只要有原理突破，他们很快就可以产业化。国内现在也有一些企业和高校在做，但是跟他们拼实力拼不过。我们希望能够在一些新的技术上实现弯道超车，那将是最有标志性的，希望国家能够发展这样的技术。仪器信息网：今年是仪器信息网成立25周年，请您谈谈对仪器信息网未来有哪些建议或者期待？叶安培：很感谢仪器信息网，通过仪器信息网我才知道有科学仪器领域的大会，我希望大会能够办得更好，不仅给我们提供交流信息的平台，而且能够把更多做仪器研发的同行聚集在一起形成联盟，充分发挥力量，带动或者协助搞科研仪器的厂商和研究单位为我们国家做出有民族特色的创新仪器。叶安培教授专访视频：