光反应仪电路原理

摘要近日康宁AFR欧洲技术团队，基于紫外-可见光下(E)-偶氮苯的光异构化，开发了一种高效、低成本的多波长化学光量测量方法。由量子产率估算和1H NMR核磁共振分析表明，对于从紫外光到可见光范围的各种波长，结果都非常准确。研究者还通过对光化学反应器中光子通量密度的测定，核算N2-苯腙在405nm波长下的量子产率，对该方法进行了验证。小贴士量子产率：每吸收一个量子所产生的反应物的分子数，通常是对于特定的波长而言，即量子产率=（生成产物的分子数）/（吸收的量子数）。量子产率是进行光化学学动力学研究的重要参数。光子通量密度：表示单位时间单位面积上在特定波长范围内入射的光量子数。背景相对于批次间歇反应釜，连续流光化学反应器具有持液体积小、透光均匀、反应安全且重现性好等优点。随着单色度高、寿命长且能耗低的LED光源的发展，市场上涌现出了新一代高效的连续流光化学反应器，产能通量包括从实验室级（克/小时）到工业生产级（吨/天）。在上述背景下，为了量化通过光反应器的光子通量密度，帮助理解光化学反应机理，并能精确地描述光反应器在生产率变化时如何随时间变化和操作，迫切需要开发低成本和多功能的光量测量方法。然而，现有方法大多数都是基于昂贵的光量光度计和繁琐的程序，且极少有测定连续流微通道光化学反应器中接收光子通量密度的光量测量方法被报道。研究过程：一、理论模型与结果化学家们曾研究了大量一级光化学反应物质，这些物质在光的诱导下转化为另一种物质的速率可以被精确测量，并与入射的绝对光子通量密度相关联。在这类光化学反应体系中，光子被反应物R和产物P以不同的摩尔消光系数吸收，吸光度随时间而变化。作者在前人的研究基础上，建立了理论模型。并考虑到康宁Lab光化学反应微通道的几何形状，呈现了两个垂直于光源的平行壁，由于光路在通道的每个点上都是恒定的，到光源的距离也是固定的和恒定的。利用康宁连续流光学反应器来研究化学光量测量方法所面对的主要问题，是要对康宁微通道反应器的玻璃模块的玻璃层和换热层的光透射进行修正。图1.康宁LAB光化学反应器剖面图2017年，作者的团队报道了一种简单的方法，在溶剂中使用偶氮苯作为一种方便的光度计。该方法的主要优点在于偶氮苯的成本低和使用核磁共振作为一种定量光谱技术来简化动力学测量。图2. 偶氮苯的光异构化研究者展示了应用此方法在具有四个不同波长(365、385、405和475nm)的康宁Lab光化学反应器进行光量测量，并给出了数据和拟合结果（以405 nm为例）：图3.康宁Lab光化学反应器中405 nm下的化学光量测量结果特定波长下（405nm），反应路径内的光子通量密度与光强之间的拟合公式如下：【编者语】康宁反应器不只是应用于工艺开发或者工业化生产，也适用于化学研究领域。不管是动力学理论研究，新的测量方法研究，还是新化合物的发明与发现，康宁反应器都有可能是您的得力助手。二、方法应用与验证：为了证明这种方法在连续流光化学反应动力学研究中的适用性，作者按照本文方法重新计算了isatin N2-phenylhydrazone的光量子产率（已知最近的文献中其光化学量子产率（ΦZ ≈ 1 × 10–3））。图3. 康宁实验室光化学反应器。前面铝箔覆盖包裹避免自然光照图4. isatin N2-phenylhydrazone 405nm异构化的光动力学研究 考虑到康宁Lab光化学反应器的通道极细(0.4mm)，为了保证足够的量进行1H NMR分析，浓度增加到2×10−3mol.L−1。在上述浓度条件下，吸收约为99% (ε z=12270L.mol−1.cm−1)，光子几乎全部吸收，可以通过核磁共振波谱进行非常精确的测量。由于康宁Lab光化学反应器中良好的传热性能，温度可以保持在20°C，因此可以忽略热异构化的影响。由于Z-构型的氢键，E和Z异构体的浓度可以轻易的通过1H NMR进行定量。利用长停留时间确定了光静止状态。(Z)-异构体的甲醇溶液在405nm的不同停留时间照射，光功率为100%。 图5.isatin N2-phenylhydrazone的光异构化反应EPSS（0.20）被用作一个参数来绘制图ln (EPSS−E) 与时间的关系，它与相关系数表现出线性关系并具有良好的平方相关系数(R2=1.00) 。该图的斜率(0.070s−1)对应于公式：通过公式换算可以很容易的计算出量子产率ΦZ(1.1 × 10–3)，这一数据与文献数值非常接近。结果与讨论康宁欧洲技术团队开发的此光量测量方法为应用连续流光化学反应器进行光反应动力学研究提供了参考。鉴于此方法安全、简单易操作，它的应用可以扩展到更大规模的连续流光反应器(如康宁G1和G3光化学反应器)中作为例行分析测试手段。参考文献：Photochemical & Photobiological Sciences. 8 January 2022康宁光化学反应器宁高通量微通道光化学反应器（Advanced-Flow Photo Reactor），拥有透光率高、耐高温、耐高压、光强度大、光源纯净，控温精准、无放大效应等特点，在光化学反应中有独特的技术优势和广泛的应用前景。此外，康宁光化学反应器可以与在线NMR结合，对反应工艺参数进行快速筛选，有效地提升新分子的探索和工艺优化的过程。

在科研和工业生产中，电炉是不可或缺的重要设备。其中，1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉因其高精度、高效率的工作特点，被广泛应用于各种高温实验和材料制备。那么，这种电炉是如何工作的，它又具备哪些优势呢?接下来，让我们一起深入了解。　　1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉的工作原理涉及到多个方面。在加热原理上，电炉主要依靠电力产生热量，通过高温电阻丝将电能转化为热能。这种方式的优点是能量转化效率高，加热速度快。在温度控制方面，电炉采用了先进的PID温度控制系统，可以实现对温度的精确控制。同时，由于采用先进的智能芯片控制，温度波动小，精度高。气氛控制是这种电炉的另一大特点。通过向炉内通入特定的气体，可以创造出不同的气氛环境，如还原性、氧化性或中性气氛，以满足不同实验和材料制备的需求。　　1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉的优势有哪些呢?首先，其加热速度快，可以在短时间内达到高温，且温度均匀性非常好。这大大缩短了实验时间，提高了工作效率。其次，由于采用了先进的智能控制系统，电炉的操作非常简便。用户只需设定温度和时间等参数，电炉即可自动完成实验过程。此外，这种电炉还具有高可靠性和长寿命的特点。由于其内部采用优质材料和精密制造工艺，电炉的使用寿命长，可靠性高。　　1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉还具有多种安全保护功能。例如过温保护、过流保护等，确保实验过程的安全可靠。　　1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉以其高效、精确、安全的特点，成为科研和工业生产中的重要工具。无论是材料合成、化学反应还是高温烧结等应用场景，这种电炉都能提供出色的性能表现。随着技术的不断进步和应用需求的增加，我们有理由相信，未来的1200℃单双温区开启式真空气氛管式电炉将会更加智能化、高效化、安全化，为科研和工业生产带来更多的便利和可能性。

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！参考文献1、Hastings JW. Cell Physiology Source book 2012.2、Nguyen V H et al. Cancer Research, 2010, 70(1):18-23.3、 Nguyen V H et al. Nuclear Medicine & Molecular Imaging, 2016.4、 Dunlap P . ADVANCES IN BIOCHEMICAL ENGINEERING BIOTECHNOLOGY, 2014.5、Keyaerts Marleen et al. Trends in molecular medicine,2012,18(3).6、 Nathan K. Archer et al. Springer International Publishing, 2017.7、Doyle T C et al. Cellular Microbiology, 2004, 6(4):303-317.8、Avci P et al. Virulence.

仪器信息网2023年10月18-20举办第四届“半导体材料与器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会，围绕光电材料与器件、第三代半导体材料与器件、传感器与MEMS、半导体产业配套原材料等热点材料、器件和材料分析、可靠性测试、失效分析、缺陷检测和量测等热点分析检测技术，为国内广大半导体材料与器件研究、应用及检测的相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台，让大家足不出户便能聆听到相关专家的精彩报告。为答谢广大用户，本次大会每个专场都设有一轮抽奖送专业图书活动。今日抽取的专业图书是《集成电路材料基因组技术》和《扫描电镜和能谱仪的原理与实用分析技术》。一、主办单位：仪器信息网&电子工业出版社二、会议时间：2023年10月18-20日三、会议日程第四届“半导体材料器件分析检测技术与应用”主题网络研讨会时间专场名称10月18日全天半导体材料分析技术新进展10月19日可靠性测试和失效分析技术可靠性测试和失效分析技术（赛宝实验室专场）10月20日上午缺陷检测与量测技术四、“半导体材料分析技术新进展”日程时间报告题目演讲嘉宾专场：半导体材料分析技术新进展（10月18日）专场主持人：汪正（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）9:30等离子体质谱在半导体用高纯材料的分析研究汪正（中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员）10:00有机半导体材料的质谱分析技术王昊阳（中国科学院上海有机化学研究所 高级工程师）10:30牛津仪器显微分析技术在半导体中的应用进展马岚（牛津仪器科技（上海）有限公司 应用工程师）11:00透射电子显微镜在氮化物半导体结构解析中的应用王涛（北京大学 高级工程师）11:30集成电路材料国产化面临的性能检测需求桂娟（上海集成电路材料研究院 工程师）午休14:00离子色谱在高纯材料分析中的应用李青（中国科学院上海硅酸盐研究所 助理研究员）14:30拉曼光谱在半导体晶圆质量检测中的应用刘争晖（中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 教授级高级工程师）15:00半导体—离子色谱检测解决方案王一臣（青岛盛瀚色谱技术有限公司 产品经理）15:30宽禁带半导体色心的能量束直写制备及光谱表征徐宗伟（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室 教授）16:00专业图书介绍及抽奖送书王天跃（电子工业出版社电子信息分社 编辑）五、参会方式本次会议免费参会，参会报名请点击：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsmd2023/ 或扫描二维码报名

酶是生命的分子催化剂，在细胞的新陈代谢中起重大作用。对于酶在作出生化反应时会曲折底物并借此分裂的原理，迄今为止仅是推测。现在德国哥廷根大学生物分子科学中心的科学家们首次在试验中证实了这个推测。　　哥廷根大学的研究人员先是培养出了高度有序的人体酵素转酮酶的蛋白质晶体，它们在人体代谢的糖消化中具有关键作用。他们将这种晶体与天然糖底物混合，而后在柏林和法国格勒诺布尔用粒子加速器对酶晶体的结构进行分析，结果科学家们获得了酶中糖分子在即将分裂成两半前的一个超高分辨率结构。这张有着独一无二清晰度的快照毫无悬念地显示，酶中的糖底物如同夹在虎钳上的工件似得弯曲起来。　　专家们指出，酶通常是药物标靶，新的发现因而对于开发具有高度特异性的、比如用于癌症治疗的有效药物具有意义。研究中涉及的人体转酮酶对于癌细胞的代谢也同样具有关键作用。此研究成果已发表在专业期刊Nature Chemistry 上。

化学创造着千变万化的物质世界，在这其中每一个单分子起到基本的作用。传统化学和生物学研究大量分子参与的反应和变化。著名物理学家埃尔温薛定谔曾评论过：“我们从来没有用一个单电子、单原子或单分子做过实验。我们假设我们可以在思想实验中实现，但是这会导致非常可笑的后果。”观察、操纵和测量最为微观的单分子化学反应是科学家面临的一个长久科学挑战。针对这一挑战，浙江大学化学系冯建东研究员致力于发展跨学科的单分子测量方法和仪器，实现多维度的溶液体系单分子物理和化学过程观测、新现象研究和应用建立。近期，其团队发明了一种直接可以对溶液中单分子化学反应进行成像的显微镜技术，并实现了超高时空分辨成像。该技术在化学成像和生物成像领域具有重要的应用价值，允许看到更清晰的微观结构和细胞图像。北京时间8月11日，这项研究成果作为封面论文刊登在国际顶级期刊《自然》。论文第一作者为浙江大学化学系博士生董金润和博士后卢禹先；论文通讯作者为浙江大学化学系冯建东研究员。 浙大团队的研究对象是电致化学发光反应。电致化学发光是利用电极表面发生的一系列化学反应实现发光的形式。相比于传统的荧光成像技术，由于不需要光激发，电致化学发光几乎没有背景，是目前对于灵敏度有着很高要求的体外免疫诊断领域的重要手段，其在成像分析等方向也具有一定价值。目前，电致化学发光存在两个重要的科学问题，其一是微弱乃至单分子水平电致化学发光信号的测量和成像，这对于单分子检测非常重要。其二是在电致化学发光成像领域实现突破光学衍射极限的超高时空分辨率成像，即超分辨电致化学发光成像，这一点对化学和生物成像具有重要意义。3年来，冯建东团队致力于这两大难题的研究，通过联用自制的具有皮安水平电流检出能力的电化学测量系统以及宽场超分辨光学显微镜，搭建了一套高效的电致化学发光控制、测量和成像系统。首次实现了单分子电致化学发光信号的宽场空间成像；并在此基础上成功突破了光学衍射极限，第一次实现了电致化学发光的超分辨成像。这项单分子电致化学发光显微镜技术不需要光激发即可实现单分子超分辨成像，有望影响化学测量和生物成像领域的应用。 在时空隔离中达到单分子反应测量极限教科书上的化学反应都是以单分子形式进行概念描述，但传统实验中得到却是大量分子的平均结果。单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一，是研究方法的质变。这也是化学测量学面临的一个极限挑战。电致化学发光过程中，为什么难以开展单分子信号的捕捉呢？这主要是因为单分子反应控制难、追踪难、检测难。冯建东介绍：“单分子化学反应伴随的光、电、磁信号变化非常微弱，而且化学反应过程和位置具有随机性，很难控制和追踪。” 图1：单分子电致化学发光信号的时空隔离和随机性。为此，浙大科研人员搭建了灵敏的探测系统，将电压施加、电流测量、光学成像同步起来，通过时空孤立“捕捉”到了单分子反应后产生的发光信号。“具体从空间上通过不断稀释，控制溶液中的分子浓度实现单分子空间隔离。时间上，通过快速照片采集，最高在1秒内拍摄1300张，消除邻近分子间的相互干扰。”博士生董金润介绍到。利用这套光电控制和测量平台，浙大科研团队首次实现了单分子电致化学发光反应的直接宽场成像。“由于不需要光源激发，这一成像的特点在于背景几近于零，这种原位成像将为化学和生物成像领域提供新的视野。” 在单分子空间定位中突破光学极限显微镜是物质科学和生命科学研究的重要研究工具，传统光学显微镜在数百纳米以上的尺度工作，而高分辨电镜和扫描探针显微镜则可以揭示原子尺度。“在这个标尺中，能够用于原位、动态和溶液体系观测几个纳米到上百纳米这一尺度范围的技术仍然非常有限。”冯建东提到，主要原因在于光学成像分辨力不足，受到光学衍射极限限制。为此，冯建东团队接着着手从时空孤立的单分子信号实现电致化学发光的超分辨成像。 受到荧光超分辨显微镜（2014年诺贝尔化学奖）的启发，浙大研究者利用通过空间分子反应定位的光学重构方法进行成像。这就好比当人们夜晚抬头看星星时，可以通过星星的“闪烁”将离得很近的两颗星星区分开一样。“化学反应的随机性，通过空间上的发光位置定位，再把每一帧孤立分子反应位置信息叠加起来，构建出化学反应位点的‘星座’。 ” 图2：单分子电致化学发光显微镜在微纳结构成像上的论证。 冯建东说，为了验证这一成像方法的可行性以及定位算法的准确性，团队通过微纳加工的方法在电极表面制造了一个条纹图案作为已知成像模板，并对之进行对比成像。单分子电致化学发光成像后的结果与该结构的电镜成像结果结构上高度吻合，证明了成像方法的可行性。单分子电致化学发光成像将传统上数百纳米的电致化学发光显微成像空间分辨率提升到了前所未有的24纳米。 图3：单分子电致化学发光显微镜固定（死）细胞成像。 研究团队进而将该技术应用于生物细胞显微成像，不需要标记细胞结构本身意味着电致化学发光成像对细胞可能是潜在友好的，因为传统使用的标记可能会影响细胞状态。团队进一步以细胞的基质黏附为对象，对其进行单分子电致化学发光成像，观察其随时间的动态变化。成像结果与荧光超分辨成像可以进行关联成像对比，定量上表现出可以同荧光超分辨显微镜相媲美的空间分辨率，同时该技术避免了激光和细胞标记的使用。 图4：单分子电致化学发光显微镜活细胞成像。 未来，这项显微技术将作为一项研究工具为化学反应位点可视化、单分子测量、化学和生物成像等领域提供新的可能，具备广泛的应用前景。在同一期上，《自然》期刊专门邀请了领域专家对这一突破性技术的前景进行了亮点评述和报道。 该研究受到了国家自然科学基金委（项目号：21974123）、浙江省自然科学基金委（项目号：LR20B050002）、中央高校基本科研业务费校长专项（项目号：2019XZZX003-01）和浙江大学百人计划的经费支持。

教科书上的化学反应均以单分子形式进行概念描述，但实验中得到的却是大量分子的平均结果。一瓶380毫升的水，约含有10的25次方个水分子，投入金属钠会产生激烈的反应。不妨试想，宏观可见的化学现象，具体到单个分子是怎样的表现?　　单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一。近年来，虽已有单分子荧光显微镜技术，冷冻单分子电镜技术等诺贝尔奖级别的成果问世，观察、操纵和测量最为微观的单分子化学反应仍是科学家面对的长期挑战。　　8月11日，浙江大学化学系冯建东研究员团队在国际顶级期刊《自然》发表封面文章。浙大团队以电致化学发光反应为研究对象，发明了一种可以直接对溶液中单分子化学反应进行成像的显微镜技术，并实现了超高时空分辨成像。该技术可实现更清晰的微观结构和细胞图像，在化学成像和生物成像领域具有重要应用价值。　　捕获分子发光信号 1秒内连拍上千张图片　　电致化学发光，是指具有发光活性的物质在电极表面通过化学反应实现发光的形式，可令分子产生光信号，在体外免疫诊断、成像分析等领域已有应用。　　“在溶液体系还难以开展单分子化学反应的直接光学捕捉。”冯建东介绍，单分子化学反应伴随的光、电、磁信号变化非常微弱，而且化学反应过程和位置具有随机性，很难控制和追踪。　　如何实现微弱乃至单分子水平电致化学发光信号的测量和成像?如何在电致化学发光成像领域实现突破光学衍射极限的超高时空分辨率成像，即超分辨电致化学发光成像?3年来，冯建东团队致力于这两大难题的研究，通过联用自制的具有皮安水平电流检出能力的电化学测量系统以及宽场超分辨光学显微镜，搭建了一套高效的电致化学发光控制、测量和成像系统。　　“团队通过搭建灵敏的探测系统，将电压施加、电流测量、光学成像同步起来，通过时空孤立捕获到了单分子反应后产生的发光信号。” 论文第一作者、浙大化学系博士生董金润介绍。　　从空间上，研究团队通过不断稀释，控制溶液中的分子浓度实现单分子空间隔离。时间上，通过快速照片采集，最快在1秒内拍摄1300张，消除邻近分子间的相互干扰。　　利用这套光电控制和测量平台，团队首次实现单分子电致化学发光信号的空间成像，其成像特点在于无需借助外界光源，可在暗室操作。　　多重曝光合成叠加 实现纳米级超高分辨率　　现如今，传统光学显微镜在数百纳米以上的尺度工作，而高分辨电镜和扫描探针显微镜则可以揭示原子尺度。“但能够用于原位、动态和溶液体系观测几个纳米到上百纳米这一尺度范围的技术非常有限。”冯建东提到，主要在于受到光的衍射极限限制，光学成像分辨力不足，即相邻很近的两个点难以分辨。　　为此，冯建东团队在获取单分子信号图像基础上，着手研究电致化学发光的超分辨成像。受到超分辨荧光显微镜技术的启发，研究团队利用通过空间分子反应定位的光学重构方法进行成像。　　“好比人们夜晚抬头看星星，可以通过星星的‘闪烁’将离得很近的两颗星星区分开一样。”冯建东介绍，技术原理即通过空间上的发光位置定位，再把每一帧孤立分子反应位置信息叠加起来，就能构建出化学反应位点的“星座”。　　为验证这一成像方法的可行性以及定位算法的准确性，研究团队通过精密加工的方法，在电极表面制造了一个条纹图案作为已知成像模板，并进行对比成像，条纹间隔为几百个纳米。　　记者看到，该微纳结构的单分子电致化学发光成像与电镜成像结果高度吻合。而且，单分子电致化学发光成像将传统上数百纳米的电致化学发光显微成像空间分辨率提升到了前所未有的24纳米。　　研究团队进而将该成像技术应用于生物细胞显微成像，以细胞的基质黏附为对象，对其进行单分子电致化学发光成像，观察其随时间的动态变化，成像结果与荧光超分辨成像可关联对比，其分辨率也可与荧光超分辨成像相媲美。　　“相比于荧光成像技术，电致化学发光成像不需要对细胞结构做标记，意味着不易影响细胞状态，对细胞可能是潜在友好的。”冯建东表示，未来，这项显微镜技术将作为一项研究工具，在单分子水平揭示更多化学奥秘，也有助于揭示更为清晰的生物结构和看清生命基本单位细胞如何工作。

前言免疫荧光技术是在免疫学、生物化学和显微镜技术的基础上建立起来的一项技术，它是将不影响抗原抗体活性的荧光色素标记在抗体（或抗原）上，与其相应的抗原（或抗体）结合后，在荧光显微镜下呈现一种特异性荧光反应。利用荧光显微镜可以看见荧光所在的细胞或组织，从而确定抗原或抗体的性质和定位，以及利用定量技术（比如流式细胞仪）测定含量。直接法将标记的特异性荧光抗体，直接加在抗原标本上，经一定的温度和时间的染色，用水洗去未参加反应的多余荧光抗体，室温下干燥后封片、镜检。间接法如检查未知抗原，先用已知未标记的特异抗体（第一抗体）与抗原标本进行反应，用水洗去未反应的抗体，再用标记的抗抗体（第二抗体）与抗原标本反应，使之形成抗体—抗原—抗体复合物，再用水洗去未反应的标记抗体，干燥、封片后镜检。如果检查未知抗体，则表明抗原标本是已知的，待检血清为第一抗体，其它步骤的抗原检查相同。标记的抗抗体是抗球蛋白抗体，同于血清球蛋白有种的特异性，如免疫抗鸡血清球蛋白只对鸡的球蛋白发生反应，因此，制备标记抗体适用于任何抗原的诊断。一、实验步骤免疫荧光实验的主要步骤包括 样片制备、固定及通透（或称为透化）、封闭、抗体孵育、封片及荧光检测等。1、 样品准备对于单层生长细胞，在传代培养时，将细胞接种到预先放置有处理过（70%乙醇中浸泡）的盖玻片的培养皿中，待细胞接近长成单层后取出盖玻片即可，操作过程要小心，防止细胞脱片。对于悬浮生长细胞，有两种方式，一种是取对数生长细胞，制备细胞片或直接制备细胞涂片，把细胞片浸入封闭液中固定，封闭后滴加一抗和二抗孵育；另一种是先在悬浮液中进行固定和染色，离心洗脱后，用移液管移至盒式玻片进行后续抗体孵育。对于冰冻切片制备，建议用新鲜组织，否则组织细胞内部结构破坏，易使抗原弥散。组织一定要冷冻适度，切片时选用干净锋利的刀片，防止裂片和脱片。对于石蜡切片的制备，要先进行脱蜡和抗原修复的处理。2、固定做好切片并风干后立即用合适的固定液（固定液包括有机溶剂和交联剂，其选择取决于抗原的性质及所用抗体的特性）进行固定，尤其要较长时间保存的白片，一定要及时固定和适当保存。固定时间则取决于固定组织切片的大小和类型，对大多数组织，18-24h即可，而细胞的固定时间较短。3、通透针对胞内抗原，使用0.5% Triton X-100或丙酮等通透剂进行通透，这一步的目的是使抗体进入胞内。 4、封闭为防止内源性非特异性蛋白抗原的结合，需要在一抗孵育前先用封闭液（一般包括与二抗同一来源的血清、BSA或者羊血清）封闭，减弱背景着色。封闭开始后，要注意样品的保湿，避免样品干燥，否则极易产生较高的背景。5、一抗孵育一抗孵育温度一般分为：4℃、室温、37℃，其中4℃效果更佳；孵育时间与温度、抗体浓度有关，一般37℃孵育1-2h，4℃过夜（从冰箱拿出后37℃复温45min）。具体条件还要根据样品、稀释液等条件进行摸索尝试。6、荧光二抗孵育荧光二抗孵育一般在室温或37℃孵育30min-1h，该过程必须在避光环境下进行，防止荧光淬灭。荧光素标记的二抗随着保存时间的延长，可能会有大量的游离荧光素残留，需要注意配制时采用小包装并进行适当的离心。7、复染一般采用DAPI进行复染，目的是形成细胞轮廓，从而更好地对目标蛋白进行定位。8、封片为了长期保存，我们需要对样本进行封片，用吸水纸吸干爬片上的液体，一般用缓冲甘油等或专门的抗荧光淬灭的封片液。9、 荧光观察有条件的话最好立即用荧光显微镜观察拍照，若不能及时拍照，也要做好封片和封固，保持避光和湿度。荧光显微镜的成像能力对最终的结果也会造成很大的影响，好的荧光显微镜能够最大限度地收集荧光信号，并呈现高分辨率的图片，使细节更清楚，更易得到一张效果极佳的结果图。注意：切片清洗：为了防止一抗、二抗等试剂残留而引起非特异性染色，所以适当地加强清洗(延长时间和增多次数)尤为重要，一般在一抗孵育前的清洗是3min*3次，而一抗孵育后的清洗均为5次*5min。(1)单独冲洗，防止交叉反应造成污染；(2)温柔冲洗，防止切片的脱落。可使用浸洗方式；(3)冲洗的时间要足够，才能彻底洗去结合的物质；(4)PBS的PH和离子强度的使用和要求（建议PH在7.4-7.6，浓度是0.01M；中性及弱碱性条件有利于免疫复合物的形成，而酸性条件则有利于分解；低离子强度有利于免疫复合物的形成，而高离子强度则有利于分解）。根据上述步骤完成免疫荧光实验后，就需要进行荧光显微成像，得到我们想要的结果。选择一款操作简单、成像清晰、效果卓越的荧光显微镜进行观察拍照，才能轻松得到更为理想的结果图，达到事半功倍的效果。Echo Revolve正倒置一体荧光显微镜Echo Revolve正倒置一体荧光显微镜作为一款电动化、智能化的显微镜，具有以下优势：☑ 正倒置一体快速切换：切片、细胞观察随心切换，无惧任何耗材；☑ DHR数字降噪功能：极大地降低了背景噪音和荧光干扰，提高图像锐度，加深细节，得到分辨率更高的图片；☑ 强大的Z-Stacking功能：通过高精度电动化Z轴层扫来扩大景深，解决厚样本观察问题，提高图像分辨率；☑ 500MP单色相机：能够采集更多荧光信号，助力低荧光强度样本观察；☑ 多通道荧光自动拍摄叠加功能：可自动进行多通道成像的叠加，个性化选择查看/保存各通道的组合图像。

光化学过程是地球上普遍、量重要的过程之一，绿色植物的光合作用，动物的视觉。涂料与高分子材料的光致变性，以及照相、光刻、有机化学反应的光催化等，无不与光化学过程有关。近年来得到广泛重视的同位素与相似元素的光致分离、光控功能体系的合成与应用等，更体现了光化学是一个活跃的领域。光化学反应与一般热化学反应相比有许多不同之处，主要表现在：加热使分子活化时，体系中分子能量的分布服从玻耳兹曼分布；而分子受到光激活时，原则上可以做到选择性激发。体系中分子能量的分布属于非平衡分布。所以光化学反应仪的途径与产物往往和基态热化学反应不同。 光化学研究反应机理的常用实验方法，除示踪原子标记法外，在光化学中早采用的猝灭法仍是有效的一种方法。这种方法是通过被激发分子所发荧光，被其他分子猝灭的动力学测定来研究光化学反应机理的。它可以用来测定分子处于电子激发态时的酸性、分子双聚化的反应速率和能量的长程传递速率。由于吸收给定波长的光子往往是分子中某个基团的性质，所以光化学提供了使分子中某特定位置发生反应的手段，对于那些热化学反应缺乏选择性或反应物可能被破坏的体系更为可贵。光化学反应的另一特点是用光子为试剂。 光化学的初级过程是分子吸收光子使电子激发，分子由基态提升到激发态。分子中的电子状态、振动与转动状态都是量子化的，即相邻状态间的能量变化是不连续的。因此分子激发时的初始状态与终止状态不同时，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值尽可能匹配。光物理过程可分为辐射弛豫过程和非辐射弛豫过程。辐射弛豫过程是指将整体或部分多余的能量以辐射能的形式耗散掉，分子回到基态的过程，如发射荧光或磷光；非辐射弛豫过程是指多余的能量整体以热的形式耗散掉，分子回到基态的过程。 决定一个光化学反应仪的真正途径往往需要建立若干个对应于不同机理的假想模型。找出各模型体系与浓度、光强及其他有关参量间的动力学方程，然后考察实验结果的相符合程度，以决定哪一个是可能的反应途径。一旦被反应物吸收后，不会在体系中留下其他新的杂质，因而可以看成是“纯”的试剂。

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。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热重分析仪基本结构/strong/span/pp　　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。/ppstrong热天平/strong/pp　　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)。/pp 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"//pp style="text-align: center "strong电压式微量热天平/strong/pp　　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。/pp　　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。/pp　　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。/pp　　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)。/pp　　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。/ppstrong加热炉/strong/pp　　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。/pp 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"//pp style="text-align: center "strong炉体结构图/strong/pp　　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/ppstrong程序控温系统/strong/pp　　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。/pp　　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。/ppstrong气氛控制系统/strong/pp　　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。/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong热重分析仪测量曲线/strong/span/pp　　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。/pp　　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。/pp　　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。/pp　　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

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。

2023年10月26日，第七届国际先进光刻技术研讨会（IWAPS 2023）在浙江丽水成功召开。本次会议由中国集成电路创新联盟，中国光学学会主办；中国科学院微电子研究所和丽水经济技术开发区管理委员会承办；浙江富浙资本管理有限公司、广东省大湾区集成电路与系统应用研究院、南京诚芯集成电路技术研究院协办。会议期间，仪器信息网特采访了中国集成电路创新联盟理事长曹健林。以下为采访视频：本次IWAPS组委会选择在丽水召开，曹健林表示，丽水地处我国东南沿海长三角地区，但由于地处浙西南山区，长期以来交通不便，整个集成电路产业在全球也是一个高技术产业，在丽水这样的地方召开，说明了我国已经走到这样一个发展阶段，高技术产业已经在祖国大地到处都分不开了，而且也得到了祖国大地各地政府的重视。本次会议的召开得到了丽水的党委政府，包括经开区都给予了很多支持，虽然时间不长，但从 2019 年起丽水这里也集中了一批半导体产业企业，发展很快。在这里开会也是对本地半导体产业的一种支持。谈到当前全球半导体产业面临的问题时，曹健林认为，包括研究、产业发展、应用等在内的全球半导体产业事业当前遇到最大的问题是所谓逆全球化的问题。半导体产业发展到今天，事实上是一个全球化的发展，它的研发、研究、产业，甚至包括一些基础理论、应用都是面向全球市场。中国是最大的一个应用市场，那么迄今为止基础理论的研究，包括一些先发技术的研究，主要还在发展中国家，一些发达国家认为中国可能占便宜了，因此不愿意打破现有格局，打破这种格局的话，对中国的研究和发展的确产生了一定影响。曹健林强调，整个半导体产业或者半导体事业，包括它的研究，是一种应用牵引和需求牵引，需求牵引就是靠最多最大的市场需求，只有市场大了才能产生一些新的需求，只有市场大了，才能产生足够量的需求，然后不断发现所谓原理，在有些技术突破之后，不断的扩大生产，在解决扩大生产降低成本中碰到的问题。发达国家与中国脱钩，可能会使得中国这样的发展中国家，只能在原有的基础上继续补短板，比如一些相关装备、材料、关键技术等对我们采取封锁，这种封锁显然会对我们的发展有影响。但另一方面来讲，这种封锁又促成了中国人自力更生，自主创新，自立自强了，大大提升了全国人民在拥有完整产业链这一点上的共识。谈到突破卡脖子问题时，曹健林表示，“卡脖子”问题的背后表现为“路径依赖”，即中国走的路都是发达国家走过的路，路径依赖有一定的历史必然性，当你白手起家的时候，一定要去沿着人家的道路去走着看，这样至少不犯错误，因为有人做成了，至少证明这东西是可以做成的。曹健林强调，我们的强项是产品应用，弱项是关键元器件、关键材料、关键装备等，当把这些弱项都补上后，我们要开创一条中国自己的独特道路，打破这个路径依赖。换句话说，等到我们真把我们的材料，装备，关键工艺等短板都补上之后，我们应该重新定义的发展途径来定义这个领域。重新定义发展途径绝不是闭关自守，我们在原有的路径上还愿意和全世界交流。谈到光刻技术突破时，曹健林表示，世界前沿的光是用EUV短波长的光刻来做，还要和其他工艺密切配合，需要光学工程、精密机械、控制、材料等基础学科的支撑。这些基础中国都具备了，并非不可逾越的门槛，只是缺乏实践的机会。有了学科基础，要把装备做好，是需要时间的，在这方面是我们的弱项。而在光刻机的研制方面，曹健林认为主要的障碍是缺少工程经验。

电 路 研 发电路研发工程师利用热像仪根据电路中元器件发热、电路板热分布情况，可以 分析出电路原设计存在的不足或隐患，能够避免许多潜在的风险。这将能够大 大提高产品研发成功率和产品稳定性。 电路研发温度分析1. 电路元器件温度分析 当前，电子设备主要失效形式就是热失效。据统计，电子设备失效有55％是温度超过规定值引起，随着温度增加 ，电子设备失效率呈指数增长。一般而言电子元器件的工作可靠性对温度极为敏感，器件温度在70-80℃水平上每增 加1℃，可靠性就会下降5%。2. 负载分析 在电路研发过程中，可以除了常规的测试（如示波器、万用表等）手段外，还可以用热像仪对电路板进行检测， 通过显示出的不同温度点，对元器件所承受的电流，电压等情况进行了解，工程师根据所检测的温度点，完善电路， 提高转换效率、减少功耗、减少电路内部温升，提高电路的可靠性。 3. 整个电路温度场分布分析 采用合理的器件排列方式，可以有效的降低印制电路的温升，从而使器件及设备的故障率明显下降。 4. 快速分析问题 在某些研发维修场合，如对短路板的快速检修时，通过热像仪无须使用线路图即可快速定位板内短路点在何处， 以便进一步处理。红外热像仪为什么能进行温度分析？电路元器件在工作时，由于通过元器件的电流的不同，各个器件之间的差异等原因，而产生的热量也会随之 不同，体现在元器件表面特征就是温度差异。红外热像仪就是利用各个元器件温度之间差异，分析出电路的不同 性能特点。热像仪检测独特优势1. 现有的温度分析工具 许多工程师都会抱怨现有的手段难以支持他们进行一个细致而全面的温度场描绘，同时操作不方便、而且可能 改变原温度场分布，如： a）数据采集器 使用接触式数据采集器可能会遇到如下问题：电路板断电，贴片热电偶不够多，操作不方便，反应时间较慢（ 30秒至1分钟），同时使用接触式数据采集器还将改变所测器件的散热状况等。 b）红外点温仪 外点温仪只能测量一个区域的平均温度，无法检测较小的目标，无法得到电路整体温度分布。 2. 热像仪温度分析优点 红外热像仪和数据采集器、红外点温仪相比较，有自身的优点： a）通过红外线热像仪检测目标电路时，不需要断电，操作方便，同时非接触测量使原有的温度场不受干扰；b）反应速度较快，小于1秒； c）选用合适的红外镜头，能够检测出较小目标； d）利用红外分析软件对所获得的电路温度数据进行全面分析。拍摄时可能会遇到哪些问题？1. 电路板上有部分器件（如电解电容顶面、电源模块背面及其它芯片光洁面），其发射率比较低，所以检测出的温 度差异较大。在拍摄此类器件时，要将其表面用黑笔或黑漆涂黑，然后进行测温等操作。 2. 当用标准镜头无法分辨小目标时，可以更换10.5mm广角镜。如何才能拍摄优质电路红外热像？现代电路微型化，组件高密度集中化的趋势正在迅速普及，所以在使用红外热像进行拍摄时，若要得到一幅清 晰的红外热图，我们建议：1. 尽量选择热灵敏度较高的热像仪； 2. 拍摄焦距应尽量对准，使热像仪红外镜头面轴线与所要拍摄的电路板垂直； 3. 先使用自动模式测量的温度范围；然后手动设置水平及跨度，将温度范围设置在最小，并包含有先前测量的温度 范围。

所谓气体传感器，是指用于探测在一定区域范围内是否存在特定气体和/或能连续测量气体成分浓度的传感器。在煤矿、石油、化工、市政、医疗、交通运输、家庭等安全防护方面，气体传感器常用于探测可燃、易燃、有毒气体的浓度或其存在与否，或氧气的消耗量等。气体传感器主要用于针对某种特定气体进行检测，测量该气体在传感器附近是否存在，或在传感器附近空气中的含量。因此，在安全系统中，气体传感器通常都是不可或缺的。从工作原理、特性分析到测量技术，从所用材料到制造工艺，从检测对象到应用领域，都可以构成独立的分类标准，衍生出一个个纷繁庞杂的分类体系，尤其在分类标准的问题上目前还没有统一，要对其进行严格的系统分类难度颇大。气体传感器的分类从检测气体种类上，通常分为可燃气体传感器（常采用催化燃烧式、红外、热导、半导体式）、有毒气体传感器（一般采用电化学、金属半导 体、光离子化、火焰离子化式）、有害气体传感器（常采用红外、紫外等）、氧气（常采用顺磁式、氧化锆式）等其它类传感器。从使用方法上，通常分为便携式气体传感器和固定式气体传感器。从获得气体样品的方式上，通常分为扩散式气体传感器（即传感器直接安装在被测对象环境中，实测气体通过自然扩散与传感器检测元件直接接触）、吸入式气体传感器（是指通过使 用吸气泵等手段，将待测气体引入传感器检测元件中进行检测。根据对被测气体是否稀释，又可细分为完全吸入式和稀释式等）。从分析气体组成上，通常分为单一式气体传感器（仅对特定气体进行检测）和复合式气体传感器（对多种气体成分进行同时检测）。按传感器检测原理，通常分为热学式气体传感器、电化学式气体传感器、磁学式气体传感器、光学式气体传感器、半导体式气体传感器、气相色谱式气体传感器等。先来了解一下气体传感器的特性：1、稳定性稳定性是指传感器在整个工作时间内基本响应的稳定性，取决于零点漂移和区间漂移。零点漂移是指在没有目标气体时，整个工作时间内传感器输出响应的变化。区间漂移是指传感器连续置于目标气体中的输出响应变化，表现为传感器输出信号在工作时间内的降低。理想情况下，一个传感器在连续工作条件下，每年零点漂移小于10%。2、灵敏度灵敏度是指传感器输出变化量与被测输入变化量之比，主要依赖于传感器结构所使用的技术。大多数气体传感器的设计原理都采用生物化学、电化学、物理和光学。首先要考虑的是选择一种敏感技术，它对目标气体的阀限制或爆炸限的百分比的检测要有足够的灵敏性。3、选择性选择性也被称为交叉灵敏度。可以通过测量由某一种浓度的干扰气体所产生的传感器响应来确定。这个响应等价于一定浓度的目标气体所产生的传感器响应。这种特性在追踪多种气体的应用中是非常重要的，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想传感器应具有高灵敏度和高选择性。4、抗腐蚀性抗腐蚀性是指传感器暴露于高体积分数目标气体中的能力。在气体大量泄漏时，探头应能够承受期望气体体积分数10~20倍。在返回正常工作条件下，传感器漂移和零点校正值应尽可能小。气体传感器的基本特征，即灵敏度、选择性以及稳定性等，主要通过材料的选择来确定。选择适当的材料和开发新材料，使气体传感器的敏感特性达到优。接下来是关于不同气体传感器的检测原理、特点和用途：一、半导体式气体传感器根据由金属氧化物或金属半导体氧化物材料制成的检测元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化而进行气体浓度测量的。从作用机理上可分为表面控制型（采用气体吸附于半导体表面而产生电导率变化的敏感元件）、表面电位型（采用 半导体吸附气体后产生表面电位或界面电位变化的气体敏感元件）、体积控制型（基于半导体与气体发生反应时体积发生变化，从而产生电导率变化的工作原理） 等。可以检测百分比浓度的可燃气体，也可检测ppm级的有毒有害气体。优点：结构简单、价格低廉、检测灵敏度高、反应速度快等。不足：测量线性 范围较小，受背景气体干扰较大，易受环境温度影响等。二、固体电解质气体传感器固体电解质是一种具有与电解质水溶液相同的离子导电特性的固态物质，当用作气体传感器时，它是一种电池。它无需使气体经过透气膜溶于电解液中，可以避免溶液蒸发和电极消耗等问题。由于这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，几乎在石化、环保、矿业、食品等各个领域都得到了广泛的应用，其重要性仅次于金属—氧化物一半导体气体传感器。这种传感器介于半导体气体传感器和电化学气体传感器之间，选择性、灵敏度高于半导体气体传感器，寿命长于电化学气体传感器，因此得到广泛应用。这种传感器的不足之处是响应时间过长。三、催化燃烧式气体传感器这种传感器实际上是基于铂电阻温度传感器的一种气体传感器，即在铂电阻表面制备耐高温催化剂层，在一定温度下，可燃气体在表面催化燃烧，因此铂电阻温度升高，导致电阻的阻值变化。由于催化燃烧式气体传感器铂电阻外通常由多孔陶瓷构成陶瓷珠包裹，因此这种传感器通常也被称为催化珠气体传感器。理论上这种传感器可以检测所有可以燃烧的气体，但实际应用中有很多例外。这种传感器通常可以用于检测空气中的甲烷、LPG、丙酮等可燃气体。四、电化学气体传感器电化学气体传感器是把测量对象气体在电极处氧化或还原而测电流，得出对象气体浓度的探测器。包含原电池型气体传感器、恒定电位电解池型气体传感器、浓差电池型气体传感器和极限电流型气体传感器。1、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器，也有称燃料电池型气体传感器，也有称自发电池型气体传感器），他们的原理行同我们用的干电池，只是，电池的碳锰电极被气体电极替代了。以氧气传感器为例，氧在阴极被还原，电子通过电流表流到阳极，在那里铅金属被氧化。电流的大小与氧气的浓度直接相关。这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫等。2、恒定电位电解池型气体传感器，这种传感器用于检测还原性气体非常有效，它的原理与原电池型传感器不一样，它的电化学反应是在电流强制下发生的，是一种真正的库仑分析（根据电解过程中消耗的电量，由法拉第定律来确定被测物质含量）传感器。这种传感器用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中，是目前有毒有害气体检测的主流传感器。3、浓差电池型气体传感器，具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧，会自发形成浓差电动势，电动势的大小与气体的浓度有关，这种传感器实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器。4、极限电流型气体传感器，有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器，用于汽车的氧气检测，和钢水中氧浓度检测。主要优点：体积小，功耗小，线性和重复性较好，分辨率一般可以达到0.1ppm，寿命较长。主要不足：易受干扰，灵敏度受温度变化影响较大。五、PID——光离子化气体传感器PID由紫外光源和气室构成。紫外发光原理与日光灯管相同，只是频率高，能量大。被测气体到达气室后，被紫外灯发射的紫外光电离产生电荷流，气体浓度和电荷流的大小正相关，测量电荷流即可测得气体浓度。可以检测从10ppb到较高浓度的10000ppm的挥发性有机物和其他有毒气体。许多有害物质都含有挥发性有机化合物，PID对挥发性有机化合物灵敏度很高。六、热学式气体传感器热学式气体传感器主要有热导式和热化学式两大类。热导式是利用气体的热导率，通过对其中热敏元件电阻的变化来测量一种或几种气体组分浓度的。其在工业界的应用已有几十年的历史，其仪表类型较多，能分析的气体也较广泛。热化学式是基于被分析气体化学反应的热效应，其中广泛应用的是气体的氧化反应（即燃烧），其典型为催化燃烧式气体传感器，其主要工作原理是在一定温度下，一些金属氧化物半导体材料的电导率会跟随环境气体的成份变化而变化。其关键部件为涂有燃烧催化剂的惠斯通电桥，主要用于检测可燃气体，如煤气发生站、制气厂用来分析空气中的CO、H2 、C2H2等可燃气体，采煤矿井用于分析坑道中的CH4含量，石油开采船只分析现场漏泄的甲烷含量，燃料及化工原料保管仓库或原料车间分析空气中的石油蒸 气、酒精乙醚蒸气等。七、红外气体传感器一个完整的红外气体传感器由红外光源、光学腔体、红外探测器和信号调理电路构成。这种传感器利用气体对特定频率的红外光谱的吸收作用制成。红外光从发射端射向接收端，当有气体时，对红外光产生吸收，接收到的红外光就会减少，从而检测出气体含量。目前较先进的红外式采用双波长、双接收器，使检测更准确、可靠。优点：选择性好，只检测特定波长的气体，可以根据气体定制；采用光学检测方式，不易受有害气体的影响而中毒、老化；响应速度快、稳定性好；利用物理特性，没有化学反应，防爆性好；信噪比高，抗干扰能力强；使用寿命长；测量精度高。缺点：测量范围窄；怕灰尘、潮湿，现场环境要好，需要定期对反射镜面上的灰尘进行清洁维护；现场有气流时无法检测；价格较高。八、磁学式气体分析传感器在磁学式气体分析传感器中，常见的是利用氧气的高磁化特性来测量氧气浓度的磁性氧量分析传感器，利用的是空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理。其氧量的测量范围宽，是一种十分有效的氧量测量传感器。常用的有热磁对流式氧量分析传感器（按构成方式不同，又可细分为测速热磁式、压力平衡热磁式）和磁力机械式氧量分析传感器。主要用途：用于氧气的检测，选择性极好，是磁性氧气分析仪的核心。其典型应用场合有化肥生 产、深冷空气分离、火电站燃烧系统、天然气制乙炔等工业生产中氧的控制和连锁，废气、尾气、烟气等排放的环保监测等。九、气相色谱式分析仪基于色谱分离技术和检测技术，分离并测定气样中各组分浓度，因此是全分析传感器。在发电厂锅炉试验中，已有应用。工作时，从进样装置定期采取一定容积的气样，在流量一定的纯净载气（即流动相）携带下，流经色谱柱，色谱柱中装有称为固定相的固体或液体，利用固定相对气样各组分的吸收或溶解能力的不同，使各组分在两相中反复进行分配，从而使各组分分离，并按时间先后流出色谱柱进入检测器进行定量测定。根据检测原理，气相色谱式分析仪又细分为浓度型检测器和质量型检测器两种。浓度型检测器测量的是气体中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比。质量型检测器测量的是气体中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间进入检测器某组分的量成正比。常用的检测器有TCD热导检测器、FLD氢火焰离子化检测器、HCD电子捕获检测器、FPD火焰光度检测器等。优点：灵敏度高，适合于微量和痕量分析，能分析复杂的多相分气体。不足：定期取样不能实现连续进样分析，系统较为复杂，多用于 试验室分析用，不太适合工业现场气体监测。十、其他气体传感器1.超声波气体探测器这种气体探测器比较特殊，其原理是当气体通过很小的泄漏孔从高压端向低压端泄漏时，就会形成湍流，产生振动。典型的湍流气流会在差压高于0.2MPa时变成因素，超过0.2MPa就会产生超声波。湍流分子互相碰撞产生热能和振动。热能快速分散，但振动会被传送到相当远的距离。超声波探测器就是通过接收超声波判断是否有空气泄漏。这类探测器通常用于石油和天然气平台、发电厂燃气轮机、压缩机以及其它户外管道。2.磁氧分析仪这种气体分析仪是基于氧气的磁化率远大于其他气体磁化率这一物理现象，测量混合气体中氧气的一种物理气体分析设备。这种设备适合自动检测各种工业气体中的氧气含量，只能用于氧气检测，选择性极好。

热变形维卡软化点温度测定仪是一种用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点的实验设备。这种设备在质量控制、材料科学、塑料工业等领域都有广泛的应用。本文将详细介绍热变形维卡软化点温度测定仪的原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法。和晟 HS-XRW-300MA 热变形维卡软化点温度测定仪热变形维卡软化点温度测定仪主要由加热装置、测试系统和测量仪器等组成。加热装置包括电炉、热电偶和加热炉壳等部分，用于提供高温环境。测试系统包括试样、加载装置和位移传感器等，用于测量材料的热变形和软化点。测量仪器则是用于记录和显示测量数据的设备。操作热变形维卡软化点温度测定仪需要遵循一定的步骤和注意事项。首先，选择合适的试样和试剂，确保试样在高温环境下能够充分软化和变形。其次，将试样放置在加热装置中，并使用加载装置施加一定的压力。然后，逐渐升高温度，并记录试样的变形量和温度变化。最后，通过测量仪器输出测量结果，并进行数据处理和分析。在使用热变形维卡软化点温度测定仪时，可能会出现一些误差。例如，由于加热不均匀或加载压力不一致，可能会导致测量结果出现偏差。此外，由于试样本身的性质和制备方法也会对测量结果产生影响。因此，在进行测量时，需要采取一些措施来减小误差，例如多次测量取平均值、选择合适的加热方式和加载压力等。热变形维卡软化点温度测定仪的测量结果可以反映材料在高温环境下的性能和特点。因此，正确理解和使用测量结果是至关重要的。在实践中，需要根据具体的实验条件和要求，选择合适的测定仪器和试剂，并严格按照操作规程进行测量。同时，需要充分考虑误差和处理方法，以确保测量结果的准确性和可靠性。总之，热变形维卡软化点温度测定仪是一种重要的实验设备，可以用于测量材料在高温环境下的热变形和软化点。了解其原理、结构、操作方法以及可能出现的误差和处理方法，对于科学研究和实际应用都具有重要意义。

大家好，我是流式荧光崔工，一个旨在链接与流式荧光相关的朋友，一起赚钱、一起学习、一起工作、一起生活的靓仔。——流式荧光崔工前段时间，有很多新关注崔工公众号的朋友问崔工一个问题，什么是流式荧光检测技术？它的原理是什么？传统的化学发光检测技术又有什么？问崔工这个问题的朋友应该是刚进入到这个行业，还不是很了解这个行业。今天就跟大家聊聊，供大家参考。— 1 —什么是流式荧光检测技术？从百度百科了解到，流式荧光，又称悬浮阵列、液相芯片等，是近20多年逐渐发展起来的多指标联合诊断技术。该技术以荧光编码微球为核心，集流式原理、激光分析、高速数字信号处理等多种技术于一体，多指标并行分析，最多可一管同时准确定量检测2-500种不同的生物分子。具有高通量、高灵敏度、并行检测等特点。可用于免疫分析、核酸研究、酶学分析、受体、配体识别分析等多方面、多领域的研究。流式荧光检测技术的原理是什么？将荧光标记后的单细胞（或颗粒）悬液进入吸样管，进而随鞘液进入流动室。进入流动室之前的管道变细，迫使鞘液从四周、样本在中心进入流动室，在外加压力的作用下由下向上（或由上向下）直线流动。鞘液充满流动室将样品裹挟，当二者通过流动室喷嘴流出时，压力迫使鞘液包裹的液滴包含单一细胞或颗粒垂直通过检测区。在检测区与液滴垂直的位置设置激光，在与激光垂直的位置设置探测器（透镜等），液流、激光、探测器互相垂直并聚焦于一点实现流体动力聚焦。荧光标记的细胞或颗粒在激光激发下发出散射光和荧光的发射波，散射光和发射光被检测器获取，再经一系列滤光片、光栅处理去除干扰并将光信号经光电转换和放大后输入计算机，并由软件分析处理。而细胞分选则是对荧光标记的目的分子分别加载正或负电荷，当其在随液滴滴落的过程中受到外加高压电场的作用发生偏转而落入接收容器，从而获得目的细胞群。流式荧光检测技术有什么技术特点？1、高通量：将许多种不同荧光编码的微球放在同一反应体系内，一次可同时检测2-500种生理病理指标，这与传统方法的逐个检测相比是质的飞跃。2、高敏感性：流式荧光技术最高的检测下限可达0.01 pg/ml，常规的酶联免疫吸附试验(ELISA)仅为μg级，比后者检测的灵敏度提高10—100倍。3、线性范围宽：检测的线性范围比常规的ELISA方法高10倍以上，可达3-5个数量级。检测浓度范围为pg-μg级。4、反应快速：因流式荧光技术的杂交或免疫反应在悬浮的液相中进行，反应所需的时间短(从2 h缩短到20—40 min)，杂交后常不用清洗，即可直接读数，所以检测效率高于固相杂交。5、重复性好：杂交发生在准均相液体环境中，其结果稳定，重复性非常好。检测时，抽取其中的100颗微球读数，最终的数据取其均值或中位值，这样可将误差减到最小。6、利于探针和被检测物的充分反应：由于液相环境更有利于保持蛋白质的天然构象，所以也更有利于探针和被检测物的反应。7、操作简便：流式荧光技术平台的整个反应过程只涉及加样和孵育，最后上机读数，操作步骤少，简单易用。— 2 —什么是化学发光检测技术？这里既然是跟流式荧光检测相比较的，那这里的化学发光检测技术指的是化学发光免疫分析技术。化学发光免疫分析：是将发光分析和免疫反应相结合而建立起来的一种新的检测微量抗原或抗体的新型标记免疫分析技术。化学发光检测技术的类型及原理化学发光检测技术的类型分为直接化学发光免疫分析，化学发光酶免疫分析和电化学发光免疫分析。直接化学发光免疫分析用吖啶酯直接标记抗体(抗原)，与待测标本中相应的抗 原(抗体)发生免疫反应后，形成固相包被抗体-待测抗原吖啶酯标记抗体复合物，这时只需加入氧化剂（H2O2）和 NaOH使成碱性环境，吖啶酯在不需要催化剂的情况下分解、 发光 。由集光器和光电倍增管接收、记录单位时间内所产生 的光子能，这部分光的积分与待测抗原的量成正比，可从标准曲线上计算出待测抗原的含量。化学发光酶免疫分析酶免疫分析（chemiluminescence enzyme immunoassay，CLEIA）是用参与催化某一化学发光反应的酶 如辣根过氧化物酶（HRP）或碱性磷酸酶(ALP)来标记抗原或抗体，在与待测标本中相应的抗原(抗体)发生免疫反应后，形成 固相包被抗体-待测抗原-酶标记抗体复合物；经洗涤后，加入底物(发光剂)，酶催化和分解底物发光，由光量子阅读系统接收，光电倍增管将光信号转变为电信号并加以放大，再把它们传送至计算机数据处理系统，计算出测定物的浓度。电化学发光免疫分析电化学发光免疫分析 （electrochemiluminescence immunoassay， ECLIA）是以电化学发光剂三联吡啶钌标记抗体(抗原)，以三丙胺(TPA)为电子供体，在电场中因电子转移而发生特异性化学发光反应，它包括电化学和化学发光两个过程。化学发光免疫分析技术的优势是什么？1、灵敏度高：灵敏度高是化学发光免疫分析关键的优越性。化学发光免疫分析能够检出放射性免疫分析和酶联免疫分析等方法无法检出的物质，对疾病的早期诊断具有十分重要的意义。2、宽的线性动力学范围：发光强度在4-6个量级之间，与测定物质浓度间呈线性关系。这与显色酶联免疫分析吸光度（OD 值）2.0 的范围相比，优势明显。虽然同位素放射免疫也有较宽的线性动力学范围，但是放射性限制其应用。3、光信号持续时间长：化学发光免疫分析的光信号持续时间可达数小时甚至一天，简化了实验操作及测量。4、分析方法简便快速：绝大多数分析测定仅需加入一种试剂（或符合制剂）的一步模式。5、结果稳定、误差小：样本本身发光，不需要额外光源，避免了外来因素的干扰（光源稳定性、光散射、光波选择器），分析结果稳定可靠。6、安全性好及使用期长：到目前为止还未发现化学发光免疫分析试剂的危害性；另外这些试剂稳定，保存期可达一年之久。以上是对什么是流式荧光技术检测与化学发光技术检测基本原理做了一个说明，供大家参考。【行业征稿】若您有生命科学、医药、临床等行业相关研究、技术、应用、管理经验等愿意以约稿形式共享，欢迎自荐或引荐投稿联系人：刘编辑word图文投稿邮箱：liuld @instrument.com.cn微信：JaysonXY（备注来意：投稿）（本文编辑：刘立东 点击查看KOL主页）

自1965年第一台商品扫描电镜问世以来，经过50多年的不断改进，扫描电镜的分辨率已经大大提高，而且大多数扫描电镜都能与X射线能谱仪等附件或探测器组合，成为一种多功能的电子显微仪器。在材料领域中，扫描电镜发挥着极其重要的作用，可广泛应用于各种材料的形态结构、界面状况、损伤机制及材料性能预测等方面的研究，如图1所示的纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜。图1 纳克微束FE-1050系列场发射扫描电镜场发射扫描电镜组成结构可分为镜体和电源电路系统两部分，镜体部分由电子光学系统、信号收集和显示系统以及真空系统组成，电源电路系统为单一结构组成。1.1 电子光学系统由电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部件组成。其作用是用来获得扫描电子束，作为信号的激发源。为了获得较高的信号强度和图像分辨率，扫描电子束应具有较高的亮度和尽可能小的束斑直径。1.2 信号收集检测样品在入射电子作用下产生的物理信号，然后经视频放大作为显像系统的调制信号。1.3 真空系统真空系统的作用是为保证电子光学系统正常工作，防止样品污染，一般情况下要求保持10-4~10-5Torr的真空度。1.4 电源电路系统电源系统由稳压，稳流及相应的安全保护电路所组成，其作用是提供扫描电镜各部分所需的电源。图3为扫描电镜工作原理示意图，具体如下：由电子枪发出的电子束在加速电压（通常200V～30kV）的作用下，经过两三个电磁透镜组成的电子光学系统，电子束被聚成纳米尺度的束斑聚焦到试样表面。与显示器扫描同步的电子光学镜筒中的扫描线圈控制电子束，在试样表面的微小区域内进行逐点逐行扫描。由于高能电子束与试样相互作用，从试样中发射出各种信号（如二次电子、背散射电子、X射线、俄歇电子、阴极荧光、吸收电子等）。图3 扫描电镜的工作原理示意图这些信号被相应的探测器接收，经过放大器、调制解调器处理后，在显示器相应位置显示不同的亮度，形成符合人类观察习惯的二维形貌图像或者其他可以理解的反差机制图像。由于图像显示器的像素尺寸远大于电子束斑尺寸，且显示器的像素尺寸小于等于人类肉眼通常的分辨率，显示器上的图像相当于把试样上相应的微小区域进行了放大，而显示图像有效放大倍数的限度取决于扫描电镜分辨率的水平。早期输出模拟图像主要采用高分辨照相管，用单反相机直接逐点记录在胶片上，然后冲洗相片。随着电子技术和计算机技术的发展，如今扫描电镜的成像实现了数字化图像，模拟图像电镜已经被数字电镜取代。扫描电镜是科技领域应用最多的微观组织和表面形貌观察设备，了解扫描电镜的工作原理及其应用方法，有助于在科学研究中利用好扫描电镜这个工具，对样品进行全面细致的研究。转载文章均出于非盈利性的教育和科研目的，如稿件涉及版权等问题，请立即联系我们，我们会予以更改或删除相关文章，保证您的权益。

pspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　供稿：上海仪电分析仪器有限公司/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　作者：黄华/span/pp　　上海仪电分析仪器有限公司(原上海精密科学仪器有限公司分析仪器事业部，其前身为上海分析仪器厂和上海第三分析仪器厂)，系上海仪电(集团)公司的控股子公司，上海首批高新技术企业。是国内最大的综合分析仪器制造公司之一。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/680cf059-1a34-41fb-b90d-619f335f64b3.jpg" title="1_副本.jpg" alt="1_副本.jpg"//pp　　上海仪电分析是集分析仪器的设计、开发、制造和服务为一体的高科技企业，通过ISO9001:2008质量体系认证和ISO14001:2004环境管理体系认证。/pp　　公司主要产品有：气相色谱仪、液相色谱仪、可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收分光光度计、荧光分光光度计和火焰光度计等60余各品种的数字化、智能化分析仪器。公司产品广泛应用于石油化工、冶金、矿山、电站、环境保护、医疗卫生、科研、大专院校、食品饮料、日化用品、农业生产等行业，是实验室必备的检测手段和科学实验的计量器具。/pp　　公司现拥有上分、棱光两个商标，自1997年起连续被评为上海市名牌产品。公司产品不仅在国内市场享有很高声誉，而且远销欧、美、亚、非等国家和地区。 公司坚持“精准引领精彩”的目标，致力于发展科学仪器和拓展检测系统集成两大类业务，以推动科技进步、环境保护、提高人们的生活质量为企业宗旨， 以满足客户需求为目的，通过设计改进，生产绿色环保型的科学仪器。同时，公司对产品生产和服务全过程的重要环境因素进行控制，对相关方环境行为施加影响，有效利用能源、资源，减少生产活动对环境的影响，持续改进公司的业绩，确保质量/环境管理体系有效运行，促进人和自然的和谐发展。/pp　　以下是公司各主要产品大类在近十年的发展介绍：/pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong气相色谱仪/strong/span/pp　　早在1996年，上海精科公司推出经典的GC112A型气相色谱仪，在环境、化工、酒类等领域检测中扮演着重要的角色，国内有不少厂家也起名为GC112A来混肴视听抢占市场，可见当时该产品的市场认可度之高。/pp　　2006年，我们在传承的基础上，又推出全新的GC126型气相色谱仪，配合多行液晶显示屏，让人机交换更加友好，通过几年的改进和提升最终得到了市场的一致认可，并且推出了自己的色谱工作站，让仪器控制和显示变得更为方便。该仪器可实现在计算机上位系统，完成所有相关的底层硬件设置、数据采集和数据分析工作，把控温进度提高到0.05度以内。这是上海仪电分析一个完全自主研发的气相色谱仪，当时在国内来说技术指标是非常有竞争力的。/pp　　在2014年，公司又推出了GC112N、GC126N气相色谱系列产品。仪器采用7寸的彩色显色触控屏，开发了新一代的操作界面，升级了软件工作站，增加了外部事件等各项功能。特别是把气路的流量和压力通过数字化形式在控制屏上显示出来，使气路和电路部分融为一个整体，打通了气路和电控部件的协同配合，让产品进一步智能化，对于系统的状态分析和故障判断以及相互的协调保护提供了基础。GC112N、GC126N是有着极高信价比的产品，该系列产品在市场上每年都有稳定增长。/pp　　同年，我们又推出了产业化的GC128全自动气相色谱仪。这款仪器样机早在几年前就出来了，但在产品正式推向市场的时候，已经是配置第三代电子气路控制(EPC)模块了。自行研发的电子流量和压力控制技术在GC128上的使用，标志着该产品的高端化自动化，可以进一步的拉近与进口仪器的差距。气路系统中流量和压力不再仅仅只有显示的功能，而且可以根据使用的需要用软件直接控制，这里至关重要的技术是控制精度和响应时间，这是判断EPC控制部件性能优劣的本质性区别。这一代带有EPC的产品基本可以满足用户常规的使用要求。/pp　　2016年，公司推出第四代EPC，改进优化了原有技术，使流量和压力的控制精度及响应时间都得到了质的提高，可以和进口的产品相媲美。在大多数情况下可以替代进口仪器的使用。FID检测器由原来的线性放大器改为对数放大器，保证了仪器在宽量程范围条件下使用，不会出现小峰看不到，大峰封顶的现象，使用非常方便。同时FID检测器的灵敏度也达到了国际先进水平。为此，产品第一次走进了要求极高的石化行业，全年基本不关机使用，仪器工作状况良好。/pp　　全新系列模具化气相色谱仪产品将在2019年下半年登场亮相，仪器不仅外观更漂亮，内部工艺更加精良。软硬件也有进一步的提升，配置更加齐全，非常值得期待!/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/20dca7a1-5379-4b71-a5ed-a0e6d3f20a84.jpg" title="2_副本.png" alt="2_副本.png"//pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong高效液相色谱仪/strong/span/pp　　公司大批量商品化HPLC始于上世纪的90年代末期的LC200型高效液相色谱仪，曾荣获上海市优秀新产品三等奖，产品也受到客户的广泛好评。 在销售10年后，随着相应国家标准和用户检验需求的提高，亟需要更高指标的液相色谱仪。 上海仪电分析于2010年组织研发团队，在前期研发人员大量流失的不利条件下，由老专家带队，果断启用新人，历时4年的艰苦攻关，LC210作为全新的HPLC升级换代产品初步问世。/pp　　该仪器从光学平台、单色器、流通池、泵组件、全部结构系统、电路设计、软件系统，具备了完整的自主知识产权，仪器整体性能比LC200上升一个数量级，达到和超过国家标准，已可满足用户的常规需求。 尤其是通过该型号的研制过程，锻炼了队伍，积累了资料和经验，结构工程师、嵌入式开发工程师、软件工程师、分析应用工程师均成长起来可以独当一面。/pp　　在LC210不断优化完善的同时，研发团队又马不停蹄地开启LC220液相色谱仪的研制，并于2018年成功上市。LC220各关键指标上又全面超越LC210一个数量级，尤其是在检测器方面，通过流通池、整体结构、放大电路等新型专利技术的应用，产品性能得到全面提高，而且在智能化、模块快、信息化、自动化方面具有鲜明的特色，部分功能指示已可以满足客户的极限应用需求，在实际应用中通过外接自动进样器，也可满足客户长期不停机的多样品测试分析。/pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong紫外/可见分光光度计/strong/span/pp　　随着光谱仪器日新月异的发展，公司积极推动产品的更新换代，陆续推出了L系列，N系列紫外/可见分光光度计以及L8/L9双光束紫外/可见分光光度计。/pp　　全新的L8/L9双光束紫/外可见分光光度计在硬件电路上，进行了全方位的改进和重新设计。本着更快，更可靠，更集成的原则，L8/L9双光束紫外/可见分光光度计摒弃了老旧的51单片机，选用了先进的ARM处理器，极大的提升了硬件电路的集成度，将原来很大的一块电路板，缩小到只有原来的五分之一，使得仪器可以更加紧凑。/pp　　在核心软件的开发中，该系列产品移植了先进的UCOS操作系统。在此操作系统的框架下开发嵌入式软件，可以将仪器的功能任务化，各个独立的功能模块都是一个独立的任务，互相独立，又互相协作。相比较以前的前后台的开发模式，有操作系统的程序，结构更清晰，运行效率更高，同时可继承性更好。/pp　　L8/L9系列产品在外观上也进行重大的改进。产品的外形进行了重新的工业设计，采用蓝白相间的色调，色彩时尚而不失稳重。外形边框采用流线型设计，增强了时代感。同时仪器的结构件和外壳大量的采用模具化，高达85%的部件都是开模具生产，生产效率大大提高，也为大规模生产提供了很好的保证。/pp　　此外，该系列产品在人机交互上大胆创新，进行了革命性的设计，摒弃了按键+点阵黑白屏的模式，在国内率先采用了全新的8寸彩色触控屏。该设计不仅达到了很好的视觉效果，而且操作更加方便，用户体验非常的好。在性能指标上，L8/L9双光束紫外可见分光光度计达到国家一级仪器的标准。该系列产品为公司创造了良好的经济效益。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/c6ea08ef-2f35-40d1-a0d6-56fa4d0855ce.jpg" title="3_副本.png" alt="3_副本.png"//pp style="margin-top: 10px margin-bottom: 10px "　　span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong原子吸收分光光度计/strong/span/pp　　上海仪电分析仪器有限公司经过近十年的潜心研制，期间经过几代的试制和改进，嵌入式系统，光学结构系统都进行了多代间的验证比较，最终在2018年推出了全新一代控制系统的AA4510型原子吸收分光光度计。当前技术发展日新月异，我们不仅从硬件做了全新的设计，采用了时下先进稳定的硬件平台，而且从软件上也做了很多改善，使得性能得到很多提升、功能更加完善，从而大大提升用户体验度。/pp　　该新款原子吸收仪的控制系统采用ARM-COTEX作为控制核心,运算速度快、功耗低、功能强大，并且结合创新的软件算法，使得仪器整体性能得到很大提升，同时减少硬件复杂度，性能稳定便于维护。在功能上增加了：原子化器位置自动校正技术、光源位置自校准技术、增益准确度动态调整算法、火焰检测环境干扰自消除、流量控制引入PID，石墨炉温控采用光温检测结合功率控制，提高了温度控制准确度，从而为检测高准确度提供可靠条件，同时加强硬件和软件双重冗余保护，大大提高安全可靠性。这些技术的应用一方面提高了仪器的性能，另一方面减少了用户的使用复杂度和操作难，.工作站软件端采用多级多方法数据滤波技术，提高信号稳定度近一个数量级，数据的前期采样和后期处理分模块进行，使得用户灵活对比从数据中发现有用信息，建立方法数据库便于维护管理，融入审计追踪功能等大大提高用户的使用方便度。该仪器各项技术指标都处于国内领先水平，在化工、环境、医药、卫生、食品安全、冶金等领域将发挥更大的作用。/pp　　上海仪电分析现拥有专利28件，其中发明专利7件 制定企业标准 52个，参与制定国家标准8个。公司多年来，承担和参与了基于MEMS传感器技术的便携式气体检测系统研发及产业化、便携式环境空气VOCS现场快速分析仪、气相色谱关键部件和系统工程化开发、便携式薄层色谱-拉曼光谱联用仪及其药品快检支撑系统、高精度电子流量/压力控制部件的研发等多项上海市科委和科技部的科学仪器研发项目，取得了诸多重要的成果，为公司持续发展提供了有力的技术支撑。/pp　　在新的征程上，上海仪电分析仪器有限公司将不忘初心，秉承历史使命，坚持科研创新，实业发展， 服务社会，为中国分析仪器事业的发展壮大贡献力量!/p

仪电分析仪器公司2013版LC210高效液相色谱仪今夏面市 图为仪电分析仪器公司科技人员在调试LC210高效液相色谱仪 上海仪电分析仪器有限公司2013版LC210高效液相色谱仪，预计今年夏季8月投放市场，该产品应用于环境保护、食品安检、石油化工、科研机构、医疗药检等领域。 2013版LC210高效液相色谱仪，不仅外形美观，而且对相关技术作了改进与攻关，其技术性能在国内居于一流，接近国际品牌的高效液相色谱仪。该产品主要由紫外/可见光检测器、高压输液泵、进样分离系统三个关键部分组成，系全新设计的高性能HPLC；产品的全套知识产权和核心技术，均由仪电分析仪器公司研发完成，包括了结构设计、硬件电路、下位机软件、上位机控制采集等。该产品紫外/可见光检测器采用先进的凹面光栅分光系统、双光路、双通道微流量流通池，能设置时变波长分析；高压输液泵采用微机型串联双泵头互补式高压输液泵，具有自检系统；进样分离系统选用国际通用型的标准六通阀，连接导管选用不锈钢或PEEK导管，分离柱采用国内标准的C18柱。 2012版LC210高效液相色谱仪投放市场后，受到客户的青睐，产品销往新疆、四川、山东等省市市场。

习近平总书记指出，关键核心技术是国之重器，对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义，必须切实提高我国关键核心技术创新能力，把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里，为我国发展提供有力科技保障。集成电路产业作为现代信息产业的基础和核心，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，是培育战略性新兴产业、发展数字经济的重要支撑。当前和今后一段时期正是我国集成电路产业发展的重要战略机遇期和攻坚期。而另一方面，中国集成电路人才短缺是不争的事实。中国半导体行业协会首任秘书长徐小田曾说：“科技是第一生产力，人才是第一资源，创新是第一动力。目前各大国都把芯片作为战略性产业支撑国家发展与竞争，颇为需要一本全面、易懂的科普读物，来满足社会不同层面、不同人群了解半导体、集成电路行业的迫切需求。半导体、集成电路行业也需要更多的英才献身和投入。”在《走向芯世界》一书里，作者徐步陆站在全局立体视角，从产业链整体角度，对集成电路设计、制造、封测、装备材料、政策、人才和投资等十大类、近百个小专题进行全方位解读，从4个方面带领读者走向“芯”世界：● 一是探究芯片的前世今生和未来趋势。这一部分对国内外集成电路发展的来龙去脉、未来的走向趋势进行了概括。● 二是探查芯片的“秘密”，芯片的工作原理是什么，“黑壳子”里面有什么？● 三是探讨芯片产业链的各个环节和关联性以及有代表性的产品。这一部分对芯片设计、制造、封测、装备材料、EDA、IP等诸多产业分支，结合CPU处理器、鳍式场效应晶体管（FinFET）、光刻机等典型产品和代表性企业，逐章进行了深入浅出的介绍。● 四是探索芯片产业发展的规律和芯片对社会发展不可替代的支撑作用。这一部分结合芯片发展的一些热点，探讨了人工智能、汽车电子、硅知识产权、人才教育、资本政策等话题。可以说，这是一本内行不觉浅、外行不觉深的，系统介绍集成电路产业的科普读物，让人读后豁然开朗，可以帮助让政府、企事业单位、投融资机构的读者加深对产业的了解；可以激发青少年科研报国的热情，让更多国人了解集成电路对支撑两个强国建设的重大意义；同时给社会大众提供一个了解行业发展现状和前景的渠道。在当今纷繁复杂的国际关系和数字经济大潮中，集成电路产业的战略性、基础性、先导性地位进一步凸显。半导体产业的塔尖之争，不仅是一个产业的突围，更是中国迈向制造强国的通行证，是争夺第四次工业革命胜利果实的“芯希望”。

借助于光学显微镜，人类可以看到神奇的微观世界。但是由于阿贝极限的存在，限制了光学显微镜的分辨率。 阿贝极限 19世纪末，德国物理学家恩斯特阿贝指出，光学显微镜分辨率的极限，大约是可见光波长的一半。可见光中波长最短的蓝紫光波长在400nm左右。因此，如果两点之间的距离小于200nm，我们将无法分辨出这是两个点，这就是通常所说的“阿贝极限”。阿贝极限使我们无法更加深入地了解微观世界。 超分辨率显微镜 超分辨率荧光显微技术借助于一种特殊的荧光分子，从原理上打破了光学远场衍射极限对光学系统极限分辨率的限制，实现纳米级别的分辨率，点亮更加微观的世界。这种有意思的荧光分子被称为光开关荧光化合物。常见的超分辨技术有受激发射损耗显微技术（STED），光激活定位显微技术（PALM）、光学重构显微技术（STORM）、可逆荧光转移技术（RESOLFT）等。超分辨率显微镜对于所使用的光开关荧光化合物的光反应量子产率（PQY）有严格的要求。 光开关荧光化合物PQY的表征 Masahiro Irie教授团队报道了一种二芳基乙烯化合物在紫外光和可见光照射下发生的可逆闭环和裂环反应的过程。该研究使用355nm的紫外光打开此化合物的荧光使其处于“ON”状态，使用488nm的可见光可以关闭化合物的荧光，使其处于“OFF”状态。作者使用岛津的QYM-01*光反应评价系统对开环和裂环过程的光反应量子产率(φoc和φco)进行了测试。QYM-01可以自动测试光反应中吸收的光子数，所得光子数经过NIST功率计校准，可确保准确度，以进一步用于PQY的计算。 超分辨率显微镜要求光开关荧光化合物的裂环量子产率在10-2-10-3之间，作者把其中一种裂环量子产率φco为2X10-3的化合物应用在超分辨率显微镜RESOLFT上，并得到了相比于传统的共聚焦显微镜（CONFOCAL）分辨率高得多的图片。 参考文章：《Photoswitchable Turn-on Mode Fluorescent Diarylethenes Strategies for Controlling the Switching Response》（Bull. Chem. Soc. Jpn. 2018, 91, 237–250） *QYM-01是岛津全新发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。

p　　span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "供稿：上海仪电科学仪器股份有限公司/span/pp　　“上海仪电科仪”是中国分析仪器重要发源地，长期以来专注科学仪器事业，其前身为“上海精科”，拥有“上分”、“棱光”、“雷磁”、“申光”、“仪电物光”等国内仪器仪表的著名商标，长期以来，不忘初心、审视使命、创新拓展、砥砺奋进，成为民族分析仪器中的靓丽产品，多项产品的国内市场占有率名列第一。现已成为集科学仪器研发、生产、销售、应用、集成、服务为一体的高新技术企业，是国内最大的科学仪器产业集团之一。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong一、悠久历史/strong/span/pp　　清道光二十三年(1843年冬)，上海辟为通商口岸，孕育了上海民族资本电讯业的诞生。/pp　　从20世纪20年代开始，一批民族仪表电讯工厂(工场)陆续出现于上海。/pp　　1940年，荣仁本成立雷磁电化研究室，从事小型电化研究工作，小量制造涂料电阻、pH计试制。雷磁是我国第一台pH计和玻璃电极的诞生地。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/4f709b56-a702-4b05-84b5-6e53177b9a87.jpg" title="1_副本.jpg" alt="1_副本.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图 雷磁创始人荣仁本先生/span/strong/ppstrongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/195b87a9-cabd-4976-8905-92e6e5040d36.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图 电化学研究--电阻算尺和第一台pH计/span/strong/pp　　1951年，薄福生先生在上海市徐汇区天钥桥路125弄29号2楼创办薄振记光学仪器修理工场(上海物理光学仪器厂最早前身)。上海物理光学仪器厂是我国第一台旋光仪的诞生地。/pp　　1952年，由原来培速、科伟、创造、沪江厂技术员成立了上海分析仪器厂，由绿杨等三个小厂组建成上海黄河仪器仪表厂。上海分析仪器厂是我国第一台分光光度计的诞生地。/pp　　1956年，雷磁电化仪器工业社在大合营高潮中被批准为公私合营，公私合营成立雷磁仪器厂。同年，以薄振记光学仪器修理工场为主，联合兼并光中、光大、重九、新技等四家光学仪器修理工场，创建了薄振记光学仪器修理社。/pp　　1957年，薄振记光学仪器修理社更名为上海光学仪器修理厂。/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong二、成长提升/strong/span/pp　　strong做精 电化学仪器/strong/pp　　上海仪电科学仪器股份有限公司的“雷磁”品牌，是上海名牌、上海市著名商标，上海品牌。历经近八十年的发展，通过不断技术突破和产品的更新换代，在电化学分析仪器产品线上不断进步，引领国内电化学技术不断发展，同时协同发展比色法水质分析仪器，逐渐形成围绕水质分析的一个完整的产线结构，实现业务拓展。包括基于电化学方法的pH计、电导率仪、离子计、溶解氧仪、多参数分析仪、自动滴定仪、卡尔费休水分仪 基于比色分析技术的COD测定仪、浊度计、水质分析仪和专用试剂 基于电化学溶出法的重金属分析仪 基于自动控制技术的水质自动监测仪以及专用软件等产品。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/540592a4-c0ec-4793-bb63-b5aed5b646c8.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图 中国科学仪器行业泰斗朱良漪先生为“雷磁”题词/span/strong/pp　　1963年，仪表局调整工业生产布局，雷磁仪器厂生产以电化学仪器为主体的分析仪器，停止生产核分析仪器、电子计算机。/pp　　60年代，“雷磁”的25型pH计、27型电导率仪占领国内绝大多部分市场。同时成功研制了自动电位、非色散红外气体分析仪。为国防军工提供专用仪器，如为艘核潜艇提供在线pH计、电导率仪、微量离子计等/pp　　70年代，“雷磁”为国内冶金、钢铁工业提供库仑定氧仪、脉冲定氧仪、定碳定硫仪、定氧仪、X衍射仪等仪器仪表，并开发出国内首批氯、溴、碘、铜、铅离子选择电极。为国内第一艘“长清号”水质污染监测船装备各种参数分析仪。/pp　　80年代，根据中央的指示“南水北气”，雷磁产品以“水”为主。圆满完成“75”攻关项目，研制成功工业pH计及发送器系列产品，完成离子计，溶解氧分析仪，自动电位滴定仪系列产品的开发。为上海“上游引水工程”建造了国内785型水质监测站。率先在pH计、离子计中采用计算机技术，推出国内智能型电化学分析仪器。/pp　　90年代，“雷磁”确定“做优、做精、做强”发展战略，以电化学分析为主，提出擦亮“雷磁”品牌战略。“雷磁”全面在各类仪器系列产品中采用计算机技术，向国际水平靠拢。完成国家“95”攻关项目电站水质分析仪系列产品计算机系统项目，研制的电站水质分析仪系列荣获“国家推荐产品”称号。自主研发了电化学实验室LIMS系统，在线水质(COD、NH4-、F-、pH、ORP、DO、EC、TDS)采集、监测系统。率先将智能化电化学仪器推向系统化、网络化发展。/pp　　期间，1992年，上海雷磁仪器厂与浦东洋泾镇成立雷磁浦东联营厂，以电化学传感器研发和生产为主。/pp　　21世纪是中国制造业快速崛起的时代，雷磁抓住机遇，研发出一批批高精度、高集成化电化学分析仪器和电化学传感器。/pp　　2002年，完成“九五”攻关项目，电站纯水自动测试系统、自动测试系统技术及设备研究，获国家机械科技进步一等奖。/pp　　2003年，研制出ZDJ-5型模块化自动滴定仪，先后荣获2003年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新金奖”和“上海市自主创新品牌产品”称号。/pp　　2005年，研制出国内首台0.001级的采用触摸屏操作的PHSJ-5型pH计，达国内领先水平。/pp　　2007年，研制出的DWG-8002A型在线氨氮监测仪荣获“中国仪器仪表学会优秀产品奖”。/pp　　2008年，雷磁电化学分析仪器荣获“上海名牌”称号。/pp　　2008年，成功研制出ZDJ-520型在线自动滴定仪，刷新国内空白。荣获2009年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新银奖”和2009年“中国国际生物技术和仪器设备展览会科学仪器创新奖”。/pp　　2009年，研制出可全量程测量的DDSJ-318型电导率仪。同年，“雷磁”品牌被推荐为“上海市装备制造业与高新技术产业自主创新品牌”。/pp　　2010年，研制的DWS-296型氨氮分析仪荣获2010年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新金奖”。/pp　　2011年，结束雷磁浦东联营厂合资，全资成立“上海雷磁传感器科技有限公司”。/pp　　2012年，研制的COD-582在线COD监测仪获“中国国际生物技术和仪器设备展览会科学仪器创新奖”和2012年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新银奖”。/pp　　2013年，“雷磁”品牌被评为“上海市著名商标”。同年，雷磁电化学仪器被评为“2012年度苏浙皖赣沪名牌产品50佳”。/pp　　2013年，推出REX系列包含pH电极、离子选择电极、滴定专用电极等高端电化学传感器，为客户解决特殊样品和专用领域的电化学检测。/pp　　2014年，雷磁DDSJ-308F电导率仪、ZD-2自动电位滴定仪、PHS-3C酸度计被“仪器信息网”评为“国产好仪器”/pp　　2015年，研制的全盘自动化滴定分析集成系统ZDJ-5B荣获2015年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新金奖”。PHS-3C型酸度计被评为“2014年度科学仪器行业受关注仪器”。/pp　　2016年，推出国内首台模块化设计的引领版系列产品DZS-708L型多参数分析仪，赶超国际水平。荣获2017年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新金奖。/pp　　2016年，研制出ZDJ-5B-G自动滴定仪(光度滴定)和ZDJ-5B-T自动滴定仪(温度滴定)，填补了国内技术空白。/pp　　2019年，研制出的环保水质检测专用DZB-715型原位水质监测仪，荣获2019年中国国际科学仪器及实验室装备展览会“CISILE自主创新金奖”。/pp　　2019年，在上海市着力把“上海品牌”打造为驰名中外的城市名片，构筑代表中国参与国际竞争的高品质品牌集群的背景下，“雷磁”L系列电化学分析仪器荣获“上海品牌”认证。/pp　　strong做优 分析仪器/strong/pp　　上海仪电分析仪器有限公司“上分”品牌和“棱光”品牌，是上海名牌。历经近七十年的发展，基于光学分析技术和色谱分析技术，形成气相色谱仪、液相色谱仪、紫外/可见分光光度计、原子吸收分光光度计、荧光分光光度计和火焰光度计等60余各品种的数字化、智能化分析仪器。/pp　　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong紫外/可见分光光度计/strong/span/pp　　1962年，我国第一台72型光电分光光度计诞生在“上分”。/pp　　60年代，“上分”先后研制出的521型光电比色计、630型火焰光度计、551型双光比色计、751型分光光度计在全国仪器仪表新品展览会上获新品奖。/pp　　70年代，1976年研制的710型紫外可见近红外分光光度计，曾为毛主席纪念堂提供使用。25-50U红外光栅获上海重大科技成果三等奖。/pp　　80年代，754紫外分光光度计获机械工业部技术进步三等奖，754型紫外分光光度计和723型紫外分光光度计获第三届北京博览会BCEIA金奖。/pp　　90年代，7542分光光度计获北京博览会金奖，760型分光光度计荣获1993年北京博览会BCEIA金奖。1997年，“棱光”牌紫外/可见分光光度计被推荐为上海名牌产品。/pp　　21世纪，随着光谱仪器日新月异的发展，“上分”陆续推出了L系列，N系列紫外/可见分光光度计以及L8/L9双光束紫外/可见分光光度计。/pp　　2013年，“上分”牌紫外/可见分光光度计被推荐为上海名牌产品。/pp　　近几年，“上分”推出的L8/L9双光束紫外可见分光光度计，在硬件电路上选用先进的ARM处理器，极大提升硬件电路的集成度，在核心软件的开发中，移植了先进的UCOS操作系统，结构更清晰，运行效率更高，可继承性更好。在性能指标上达到国家一级仪器的标准，为公司创造了良好的经济效益。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "气相色谱仪/span/strong/pp　　60年代，100型气相层析仪在全国仪器仪表新品展览会上获新品奖，奠基中国国产气相色谱仪的基础。/pp　　70年代，1001型气相色谱仪获上海市新品三等奖/pp　　80年代，1102型气相色谱获1989年第三届北京博览会BCEIA金奖/pp　　90年代，1002型气相色谱仪获1991年第四届北京博览会BCEIA金奖/pp　　1996年，推出经典的GC112A型气相色谱仪，在环境、化工、酒类等领域检测中扮演着重要的角色，得到市场的广泛认可。该产品曾被认定为1997年度国家级新产品。/pp　　2006年，推出全新的完全自主研发的GC126型气相色谱仪，并且推出了自己的色谱工作站，技术指标当时在国内市场上是非常有竞争力。/pp　　2014年，又推出了GC112N、GC126N气相色谱系列产品。采用彩色触控屏，升级了软件工作站，有着极高性价比的产品，在市场上每年都有稳定增长。/pp　　同时推出了配置第三代电子气路控制(EPC)模块的GC128全自动气相色谱仪，实现高端化自动化，进一步拉近了与进口仪器的差距。/pp　　2016年，推出第四代EPC，使流量和压力的控制精度及响应时间都得到了质的提高，在大多数情况下可以替代进口仪器的使用。FID检测器的灵敏度也达到了国际先进水平。/pp　　2019年下半年“上分”全新系列模具化气相色谱仪产品上市，仪器软硬件均有进一步的提升，配置更加齐全!/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "高效液相色谱仪/span/strong/pp　　上世纪的90年代末，“上分”推出LC200型高效液相色谱仪，曾荣获上海市优秀新产品三等奖，产品也受到客户的广泛好评。在销售10年后，随着相应国家标准和用户检验需求的提高，亟需要更高指标的液相色谱仪。上海仪电分析于2010年组织研发团队，在前期研发人员大量流失的不利条件下，由老专家带队，果断启用新人，历时4年的艰苦攻关，2014年推出全新的HPLC升级换代产品LC210。该仪器具备完整的自主知识产权，可以达到和超过国家标准，可满足用户的常规需求。/pp　　2018年成功上市LC220液相色谱仪，各关键指标，尤其是在检测器方面，通过流通池、整体结构、放大电路等新型专利技术的应用，产品性能得到全面提高，而且在智能化、模块快、信息化、自动化方面具有鲜明的特色，部分功能指示已可以满足客户的极限应用需求，在实际应用中通过外接自动进样器，也可满足客户长期不停机的多样品测试分析。/pp　　strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "原子吸收分光光度计/span/strong/pp　　70年代，3300原子吸收评为1985年上海优秀新产品二等奖/pp　　80年代，3500原子吸收分光光度计获北京博览会金奖/pp　　90年度，AA320原子吸收分光光度计荣获上海市优秀新产品三等奖/pp　　近十年，“上分”经过几代的试制和改进，嵌入式系统，光学结构系统都进行了多代间的验证比较，最终在2018年推出了全新一代控制系统的AA4510型原子吸收分光光度计。该产品的控制系统采用ARM-COTEX作为控制核心，运算速度快、功耗低、功能强大，并且结合创新的软件算法，使得仪器整体性能得到很大提升，同时减少硬件复杂度，性能稳定便于维护。2019年上海仪电分析携势前进，顺利推出AA4530型原子吸收分光光度计的升级版。该仪器可靠性高，各项技术指标都处于国内领先水平，在化工、环境、医药、卫生、食品安全、冶金等领域将发挥更大的作用。/pp　　strong做精 物理光学仪器/strong/pp　　上海仪电物理光学有限公司的“申光”品牌和“仪电物光品牌”，深受行业客户喜爱，历经近七十年的发展，基于物理光学检测技术，形成旋光仪、熔点仪、折射仪、雾度仪、色度仪、激光粒度分析仪、浊度仪、应力仪等10大系列百余种型号规格的专业物理光学仪器产品。/pp　　50年代，国内首创301圆盘旋光仪。/pp　　60年代，国内首创701应力仪和光机电WXG-3电磁直读旋光仪。/pp　　70年代，国内首创WYV V棱镜折射仪，研发推出WZZ-1自动指示旋光仪，国内首创WZZ-T1(WZZ-T2)投影式自动指示(糖度)旋光仪。/pp　　80年代，国内首创WZZ-1S(WZZ-1SS)数字式自动(糖度)旋光仪、WRS-1数字熔点仪、WGT-S透光率/雾度测定仪。研制推出WYA-S数字阿贝折射仪、WQD-1滴点软化点测定仪、WRX-S显微热分析仪、WZZ-2自动旋光仪、WSL-2比较测色仪、WGZ-200浊度仪。/pp　　90年代，研发推出WSC-S测色色差计、WGG-60/WGG-20/WGG-75微机光泽度仪、WQS 振动筛等产品。/pp　　2001年，推出WGW光电雾度仪、WSB-L 白度仪、WZR锥入度仪。/pp　　2003年，研发推出WJL 激光粒度仪和WSF分光测色仪。/pp　　2005年，研发推出WRS-2(WRS-2A)微机熔点仪。/pp　　2006年，国内首创SGW® -2自动旋光仪(控温)。/pp　　2009年，国内首创WYA-Z/WYA-ZT/WYA-ZL 自动阿贝折射仪。/pp　　2011年，国内首创SGW® -3自动旋光仪(大角度/控温)。/pp　　2012年，国内首创WYV-S 数字V棱镜折射仪，同年上市WQS-S 数显振动筛。/pp　　2013年，国内首创SGW® -5自动旋光仪(多波长)。/pp　　2014年，推出WYL-S 数字图像应力仪/pp　　2015年，国内首创SGW® -650(SGW® -630)图像熔点仪。同年推出WRX-2S显微热分析仪/pp　　2015年，研发制造SGW® -820(SGW® -810)透光率/雾度测定仪/pp　　2016年，国内首创SGW® -568/SGW® -533/SGW® -532/SGW® -531全自动高速旋光仪/pp　　2017年，国内首创SGW® -537全自动高速旋光仪(多波长)/pp　　strong做大 系统集成与在线监测系统/strong/pp　　2004年，上海雷磁仪器厂合资成立“上海雷磁环保工程有限公司”。/pp　　上海雷磁环保工程有限公司始终致力于上海地区在线监测领域，把国际、国内先进的在线监测仪器如CODcr仪、TOC仪、VOC分析仪、气象监测仪等仪器设备，按照国家环保局制定的标准规范和上海市环境保护局要求的技术规范，根据现场，进行在线监测系统集成方案设计、软件开发和现场安装调试，最终交付用户使用。同时还可提供系统售后的运行维护服务。在系统运行过程中，通过有线或无线网络将监测数据传输给区、市环保局等监测部门，作为监管、排污监测的依据。目前，在上海市环保监测领域市场占有率名列前茅。/pp　　目前，“上海仪电科仪”能够提供从“源头”到“龙头”，从“进水口”到“排水口”的全生命周期水质监测解决方案，提供包括“河长制”、二次供水、管网水、自来水等水质监测解决方案等在内的众多水质监测方案，成功交付上海市徐汇区“河长制”、广西自治区卫计委小区二次供水等50多个项目。/pp　　strong做优 智慧溯源与智慧感知/strong/pp　　“上海仪电科仪”围绕“领先的科学仪器制造商、检测溯源系统解决方案与运行服务提供商”的战略目标，有效整合内外部资源，重点发展现代分析仪器，研究智能化和信息化先进分析仪器技术，突破环境保护监测和食品安全两大应用领域的检测应用方案和系统集成技术，打造智能检测仪器互联的管理系统和溯源协同平台。/pp　　2016年，与云赛智联联合收购上海仪电溯源科技有限公司。/pp　　上海仪电溯源科技有限公司，作为物联网平台及应用的建设和运营企业，具备覆盖食品(产品)生产经营全生命周期、覆盖食品(产品)溯源相关物联网技术的能力。具有解决方案成熟、架构体系先进、系统数据安全的省市级食品(产品)安全信息追溯平台、食品安全检测监管平台、餐厨废弃油脂监管平台、企业追溯应用系统等。致力于建设基于物联网技术的重要产品溯源平台体系，以及与之相配套的政府、企业、公众应用及服务。/pp　　2018年，成立上海仪电检测技术有限公司。/pp　　上海仪电检测技术有限公司，致力于为政府执法部门、食品生产企业、消费者提供及时、准确、科学的检测技术和全方位的服务。专门从事食品安全检测与服务等相关业务，主要解决方案包括：食品行业溯源平台及云系统接入端解决方案、食品行业标准实验室及快检实验室构建整体方案、实验室综合管理(环境、设备、人员、数据等)系统、食品行业相关检测与监测方案。/pp　　目前，“上海仪电科仪”在食品安全领域，成功交付上海市闵行区食品安全快检实验室、上海市食品安全溯源信息平台、内蒙古食品安全快检实验室等30余个项目。/pp　strong　成员企业:/strong/pp　　上海仪电科学仪器股份有限公司/pp　　上海仪电分析仪器有限公司/pp　　上海仪电物理光学仪器有限公司/pp　　上海雷磁环保工程公司/pp　　上海雷磁传感器科技有限公司/pp　　上海仪电溯源科技有限公司/pp　　上海仪电检测技术有限公司/pp　　span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong三、未来发展/strong/span/pp　　“上海仪电科仪”以“精准引领精彩”的经营理念，打造“品质、专业主义、坚持、卓越”的品牌特质，将围绕“为提高人们的生活质量，提供高科技产品和优质服务”的市场目标，不忘初心，坚持创新驱动、转型发展，争创国际一流，努力成为领先的科学仪器制造商、检测溯源系统解决方案与运行服务的供应商!/ppstrong　　核心理念：精准引领精彩/strong/ppstrong　　核心价值观：诚实 责任 顾客 团队 进取/strong/ppstrong　　追求目标：为提高人们的生活质量，提供高科技产品和优质服务/strong/p

疫情期间使得红外热像仪的市场大大增加，在商场、机场、火车站等人流密集的地方随处可见，无需接触即可准确测量人体温度。那么红外热像仪是怎样工作的呢？本文对有关知识做简要介绍，以飨读者。红外热像仪，是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的红外光转变为可见的热图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。使用红外热像仪，安全——可测量移动中或位于高处的高温表面；高效——快速扫描较大的表面或发现温差，高效发现潜在问题或故障；高回报——执行一个预测性维护程序可以显著降低维护和生产成本。但在疫情爆发之前，红外热像仪在工业测温场景使用得更广泛，需求也更稳定。在汽车研究发展领域——射出成型、引擎活塞、模温控制、刹车盘、电子电路设计、烤漆；在电机、电子业——电子零组件温度测试、印制电路板热分布设计、产品可靠性测试、笔记本电脑散热测试；在安防领域的隐蔽探测，目标物特征分析；在电气自动化领域，各种电气装置的接头松动或接触不良、不平衡负荷、过载、过热等隐患，变压器中有接头松动套管过热、接触不良（抽头变换器）、过载、三相负载不平衡、冷却管堵塞不畅等，都可以被红外热像仪及时发现，避免进一步损失。对于电动机、发电机：可以发现轴承温度过高，不平衡负载，绕组短路或开路，碳刷、滑环和集流环发热，过载过热，冷却管路堵塞。红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。分为以下步骤：第一步：利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱。第二步：利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况。第三步：通过图像处理软件处理放大后的电信号，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。在不同的应用领域，对于红外热像仪的选择有不同的要求，主要考虑因素有热灵敏度——热像仪可分辨出的最小温差（噪音等效温差）、测量精度。反应到电路上，最应注意的既是第二步电信号的放大和采样。实际上，从信号处理，到数据通信，到温度控制反馈，都有较大的精度影响因素。红外热像仪的电路框图如图所示，基本工作步骤为：FPA探测器——信号放大——信号优化——信号ADC采样——SOC/FPGA整形与预处理——信号图形及数据显示，其间伴随TEC（热电制冷器）对探测器焦平面温度的反馈控制。热像仪中需要采集的信号为面阵红外光电信号，来源于红外探测器，通过将红外光学系统采集的红外信号FPA转换为微弱电信号输出，选择OP AMP时需要注意与FPA供电类型匹配及小信号放大。根据红外热像仪的使用场合，去选择适合的运放，达到最优的放大效果和损耗最小的放大信号。运放的多项直流指标都会直接影响到总的误差值。比如，VOS、MRR、PSRR、增益误差、检测电阻容差，输入静态电流，噪声等等。需要根据实际应用的特点，择取主要误差项目评估和优化。比如 CMRR 误差可以通过减小 Bus 电压纹波优化。PSRR 误差,可以通过选用 LDO 给 OPA 供电优化。提供一个好的电源，LDO 的低噪声和纹波更利于设计，选用供电LDO。在图三中的光电信号放大处，使用了TPH250X系列的OP AMP，特点是高带宽、高转换速率、低功耗和低宽带噪声，这使得该系列运放在具有相似电源电流的轨对轨 输入/输出运放中独树一帜，是低电源电压高速信号放大的理想选择。高带宽保证了原始信号完整性，高转换速率保证了整机运算的第一步速度，低宽带噪声保证了FPGA/SOC处理的原始信号的真实性。对于制冷型红外探测器，热电制冷器必不可少，它保障了FPA探测器的焦平面工作温度温度的稳定和灵敏，对于制冷补偿的范围精度要求较高。用电压值表示外界设定的FPA工作温度，输入高精度误差运放，得出差值电压，经过放大器运算后，对FPA进行补偿，从而使FPA温度稳定。在该系统中，AD转换芯片的性能决定了FPA的相位补偿量，决定了后端红外成像的质量。根据放大后输出信号的电压范围和噪声等效温差及响应率，可以计算AD转换芯片的分辨率，此处使用了16 bit高分辨率的单通道低功耗DAC，电源电压范围为2.7V至5.5V。5v时功耗为0.45 mW，断电时功耗为1 μW。使用通用3线串行接口，操作在时钟率高达30mhz，兼容标准SPI®、QSPI™和DSP接口标准。同时满足了动态范围宽、速度快、功耗低的要求。对于一般的工业红外热像仪的补偿来说，TPC116S1已经足够。此外，对于整体的供电而言，FPGA/SOC的分级供电，电源管理芯片的选择要适当。对于运放和ADC的供电，为减小误差，需要低噪声的LDO，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波。LDO输出电压小于输入电压，稳定性好，负载响应快，输出纹波小。具有最低的成本，最低的噪声和最低的静态电流，外围器件也很少，通常只有一两个旁路电容。而在总体的供电转换中，使用了DCDC——TPP2020，它的宽范围，保证了电源设计的简洁。内置省电模式，轻载时高效，具有内部软启动，热关断功能。DC-DC一般包括boost（升压）、buck（降压）、Boost/buck（升/降压）和反相结构，具有高效率、宽范围、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容，但是输出纹波大，开关噪声较大、成本相对较高，故在电源设计中，用量少且尽量避开灵敏原件，以避免对灵敏原件的干扰。红外热像仪既可以走入民用，成为各个家庭的健康小帮手，也可以是精密工业电子的好伙伴。面对不同的市场，组成它的电子元器件也有不同的选择。而不变的是，精密的设计对于真实的反映，特别是模拟器件。

2021年，深圳技术大学与企业合作，联合兴办粤港澳大湾区第一所集成电路学院，致力培养湾区产业发展急需的半导体和集成电路高端人才。根据“深圳技术大学”最新公布的消息，该学院易名为“集成电路与光电芯片学院”，同时升格为学校的一级学院，并将在今年9月迎来首批新生，首任院长由世界纳米激光及半导体器件领域的领军人之一、白光激光的发明者宁存政教授担任。“深圳技术大学”介绍称，集成电路与光电芯片学院从集成电路和集成光电子领域的科技前沿和产业发展需求出发，以解决当今和未来光电融合面临的材料、物理原理、器件设计和加工工艺等环节的关键技术和基础工程问题为重要使命，最终实现光电融合集成的目标。学院将打造集成电路与光电芯片领域行业协同与国际合作的创新平台、与本地区相关产业展开深入有效的合作，解决产业人才短缺和技术瓶颈的制约，为高水平技术大学在光电融合集成方面的科研和人才培养探索新途径。学院主要设立微电子科学与工程专业和集成电路设计与集成系统专业。

p　　要进行一个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。/ppstrong1.电化学型气体传感器的结构/strong/pp　　电化学式气体传感器，主要利用两个电极间的化学电位差，一个在气体中测量气体浓度，另一个是固定的参比电极。电化学式传感器采用恒电位电解方式和伽伐尼电池方式工作。有液体电解质和固体电解质，而液体电解质有分为电位型和电流型。电位型是利用电极电势和气体浓度之间的关系进行测量；电流型采用极限电流原理，利用气体通过薄层透气膜或毛细孔扩散作为限流措施，获得稳定的传质条件，产生正比于气体浓度或分压的极限扩散电流。/pp　　电化学传感器有两电极和三电极结构，主要区别在于有无参比电极。两电极CO传感器没有参比电极，结构简单，易于设计和制造，成本较低适用于低浓度CO的检测和报警；三电极CO传感器引入参比电极，使传感器具有较大的量程和良好的精度，但参比电极的引入增加了制造工序和材料成本，所以三电极CO传感器的价格高于两电极CO传感器，主要用于工业领域。两电极电化学CO传感器主要由电极、电解液、电解液的保持材料、出去干涉气体的过滤材料、管脚等零部件组成。/ppstrong2.电传感器工作原理/strong/pp　　电化学气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理一般分为：a.在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出；b.将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用与离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出；c.将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出；d.不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。/ppstrong表1 各种电化学式气体传感器的比较/strong/ptable cellspacing="0" cellpadding="0" border="1"tbodytr class="firstRow"td style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"种类/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"现象/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"传感器材料/span/strong/p/tdtd style="border-width: 1px medium border-style: solid none border-color: rgb(79, 129, 189) currentcolor padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"特点/span/strong/p/td/trtrtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"恒电位电解式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电解电流/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"气体扩散电极，电解质水溶液/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"通过改变气体电极，电解质水溶液，电极电位等可测量CO、Hsub2/subS、HOsub2/sub、SOsub2/sub、HCl等/span/p/td/trtrtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"离子电极式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电极电位变化/span/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"离子选择电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜/span/p/tdtd style="border: medium none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"选择性好，可测量NHsub3/sub、HCN、Hsub2/subS、SOsub2/sub、COsub2/sub等气体/span/p/td/trtrtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电量式/span/strong/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"电解电流/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"贵金属正负电极，电解质水溶液，多孔聚四氟乙烯膜/span/p/tdtd style="border: medium none background: rgb(211, 223, 238) none repeat scroll 0% 0% padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"选择性好，可测量Clsub2/sub、NHsub3/sub、Hsub2/subS等/span/p/td/trtrtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"strongspan style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"固体电解质式/span/strong/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"测定电解质浓度差产生的电势/span/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"固体电解质/span/p/tdtd style="border-width: medium medium 1px border-style: none none solid border-color: currentcolor currentcolor rgb(79, 129, 189) -moz-border-top-colors: none -moz-border-right-colors: none -moz-border-bottom-colors: none -moz-border-left-colors: none border-image: none padding: 0px 7px " width="142" valign="top"p style="text-align:left"span style=" font-family:' 微软雅黑' ,' sans-serif' color:#365F91"适合低浓度测量，需要基准气体，耗电，可测量COsub2/subsub、/subNOsub2/sub、Hsub2/subS等/span/p/td/tr/tbody/tablep表1汇集了各类电化学气体传感器的种类、检测原理所用材料与特点。/pp2.1 恒电位电解式气体传感器/pp　　恒电位电解式气体传感器的原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。对于特定气体来说，设定电位由其固有的氧化还原电位决定，但又随电解时作用电极的材质、电解质的种类不同而变化。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示：/pp　　　　I=(nfADC)/ σ/pp　　式中：I-电解电流；n-1mol气体产生的电子数；f-法拉第常数；A-气体扩散面积；D-扩散系数；C-电解质溶液中电解的气体浓度；σ-扩散层的厚度。/pp　　在统一传感器中，n、f、A、D及σ是一定的，电解电流与气体浓度成正比。/pp　　自20世纪50年代出现CIDK电极以来，控制电位电化学气体传感器在结构、性能和用途等方面都得到了很大的发展。20世纪70年代初，市场上就有了31检测器。有先后出现了CO、Nsubx/subOsubY/sub（氮氧化物）、Hsub2/subS检测仪器等产品。这些气体传感器灵敏度是不同的，一般是Hsub2/subS NO NOsubb/sub Sq CO，响应时间一般为几秒至几十秒，大多数小于1min；他们的寿命相差很大，短的只有半年，有的CO监测仪实际寿命已近10年。影响这类传感器寿命的主要因素为：电极受淹、电解质干枯、电极催化剂晶体长大、催化剂中毒和传感器使用方法等。/pp　　以CO气体监测为例来说明这种传感器隔膜工作电极对比电极的结构和工作原理。在容器内的相对两壁，安置作用电极h’和对比电极，其内充满电解质溶液构成一密封结构。瓦在化田由极3g对冲由极AnljI进行恒定电位差而构成恒压电路。此时，作用电极和对比电极之间的电流是I，恒电位电解式气体传感器的基本构造根据此电流值就可知CO气体的浓度。这种方式的传感器可用于检测各种可燃性气体和毒气，如Hsub2/subS、NO、NOsubb/sub、Sq、HCl、Clsub2/sub、PHsub3/sub等，还能检测血液中的氧浓度。/pp2.2离子电极式气体传感器/pp　　离子电极式气体传感器的工作原理是：气态物质溶解于电解质溶液并离解，离解生成的离子作用于离子电极产生电动势，将此电动势取出以代表气体浓度。这种方式的传感器是有作用电极、对比电极、内部溶液和隔膜等构成的。/pp　　现以检测NHsub3/sub传感器为例说明这种气体传感器的工作原理。作用电极是可测定pH的玻璃电极，参比电极是A8从姐电极，内部溶液是NIkCE溶液。NEACt离解，产生铵离子NHsub4/subsup+/sup，同时水也微弱离解，生成氢离子Hsup+/sup，而NH4sup+/sup与Hsup+/sup保持平衡。将传感器侵入NHsub3/sub中，NHsub3/sub将通过隔膜向内部渗透，NHsub3/sub增加，而Hsup+/sup减少，即pH 增加。通过玻璃电极检测此PH的变化，就能知道NHsub3/sub浓度。除NHsub3/sub外，这种传感器海能检测HCN（氰化氢）、Hsub2/subS、Sq、C0sub2/sub等气体。/pp　　离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数，电化学式气体传感器主要的有点是检测气体的灵敏度高、选择性好。/pp2.3电量式气体传感器/pp　　电量式气体传感器的原理是：被测气体与电解质溶液反应生成电解电流，将此电流作为传感器输出，来检测气体浓度，其作用电极、对比电极都是Pt电极。/pp　　现以检测C12为例来说明这种传感器的工作原理。将溴化物MBr（M是一价金属）水溶液介于两个铂电极之间，其离解成比，同时水也离解成Hsup+/sup，在两铂电极间加上适当电压，电流开始流动，后因Hsup+/sup反应产生了Hsub2/sub ，电极间发生极化，发生反应，其结果，电极部分的Hsub2/sub被极化解除，从而产生电流。该电流与Hsub2/sub浓度成正比，所以检测该电流就能检测Clsub2/sub浓度。除Clsub2/sub外，这种方式的传感器还可以检测NHsub2/sub、Hsub2/subS等气体。/ppstrong3.传感器的检测/strong/pp　　电化学型气体传感器可分为原电池式、可控电位电解式、电量式和离子电极式四种类型。原电池式气体传感器通过检测电流来检测气体的体积分数，市售的检测缺氧的仪器几乎都配有这种传感器。可控电解式传感器是通过检测电解时流过的电流来检测气体的体积分数，和原电池式不同的是，需要由外界施加特定电压，除了能检测CO、NO、NOsub2/sub、Osub2/sub、SOsub2/sub等气体外，还能检测血液中的氧体积分数。电量式气体传感器是通过被测气体与电解质反应产生的电流来检测气体的体积分数。离子电极式气体传感器出现得较早，通过检测离子极化电流来检测气体的体积分数。电化学式气体传感器主要的优点是检测气体的灵敏度高、选择性好。/pp　　综上所述，不同种类的气体传感器适用于不同气体检测与控制的需求，随着现代工业的发展，尤其是绿色环保理念的不断加强，气体传感器技术的开发应用必将具有非常广阔的发展前景。两电极电化学CO传感器，是近年来研究的热点，属于国际上先进的传感器技术，通过实验研究，在电极、过滤层、电解质等材料选择和结构的设计中，攻克了影响传感器寿命的诸多技术难题，研制成功了具有实用意义的新型CO传感器，它必将在CO气体检测领域发挥积极的作用。/p

新闻快讯—仪电物光密度仪获CISILE2021自主创新金奖由中国仪器仪表行业协会组织的“CISILE2021科仪展自主创新金奖”评选活动，经过了长达数月的遴选和评审后，获奖名单于2021年5月10日在北京国家会议中心正式公布。 CISILE每年从参展的数百家企业中横向评比数以千计的科学仪器设备，并从中遴选出性能优异的或极具创新的自主研发制造的科学仪器设备，并颁发“CISILE科仪展自主创新奖金奖”。上海仪电物理光学仪器有限公司生产的自动密度仪WMD-330入选并成功获奖。仪电物光WMD-330自动密度仪采用U型振荡法原理检测液体密度，仪器具有测量精度高、样品消耗量少、自动测量、测试速度快、示值重复性好等特点。中国仪器仪表行业协会评议专家组成员，一致认为仪电物光推出的这款仪器，技术参数和产品性能与国际接轨，体现了国内分析仪器企业强大的科技研发和自主创新的能力，产品获得了评审专家组的一致好评。 当前，国内自动密度仪（数字式密度计）的市场供应，绝大部分被国外几家大型的仪器生产商垄断。上海仪电物光作为自动密度仪国产化的引领者，有责任和义务将这个具备良好经济效益和社会效益的产品更好的推向市场，提升国产科学仪器的技术水平。

本篇承接上文，《使用ReacSight增强生物反应器阵列以实现自动测量和反应控制（上）》（点击查看）。2.2反应性光遗传控制和酵母连续培养的单细胞解析特性作者首次应用ReacSight策略的动机是酵母合成生物学应用。在这种情况下，精确控制合成路径并在定义明确的环境条件下测量其输出，并具有足够的时间分辨率和范围是至关重要的。光遗传学为控制合成路径提供了一种极好的方法，生物反应器支持的连续培养是对环境条件进行长时间严格控制的理想方法。为了测量单个细胞的路径输出，细胞术提供了高灵敏度和高通量。因此，借助ReacSight策略，利用台式细胞仪作为测量设备，组装了一个完全自动化的实验平台，实现了对酵母连续培养物的反应性光遗传学控制和单细胞解析表征（图2a）。补充说明2提供了平台硬件和软件的详细信息，此处仅讨论关键要素。八个反应器与移液机器人相连，这意味着每个时间点都会填满一列取样板。虽然机器人可以接触到三列细胞仪输入板，但作者仅使用一列，由机器人进行广泛清洗，以实现小于0.2%的残留，使用免疫磁珠进行验证。通常在机器人平台上安装两个倾翻箱和两个取样板（2×96=192个样本），因此，在没有任何人为干预的情况下，八个反应器中的每一个都有24个时间点。为了实现基于细胞数据的反应性实验控制，作者开发并实施了算法，以在重叠荧光团之间执行自动选通和光谱反褶积（图2b）。作者首先通过对组成性表达来自染色体整合转录单位的各种荧光蛋白的酵母菌株进行长期恒浊培养来验证平台的性能（图2c）。荧光团水平的分布是单峰的，随着时间的推移是稳定的，正如在具有组成型启动子的稳定生长条件下所预期的那样。mNeonGreen和mScarlet-I在单色和三色菌株之间的分布完全重叠。这与从强pTDH3启动子表达一个或三个荧光蛋白对细胞生理学的影响可以忽略不计的假设是一致的，并且三色菌株中转录单位的相对位置（mCerulean第一，mNeonGreen第二，mCarlet-I）对基因表达的影响很小。与单色品系相比，三色品系中测得的mCerulean水平略高（~15%）。这可能是由于反褶积中的残余误差造成的，与自荧光和mNeonGreen相比，mCerulean的亮度较低加剧了这种误差。为了验证平台的光遗传学能力，作者构建了一个基于EL222系统17的光诱导基因表达路径并对其进行了表征（图2d）。正如预期的那样，应用不同的蓝光开-关时间模式导致荧光团水平的动态分布覆盖范围很广，从接近零水平（即几乎无法与自体荧光区分）到超过强组成启动子pTDH3获得的水平。高诱导表达水平的细胞间变异性也很低，变异系数（CV）值与pTDH3启动子相当（0.22vs0.20）。作者组装的第一个平台使用了一个预先存在的定制光生生物反应器阵列。这种设置有几个优点（可靠性、工作容量范围广），但其他实验室无法轻易复制。由于ReacSight架构的模块化，可以通过将这个定制的生物反应器阵列与最近描述的开放硬件、光遗传学就绪的商用Chi.生物反应器（图2a（右图））交换，快速构建具有类似功能的平台的第二个版本。为了验证该平台的另一版本的性能，作者使用图2d中相同的菌株进行了光诱导实验，并获得了各种光诱导曲线的极好的反应器到反应器再现性。图2基于ReacSight的自动化平台组装，实现对酵母连续培养物的反应性光遗传学控制和单细胞解析表征。a平台概述。OpentronsOT-2移液机器人用于将支持光基因的多生物反应器连接到台式细胞仪（GuavaEasyCyte14HT，Luminex）。机器人用于稀释细胞仪输入板中的新鲜培养样本，并在时间点之间清洗。“点击”Python库pyautogui用于创建细胞仪仪器控制API。定制算法是在Python中开发和实现的，用于实时自动选通和去卷积细胞数据。使用定制的生物反应器装置（左图）或Chi生物反应器（右图）组装了两个版本的平台。b选通和反褶积算法说明。例如，显示了重叠荧光团mCerulean和mNeonGreen之间的反褶积。c多代单细胞基因表达分布的稳定性。从pTDH3启动子驱动的转录单位中组成性表达mCerulean、mNeonGreen或mCarlet-I的菌株（“三色”菌株），整合到染色体中，在浊度调节器模式下生长（OD设定值=0.5，上限图），每小时采集一次细胞仪（垂直绿线）。所有时间点的荧光强度分布（通过高斯核密度估计进行平滑）（选通、反褶积和前向散射归一化后，FSC）用不同的颜色阴影绘制在一起（下图）。RPU：相对启动子单位（见方法）。为了简单起见，未显示“三色”的OD数据，与其他类似。d基于EL222系统的光驱动基因表达电路的特性。应用三种不同的开-关蓝光时间剖面图（底部），每45分钟采集一次细胞仪。门控、去卷积、FSC标准化数据的中位数如图所示（顶部）。此图中显示的所有生物反应器实验均在同一天与定制生物反应器平台版本并行进行。源数据作为源数据文件提供。2.3使用光实时控制基因表达为了展示平台的反应性光遗传控制能力，作者开始动态适应光刺激，以便将荧光团水平保持在不同的目标设定点。这种用于体内基因表达调控的电子反馈有助于在存在复杂细胞调控的情况下剖析内源性路径的功能，并有助于将合成系统用于生物技术应用。作者首先构建并验证了光诱导基因表达的简单数学模型（图3a）。将三个模型参数与图2d的表征数据进行联合拟合，得到了良好的定量一致性。考虑到模型假设的简单性，这一点值得注意：光激活下的mRNA生成速率恒定，每mRNA的翻译速率恒定，mRNA（大部分降解，半衰期为20分钟）和蛋白质（大部分稀释，半衰率为1.46小时）的一级衰变。因此，当实验条件得到很好的控制并且数据得到适当的处理时，人们可以希望用一小套简单的过程来定量地解释生物系统的行为。然后，作者将拟合模型合并到模型预测控制算法中（图3b）。该算法与ReacSight事件系统一起，实现了对不同反应器中不同目标的荧光水平的精确实时控制（图3c）。为了进一步证明平台的稳健性和再现性，作者在几个月后进行了另一个单8反应器实验，涉及两个荧光团目标水平的四个重复反应器运行。所有的重复都能很好地跟踪目标，并且控制算法决定的光分布在相同目标的重复之间非常相似，但并不完全相同。作者还研究了之前使用的诱导系统在更长时间尺度上的遗传稳定性。遗传稳定性是工业生物生产的一个重要因素。作者观察到，EL222驱动的mNeonGreen蛋白的诱导可以持续5天以上，并且具有很好的稳定性（图3d顶部）。更进一步，作者测试了同一蛋白的分泌版本是否表现出类似的表达稳定性。作者观察到，诱导约2天后细胞水平显著降低。细胞异质性也增加了（图3d右侧）。为了弥补细胞水平的下降，作者将表达盒整合成多个拷贝（三次，串联染色体插入）。诱导后，获得了非常高的荧光水平（图3d底部）。令人惊讶的是，这些水平比非分泌蛋白高一个数量级，并伴随着强烈的应激，正如未折叠蛋白应激报告所反映的那样（pUPRmScarletI）。诱导后，细胞内蛋白质水平逐渐下降。细胞内蛋白质水平显示出明显的双峰分布，强烈的遗传不稳定性迹象（图3d右侧）。最后，当以最大诱导水平的三分之一诱导时，相同的三重拷贝结构表现出非单调行为：高水平初始反应，随后细胞内水平缓慢下降，如完全诱导的三重结构，随后长期内部高蛋白水平的非预期缓慢恢复（图3d底部）。这种恢复可以通过细胞适应高生产需求来解释，或者更可能的是，通过选择高产亚群来解释，该亚群能够更好地保存HIS3选择标记，即使在完全培养基中也具有轻微的生长优势。这个实验证明了作者的平台能够执行长时间的实验，并以相对较高的时间分辨率提供单小区信息。此外，它促使探索和利用营养素可用性对健康和压力的影响。图3闭环：使用光实时控制基因表达。a光驱动基因表达电路的简单ODE模型拟合到图2d的表征数据。拟合参数为γm=2.09h−1，σ=0.64RPU小时−1，γFP=0.475小时−1km被任意设置为等于γm，以仅允许从蛋白质中值水平识别参数。b实时控制基因表达的策略。每小时进行一次细胞仪采集，在选通、反褶积和FSC归一化后，数据被送入模型预测控制（MPC）算法。该算法使用该模型搜索10个周期为30分钟的工作循环（即5小时的后退地平线）的最佳占空比序列，以跟踪目标水平。c四种不同目标水平的实时控制结果，在不同的生物反应器中并行执行（自定义设置）。左：单个单元格的中位数（控制值）。右：单细胞随时间的分布。请注意，所有绘图都使用线性比例。d表达系统的长期稳定性和蛋白质分泌的影响。表达EL222驱动的mNeonGreen荧光报告子的细胞，无论是否分泌，在浊度调节器中生长5天，每2小时进行一次细胞仪测量。表示整个实验期间的平均表达水平。荧光分布也显示在选定的时间点（诱导后0、6、48和120小时）。细胞也有分泌应激的荧光报告子（pUPRmScarlet-I）。还提供了三个拷贝中整合的mNeonGreen报告蛋白的分泌形式的结果。相关蛋白（mNeonGreen水平）和应激水平（mCarlet-I水平）分布的时间演变如补充图11和12所示。源数据作为源数据文件提供。曼森生物高通量菌株筛选平台技术上海曼森生物科技公司专注于高通量、自动化、智能化实验室技术产品开发，逐步形成了全自动化的高通量菌株筛选平台技术，可根据用户需求定制化高通量全自动菌株筛选平台。每天筛选通量可从几千到10万，是人工通量的几十倍上百；在传统生物技术上，加速工业化菌株的遗传进化，帮助提高底物转化率和产量提升；在合成生物技术上，可为选择的平台化合物表达菌株的遗传稳定性、表观遗传进化提升效率。此外高通量筛选必须有高通量的自动化分析检测技术支撑方能发挥最大价值。曼森高通量自动样品检测机器人文章来源：本文由中科院上海生命科学信息中心与曼森生物合作供稿排版校对：刘娟娟编辑内容审核：郝玉有博士

韩国西江大学Kyung Byung Yoon教授 岛津拜访了韩国西江大学的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成领域的顶尖研究人员之一。Yoon团队曾在《Science》上报道了一种不怕水的CO2捕获新材料，为低成本捕获CO2并再利用研究提供了方向。他的实验室配备许多分析仪器，包括Tracera GC-BID系统和QYM-01光反应量子产率评价系统*，QYM-01系统可实现对吸收光子准确而快速的定量测量。 * QYM-01 为岛津今年6月刚发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。 Q 请介绍一下您的研究内容。 这个广泛用于均相光催化水氧化过程的系统包含作为光泵的水氧化催化剂RuⅡ(bpy)32+和作为电子牺牲受体的S2O82?。但是，因为RuⅡ(bpy)32+会发生非常快速的分解，导致在所有S2O82?消耗完之前，反应过程就停止，所以该系统还远不够理想。就这一点而言，如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途径和产物，就可以设计出更高效的光催化水氧化系统。 我们发现，在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统中存在两种RuⅡ(bpy)32+分解途径。第一种是通过黑暗环境中，在pH＞6条件下，RuⅢ(bpy)33+氧化OH?而下形成OH• 自由基，OH• 自由基攻击RuⅡ(bpy)32+的bpy配体。这个在黑暗中分解的途径是次要的。在辐照过程中，RuⅡ(bpy)32+和RuⅢ(bpy)33+都受到光激发，并且光激发的RuⅢ(bpy)33+与S2O82?反应生成一种中间体。当中间体浓度较低时，中间体分解为催化活性的钌μ-氧代二聚体，当中间体浓度较高时，中间体分解为催化惰性的寡聚钌μ-氧代物。光诱导分解途径是主要途径。当RuⅡ(bpy)32+浓度较低时，即使在没有任何添加催化剂的情况下，光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统也会通过类似在黑暗中生成氧气的途径产生氧气。当RuⅡ(bpy)32+浓度较高时，由于光诱导分解途径的总速率比生成氧气的暗途径的总速率要快得多，因此系统中不会生成氧气。 Q “QYM-01”和“Tracera（GC+BID检测器）”是否正高效地用于您的研究？它们有多大用处？ QYM-01可以在每分钟或更短的时间内获得紫外-可见光谱。这使我们能够监测光反应过程中物质的反应速度有多快。QYM-01还可以测量光敏剂吸收的光子数量。当我们检测到产物时，通过绘制吸收光子数量与生成产物的关系曲线来计算反应的量子产率。Tracera可高效检测液体产物，检测灵敏度较高。几乎检测到了柱内所有物质。 Q 您认为“QYM-01”和“Tracera（GC+BID检测器）”有哪些优点？ 我们可以在光解过程中获得紫外-可见光谱，无需改变任何其他反应系统。我们可以测量我们正在使用的激发光的功率，这就是QYM-01的优点。至于Tracera，检出限很好。 Q 请告诉我们您对“岛津”的印象。 你们提供前所未有的产品和优质服务。 我们与Kyung Byung Yoon教授的交谈很愉快，通过这次采访，我们了解了Yoon教授对我们仪器和我们公司的看法。我们必须努力，争取越来越好。也非常感谢Yoon教授接受岛津的采访！ 关于采访的评论 采访之后，Yoon教授说：“虽然QYM-01还有一些地方有待改进，但是岛津拥有QYM-01等前所未有的独特性创新技术，这令我印象深刻，我也期待这些技术的未来发展。”

分析仪器在集成电路技术发展中具有非常重要的地位。它们在材料分析、工艺监控、失效分析和研发支持等方面都发挥着不可或缺的作用，为推动集成电路技术的进步提供了强有力的支持。随着技术的不断发展，分析仪器的种类和性能也在不断提高和完善，为集成电路技术的持续创新提供了有力保障。2023年11月30日，第八届分析仪器学术大会（ACAIC 2023）同期将特别举办“集成电路技术发展与分析仪器创新论坛”，诚挚邀请关心集成电路技术发展与分析仪器创新的业内外人士参会。组织机构中国仪器仪表学会分析仪器分会中国科学院半导体所集成技术中心冠名赞助上海精测半导体技术有限公司报告日程主持人：中国科学院微电子研究所李超波研究员、中国科学院半导体研究所王晓东研究员报告人简介刘慧勇，杭州士兰微电子股份有限公司先进功率系统研究院院长，在芯片行业有22年从业经验，工作内容涉及芯片的设计、制造与封装。王轶滢，上海集成电路材料研究院性能实验室总监，从事光电半导体与集成电路领域技术研发、战略研究与规划工作多年，获得多项发明专利与软件著作权。曾带领团队完成我国首款国产商用皮秒全光纤激光器，以及多款国内领先的超短脉冲光纤激光器的开发。后从事科技战略研究，研究范围包括半导体技术与产业研究、宏观及科技政策分析、科技管理机制创新等等，曾完成多项中科院、上海市及其他单位战略研究课题。现作为科研支撑骨干参与国家重大项目实施，并承担负责上海市及国家集成电路材料重大项目测试平台课题，具体筹划、组建及运营集成电路材料分析公共服务平台，支持各项技术攻关任务实施，推进集成电路材料测试的科学评价体系建设，加速促进国产化替代。郑琦，博士，毕业于江苏大学材料科学与工程学院，主要研究方向为耐热合金成分设计及高温氧化性能研究，主要运用TEM、FIB/TKD和SEM等显微表征技术研究其机制，在《MSEA》、《Rare Metals》等期刊发表论文近10篇。毕业后加入上海精测半导体技术有限公司，目前主要负责公司自研聚焦离子束/电子束双束显微镜产品应用、培训、市场推广和部分研发工作，参与国家基础科研条件与重大科学仪器设备研发项目：聚焦离子束/电子束双束显微镜，对电子显微镜的相关应用有多年的实操经验。闫方亮，中科院半导体所博士，米格实验室创始人，宽禁带半导体技术创新联盟副秘书长，全国科技装备业商会半导体专委会副秘书长、中关村芯学院高级讲师、国际半导体协会SEMI化合物半导体分技术委员会委员。曾参与多项国家973课题，重点研发计划及青年基金项目，2016年毕业后投身至半导体行业，专注半导体行业第三方共享实验室平台的建设。颜伟，来自于中国科学院半导体研究所集成技术与工程研究中心，高级工程师。2007年在南开大学物理学院取得理学学士学位，2013年在中国科学院半导体研究所取得工学博士学位。主要科研方向是：氮化镓基射频及太赫兹器件。博士毕业后在一直半导体所集成中心工作。负责包括电子束曝光系统和时域热反射测试系统在内的近10台套设备和系统的管理、维护、工艺开发和对外加工服务工作。承担国家级项目3项，参与6项。发表论文20余篇，申请专利10项。屈芙蓉，中国科学院微电子研究所高级工程师，毕业于于北京理工大学光电工程系。长期从事微电子工艺和装备研发相关工作，成功研制多台套集成电路装备，如：ICP、RIE、PECVD、ALD、PVD、超高真空系统及桌面式曝光机等。作为项目负责人/课题负责人，主持中科院重大科研仪器研制项目、国家重点研发、基金重大仪器等项目研制，主要从事微纳加工新原理设备与材料制备的研究。先后获得中科院集成电路系列科教融合设备研发及实践教育教学成果特等奖、北京市科技三等奖。关于ACAIC 2023第八届中国分析仪器学术大会（ACAIC 2023）定于2023年11月28-30日在浙江杭州召开。主题为“分析仪器创新进展、挑战及对策”，将邀请科技管理人员、院士、知名学者和青年科技工作者参会并作学术报告。会议包括：大会特邀报告、分会邀请报告、专题报告与讨论、论文墙报展讲、仪器展商/公司交流会等。同期还将举行分析仪器、关键部件展览。会议规模预计超过500人。主办单位：中国仪器仪表学会分析仪器分会承办单位：浙江大学生物医学工程与仪器科学学院中国计量大学计量测试工程学院专题论坛：1、体外诊断仪器创新论坛2、质谱仪器创新论坛3、色谱仪 器创新 论坛 4、热分析与量热仪器创新论坛 5、集成电路技术发展与分析仪器创新论坛6、科研仪器技术创新与标准化论坛7、电子显微镜创新论坛8、生命科学仪器创新论坛 9、生物光学成像技术创新论坛10、科学仪器在临床中的转化应用论坛11、分析仪器关键部件创新进展论坛详细信息请见：第八届中国分析仪器学术大会（ACAIC 2023）通知（第二轮） 报名参会点击或扫描二维码报名参会会议地址杭州太虚湖假日酒店参会赞助联系孙立桐（电话：15801142901，微信同号；邮箱：slt@fxxh.org.cn）