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负氧离子激发仪原理

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负氧离子激发仪原理相关的资讯

  • 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。
  • 飞秒激发拉曼光谱帮助理解光伏电池发电机理
    Solarbe(索比)光伏太阳能网讯:不管你是否相信,我们并不完全了解太阳能电池的工作原理,特别是有机薄膜太阳能电池。但最近加拿大、伦敦和塞浦路斯的科学家使用激光器,将一些光线引入来帮助制造更高效的太阳能电池板。  本周早些时候,来自蒙特利尔科学与技术设施委员会、英国伦敦帝国学院和塞浦路斯大学大学的科学家在《自然传播》上发表的一份新报告中解释他们的发现:&ldquo 我们的发现对机制理解所有的太阳能转换系统方面的分子细节的发电机制非常重要。&rdquo 第一作者,蒙特利尔大学Francoise Provencher称:&ldquo 我们几十年来致力理解有机光伏分子的工作原理图这一' 圣杯' ,终于取得重大进展。&rdquo   &ldquo 我们用飞秒激发拉曼光谱,&rdquo 来自科学和技术中央激光设施理事会的Tony Park说,&ldquo 飞秒激发拉曼光谱技术是一种先进的超快激光技术,它提供了在极快的化学反应里,化学键是如何变化的细节。分子与激光脉冲相互作用时,激光提供了分子的振动信息。&rdquo   Experimental setup used to map defect densities in organic thin films. A pulsed laser beam is used to raster-scan the material of interest, which is assembled in a field-effect geometry, allowing changes in current flow to be detected. The yellow zones indicate sites at which the defect density is particularly high. (Credit: Christian Westermeier)  表征薄膜电池表面活性层结构  由此获得的信息显示了太阳能电池中的分子演化过程。他们发现了两项重点:快速分子重排和极少量分子松弛和重组。重排或响应速度非常快 - 仅300飞秒(femtosecond)。研究人员表示,一飞秒相对于一秒的概念,就象是一秒相对于370万年。  &ldquo 在这些设备中,光吸收加速了电子和带正电荷物质的形成。最终要提供电力,这两个相互吸引的粒子就必须分开,电子必须离开。如果电子不能足够快地移开,则正电荷和负电荷就会简单地再结合,结果是什么变化也没有。太阳能设备的整体效率就在于正负电荷重新组合和分离的比例。&rdquo 斯塞浦路斯大学的Sophia Hayes解释说。  &ldquo 我们的研究结果为未来理解生产高效太阳能电池的系统的差别,或者理解那些系统应该有高发电效率却并没有表现出来的原因,提供了可能的路径。更多更深入的了解什么可行,什么不可行,对将来设计更好的太阳能电池将明显有益,&ldquo 蒙特利尔大学卡洛斯· 席尔瓦,也是这项研究的资深作者进一步表示。  慕尼黑Ludwig Maximilian大学Bert Nicket领导的科学家团队首次成功地用激光激发材料对有机薄膜太阳能电池的活性层进行了功能表征,&ldquo 我们已开发出一种方法用激光对材料进行光栅扫描,聚焦的光束通过旋转衰减器调制成不同的方式。这样我们就能够直接映射分布在有机薄膜上的缺陷空间分布,这是以前从未实现过的,&ldquo Christian Westermeier解释说。  太阳能电池通过光子激发分子产生自由电子和正电空穴,来将光能转换成电能。电荷载流子被电极捕获的时间和电池的活性层详细结构有关。原子规则排列中的缺陷会捕获载流子,也减少可用电流。新的映射方法使研究人员能够检测到与激光激发缺陷局部相关的电流变化。  该研究显示,在并五苯有机半导体中,这些缺陷往往集中在一定位置上。选择并五苯来实验,因为它是目前可用于有机半导体生产的导电最好的材料,理解这些表层热电的特别之处非常有意义。是什么在这些地方产生了缺陷?可能是由于化学污染,或是分子的排列不规则?  飞秒激发拉曼光谱这种新技术,为理解有机薄膜发电的深层机理提供了新的途径。
  • 聚焦离子束(FIB)技术原理与发展历史
    20世纪以来,微纳米科技作为一个新兴科技领域发展迅速,当前,纳米科技已经成为21 世纪前沿科学技术的代表领域之一,发展作为国家战略的纳米科技对经济和社会发展有着重要的意义。纳米材料结构单元尺寸与电子相干长度及光波长相近,表面和界面效应,小尺寸效应,量子尺寸效应以及电学,磁学,光学等其他特殊性能、力学和其他领域有很多新奇的性质,对于高性能器件的应用有很大潜力。具有新奇特性纳米结构与器件的开发要求开发出具有更高精度,多维度,稳定性好的微纳加工技术。微纳加工工艺范围非常广泛,其中主要常见有离子注入、光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺技术。近年来,由于现代加工技术的小型化趋势,聚焦离子束(focused ion beam,FIB)技术越来越广泛地应用于不同领域中的微纳结构制造中,成为微纳加工技术中不可替代的重要技术之一。FIB是在常规离子束和聚焦电子束系统研究的基础上发展起来的,从本质上是一样的。与电子束相比FIB是将离子源产生的离子束经过加速聚焦对样品表面进行扫描工作。由于离子与电子相比质量要大的非常多,即时最轻的离子如H+离子也是电子质量的1800多倍,这就使得离子束不仅可以实现像电子束一样的成像曝光,离子的重质量同样能在固体表面溅射原子,可用作直写加工工具;FIB又能和化学气体协同在样品材料表面诱导原子沉积,所以FIB在微纳加工工具中应用很广。本文主要介绍FIB技术的基本原理与发展历史。离子源FIB采用离子源,而不是电子束系统中电子光学系统电子枪所产生的加速电子。FIB系统以离子源为中心,较早的离子源由质谱学与核物理学研究驱动,60年代以后半导体工业的离子注入工艺进一步促进离子源开发,这类离子源按其工作原理可粗略地分为三类:1、电子轰击型离子源,通过热阴极发射的电子,加速后轰击离子源室内的气体分子使气体分子电离,这类离子源多用于质谱分析仪器,束流不高,能量分散小。2、气体放电型离子源,由气体等离子体放电产生离子,如辉光放电、弧光放电、火花放电离子源,这类离子源束流大,多应用于核物理研究中。3、场致电离型离子源是利用针尖针尖电极周围的强电场来电离针尖上吸附的气体原子,这种离子源多应用于场致离子显微镜中。除场致电离型离子源外,其余离子源均在大面积空间内(电离室)生成离子并由小孔引出离子流。故离子流密度低,离子源面积大,不适合聚焦成细束,不适合作为FIB的离子源。20世纪70年代Clampitt等人在研究用于卫星助推器的铯离子源的过程中开发出了液态金属离子源(liquid metal ion source,LMIS)。图1:LMIS基本结构将直径为0.5 mm左右的钨丝经过电解腐蚀成尖端直径只有5-10μm的钨针,然后将熔融状态的液态金属粘附在针尖上,外加加强电场后,液态金属在电场力的作用下形成极小的尖端(约5 nm的泰勒锥),尖端处电场强度可达10^10 V/m。在这样高电场作用下,液尖表面金属离子会以场蒸发方式逸散到表面形成离子束流。而且因为LMIS发射面积很小,离子电流虽然仅有几微安,但所产生电流密度可达到10^6/cm2左右,亮度在20μA/Sr左右,为场致气体电离源20倍。LMIS研究的问世,确实使FIB系统成为可能,并得到了广泛的应用。LMIS中离子发射过程很复杂,动态过程也很复杂,因为LMIS发射面为金属液体,所以发射液尖形状会随着电场和发射电流的不同而改变,金属液体还必须确保不间断地补充物质的存在,所以发射全过程就是电流体力学和场离子发射相互依赖和相互作用的过程。有分析表明LMIS稳定发射必须满足三个条件:(1)发射表面具有一定形状,从而形成一定的表面电场;(2)表面电场足以维持一定的发射电流与一定的液态金属流速;(3)表面流速足以维持与发射电流相应的物质流量损失,从而保持发射表面具有一定形状。从实用角度,LMIS稳定发射的一个最关键条件:制作LMIS时保证液态金属与钨针尖的良好浸润。由于只有将二者充分持续地粘附在一起,才能够确保液态金属很好地流动,这一方面能够确保发射液尖的形成,同时也能够确保液态金属持续地供应。实验发现LMIS还有一些特性:(1) 存在临界发射阈值电压。一般在2 kV以上;电压超过阈值后,发射电流增加很快。(2) 空间发射角较大。离子束的自然发射角一般在30º左右;发射角随着离子流的增加而增加;大发射角将降低束流利用率。(3) 角电流密度分布较均匀。(4) 离子能量分散大(色差)。离子能散通常约为4.5 eV,能散随离子流增大而增大,这是由于离子源发射顶端存在严重空间电荷效应所致。由于离子质量比电子质量大得多,同一加速电压时离子速度比电子速度低得多,离子源发射前沿空间电荷密度很大,极高密度离子互斥,造成能量高度分散。减小色差的一个最有效的办法是减小发射电流,但低于2uA后色差很难再下降,维持在4.5eV附近。继续降低后离子源工作不稳定,呈现脉冲状发射。大能散使离子光学系统的色差增加,加重了束斑弥散。(5) LMIS质谱分析表明,在低束流(≤ 10 μA)时,单电荷离子几乎占100%;随着束流增加,多电荷离子、分子离子、离子团以及带电金属液滴的比重增加,这些对聚焦离子束的应用是不利的。以上特性表明就实际应用而言,LMIS不应工作在大束流条件下,最佳工作束流应小于10μA,此时,离子能量分散与发散角都小,束流利用率高。LMIS最早以液态金属镓为发射材料,因为镓熔融温度仅为29.8 ºC,工作温度低,而且液态镓极难挥发、原子核重、与钨针的附着能力好以及良好的抗氧化力。近些年经过长时间的发展,除Ga以外,Al、As、Au、B、Be、Bi、Cs、Cu、Ge、Fe、In、Li、Pb、P、Pd、Si、Sn、U、Zn都有报道。它们有的可直接制成单质源;有的必须制成共熔合金(eutectic alloy),使某些难熔金属转变为低熔点合金,不同元素的离子可通过EXB分离器排出。合金离子源中的As、B、Be、Si元素可以直接掺杂到半导体材料中。尽管现在离子源的品种变多,但镓所具有的优良性能决定其现在仍是使用最为广泛的离子源之一,在一些高端型号中甚至使用同位素等级的镓。FIB系统结构聚焦离子束系统实质上和电子束曝光系统相同,都是由离子发射源,离子光柱,工作台以及真空和控制系统的结构所构成。就像电子束系统的心脏是电子光学系统一样,将离子聚焦为细束最核心的部分就是离子光学系统。而离子光学与电子光学之间最基本的不同点:离子具有远小于电子的荷质比,因此磁场不能有效的调控离子束的运动,目前聚焦离子束系统只采用静电透镜和静电偏转器。静电透镜结构简单,不发热,但像差大。图2:聚焦离子束系统结构示意图典型的聚焦离子束系统为两级透镜系统。液态金属离子源产生的离子束,在外加电场( Suppressor) 的作用下,形成一个极小的尖端,再加上负电场( Extractor) 牵引尖端的金属,从而导出离子束。第一,经过第一级光阑后离子束经过第一级静电透镜的聚焦和初级八级偏转器对离子束的调节来降低像散。通过一系列可变的孔径(Variable aperture),可以灵活地改变离子束束斑的大小。二是次级八极偏转器使得离子束按照定义加工图形扫描加工而成,利用消隐偏转器以及消隐阻挡膜孔可以达到离子束消隐的目的。最后,通过第二级静电透镜,离子束被聚焦到非常精细的束斑,分辨率可至约5nm。被聚焦的离子束轰击在样品表面,产生的二次电子和离子被对应的探测器收集并成像。离子与固体材料中的原子碰撞分析作为带电粒子,离子和电子一样在固体材料中会发生一系列散射,在散射过程中不断失去所携带的能量最后停留在固体材料中。这其中分为弹性散射和非弹性散射,弹性散射不损失能量,但是改变离子在固体中的飞行方向。由于离子和固体材料内部原子质量相当,离子和固体材料之间发生原子碰撞会产生能量损失,所以非弹性散射会损耗能量。材料中离子的损失主要有两个方面的原因,一是原子核的损失,离子与固体材料中原子的原子核发生碰撞,将一部分能量传递给原子,使得原子或者移位或者与固体材料的表面完全分离,这种现象即为溅射,刻蚀功能在FIB加工过程中也是靠这种原理来完成。另一种损失是电子损失:将能量传递给原子核周围的电子,使这些电子或被激发产生二次电子发射,或剥离固体原子核周围的部分电子,使原子电离成离子,产生二次离子发射。离子散射过程可以用蒙特卡洛方法模拟,具体模拟过程与电子散射过程相似。1.由原子核微分散射截面计算总散射截面,据此确定离子与某一固体材料原子碰撞的概率;2.随机选取散射角与散射平均自由程,计算散射能量的核损失与电子损失;3.跟踪离子散射轨迹直到离子损失其全部携带能量,并停留在固体材料内部某一位置成为离子注入。这一过程均假设衬底材料是原子无序排列的非晶材料且散射具有随机性。但在实践中,衬底材料较多地使用了例如硅单晶这种晶体材料,相比之下晶体是有晶向的,存在着低指数晶向,也就是原子排列疏密有致,离子一个方向“长驱直入”时穿透深度可能增加几倍,即“沟道效应”(channeling effect)。FIB的历史与现状自1910年Thomson发明气体放电型离子源以来,离子束已使用百年之久,但真正意义上FIB的使用是从LMIS发明问世开始的,有关LMIS的文章已做了简单介绍。1975年Levi-Setti和Orloff和Swanson开发了首个基于场发射技术的FIB系统,并使用了气场电离源(GFIS)。1975年:Krohn和Ringo生产了第一款高亮度离子源:液态金属离子源,FIB技术的离子源正式进入到新的时代,LMIS时代。1978年美国加州的Hughes Research Labs的Seliger等人建造了第一套基于LMIS的FIB。1982年 FEI生产第一只聚焦离子束镜筒。1983年FEI制造了第一台静电场聚焦电子镜筒并于当年创立了Micrion专注于掩膜修复用聚焦离子束系统的研发,1984年Micrion和FEI进行了合作,FEI是Micrion的供应部件。1985年 Micrion交付第一台聚焦离子束系统。1988年第一台聚焦离子束与扫描电镜(FIB-SEM)双束系统被成功开发出来,在FIB系统上增加传统的扫描电子显微系统,离子束与电子束成一定夹角安装,使用时试样在共心高度位置既可实现电子束成像,又可进行离子束处理,且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。到目前为止基本上所有FIB设备均与SEM组合为双束系统,因此我们通常所说的FIB就是指FIB-SEM双束系统。20世纪90年代FIB双束系统走出实验室开始了商业化。图3:典型FIB-SEM 双束设备示意图1999年FEI收购了Micrion公司对产品线与业务进行了整合。2005年ALIS公司成立,次年ZEISS收购了ALIS。2007年蔡司推出第一台商用He+显微镜,氦离子显微镜是以氦离子作为离子源,尽管在高放大倍率和长扫描时间下它仍会溅射少量材料但氦离子源本来对样品的损害要比Ga离子小的多,由于氦离子可以聚焦成较小的探针尺寸氦离子显微镜可以生成比SEM更高分辨率的图像,并具有良好的材料对比度。2011年Orsay Physics发布了能够用于FIB-SEM的Xe等离子源。Xe等离子源是用高频振动电离惰性气体,再经引出极引出离子束而聚焦的。不同于液态Ga离子源,Xe等离子源离子束在光阑作用下达到试样最大束流可达2uA,显著增强FIB微区加工能力,可以达到液态Ga离子FIB加工速度的50倍,因此具有更高的实用性,加工的尺寸往往达到几百微米。如今FIB技术发展已经今非昔比,进步飞快,FIB不断与各种探测器、微纳操纵仪及测试装置集成,并在今天发展成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的功能极其强大的综合型加工与表征设备,广泛的进入半导体行业、微纳尺度科研、生命健康、地球科学等领域。参考文献:[1]崔铮. 微纳米加工技术及其应用(第2版)(精)[M]. 2009.[2]于华杰, 崔益民, 王荣明. 聚焦离子束系统原理、应用及进展[J]. 电子显微学报, 2008(03):76-82.[3]房丰洲, 徐宗伟. 基于聚焦离子束的纳米加工技术及进展[J]. 黑龙江科技学院学报, 2013(3):211-221.[3]付琴琴, 单智伟. FIB-SEM双束技术简介及其部分应用介绍[J]. 电子显微学报, 2016, v.35 No.183(01):90-98.[4]Reyntjens S , Puers R . A review of focused ion beam applications in microsystem technology[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2001, 11(4):287-300.
  • 全彩屏负氧离子监测站-负氧离子在环境中有多少
    全彩屏负氧离子监测站-负氧离子在环境中有多少#2022已更新كمعددالأيوناتالسالبةفيالبيئةقدتمتحديثها【品牌型号:天合环境TH-FZ5】因为空气中绝大部分的有害物质都携带正离子,负离子与正离子中和后使空气中的正离子和氧气产生能量转移,导致有害物质无氧结合形成落尘效应,从而达到漂浮在空气中的都是负氧离子。因此,高浓度负离子具有消烟、除尘、杀菌、中和高压静电、预防辐射、净化空气的功能。要想知道环境中有多少负氧离子,全彩屏负氧离子监测站是不错的选择。一、产品简介高智能一体化负氧离子监测站可全天候监测空气中负氧离子浓度,同时可根据用户需求扩展监测项目,如:空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向等气象要素。传感器一体化设计,无机械位移,精度高、使用寿命长现场可通过全彩液晶屏读取数据,亦可远程云平台/WEB/微信公众号实时查看数据现场用户可自定义添加歌曲,亦可超标语音播报二、应用范围旅游景区、生态庄园、湿地公园、瀑布公园、森林公园、自然保护区、售楼处、学校三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~60m/s(±0.1m/s)分辨率0.01m/s;2、风向:测量原理超声波,0~360°(±2°)分辨率1°;3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40-60℃(±0.3℃)分辨率0.01°;4、空气湿度:测量原理电容式,0-100%RH(±0.3%RH)分辨率0.1%RH;5、大气压力:测量原理压阻式,300-1100hpa(±0.25%),分辨率0.1hpa;6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m37、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m38、噪声:测量原理电容式,30-120dB(±1.5dB)分辨率0.1db9、负氧离子:测量原理圆筒式电极吸入式,0-10万个/m3(±10%)分辨率1个/m310、氧含量:测量原理电化学,0~100%uol(±3%uol)分辨率0.1%11、屏幕:分辨率1920(RGB)×1080(FHD),工作频率120Hz,亮度1500-2500 cd/m212、立杆:碳钢双立柱,可耐受15级强台风13、工作环境:温度-20℃-55℃,湿度0%-100%14、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证15、生产企业具有知识产权管理体系认证证书、计算机软件注册证书17、数据存储:可存储一年的原始监测数据18、数据传输:4G/光纤19、供电方式:220V市电20、功耗:500w四、产品特点1、整机采用高集成模组化设计,标准化电器设计,工作状态一目了然,可实现快速维护2、防水:主体结构采用2-3mm碳钢,配合复合密封胶条,实现多角度防水3、防尘:设备底部配备过滤装置,可过滤5μm以上尘埃粒子,同时过滤棉可从外部快速更换,无需专业人员操作4、防雷、防漏电:内有防雷装置及漏电保护器,保护机器及周围人身安全5、采用高透、耐高温高强度钢化玻璃,防火、防划、防爆6、喇叭:户外大功率防水扬声器,双声道设计,声音清晰立体7、内置感光探头,可有效识别光照变化,自动调节屏幕亮度8、显示屏采用LED背光源,寿命达到50000小时,环保节能动态对比度高,显示画面更清晰9、散热系统采用工业级涡流离心风扇,风量大、转速高、噪声小,内置感温探头传感设备,有效识别内部温度变化,同时可根据现场环境调节响应温度及响应速度,实现低能耗精确控温10、内置时控开关,可设置预定开启和关闭时间11、全彩显示界面,设备开机自动进入气象监测平台(显示画面支持有限定制)12、可选配摄像头,显示界面可同步摄像头画面13、一体化传感器,传感器一体化集成,安装方便,维护简单五、云平台介绍1、CS架构软件平台,支持手机、PC浏览器直接观测、无需额外安装软件。2、支持多帐号、多设备登录3、支持实时数据展示与历史数据展示仪表板4、云服务器、云数据存储,稳定可靠,易于扩展,负载均衡。5、支持短信报警及阈值设置6、支持地图显示、查看设备信息。7、支持数据曲线分析8、支持数据导出表格形式9、支持数据转发,HJ-212协议,TCP转发,http协议等。10、支持数据后处理功能11、支持外置运行javascript脚本12、支持同步本地天气预报
  • 中国科大利用火星上的波动观测对合声波激发理论模型进行测试
    合声波是广泛存在于地球和其他行星磁层中的一种电磁波动。将合声波的电磁信号转化为声音后听起来像清晨群鸟的合唱声,因而得名合声波。合声波能够通过共振的方式加速空间中的高能电子,在磁暴活动期间引发地球辐射带电子通量的快速上升;同时,合声波能够将空间中的高能电子散射到大气层中,形成弥散和脉动极光现象。   合声波的特征之一是其频谱通常呈现出窄带的快速扫频结构。该扫频结构的激发机制引起了人们的兴趣,科学家对此提出了多种理论模型。然而,关于合声波为何会出现扫频以及如何计算扫频率的问题存在争议。其中,一个主要争论点是背景磁场的不均匀度是否在合声波的扫频中起到关键作用,以及这种不均匀度如何影响合声波的扫频现象。此前,中国科学技术大学队提出的合声波“Trap-Release-Amplify”(TaRA)模型基于现代等离子体物理理论,认为磁层中合声波的扫频是非线性过程与背景磁场不均匀度共同作用的结果,并提供了相应的扫频率计算公式。然而,地球磁层中的磁场不均匀度变化有限,无法在更大的参数空间内对TaRA模型开展测试。   火星与地球之间存在不同的磁场环境:地球拥有全球性的类偶极磁场,而火星则只存在局地的岩石剩磁。在火星的剩磁环境中,MAVEN卫星也曾观测到类似合声波事件。图1展示了在火星和地球上观测到的波动事件以及相应的背景磁力线轨迹。研究通过计算发现,火星与地球的背景磁场不均匀度相差了五个数量级。对比研究地球和火星上的波动事件,可在更加极端的条件下测试此前所提出的TaRA模型。   本研究基于MAVEN卫星对火星粒子分布的观测,结合相应的火壳剩余磁场模型,采用基于第一性原理的粒子模拟方法,重现了火星上观测到的类合声波动现象。研究通过对粒子相空间分布的分析,确认了这种波动的扫频过程与地球上的合声波一致,即均由非线性过程引发。此外,该研究进一步使用TaRA模型提供的两种不同方法来计算合声波的扫频率,并将其与观测和模拟结果进行对比。研究发现,基于非线性过程和背景磁场不均匀度计算出的扫频率与模拟结果之间存在高度一致性。研究表明,尽管火星和地球拥有不同的磁场和等离子体环境,但在火星上观测到的类合声波动与地球磁层中的合声波动遵循相同的基本物理过程。同时,本研究还在磁场不均匀度相差五个数量级的极端条件下验证了TaRA模型所描述的扫频基本物理过程的广泛适用性。这一发现不仅确认了火星上存在合声波动,而且为在极端条件下验证和应用TaRA模型提供了重要支持。   相关研究成果以Whistler mode chorus waves at Mars为题,发表《自然-通讯》(Nature Communications)上。日本京都大学、美国加州大学洛杉矶分校、意大利ENEA非线性等离子体物理中心及浙江大学的科研人员参与研究。研究工作得到中国科学院类地行星先导专项、国家自然科学基金和中央高校基础研究经费的支持。火星和地球上的磁力线位型以及观测到的合声波频率-时间谱图
  • 智能生态负氧离子监测站-一款十分钟爱的天然氧吧监测站
    智能生态负氧离子监测站-一款十分钟爱的天然氧吧监测站#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-FZ5】温度和湿度等环境因素对负氧离子的浓度有很大影响。负氧离子浓度在春、夏、秋、冬季具有明显的变化特征。夏季和秋季浓度较高,春季和冬季浓度较低,这与负氧离子含量与气温呈正相关。雷电日和降水日的负氧离子浓度明显较高,需要通过负氧离子监测站实时了解。一、产品简介高智能一体化负氧离子监测站可全天候监测空气中负氧离子浓度,同时可根据用户需求扩展监测项目,如:空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向等气象要素。传感器一体化设计,无机械位移,精度高、使用寿命长现场可通过全彩液晶屏读取数据,亦可远程云平台/WEB/微信公众号实时查看数据现场用户可自定义添加歌曲,亦可超标语音播报二、应用范围旅游景区、生态庄园、湿地公园、瀑布公园、森林公园、自然保护区、售楼处、学校三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~60m/s(±0.1m/s)分辨率0.01m/s;2、风向:测量原理超声波,0~360°(±2°)分辨率1°;3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40-60℃(±0.3℃)分辨率0.01°;4、空气湿度:测量原理电容式,0-100%RH(±0.3%RH)分辨率0.1%RH;5、大气压力:测量原理压阻式,300-1100hpa(±0.25%),分辨率0.1hpa;6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m37、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m38、噪声:测量原理电容式,30-120dB(±1.5dB)分辨率0.1db9、负氧离子:测量原理圆筒式电极吸入式,0-10万个/m3(±10%)分辨率1个/m310、氧含量:测量原理电化学,0~100%uol(±3%uol)分辨率0.1%11、屏幕:分辨率1920(RGB)×1080(FHD),工作频率120Hz,亮度1500-2500 cd/m212、立杆:碳钢双立柱,可耐受15级强台风13、工作环境:温度-20℃-55℃,湿度0%-100%14、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证15、生产企业具有知识产权管理体系认证证书、计算机软件注册证书17、数据存储:可存储一年的原始监测数据18、数据传输:4G/光纤19、供电方式:220V市电20、功耗:500w四、产品特点1、整机采用高集成模组化设计,标准化电器设计,工作状态一目了然,可实现快速维护2、防水:主体结构采用2-3mm碳钢,配合复合密封胶条,实现多角度防水3、防尘:设备底部配备过滤装置,可过滤5μm以上尘埃粒子,同时过滤棉可从外部快速更换,无需专业人员操作4、防雷、防漏电:内有防雷装置及漏电保护器,保护机器及周围人身安全5、采用高透、耐高温高强度钢化玻璃,防火、防划、防爆6、喇叭:户外大功率防水扬声器,双声道设计,声音清晰立体7、内置感光探头,可有效识别光照变化,自动调节屏幕亮度8、显示屏采用LED背光源,寿命达到50000小时,环保节能动态对比度高,显示画面更清晰9、散热系统采用工业级涡流离心风扇,风量大、转速高、噪声小,内置感温探头传感设备,有效识别内部温度变化,同时可根据现场环境调节响应温度及响应速度,实现低能耗精确控温10、内置时控开关,可设置预定开启和关闭时间11、全彩显示界面,设备开机自动进入气象监测平台(显示画面支持有限定制)12、可选配摄像头,显示界面可同步摄像头画面13、一体化传感器,传感器一体化集成,安装方便,维护简单
  • 3i流式重磅|清华尤政院士/斯坦福赵精晶博士等提出基于点阵光斑激发的高通量流式成像技术
    近日,清华大学精密仪器系尤政教授团队提出了基于点阵激光激发方法的高通量流式成像方法。该方法可实现低成本、高可扩展性的成像流式细胞仪,而且首次验证了全光谱成像流式技术。相关成果以“Imaging flow cytometry using linear array spot excitation”为题在期刊《Device》上发表,并被选为当期封面文章。研究背景与成果流式和显微镜是细胞检测的两个基本工具。流式技术具有高通量和丰富的分子检测信息,但缺乏细胞形态信息;相反,荧光显微镜可以提供细胞影像信息,但检测通量低,难以获取足够的样本数据进行统计分析。自流式细胞仪问世以来,其发展趋势一直在于保持高检测通量的同时增加更多信息维度,例如空间形态信息或光谱信息,以实现更准确的细胞分析或分选。成像流式技术是一种整合了流式细胞仪高检测通量和荧光显微镜空间分辨能力的仪器。然而,由于成像通量、分辨率和检测灵敏度之间的基本矛盾,现有的成像流式技术通常采用复杂的光路系统、复杂的图像重构算法,同时成像可扩展性也很有限。这使得成像流式细胞仪难以达到像传统流式细胞仪那样的高检测通道数,并且其高昂的技术成本限制了应用范围。为解决这些问题,清华大学精仪系尤政教授课题组提出了一种基于点阵激光激发的成像方法,即Linear spot array excitation(LASE)。该方法的核心思想是使用点阵结构光斑替代传统流式细胞仪中的椭圆或条状光斑,从而赋予流式细胞仪成像能力。图1:点阵激光激发成像原理示意图图1展示了该成像方法的工作原理。在检测区域中,激发光斑呈一串等间隔的点阵光斑,由衍射光学器件生成,光斑间隔大于细胞大小,并且其排列直线与细胞运动直线呈一定的小角度。当细胞依次通过照明光斑时,将产生一串荧光和散射光信号。在图像重构阶段,只需通过信号的分割和重组即可重建细胞图像。该方法具有实现简单、实时重建的优势,并且与现有流式细胞仪光路结构兼容,因此具有良好的可扩展性,能够在高检测通量的基础上,同时实现多激光、多荧光通道以及无标记成像。技术成果展示图2. 双激光五通道成像流式系统图3.细胞器进行成像与细胞周期研究本研究利用基于LASE成像方法构建了一个成像系统,具备2色激光(488nm/638nm)和5个成像通道(明场、FITC、PE、PI、APC),如图2A所示。该系统经验证在30×30μm的成像视场下,具有1.3μm的空间分辨率。当细胞样本以5m/s的流速经过探测区域后,系统能够进行无标记的明场成像和荧光成像,且不会出现运动模糊,成像通量最高可达每秒5000个细胞每秒。该系统不仅能够对细胞中的细胞器结构进行成像(见图3A),而且可以在多个荧光波段下,实现对不同细胞结构的同时成像(见图3B)。在生物学应用中,图像被广泛视为金标准,因为它能够为细胞分析提供更为丰富和准确的信息,从而更细致准确地进行细胞分型。举例来说,通过图像,可以在传统流式基础上更进一步区分细胞周期M期的细胞核形态,如图3C所示。图4. 32通道全光谱成像流式验证得益于LASE成像方法的高度可扩展性,本论文将成像荧光信号引入一个基于棱镜色散的32通道光谱仪中,初步验证了全光谱成像流式细胞仪的可行性。该系统在保持每秒5000个细胞的检测速度通量的同时,能够同时在32个光谱通道上对细胞进行成像。借助光谱分解算法,可以有效解决多染料检测实验中染料光谱混叠效应的问题,将成像流式细胞仪的理论可检测染料数扩展至30以上的量级。这将大大提高成像流式细胞仪给单细胞分析带来的信息量。成果优势该研究提出的点阵激光激发的成像方法,具有以下优势:1、系统简单:采用衍射器件在传统流式细胞仪基础上进行光斑整形,即可实现高通量成像功能,相较于已有成像流式技术,具备显著的成本优势。2、图像重建复杂度低:可实现实时重建,进一步可用于基于图像的实时细胞分选。3、可扩展性强:该技术可搭配多个激光和更多的检测通道,也可结合光谱检测实现全光谱成像,使成像流式细胞仪达到与传统流式细胞仪和光谱流式细胞仪相当的可检测标记数量。该技术提供的高通量和信息量将有效为细胞病理学、多组学、药物筛选、液体活检、单细胞测序等研究领域提供高质量的数据。该研究的第一完成单位为清华大学精密仪器系。中国工程院院士、清华大学精密仪器系教授尤政,斯坦福大学研究科学家赵精晶(原精仪系博士生)为该论文的共同通讯作者。精仪系博士毕业生韩勇、赵精晶为该文的共同第一作者。精仪系博士毕业生晁子翕、焦泽衡,精仪系博士生张驰、姜凌奇等为该论文共同作者。该研究得到了国家自然科学基金、生物医学检测技术及仪器北京实验室的资助。论文链接:https://www.cell.com/device/fulltext/S2666-9986(23)00183-7#secsectitle0070 (文:清华大学精密仪器系)
  • 极速赋能 | SCIEX全新声波激发质谱Echo MS+系统宣讲会成功召开!(文末精彩回顾)
    摘要:SCIEX全新声波激发质谱Echo MS+系统新品宣讲会于2024年2月29日在仪器信息网成功召开!全新一代SCIEX Echo™ MS+ 系统将高速声波液滴激发技术 (AEMS) 与高分辨飞行时间质谱SCIEX ZenoTOF® 7600 系统相结合,进一步增强了高通量筛选能力。SCIEX Echo MS+系统解决了高通量筛选应用中的关键痛点——大量的方法开发工作,可灵活运用在大分子、小分子研究的工作流程中。与其他分析工具相比,SCIEX全新声波激发质谱在满足高通量筛选的前提下可同时提高数据选择性和灵敏度。综合考虑分析速度,数据质量以及较小的样本试剂消耗量等仪器特点,SCIEX Echo MS+ 系统可以帮助科学家减少做出关键决策的时间,降低成本和风险。本次宣讲会由SCIEX 中国-市场部副总监江峥担任主持人,由中国科学院天津工业生物技术研究所高级工程师张志丹、SCIEX 全球-Echo™ MS系统研发科学家刘畅、SCIEX中国-制药市场应用经理司丹丹带来新品技术和应用分享,并由SCIEX 全球-产品管理副总裁Jose Castro-Perez为新品发布致辞!Jose Castro-Perez(SCIEX 全球-产品管理副总裁)《SCIEX Echo™ MS+ 新品发布致辞》Jose Castro-Perez表示很高兴可以在此和大家分享令人兴奋的消息:SCIEX在2024年美国实验室自动化与高通量筛选 (SLAS) 会议上宣布推出全新一代Echo MS+ 系统!该系统秉承高速声波液滴激发技术 (AEMS) 和开放端口接口技术 (OPI),同时创新自动清洗功能提升仪器耐用性。在质谱端延续兼容高端三重四极杆质谱SCIEX Triple Quad™ 6500+ 系统,同时拓展高分辨飞行时间质谱SCIEX ZenoTOF® 7600 系统。Jose Castro-Perez强调,SCIEX非常重视与客户的互动,从客户的挑战和科学研究中学习并创新以满足客户的关键需求,将新药物、新疗法更快地推向市场!刘畅(SCIEX 全球-Echo™ MS系统研发科学家)《新一代Echo™ MS+: 声波激发耦合质谱与高分辨质谱联用》刘畅从声波激发耦合质谱(AEMS)技术的基本工作原理及其代表性的应用场景展开分享,并详细介绍了新一代产品在硬件和软件方面的升级,另外针对全新的功能所拓展的代表性应用,如高通量全蛋白分析、药物样品质量控制分析、合成生物样品的快速分析等。张志丹(中国科学院天津工业生物技术研究所 高级工程师)《超高通量质谱技术助力合成生物学研究》张志丹首先介绍了合成生物学现状及面临的挑战和常用高通量检测技术的对比分析;又介绍了Echo MS ADE-OPI-MS技术在合成生物学领域的应用和基于 ADE-OPI-MS的超高通量前处理与分析平台,具备无人值守、不限体系、不限菌种、不限物质等特点;详细分享了UTPA平台的工作流程与性能,分享了谷氨酸高产菌株的筛选、高通量检测等案例。最后张志丹表示合成生物学仍需新一代Echo MS + with TOF技术,这将显著加快合成生物学DBTL循环的迭代速度,缩短细胞工厂的创制周期,加快合成生物学的发展进程;此外,还将被应用于需要快速收集生物大数据的各种场景。超高通量质谱技术有助于认识生命、改造生命!司丹丹(SCIEX 中国-制药市场应用经理)《SCIEX Echo™ MS+ 高通量技术在药物市场的最新应用方案》司丹丹介绍了声波激发耦合质谱(AEMS)技术的三大特点;进而介绍了AEMS在药物领域的案例分享,如高通量药物发现、化学合成、体外药动实验ADME、体内生物分析等;以及Echo和TOF联用后,在生物合成、全蛋白分析、高通量共价结合等方向的应用。最后,SCIEX中国市场部副总监江峥表示,本次SCIEX的新产品新技术希望可以帮助有高通量、大样本量分析需求的老师提供更高质量的数据结果,不仅在高通量筛选、药物药代动力学分析、合成生物学等领域;未来,也希望可以在司法毒物筛查、多组学研究以及食品环境中风险物质的筛查等更多的场景中开展更广阔的应用!今天,我们有幸见证新品的发布;未来,让我们共同期待技术的革新!精彩回放请点击:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/sciex240229/
  • 大连化物所等利用大连光源发现水分子光解是星际振动激发态氢气的重要来源
    近日,中国科学院大连化学物理研究所大连光源科学研究室研究员袁开军、中科院院士杨学明团队,与南京大学教授谢代前合作,首次测量了水分子光解中的氢气产物通道,发现这些氢气产物全部处于振动激发态。该光化学反应为星际空间存在的振动激发态氢气的来源提供了重要途径。  氢气是宇宙中丰度最大的分子,对宇宙的演化起到重要作用。星际观测发现星云中分布大量的处于振动激发态的氢气,尤其是在星际光辐射区域天文观测到超过500条来自于振动激发态氢气的光谱线。振动激发态的氢气因具有较长的寿命和较高的反应活性,对行星大气的组成和演化具有关键作用。当前,星际理论表明,振动激发态的氢气主要有两个来源:恒星爆炸或形成过程产生的激波将氢气加热到振动态、氢气被紫外光激发随后衰变到电子基态的振动态。理论预测振动激发态氢气的直接形成也可能是这些高能量氢气的重要来源,而具体的形成过程尚不明确。  利用大连光源,袁开军团队探究了水分子的光化学过程。科研人员将解离波长调谐至100纳米到112纳米范围,利用离子成像首次观测到O(1S)+H2产物通道。实验表明氢气产物主要分布在第三或者第四振动激发态,理论计算构建了水分子的过渡态结构并解释了振动激发态氢气的形成机理。基于水在宇宙星云和彗星大气中广泛存在,水分子光解为星际光辐射区域存在的振动激发态氢气的来源提供了新途径,对建立星云和行星大气演化模型具有重要意义。  该研究是袁开军团队利用大连光源系统地研究水分子极紫外光化学过程的新进展。前期研究进展包括:发现水分子光解产生超热的羟基自由基(Nat. Comm.)、观测到电子激发态的羟基超级转子的形成(JPCL)、水分子同位素诱导的偶然共振效应(JPCL),水分子光解形成高振动激发的OH是火星大气辉光的来源(JPCL)、水分子三体解离产氧是行星早期大气中氧气的重要来源(Nat. Comm.),以及水分子光化学中的同位素效应是太阳星云中D/H同位素分布不均的重要原因(Sci. Adv.)。  相关研究成果以Vibrationally Excited Molecular Hydrogen Production from the Water Photochemistry为题,发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。研究工作得到国家自然科学基金动态化学前沿研究中心项目、中科院战略性先导科技专项(B类)“能源化学转化的本质与调控”﹑国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、辽宁省“兴辽英才计划”等的资助。
  • 空气负氧离子监测站-一款有所图谋的景区环境监测站系统#2022已更新
    空气负氧离子监测站-一款有所图谋的景区环境监测站系统#2022已更新【品牌型号:天合环境TH-FZ3】负氧离子像食物中的维生素一样,对人体及其他生物的生命活动都有着十分重要的影响。所以负氧离子享有“维他氧”、“空气维生素”、“长寿素”、“空气维他命”等美称,对人体健康非常有益。一、产品简介负氧离子在线监测系统可全天候监测空气中负氧离子浓度,同时可根据用户需求扩展监测项目,如:空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向等气象要素;模块化结构设计,传感器都可以单独替换,配备专业安装支架,现场可通过LED屏幕直接读取数据,亦可远程云平台/WEB/微信公众号实时查看数据,后期运营维护方便。二、应用范围旅游景区、生态庄园、湿地公园、瀑布公园、森林公园、自然保护区、售楼处、学校三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~60m/s(±0.1m/s)分辨率0.01m/s;2、风向:测量原理超声波,0~360°(±2°)分辨率1°;3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40-60℃(±0.3℃)分辨率0.01°;4、空气湿度:测量原理电容式,0-100%RH(±0.3%RH)分辨率0.1%RH;5、大气压力:测量原理压阻式,300-1100hpa(±0.25%),分辨率0.1hpa;6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m37、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m38、噪声:测量原理电容式,30-120dB(±1.5dB)分辨率0.1db9、负氧离子:测量原理圆筒式电极吸入式,0-10万个/cm³ (±10%)分辨率1个/cm³ 10、氧含量:测量原理电化学,0~100%uol(±3%uol)分辨率0.1%11、数据存储:可存储一年的原始监测数据;12、数据传输:GPRS/4G/光纤13、功耗:800w14、供电方式:220V市电、太阳能(选配)15、工作环境:温度-40℃-60℃,湿度0%-100%16、屏幕:2m*1米,由36块P10单红单元板拼接而成,单元板尺寸32cm*16cm17、立杆:碳钢双立柱,每根立柱由2根1.5米立杆法兰盘对接而成,可耐受15级强台风
  • 便捷式溶解氧分析仪测量原理分两种方法,你可知?
    溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。  溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。  便捷式溶解氧分析仪是针对水质中溶解氧分析的智能在线分析设备,其测量原理分为极谱膜法与光学荧光法两种。  1、极谱膜法:  原理是氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。其传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及KCl或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧电极加上0.6~0.8V的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流。根据法拉第定律:流过溶解氧电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。  2、光学荧光法:  荧光法的测量原理是氧分子对荧光淬灭效应。传感膜片被一层荧光物质所覆盖,当特定波长的蓝光光源照射到传感膜片表面的荧光物质时,荧光物质受到激发释放出红光。由于氧分子会抑制荧光效应的产生,导致水中的氧气浓度越高,释放红光的时间就越短,理论上红光释放时间与溶解氧浓度之间具有可量化的相关性,从而通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度。
  • 智能生态气象监测系统-适合在景区的负氧离子监测站#2022已更新
    智能生态气象监测系统-适合在景区的负氧离子监测站#2022已更新ذكينظامالرصدالبيئيللأرصادالجوية-مناسبةلأنّأيونالأكسجين【品牌型号:天合环境TH-FZ5】雨后的空气人们感觉格外清新,因为水与空气大气的撞击处很容易产生负氧离子,除了雨后的空气,还有喷泉附近,河流附近,瀑布附近,人会在那里感到神清气爽就是这个原因。当负氧离子浓度高的时候对人体有害,但是若是由水与空气大气的撞击处产生的负氧离子,浓度不会达到有害的。在很多景区的瀑布旁会建设许多大屏幕一样的东西,那就是负氧离子监测站。一、产品简介高智能一体化负氧离子监测站可全天候监测空气中负氧离子浓度,同时可根据用户需求扩展监测项目,如:空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向等气象要素。传感器一体化设计,无机械位移,精度高、使用寿命长现场可通过全彩液晶屏读取数据,亦可远程云平台/WEB/微信公众号实时查看数据现场用户可自定义添加歌曲,亦可超标语音播报二、应用范围旅游景区、生态庄园、湿地公园、瀑布公园、森林公园、自然保护区、售楼处、学校三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~60m/s(±0.1m/s)分辨率0.01m/s;2、风向:测量原理超声波,0~360°(±2°)分辨率1°;3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40-60℃(±0.3℃)分辨率0.01°;4、空气湿度:测量原理电容式,0-100%RH(±0.3%RH)分辨率0.1%RH;5、大气压力:测量原理压阻式,300-1100hpa(±0.25%),分辨率0.1hpa;6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m37、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±10%)分辨率1ug/m38、噪声:测量原理电容式,30-120dB(±1.5dB)分辨率0.1db9、负氧离子:测量原理圆筒式电极吸入式,0-10万个/m3(±10%)分辨率1个/m310、氧含量:测量原理电化学,0~100%uol(±3%uol)分辨率0.1%11、屏幕:分辨率1920(RGB)×1080(FHD),工作频率120Hz,亮度1500-2500 cd/m212、立杆:碳钢双立柱,可耐受15级强台风13、工作环境:温度-20℃-55℃,湿度0%-100%14、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证15、生产企业具有知识产权管理体系认证证书、计算机软件注册证书17、数据存储:可存储一年的原始监测数据18、数据传输:4G/光纤19、供电方式:220V市电20、功耗:500w四、产品特点1、整机采用高集成模组化设计,标准化电器设计,工作状态一目了然,可实现快速维护2、防水:主体结构采用2-3mm碳钢,配合复合密封胶条,实现多角度防水3、防尘:设备底部配备过滤装置,可过滤5μm以上尘埃粒子,同时过滤棉可从外部快速更换,无需专业人员操作4、防雷、防漏电:内有防雷装置及漏电保护器,保护机器及周围人身安全5、采用高透、耐高温高强度钢化玻璃,防火、防划、防爆6、喇叭:户外大功率防水扬声器,双声道设计,声音清晰立体7、内置感光探头,可有效识别光照变化,自动调节屏幕亮度8、显示屏采用LED背光源,寿命达到50000小时,环保节能动态对比度高,显示画面更清晰9、散热系统采用工业级涡流离心风扇,风量大、转速高、噪声小,内置感温探头传感设备,有效识别内部温度变化,同时可根据现场环境调节响应温度及响应速度,实现低能耗精确控温10、内置时控开关,可设置预定开启和关闭时间11、全彩显示界面,设备开机自动进入气象监测平台(显示画面支持有限定制)12、可选配摄像头,显示界面可同步摄像头画面13、一体化传感器,传感器一体化集成,安装方便,维护简单
  • 发布SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统新品
    北京冠远科技有限公司产品【SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统】与其它辐照食品检测方法相比,该方法有许多突出优点:  1、样品无需前处理——绝大多数样品(粉状和颗粒)取样后放入培养皿中即可测量。  2、操作简单——仅需15-60秒就可得到结果。  3、准确率高——以辐照过的草药和香料为例,一次检测正确率在95%以上。  4、适用面广——绝大多数的食品均可检测,是所有辐照食品检测方法中适用最广的一种。  5、清洁环保——无需任何化学试剂。  6、节省开支——由于无需样品前处理及试剂,日常检测费用很低。  7、携带方便——便于现场测量或不同实验室之间共用。 [主要技术参数](注:此为单机操作模式的预设参数,对于电脑操作模式可以自定义参数) 系统背景(20°C),典型值:50 cps 最大值:150 cps 脉冲开关周期:15 us 预载入计数:256 counts 中间值阈值:768 counts 阳性阈值:4096 counts 预设测试周期:15 s该仪器有两种操作模式可以选择: 筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。 与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。   北京冠远科技有限公司产品线有效覆盖石化、橡胶、炭黑、生命科学、化工工业、医药、政府、教育、环境、医药、食品、农业、钢铁、能源、电力等众多领域。 公司全面致力于为用户提供以技术应用为中心的解决方案,除为用户提供产品外,我们同时提供完善的售后服务和技术支持。创新点:该仪器有两种操作模式可以选择:筛查模式——根据设定好的阈值及时间参数,将样品放入样品室后只需轻轻按一下测试按钮,15秒即可给出结果。筛查模式无需连接电脑。非常适合对常规样品的例行快速检测。与电脑连接使用——当与电脑连接使用时,可以通过软件自定义测量参数(例如测量时间、阈值标准和数据记录条件等等),可以获得样品具体的光子计数,可以测定暗计数(无光刺激时样品室的光子计数率)、空室计数(吴样品时的计数率,以了解样品室是否污染),以及光电倍增管灵敏度测试等等。并可以对筛查结果不确定的样品进行校正PSL测定等等。 SURRC 脉冲光激发光辐照食品筛查系统
  • 各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法
    紫外吸收光谱UV  分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁  谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化  提供的信息: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  荧光光谱法FS  分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光  谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化  提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息  红外吸收光谱法IR  分析原理: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  谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化  提供的信息: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  拉曼光谱法Ram  分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射  谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化  提供的信息: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  核磁共振波谱法NMR  分析原理: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  谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化  提供的信息: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  电子顺磁共振波谱法ESR  分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁  谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化  提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息  质谱分析法MS  分析原理: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分离  谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化  提供的信息: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  气相色谱法GC  分析原理: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  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据 峰面积与组分含量有关  反气相色谱法IGC  分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力  谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线  提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数  裂解气相色谱法PGC  分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型  凝胶色谱法GPC  分析原理: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  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化  提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布  热重法TG  分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化  谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线  提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区  热差分析DTA  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化  谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息  TG-DTA图  示差扫描量热分析DSC  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化  谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息  静态热―力分析TMA  分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化  谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线  提供的信息:热转变温度和力学状态  动态热―力分析DMA  分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化  谱图的表示方法:模量或tg&delta 随温度变化曲线  提供的信息:热转变温度模量和tg&delta   透射电子显微术TEM  分析原理: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  谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象  提供的信息: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  扫描电子显微术SEM  分析原理: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  谱图的表示方法: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  提供的信息: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  原子吸收AAS  原理: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。  (Inductivecouplinghighfrequencyplasma)电感耦合高频等离子体ICP  原理: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。  X-raydiffraction,x射线衍射即XRD  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。  满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsin&theta =&lambda   应用已知波长的X射线来测量&theta 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&theta 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。  高效毛细管电泳(highperformancecapillaryelectrophoresis,HPCE)  CZE的基本原理  HPLC选用的毛细管一般内径约为50&mu m(20~200&mu m),外径为375&mu m,有效长度为50cm(7~100cm)。毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象 电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。  MECC的基本原理  MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。  扫描隧道显微镜(STM)  扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。这种现象即是隧道效应。  原子力显微镜(AtomicForceMicroscopy,简称AFM)  原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。  俄歇电子能谱学(Augerelectronspectroscopy),简称AES  俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。
  • 两会观点:激发科研机构积极性 提升科技创新能力
    “政府工作报告提到,要深入实施创新驱动发展战略,推动实体经济优化结构,不断提高质量、效益和竞争力。”3月6日,谈及今年的政府工作报告,全国政协委员、家蚕基因组生物学国家重点实验室主任夏庆友颇有感触。他认为,提升科技创新能力,可以从进一步调动科研院所、科技人员的积极性着手。  “报告中提到,完善对基础研究和原创性研究的长期稳定支持机制。我认为非常有必要。”夏庆友说,科学研究大致可分为基础研究和应用研究两大类。基础研究一般没有专门的目的或特定目标,主要注重基本原理和理论性研究,是科研的基础,对一个国家而言非常重要。而应用研究则是主要针对某一特定目的或目标开展的研究,实用性很强,更多体现了科研院所的自主性。  夏庆友说,十八大以来,国家先后出台多项政策,不断加强市场对科研资源配置的调控作用,让科研资源向重点领域、重点行业倾斜,起到了良好效果,也激发了科研院所和科研人员的积极性。报告中提出的“落实股权期权和分红等激励政策,落实科研经费和项目管理制度改革”等内容,更让人信心倍增。他认为,要进一步调动科研院所和科研人员的积极性,就应该让科研院所得名,让科研人员得利。  “科研人员研究出成果、创造出价值,获得收益是应该的,而科研院所的存在和发展,也是建立在院所的声望和研究成果上的。”夏庆友说,科技创新为产业转型升级、经济社会发展提供动力,科研院所和科研人员功不可没,报告中提到这一点,表明了国家对提升科技创新能力的重视,让他十分期盼。
  • 北大高鹏课题组与合作者报道电镜测量“黄方程”元激发新进展
    北京大学电子显微镜实验室、量子材料科学中心、轻元素先进材料研究中心高鹏课题组与国家纳米科学中心戴庆研究员和杨晓霞研究员、西班牙巴塞罗那科学技术研究所F. Javier García de Abajo教授等合作,测量发现纳米尺寸氮化硼管中双曲型声子极化激元的回音壁模式具有超小的模式体积和超高的Purcell因子,表明氮化硼纳米管在增强纳米尺度光与物质相互作用方面大有可为。2023年2月24日,相关研究成果以“氮化硼纳米管中的双曲型回音壁声子极化激元”(Hyperbolic whispering-gallery phonon polaritons in boron nitride nanotubes)为题发表于《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)。此外,课题组受邀总结了近几年国内外相关研究团队利用电镜测量声子极化激元的进展、机遇和挑战,发表在中文期刊《科学通报》。黄昆先生的代表作之一“黄方程”处理了离子晶体材料中光学声子与电磁波的耦合问题,阐明了这种耦合会产生一种新的元激发,即声子极化激元,解释了离子晶体材料的红外色散特征。近年来声子极化激元受到了广泛的关注,因为它有望应用在低损耗纳米光学元器件中,诸如亚衍射成像、增强探测和光芯片等。自上世纪50年代黄昆先生的理论提出以来,相关概念在60年代开始逐渐被光学实验如拉曼散射所证实。过去十多年,由于基于针尖散射式的扫描近场光学方法(s-SNOM)的发展和二维材料的兴起,声子极化激元研究进入高速发展时期。然而不管是基于拉曼光谱还是红外光谱的光学探测方法,在研究声子极化激元上都有一些局限性。声子极化激元的激发需要满足动量匹配和能量匹配。从动量匹配角度,由于光子没有静止质量,而声子的动量可以很大,因此光学方法只能激发小动量的声子极化激元。事实上,高动量的声子极化激元具有更高的波长压缩和光场局域能力。从能量匹配角度,远红外波段,之前没有成熟商业化的扫描近场光学显微镜产品,直到近两年才开始发展起来,因此这个频段现有研究较少。实际上,很多常见的半导体材料如ZnO、AlN、GaN等的声子极化激元都处在这个频段。针对这些挑战,高鹏课题组近年来致力于发展利用电镜的电子能量损失谱来测量声子极化激元,与合作者一起取得了一系列进展,比如激发并探测了单层氮化硼中的高动量声子极化激元,获得了最高纪录的压缩比,解决了单原子层二维材料中声子极化激元存在与否的长期争议(Nat. Mater. 2021, 20: 43–48),弥补了纳米光学动量失配的短板。利用电子能量损失谱连续激发与探测的特点,从而覆盖远红外频段的测量,与纳米光学形成互补。据此研究了代表性的材料ZnO(Nano Lett. 2019, 19: 5070–5076)和α-MoO3(Adv. Mater. 2020, 32: 2002014)等,发现了一些新模式,并揭示了尺寸效应、几何形状效应、取向依赖的选择性激发与探测等。此外,该方法的高空间分辨率能力、高探测效率使得该方法在研究不规则小纳米结构(Sci. Bull. 2020, 65, 820)、异质结界面(Chin. Phys. Lett. 2019, 36, 026801)的声子极化激元方面也具有独一无二的优势。另一方面,声子极化激元的离域性使得其探测可以在aloof模式(电子束聚焦在样品附近的真空中)下进行,因此一些常规电镜表征容易损伤的材料可以用这种方式来探测并且避免损伤。该领域的研究进展以及相关展望发表于《科学通报》(2023年第68卷第一期18-31页),第一作者为物理学院2019级本科生何沛一。目前,高鹏课题组开发的声子极化激元探测和分析方法已经在北京大学电子显微镜实验室平台上开放使用。图1. (a)电子显微镜里的高能电子束激发声子极化激元;(b)电子能量损失谱与近场光学方法在能量、动量等方面对声子极化激元表征能力的对比:纳米光学能探测的动量范围很小,而电镜能损谱能探测的动量范围很大;覆盖远红外频段的近场扫描光学显微镜技术刚刚起步,之前缺乏商业化的产品,而电镜能损谱可以全覆盖;纳米光学所测量的声子极化激元色散通常是离散的几个点,而电子显微镜是连续激发与探测;此外,电镜探测在微弱信号、光学非活性模式、小纳米结构等方面也具有优势。近日,合作团队又取得了新的进展。高鹏课题组与国家纳米科学中心和西班牙巴塞罗那科学技术研究所等合作,详细研究了单个氮化硼纳米管的声子极化激元,发现其中存在双曲型声子极化激元的回音壁模式(hyperbolic whispering-gallery phonon polariton,HWG-PhP),具有超小的模式体积,并随着氮化硼纳米管径向尺寸的减小而减小。该工作直接从实验上观察到低至10-10量级的模式体积(相对自由光波长归一后),同时双曲型声子极化激元本征的低损耗使得该回音壁模式的品质因子可达约220,最终在亚10纳米的氮化硼管中得到了1012量级的超高Purcell因子。这表明小尺寸氮化硼纳米管在增强纳米尺度光与物质相互作用方面大有可为。电子能量损失谱方法在该项工作中发挥了重要作用,除了前面提到的动量匹配方面的优势,电子显微镜超高的空间分辨率为在测量小尺寸氮化硼纳米管(径向尺寸通常在几个至几十个纳米)中的声子极化激元模式分布、研究色散关系提供了基础。另一方面,由于电子与材料相互作用的散射截面通常要比光学作用高出4-6个数量级,因此电子激发具有更高的效率,有利于探测原子数目少、信号微弱的这类小纳米结构,如少层二维材料、小尺寸一维和零维材料。图2. 电子束沿氮化硼纳米管轴向(a)和径向(b)扫描时获得的电子能量损失谱;(c)不同侧壁厚度氮化硼纳米管中HWG-PhP模式的色散关系;(d)实验得到的模式体积与Purcell 因子2023年2月24日,相关研究成果以“氮化硼纳米管中的双曲型回音壁声子极化激元”(Hyperbolic whispering-gallery phonon polaritons in boron nitride nanotubes)为题,在线发表于《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)杂志。国家纳米科学中心特别研究助理郭相东博士和北京大学前沿交叉学科研究院2017级博士研究生李宁(导师是北京大学物理学院量子材料科学中心王恩哥院士)为文章共同第一作者,杨晓霞、F. Javier García de Abajo、高鹏、戴庆为文章通讯作者。其他合作者包括北京大学本科毕业生亓瑞时、研究生时若晨、李跃辉,国家纳米科学中心研究生吴晨晨,河北工业大学河北省微纳氮化硼材料重点实验室黄阳教授及北京大学王恩哥院士。上述研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、量子物质科学协同创新中心、轻元素量子材料交叉平台等支持。
  • 自然景区环境监测站-配备安装支架的防腐木负氧离子监测站#2023已更新
    自然景区环境监测站-配备安装支架的防腐木负氧离子监测站#2023已更新【TH-FZ4】旅游景区自身对气候变化与环境破坏表现出极度的敏感性与脆弱性,与能源消耗及污染排放紧密相关的气候紊乱、生物多样性损失、自然景观破坏、自然突发性事故与传染病增加等问题已经给旅游景区可持续发展带来了严峻挑战,因而环境因素是景区旅游效率与旅游生产率评估中不可忽视问题。一、产品简介负氧离子在线监测系统可全天候监测空气中负氧离子浓度,同时可根据用户需求扩展监测项目,如:空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向等气象要素;模块化结构设计,传感器都可以单独替换,配备专业安装支架,现场可通过LED屏幕直接读取数据,亦可远程云平台/WEB/微信公众号实时查看数据,后期运营维护方便。二、应用范围旅游景区、生态庄园、湿地公园、瀑布公园、森林公园、自然保护区、售楼处、学校三、技术参数1、风速:测量原理超声波,0~70m/s(±0.1m/s);2、风向:测量原理超声波,0~360°(±1°);3、空气温度:测量原理二极管结电压法,-40℃~85℃(±0.3℃);4、空气湿度:测量原理电容式,0~100%RH(±2%RH);5、大气压力:测量原理压阻式,300hPa~1100hPa(±0.02hPa);6、PM2.5:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±15%)7、PM10:测量原理光散射,0-1000ug/m3(±15%)8、噪声:测量原理电容式,30~130dB(±1.5dB)9、负氧离子:测量原理圆筒式电极吸入式,0-10万个/cm³ (±10%)分辨率1个/cm³ 10、氧含量:测量原理电化学,0~100%uol(±3%uol);11、数据存储:可存储一年的原始监测数据;12、数据传输:GPRS/4G/光纤13、功耗:800w14、供电方式:220V市电、太阳能(选配)15、工作环境:温度-40℃-60℃,湿度0%-100%16、屏幕:2m*1米,由36块P10单红单元板拼接而成,单元板尺寸32cm*16cm17、支架:大型防腐木景观亭,外表美观,贴合景区环境18、生产企业具有ISO质量管理体系、环境管理体系和职业健康管理体系认证19、生产企业具有知识产权管理体系认证证书和计算机软件注册证书20、生产企业为信用企业四、产品特点1、集成度高,方案灵活:系统可集成负氧离子、空气温度、空气湿度、PM2.5、PM10、大气压力、氧含量、噪声、风速、风向2、系统稳定:已合作上千家公园景区,后台运行稳定,免维护,故障率低3、多种传输:可根据现场网络情况定制传输方式,2G/4G/光纤4、支持扩展:支持传感器扩展,485接口、modbus协议传感器都可以直接使用5、显示方案多样:可根据现场需求,选用点对点、点对多、多对点的LED屏幕数据显示方案
  • 万字讲懂离子色谱仪原理、结构、分类、应用、常见品牌等 | 仪器博物馆
    离子色谱仪是高效液相色谱的一种,作为测定阴离子、阳离子及部分极性有机物种类和含量的一种液相色谱方法,已被广泛应用在环境监测、食品分析、自然水工业、农业、地质等多个领域。今天小谱就其发展史、检测原理、结构等和大家进行探讨,一文把离子色谱仪讲通透。(如果读完文章您觉得还有哪些想听的知识点没有讲到,亦或是觉得文章中有哪些观点您不太认同,欢迎您积极留言。)01离子色谱的“前世今生”1975年,Dow Chemical(陶氏化学)的H.Small等人发表的第一篇离子色谱方面的论文在美国分析化学上;在分离用的离子交换柱后端加入不同极性的离子交换树脂填料,该树脂填料呈氢型或氢氧根型。如阴离子交换柱后端加入氢型的阳离子,交换树脂填料阳离子交换柱后端加入氢氧根型的阴离子,交换树脂填料当由分离柱流出的携带待测离子的洗脱液在检测前发生两个简单而重要的化学反应,一个是将淋洗液转变成低电导组分以降低来自淋洗液的背景电导,另一个是将样品离子转变成其相应的酸或碱以增加其电导。这种在分离柱和检测器之间降低背景电导值而提高检测灵敏度的装置后来组成独立组件称为抑制柱(或抑制器),通过这种方式使电导检测的应用范围扩大了;在H-Small等人提议下称这种液相色谱为离子色谱。离子色谱一经诞生就立即商品化;1975年,第一家离子色谱公司诞生——戴安公司(Dow Ion Exchange),由H-Small和T-S.Stevens研发;1979年,美国阿华州大学的J.S.Fritz等人建立了单柱型离子色谱,许多其它公司生产了离子色谱;1983年,中国核工业第五研究所刘开禄研究员刘开禄带领团队在青岛崂山电子实验仪器所研制成我国第一台离子色谱仪的原理样机ZIC-1,并实现产业化。性能基本与国外同类仪器(美国Dionex-14型)相接近,填补了国内空白;第六届“科学仪器行业研发特别贡献奖”获奖者 刘开禄ZIC-1型离子色谱仪第一台离子色谱仪成功商品化后,高效阳离子分离柱、五电极式电导检测器、阴离子分离柱、连续自再生式高效离子交换装置等一系列创造性的研究工作不断取得成功,极大的推动了中国离子色谱仪的发展。1985年6月,赵云麒、刘开禄研制ZIC-2型离子色谱仪,包含双模式理论和适用于阳离子分析的“五级电导检测”电路。1987年12月22日 ,ZIC-2型离子色谱仪通过了专家鉴定并投产,核心技术目前仍应用在中国的核潜艇水质监测。1995年,ZIC-3型离子色谱仪由张烈生、荆建增设计完成并获得国家科技成果完成者证书。左:ZIC-2型离子色谱仪、中:ZIC-2A型离子色谱仪、右:ZIC-3型离子色谱仪目前,随着技术的发展,电化学等技术在离子色谱仪中得到了更广泛的应用,比如新型抑制器技术、淋洗液发生器以及新型的电化学检测器-电荷检测器等均已商品化。而目前离子色谱技术发展也主要集中在色谱固定相、脉冲安培检测器以及抑制器等方面。不过,我国离子色谱的研发虽然取得了一定的成绩,但仍需更进一步的发展。02离子色谱的原理和结构离子色谱的原理基于离子交换树脂上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的溶质离子之间进行的可逆交换和分析物溶质对交换剂亲和力的差别而被分离。适用于亲水性阴、阳离子的分离。工作过程: 输液泵将流动相以稳定的流速( 或压力) 输送至分析体系, 在色谱柱之前通过进样器将样品导入, 流动相将样品带入色谱柱, 在色谱柱中各组分被分离, 并依次随流动相流至检测器, 抑制型离子色谱则在电导检测器之前增加一个抑制系统。即用另一个高压输液泵将再生液输送到抑制器, 在抑制器中, 流动相的背景电导被降低, 然后将流出物导入电导检测池, 检测到的信号送至数据系统记录、处理或保存。非抑制型离子色谱仪不用抑制器和输送再生液的高压泵, 因此仪器的结构相对要简单得多, 价格也要便宜很多。离子色谱的结构离子色谱仪一般由流动相输送系统、进样系统、分离系统、抑制或衍生系统、检测系统及数据处理系统六大部分组成。1、流动相输送系统离子色谱的输液系统包括贮液罐、高压输液泵、梯度淋洗装置等,与高效液相色谱的输液系统基本一致。1.1贮液罐溶剂贮存主要用来供给足够数量并符合要求的流动相,对于溶剂贮存器的要求是:(1)必须有足够的容积,以保证重复分析时有足够的供液;(2)脱气方便;(3)能承受一定的压力;(4)所选用的材质对所使用的溶剂一律惰性。出于离子的流动相一般是酸、碱、盐或络合物的水溶液,因此贮液系统一般是以玻璃或聚四氟乙烯为材料,容积一般以0.5~4L为宜,溶剂使用前必须脱气。因为色谱柱是带压力操作的,在流路中易释放气泡,造成检测器噪声增大,使基线不稳,仪器不能正常工作,这在流动相含有有机溶剂时更为突出。脱气方法有多种,在离子色谱中应用比较多的有如下方法:(1)低压脱气法:通过水泵、真空泵抽真空,可同时加温或向溶剂吹氮,此法特别适用纯水溶剂配制的淋洗液。(2)吹氧气或氮气脱气法:氧气或氮气经减压通入淋洗液,在一定压力下可将淋洗液的空气排出。(3)超声波脱气法:将冲洗剂置于超声波清洗槽中,以水为介质超声脱气。一般超声30min左看,可以达到脱气日的。新型的离子色谱仪,在高压泵上带有在线脱气装置,可白动对琳洗液进行在线自动脱气。1.2高压输液泵高压输液泵是离子色谱仪的重要部件,它将流动相输入到分离系统,使样品在柱系统中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:(1)流量稳定:通常要求流量精度应为±1%左右,以保证保留时间的重复和定性定量分析的精度。(2)有一定输出压力,离子色谱一般在20MPa状态下工作,比高效液相色谱略低。(3)耐酸、碱和缓冲液腐蚀,与高效液相色谱不同,离子色谱所有淋洗液含有酸或碱。泵应采用全塑Peek材料制作。(4)压力波动小,更换溶剂方便,死体积小,易于清洗和更换溶剂。(5)流量在一定范围任选,并能达到一定精度要求。(6)部分输液泵具有梯度淋洗功能。目前离子色谱应用较多的是往复柱塞泵,只有低压离子色谱采用蠕动泵,但蠕动泵所能承受的压力太小,实际操作过程中会出现问题。由于往复柱塞泵的柱塞往复运动频率较高,所以对密封环的耐磨性及单向阀的刚性和精度要求都很高。密封环一般采用聚四氟乙烯添加剂材料制造,单向阀的球、阀座及柱塞则用人造宝石材料。1.3梯度淋洗装置梯度淋洗和气相色谱中的程序升温相似,给色谱分离带来很大的方便,但离子色谱电导检测器是一种总体性质的检测器,因此梯度淋洗一般只在含氢氧根离子的淋洗液中采用抑制电导检测时才能实现。采用梯度淋洗技术可以提高分离度、缩短分析时间、降低检测限,它对于复杂混合物,特别是保留强度差异很大的混合物的分离,是极为重要的手段。另外,新型抑制器通过脱气使淋洗液中CO2去除,碳酸盐的淋洗液背景电导很低,使灵敏度大大增加,也可以实现碳酸盐的梯度淋洗。离子色谱梯度淋洗可分为低压梯度和高压梯度两种,现分别介绍如下:(1)低压梯度低压梯度是采用比例调节阀,在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后,再用泵输入色谱柱系统,也称为泵前混合。(2)高压梯度它是由两台高压输液泵、梯度程序控制器、混合器等部件所组成。两台泵分别将两种淋洗液输入混合器,经充分混合后,进入色谱分离系统。它又称为泵后高压混合形式。梯度淋洗的溶剂混合器必须具备容积小、无死区、清洗方便、混合效率高等性能,能获得重复的、滞后时间短的梯度淋洗效果。2、进样系统离子色谱的进样主要分为3种类型:即气动、手动和自动进样方式。(1)手动进样阀手动进样采用六通阀,其工作原理与HPLC相同,但其进样量比HPLC要大,一般为50μL。其定量管接在阀外,一般用于进样体积较大时的情况。样品首先以低压状态充满定量管,当阀沿顺时针方向旋至另一位置时,即将贮存于定量管中固定体积的样品送入分离系统。(2)气动进样阀气动阀采用一定氮气或氮气气压作动力,通过两路四通加载定量管后,进行取样和进样,它有效地减少了手动进样因动作不同所带来的误差。(3)自动进样自动进样器是在色谱工作站控制下,自动进行取样、进样、清洗等一系列操作,操作者只须将样品按顺序装入贮样机中。自动进样可以达到很宽的样品进样量范围的目的。3、分离系统分离系统是离子色谱的核心和基础。离子色谱柱是离子色谱仪的“心脏”,要求它具有柱效高、选择性好、分析速度快等特点。离子色谱柱填料的粒度一般在5~25μm之间,比高效液相色谱的柱填料略大,因此其压力比高效液相色谱的要小,一般为单分散,而且呈球状。3.1高分子聚合物填料离子色谱中使用得最广泛的填料是聚苯乙烯——二乙烯苯共聚物。其中阳离子交换柱一般采用磺酸或羧酸功能基,阴离子交换柱填料则采用季胺功能基或叔胺功能基。离子排斥柱填料主要为全磺化的聚苯乙烯 二乙烯苯共聚物,这类离子交换树脂可在pH0~14范围内使用。如果采用高交联度的材料来改进,还可兼容有机溶剂,以抗有机污染。一般来说,离子交换型色谱柱的交换容量均很低。3.2硅胶型离子色谱填料该填料采用多孔二氧化硅柱填料制得,是用于阴离子交换色谱法的典型薄壳型填料。它是用含季胺功能基的甲基丙烯十醇酯涂渍在二氧化硅微球上制备的。阳离子交换树脂是用低相对分子质量的磺化氟碳聚合物涂渍在二氧化硅微粒上制备的。这类填料的pH值使用范围为4~8,一般用于单柱型离子色谱柱中。3.3色谱柱结构一般分析柱内径为4mm,长度为100~250mm,柱子两头采用紧固螺丝。高档仪器特别是阳离子色谱柱一般采用聚四氟乙烯材料,以防止金属对测定的干扰。随着离子色谱的发展,细内径柱受到人们的重视,2mm柱不仅可以使溶剂消耗量减少,而且对于同样的进样量,灵敏度可以提高4倍。4、离于色谱的抑制系统对于抑制型(双柱型)离子色谱系统,抑制系统是极其重要的一个部分,也是离子色谱有别于高效液相色谱的最重要特点。抑制器的发展经历了多个发展时期,而目前商品化的离子色谱仪亦分别采用不同的抑制手段及相关研究成果。4.1树脂填充抑制柱该抑制系统采用高交换容量的阳离子树脂填充柱(阴离子抑制),通过硫酸,将树脂转化为氢型。它抑制容量不高,需要定期再生,而且死体积比较大,对弱酸根离子由于离子排斥的作用,往往无法准确定量。目前这类抑制器目前已经基本不用。4.2纤维抑制器这种抑制系统采用阳离子交换的中空纤维作为抑制器,外通硫酸作为再生液,可连续对淋洗液进行再生,这种抑制器的死体积比较大,抑制容量也不高。4.3微膜抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,中间通过淋洗液,而外两侧通硫酸再生液。这种抑制器的交换容量比较高,死体积很小,可进行梯度淋洗。4.4电解抑制器这种抑制系统采用阳离子交换平板薄膜,通过电解产生的H+,对淋洗液进行再生。早期的这类抑制器是由我国厦门大学田昭武发明,并投入了生产,但它需要定期加入硫酸来补充H+。美国Dionex公司对这类抑制器进行了改进,使之成为自再生,只要用淋洗液自循环或去离子水电解就可能实现再生,抑制容量可以通过改变电流的大小加以控制,而且死体积很小。5、检测系统5.1电导检测器电导检测是离子色谱检测方式中最常用的一种。它是基于极限摩尔电导率应用的检测器,主要用于检测无机阴阳离子、有机酸和有机胺等。由于电导池中的等效电容的影响,施加到电导池上的电压和电流之间的关系是非线性的,这给测量电导值带来很大困难。另外,流动相中本底电导值很高,从较大的背景值中准确测量待测组分的信号,也是电导检测中的重要问题。目前采用较多的方法有:(1)双极脉冲检测器:在流路上设置两个电极,通过施加脉冲电压,在合适的时间读取电流,进行放大和显示。容易受到电极极化和双电层的影响。(2)四极电导检测器:在流路上设置四个电极,在电路设计中维持两测量电极间电压恒定,不受负载电阻、电极间电阻和双电层电容变化的影响,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。(3)五极电导检测器:在四极电导检测模式中加一个接地屏蔽电极,极大提高了测量稳定性,在高背景电导下仍能获得极低的噪声,具有电子抑制功能(阳离子检测支持直接电导检测模式)。5.2安培检测器安培检测器是基于测量电解电流大小为基础的检测器,主要用于检测具有氧化还原特性的物质。安培检测主要包括恒电位(直流安培)、脉冲安培以及积分安培三种方式。(1)直流安培检测模式:该方法是将一个恒定的直流电位连续地施加于检测池的电极上,当被测物被氧化时,电子从待测物转移至电极,得到电流信号。在此过程中,电极本身为惰性,不参与氧化反应。该方法具有较高的灵敏度,可以测定pmol级的无机和有机离子,主要用于抗坏血酸、溴、碘、氰、酚、硫化物、亚硫酸盐、儿茶酚胺、芳香族硝基化合物、芳香胺、尿酸和对二苯酚等物质的检测。(2)脉冲安培检测模式:脉冲安培检测器出现在20世纪80年代初,是美国Dionex公司为满足糖的测定而研制的。糖类化合物的pKa值为12~14,在强碱性介质中以阴离子形式存在,可以用阴离子交换色谱分离。因为糖的分离是在碱性条件下完成的,检测方法必须与此相匹配,用金电极的脉冲安培检测法适合于这个条件。金电极的表面可为糖的电化学氧化反应提供一个反应环境。用脉冲安培检测法可检测pmol~fmol级的糖,而且不需要衍生反应和复杂的样品纯化过程。该检测器主要用于醇类、醛类、糖类、胺类(一二三元胺,包括氨基酸)、有机硫、硫醇、硫醚和硫脲等物质的检测,不可检测硫的氧化物。(3)积分脉冲安培检测模式:积分脉冲安培检测法为脉冲安培检测的升级模式,于1989年由Welch等人首先提出,并运用此技术,用金电极实现了对氨基酸的检测。与脉冲安培检测法相似,积分脉冲安培检测法中加到工作电极上的也是一种自动重复的电位对时间的脉冲电位波形,不同之处是:脉冲安培检测法是对每次脉冲前的单电位下产生的电流积分;而积分脉冲安培检测法是对每次脉冲前循环方波或三角波电位下产生的电流积分,即是对电极被氧化形成氧化物和氧化物还原为其初始状态的一个循环电位扫描过程中产生的电流积分。由积分整个高-低采样电位下的电流所得到的信号仅仅是被分析物产生的信号。在没有待测物(可氧化物)存在时,静电荷为零。积分脉冲安培检测法的优点在于通过施加方波或三角波电位消除了氧化物形成和还原过程中产生的电流。正、反脉冲方向的积分有效地扣除了电极氧化产生的背景效应,使得那些可受金属氧化物催化氧化的分子产生较强的检测信号和获得稳定的检测基线成为现实。此外,离子色谱还可以采用紫外、可见光、荧光等高效液相色谱常用的检测器,其原理与常规的高效液相色谱检测相似。6、数据处理系统离子色谱一般柱效不高,与气相色谱和高效液相色谱相比一般情况下离子色谱分离度不高,它对数据采集的速度要求不高,因此能够用于其他类型的数据处理系统,同样也可用于离子色谱中。而且在常规离子分析中,色谱峰的峰形比较理想,可以采用峰高定量分析法进行分析。主要数据处理系统为:6.1记录仪记录仪要求满刻度行程时间≤1s,输入阻抗高,屏蔽好,纸速稳定。采用双笔式记录仪,可以同时测量样品中高浓度和痕量浓度组分,也可进行双检测器分析。6.2自动积分仪它是一种通过A/D转换,采用固定程序,分析色谱信息,打印色谱图的仪器。采用自动积分仪大大减少了记录仪中色谱手工处理的繁琐手续。6.3数据工作站通过A/D转换,将数据采集于电脑,然后通过对采集的数据分析,得到相关的色谱信息。随着个人电脑的普及,数据工作站将得到广泛的应用。03离子色谱的分类通常情况下,离子色谱可以分为三种类型:离子交换色谱、离子排斥色谱、离子对色谱。离子交换色谱:离子交换色谱以离子间间作用力不同为原理,主要用于有机和无机阴、阳离子的分离。离子排斥色谱:离子排斥色谱基于Donnan排队斥作用,是利用溶质和固定相之间的非离子性相互作用进行分离的。它主要用于机弱酸和有机酸的分离,也可以用于醇类、醛类、氨基酸和糖类的分离。离子对色谱:离子对色谱的分离机理是吸附、分离的选择性主要由流动相决定。该方法主要用于表面活性阴离子和阳离子以及金属络合物的分离。根据应用场景可分为:实验室、便携式、在线离子色谱。便携式离子色谱:适用的主要场景比如户外检测、或者在移动检测车上使用等等。在线离子色谱:适用的主要场景,比如大气环境的连续监测、或者工厂流水线中的连续监测等等。实验室离子色谱:相对来讲,就是最常规的离子色谱类型了,用户采购量也是相对最大。04离子色谱的应用离子色谱作为20世纪70年代发展起来的一项新的分析技术,由于具有快速、灵敏、选择性好等特点,尤其在阴离子检测方面有着其它方法所的优势,因此被广泛地应用于化工、医药、环保、卫生防疫、半导体制造等行业,并在某些领域被列为标准测定方法。涉及离子色谱的国内标准分析方法行业标准部分国际标准05离子色谱使用的注意事项1、淋洗液淋洗液作为系统的流动相,其品质对分析结果有重要影响。流动相的脱气是离子色谱分析过程中的一个重要环节。输液泵的扰动或色谱柱前后的压力变化以及抑制过程都可能导致流动相中溶解的气体析出,形成小气泡。这些小气泡会产生很多尖锐的噪声峰,较大的气泡还可能引起输液泵流速的变化,因此对流动相要进行脱气处理。2、分离柱分离柱柱体材料为PEEK(聚醚醚酮)。分离相由聚乙烯醇颗粒组成,粒径为9μm,表面有离子交换官能团。这种结构可保证高度的稳定性,并对可穿过内置过滤板的极细颗粒具有很高的容耐性,适用于水分析的日常测试任务。为保护分离柱不受外来物质侵害(这些物质会对分离效率产生影响),对淋洗液、也对样品作微孔过滤(0.45μm过滤器),并通过吸液过滤头吸取淋洗液。分离柱堵塞会导致系统压力上升,分离能力变差会导致保留时间波动、样品重复测量平行性差。分离柱接入系统时,需要先冲洗10分钟以上再接检测器,冲洗时出口向上,便于将气泡赶出。 分离柱的保存:短时间不用,可直接将柱子两端盖上塞子,放在盒中保存。阴离子柱长时间不使用(1个月以上),应保存到10mmol/LNa2CO3中。3、高压泵高压泵是离子色谱仪的动力源,其作用是将流动相输入到分离系统,使样品在分离柱中完成分离过程。离子色谱用的高压泵应具备下述性能:流量稳定、耐腐蚀、压力波动小、更换溶剂方便、死体积小、易于清洗和更换溶剂。高压泵工作正常的情况下,系统压力和流量稳定,噪音很小,色谱峰形正常。4、抑制器抑制器由3个抑制元件组成,这些元件应用于循环回路中的抑制作用,可利用硫酸进行再生及用纯净水进行冲洗,分析流路外再生, 可彻底去除有害物质。采用微填充床抑制器,其优为点:平稳提供H+,基线噪音低,适合各种浓度分析,耐高压、耐有机溶剂、耐重金属,耐腐蚀,噪音低,只有0.2-0.5nS。抑制器要避免在未通液体时空转。淋洗液或再生液流路堵塞、抑制器饱和均会造成系统压力突然上升、背景电导率过高等问题。若经过较长时间后,抑制元件受到污染,平常使用的再生溶液无法再将其彻底清除干净,将导致基线大幅上升。5、检测器所有的离子化合物(有机离子、无机离子、强酸和强碱)以及可被解离的化合物(弱酸和弱碱)的水溶液都能够导电。电导检测器是以离子色谱流动相中电导的变化作为定量依据的。电导检测器测量双铂电极两端间的电导,离子在该双铂电极两端间迁移:阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,从而测量溶液的电阻。电导与电阻成反比。电导检测器具有极好的温度稳定性,这样便可保证测量条件的重现性。由于离子色谱仪是精密仪器,其日常维护与保养对于仪器的使用寿命及监测精度都有着重要的影响,因此离子色谱仪要经常用淋洗液冲洗色谱柱,防止分离柱堵塞、流动相有气泡的产生,在进行分析前要确保样品已经进行前处理,以保障仪器安全。离子色谱法具有选择性好、灵敏、快速、简便,可同时测定多组分,基于上述优点,离子色谱法已在环境监测领域得到广泛应用。因此了解一些关于仪器日常维护的知识,遇有故障时能够正确地判断并及时排除是十分重要的。06离子色谱常见故障及解决方案1、电导检测器常见故障有哪些?电导检测器常见故障是检测池被污染。故障原因:污染物主要来源于没有经过适当前处理的样品,如浓度过高、复杂的样品基体等。故障现象:基线噪声变大,灵敏度降低。处理方法:(1)用3 mol/LHNO3溶液清洗电导池,再用去离子水清洗电导池至pH值达中性 (2)用0. 001 mol/L KCI溶液校正电导池,使电导值显示为147μS。2、系统压力增高该咋办?压力增高一般都是因仪器部件发生堵塞引起的,当发现系统压力增高时应从流路的检测器端开始,逐一排查,以找到引起压力增高的具体单元。(1)在线过滤器发生堵塞时,直接更换滤芯;(2)色谱柱入口处滤膜堵塞时,应反接色谱柱用去离子水反复冲洗;(3)单向阀和滤头堵塞后需将其卸下先用无水乙醇超声清洗15 min ~30min,以清除部件上粘附的有机物,再用去离子水清洗干净后放入1:1的硝酸溶液中超声清洗15min,最后用去离子水反复清洗干净后按原方位安装好后使用。高压系统中常出现堵塞问题的部件有单向阀、滤头、在线过滤器、分离柱、保护柱等;(4)检查管路中peek头是否拧得过紧,否则也会导致压力增高。3、分析泵常见故障咋处理?分析泵常见故障是泵内产生气泡和漏液故障现象:基线的噪声加大,色谱峰形变差(出现乱峰)。处理方法:为分析泵提供充足的淋洗液,并且给淋洗液施加一定的压力(通常小于35 kPa)。对于容易产生气体的溶液可以先用真空脱气,然后用惰性气体在线脱气的处理方法 若泵漏液,可更换泵密封圈。4、抑制器使用中的常见故障怎么排除?抑制器在离子色谱仪中具有举足轻重的作用。抑制器工作性能的好坏对分析结果有很大的影响。抑制器最常见的故障是漏液,使峰面积减小(灵敏度下降)和背景电导升高。(1)峰面积减小造成峰面积减小的主要原因有:微膜脱水、抑制器漏液、溶液流路不畅和微膜被玷污。抑制器长期不用,会发生微膜脱水现象,为激活抑制器,可用注射器向阴离子抑制器内以淋洗液流路相反的方向注入少许0.2mol/L的硫酸溶液。同时向再生液进口注入少许纯净水,并将抑制器放置半小时以上。抑制器内玷污的金属离子可以用草酸钠清洗。(2)背景电导值高在化学抑制型电导检测分析过程中,若背景电导高,说明抑制器部分存在一定的问题。大多数是操作不当引起的。例如淋洗液或再生液流路堵塞,系统中无溶液流动造成背景电导偏高或使用的电抑制器电流设置的太小等。膜被污染后交换容量下降亦会使背景电导升高。而失效的抑制器在使用时会出现背景电导持续升高的现象,此时应更换一支新的抑制器。(3)漏液抑制器漏液的主要原因是抑制器内的微膜没有充分水化。因此,长时间未使用的抑制器在使用前应让微膜水溶胀后再使用。另外要保证再生液出口顺畅,因此反压较大时也会造成抑制器漏液。另外抑制器保管不当造成抑制器内的微膜收缩、破裂也会发生漏液现象。5、离子色谱柱该如何维护、保存?色谱柱的保存色谱柱填充料的不同,其保存方法也各异。一般而言,大多数阴离子分离柱在碱性条件下保存,阳离子分离柱在酸性条件下保存。需长时间保存时(30天以上),先按要求向柱内泵入保存液,然后将柱子从仪器上取下,用无孔接头将柱子两端堵死后放在低温处保存。短时间不用,每周应至少开机一次,让仪器运行1-2h。 色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。色谱柱的清洗清洗色谱柱注意事项:清洗前,应将分离柱与系统分离,让废液直接排出。另外,每次清洗后应用去离子水冲洗10min以上,再用淋洗液平衡系统。清洗时的流速不宜过快,在1ml/min以下。无机离子的玷污离子半径较大的无机离子与交换基团结合,影响正常的交换分离。首先应考虑用组分相同且浓10倍的淋洗液清洗色谱柱。清洗阴离子分离柱上的金属离子(如Fe3+)使用0.1mol/L草酸。清洗阳离子分离柱上的某些金属(如Al3+)可使用1-3mol/L HCl。有机物玷污清洗色谱柱内的有机物常用甲醇或乙腈,但对带有羧基的阳离子分离柱需要避免使用甲醇。低交联度的离子交换树脂填充的色谱柱(交联度小于5%)清洗液中有机溶剂的浓度不宜超过5%。07离子色谱的常见品牌到了这里,相信各位已经对离子色谱仪有很深的了解。那么在这个知识纵横,科技飞跃发展的今天,关于离子色谱仪的常见品牌都有哪些呢?最受关注的又是哪些呢?(以下品牌不分先后哦~)A. 埃仑通用青岛埃仑通用科技有限公司是国内较早生产离子色谱仪的厂家之一,是以研发、制造、销售和售后服务为一体的高新技术企业,是国产离子色谱仪知名品牌。 青岛埃仑通用科技有限公司设计开发了基于积木式结构的高效离子色谱仪系列产品。YC系列离子色谱仪是我公司在传统离子色谱仪基础上,吸收国际先进技术成果,研发出的高精度、高灵敏度和高稳定的新型系列离子色谱仪,同时实现了自动化进样。YC9000型更是国内开始采用功能模块化设计,全面集成智能MT技术,是国内现阶段集成度和智能化极高的一款智能型离子色谱仪,其广泛应用于包括军事军工、核工业、科研院所,石油化工、水文地质、环境保护、质量检验、卫生防疫、电力电子等行业。产品: 岛埃仑YC3000离子色谱仪青岛埃仑YC7000型离子色谱仪 等▲ 青岛埃仑YC3000离子色谱仪B. 岛津岛津企业管理(中国)有限公司成立于1999年8月11日,是岛津制作所的海外子公司。岛津制作所是著名的测试仪器、医疗器械及工业设备的制造厂商,自1875年创业以来始终坚持“以科学技术向社会做贡献”,不断钻研领先时代、满足社会需求的科学技术,开发生产具有高附加值的产品。并以实现“为了人类和地球的健康”这一愿望作为公司的经营思想,以光技术、X射线技术、图像处理技术这三大核心为基础,不断革新,不断挑战,一如既往地对科学技术发展做出贡献。特别是在2002年岛津制作所的田中耕一荣获诺贝尔化学奖,开创了公司研究人员获奖的先河。产品: 岛津离子色谱仪HIC-ESP岛津离子色谱仪Essentia IC-16 等▲ 岛津离子色谱仪HIC-ESPC. 东曹 东曹(上海)生物科技有限公司,是日本东曹株式会社生命科学事业部(Tosoh Bioscience)在中国设立的全资子公司,负责东曹生命科学事业部产品在中国的销售业务。 东曹(上海)生物科技有限公司的产品包括:提供所有常见分离模式的TSKgel® 高效液相色谱柱、TOYOPEARL® 中低压层析分离纯化填料、SkillPak 层析工艺方法筛选用预装柱;还包括EcoSEC® 高效一体化GPC仪器、IC离子色谱仪、多角度光散射检测器。产品: 东曹高通量离子色谱仪IC-8100东曹IC-2010离子色谱仪 等▲ 东曹高通量离子色谱仪IC-8100D. 历元 北京历元公司成立于1993年,公司创建初始就以强劲的技术开发能力,研制生产硅酸根检测仪,磷酸根检测仪,分析型高效液相色谱仪,制备型液相色谱仪,系列离子色谱仪。为配合离子色谱仪的应用,并于1997年研发国内首台实验室用超纯水器,此项产品填补了该产品的国内空白。 产品: 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪北京历元EP-2000离子色谱仪 等▲ 北京历元EP-600 便携式离子色谱仪E. 普仁青岛普仁仪器有限公司是通过ISO-9001认证的专业从事离子色谱仪及相关配件研发、生产、销售和技术服务的高科技股份制企业,为中国仪器仪表分析仪器分会会员单位。 公司产品全部拥有自主知识产权,荣获国家科技创新基金及青岛科技培育计划专项,被国家工信部认定为“国家食品企业质量安全检测技术示范中心共建单位”,荣获“2012最具竞争力百强中小企业”称号,为央视网离子色谱仪战略合作伙伴。产品: 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪PIC-10A型离子色谱仪 等▲ 双系统全自动PIC-10型离子色谱仪F. 瑞士万通 瑞士万通中国有限公司 作为当今一家全面涉足各类不同离子分析技术的品牌,产品包括自动电位滴定仪、离子色谱仪、卡尔费休水分仪、伏安极谱仪、电化学工作站、手持式/便携式拉曼光谱仪和近红外光谱仪等。瑞士万通旗下拥有以下品牌:“Metrohm”、“Metrohm Autolab”、“Metrohm Process Analytics”、“Metrohm NIRSystems”、“Metrohm Raman”、“Metrohm DropSens”,以其自动电位滴定仪、卡尔费休微量水分滴定仪、离子色谱仪、伏安极谱仪、便携式拉曼和手持式拉曼光谱仪以及近红外光谱仪、在线化学成分分析仪著称,技术先世界。您可以从瑞士万通获得大量有关离子分析和近红外分析的方法和技术。产品: 瑞士万通ECO IC离子色谱仪瑞士万通940 系列谱峰思维TM离子色谱系统 等▲ 瑞士万通ECO IC离子色谱仪G. 赛默飞赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。产品: Thermo Scientific Integrion高压离子色谱赛默飞Aquion RFIC离子色谱等▲ Thermo Scientific Integrion高压离子色谱H. 盛瀚青岛盛瀚色谱技术有限公司成立于2002年,专业从事离子色谱仪及其核心部件的研发、生产、销售和技术服务,是一家通过ISO 9001质量管理体系认证、ISO 24001环境管理体系认证、ISO 45001职业健康管理体系认证、知识产权管理体系认证的高新技术企业。全部产品拥有自主知识产权,专利、软件著作权等超过百项。 公司现有实验室台式、便携式、在线式、定制化离子色谱仪和离子色谱联用五大产品系列,广泛应用于环保、食品药品、水文地质、石油化工、卫生防疫、电子电气及科学研究等众多行业,基本满足了对阴阳离子、氰根、碘离子、糖、小分子有机酸等常规和痕量检测。目前已为7000+不同行业的用户提供了完善的解决方案,出口到韩国、印度等70多个国家和地区。此外,盛瀚还是全球极少数可实现批量化生产离子色谱柱的企业,打破了国外垄断,填补了国内空白。产品: 盛瀚离子色谱仪CIC-D180离子色谱仪(内置淋洗液发生器)CIC-D160型 等▲ 盛瀚离子色谱仪CIC-D180I. 皖仪安徽皖仪科技股份有限公司是一家以国际化视野、按国际化标准运营的全球分析仪器专业供应商,主导产品涵盖色谱、光谱、质谱类及医用分析仪器。产品: 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪皖仪IC6200系列一体式离子色谱仪 等▲ 皖仪IC6600系列多功能离子色谱仪08小彩蛋找靠谱的离子色谱仪器可长按识别下方二维码进入“离子色谱仪”导购专场- END
  • 物理所在光激发二维材料中的非平衡态电声耦合研究方面取得进展
    随着超快技术的发展,超快激光脉冲激发条件下的凝聚态物质的响应,即非平衡态涌现出来的新物理现象,引起了人们的广泛注意。超快物质调控逐渐成为量子调控的新兴研究方向。通过非平衡态的电声耦合激发相干声子调控材料中的铁电、磁性、超导等性质以及探索新型超快信息处理方式等研究方向体现出巨大的潜力。然而,目前非平衡态下的电子-声子耦合的微观物理图像依然不清楚。   过去人们对于光激发条件下材料中电子和声子的演化的理解一般是基于双温模型或者相应的推广模型。双温模型假设非平衡态下电子和声子体系内部形成热平衡,这样就可以用一个有效温度来描述两者的演化以及它们互相之间的耦合。推广的多温模型和更一般的玻尔兹曼方程可以从第一性原理出发计算光激发下电子和声子的演化,为理解光激发下非平衡态物理现象奠定了基础。然而,这些模型都是基于微扰论得到的基态情况下电声耦合矩阵元,没有考虑电声耦合矩阵元在光激条件下的变化。如果想充分理解非平衡态下电声耦合的具体物理图像和它在非平衡态物理现象中所扮演的重要作用,必须定量探究光激发条件下体系中电声耦合矩阵元的变化以及相应的电子态和声子态的演化。   近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室研究人员,利用基于含时密度泛函理论的分子动力学方法,结合冻结声子法定量地探究了光激发条件下典型二维材料二硫化钼中相干声子的产生和电声耦合强度的变化(图1)。研究发现,光激发二硫化钼中的声子以声子为主,并且光激发下模式的电声耦合矩阵元会增大(图2)。同时,声子模式在光激发下出现了类似于电子掺杂时出现的声子软化现象,这说明光激发会影响体系中的介电屏蔽(图3)。通过进一步分析,他们发现电声耦合的增强是由于光激发诱导电子-空穴对导致体系中的电子对声子微扰的屏蔽减弱。除此之外,该研究定量化描述了光激发下体系中光激发载流子到晶格的能量弛豫速率随时间的演化,建立了光激发条件下固体中非平衡态电声耦合的清晰物理图像(图4)。   相关成果以Calibrating Out-of-Equilibrium Electron–Phonon Couplings in Photoexcited MoS2为题发表在Nano Letters上。相关研究工作得到科学技术部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项等的资助。图1 光激发产生的电子-空穴对减弱了电子对声子微扰运动的屏蔽,从而导致电声耦合增强。图2 可见光照射下单层二硫化钼中电子和声子的激发及其随时间的演化。图3 光激发下声子模式电声耦合矩阵元的变化。图4 光激发下非平衡态电声耦合主导的能量弛豫过程。
  • 物理所在光激发二维材料中的非平衡态电声耦合研究方面取得进展
    随着超快技术的发展,超快激光脉冲激发条件下的凝聚态物质的响应,即非平衡态涌现出来的新物理现象,引起了人们的广泛注意。超快物质调控逐渐成为量子调控的新兴研究方向。通过非平衡态的电声耦合激发相干声子调控材料中的铁电、磁性、超导等性质以及探索新型超快信息处理方式等研究方向体现出巨大的潜力。然而,目前非平衡态下的电子-声子耦合的微观物理图像依然不清楚。过去人们对于光激发条件下材料中电子和声子的演化的理解一般是基于双温模型或者相应的推广模型。双温模型假设非平衡态下电子和声子体系内部形成热平衡,这样就可以用一个有效温度来描述两者的演化以及它们互相之间的耦合。推广的多温模型和更一般的玻尔兹曼方程可以从第一性原理出发计算光激发下电子和声子的演化,为理解光激发下非平衡态物理现象奠定了基础。然而,这些模型都是基于微扰论得到的基态情况下电声耦合矩阵元,没有考虑电声耦合矩阵元在光激条件下的变化。如果想充分理解非平衡态下电声耦合的具体物理图像和它在非平衡态物理现象中所扮演的重要作用,必须定量探究光激发条件下体系中电声耦合矩阵元的变化以及相应的电子态和声子态的演化。近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心表面物理国家重点实验室研究人员,利用基于含时密度泛函理论的分子动力学方法,结合冻结声子法定量地探究了光激发条件下典型二维材料二硫化钼中相干声子的产生和电声耦合强度的变化(图1)。研究发现,光激发二硫化钼中的声子以声子为主,并且光激发下模式的电声耦合矩阵元会增大(图2)。同时,声子模式在光激发下出现了类似于电子掺杂时出现的声子软化现象,这说明光激发会影响体系中的介电屏蔽(图3)。通过进一步分析,他们发现电声耦合的增强是由于光激发诱导电子-空穴对导致体系中的电子对声子微扰的屏蔽减弱。除此之外,该研究定量化描述了光激发下体系中光激发载流子到晶格的能量弛豫速率随时间的演化,建立了光激发条件下固体中非平衡态电声耦合的清晰物理图像(图4)。相关成果以Calibrating Out-of-Equilibrium Electron–Phonon Couplings in Photoexcited MoS2为题发表在Nano Letters上。相关研究工作得到科学技术部重点研发计划、国家自然科学基金委、中科院战略性先导科技专项等的资助。论文链接 图1 光激发产生的电子-空穴对减弱了电子对声子微扰运动的屏蔽,从而导致电声耦合增强。图2 可见光照射下单层二硫化钼中电子和声子的激发及其随时间的演化。图3 光激发下声子模式电声耦合矩阵元的变化。图4 光激发下非平衡态电声耦合主导的能量弛豫过程。
  • 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪原理和不同领域中的应用
    激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,简称LIBS)是一种原子发射光谱。它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面,对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展,轻便的手持LIBS光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线,主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速,高效的监控,完善企业质量管理体系,提高生产效率,是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪,它利用高能量聚焦脉冲激光光束激发样品表面,对产生的原子光谱进行分析得到对应元素成分及含量。是一种快速、定性的分析手段。随着激光器以及光谱仪小型化技术的发展,轻便的手持式光谱仪成为现实。其优势在于能将精密的分析仪器带到生产的一线,主要用于铁基、铝基、铜基、镍基等金属合金材料的现场牌号鉴别及合金元素成分的快速鉴定。手持LIBS光谱仪能对生产过程进行高速,高效的监控,完善企业质量管理体系,提高生产效率,是工业生产过程中的一个不可或缺的环节。 手持式LIBS激光诱导击穿光谱仪,其工作原理是利用脉冲激光产生的等离子体烧蚀并激发样品中的物质,并通过光谱仪获取被等离子体激发的原子所发射的光谱,以此来识别样品中的元素组成成分,进而可以进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。LIBS作为一种新的材料识别及定量分析技术,既可以用于实验室,也可以应用于工业现场的在线检测。在检测领域中,传统的原子吸收和发射光谱仍然占据主导地位,但其存在试剂消耗量大、检测元素受限,不能便携,难用于现场检测等缺点。由于LIBS技术具有快速直接分析,几乎不需要样品制备,可以检测几乎所有元素、同时分析多种元素,对样品表面风化、尘土层形成清洁,可实现逐层分析且可以检测几乎所有固态样品,远距离探测,适用于现场分析等,因而LIBS弥补了传统元素分析方法的不足,尤其在微小区域材料分析、镀层/薄膜分析、缺陷检测、珠宝鉴定、法医证据鉴定、粉末材料分析、合金分析等应用领域优势明显,同时,LIBS还可以广泛适用于石油勘探、水文和地质勘探、冶金和燃烧、制药、环境监测、科研、军事及国防、航空航天等不同领域的应用。
  • 国瑞力恒发布国瑞力恒 土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理新品
    GR-3012C型手持式VOCs检测仪产品概述 土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理GR-3012C型手持式VOCs检测仪(以下简称检测仪)是我公司研发的一款PID光离子化检查原理快速测量总挥发性有机物浓度的手持式仪器。本仪器主要用于现场检测环境空气,应急(泄漏)事故监测、职业卫生场所、石化企业安全检测以及储罐、管道、阀门泄漏检测等的总挥发性有机物浓度,根据不同的需求可选配不同量程的传感器。适用范围土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理适用于环境空气,应急(泄漏)事故监测、职业卫生场所、石化企业安全检测以及储罐、管道、阀门泄漏检测等的总挥发性有机物浓度。配备专门的土壤打孔器和取样管可实现对土壤挥发在空气中的有机挥发性气体进行快速检测。依据标准土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理HJ 1019—2019 《地块土壤和地下水中挥发性有机物采样技术》GB 12358-2006 《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》GB 37822-2019 《挥发性有机物无组织排放控制标准》GB 20950-2007 《储油库大气污染物排放标准》技术特点土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理1. 可选择不同量程的传感器,分辨率可达1PPB,测量量程可达10000PPM;2. 内置上百种VOCs气体的校正系数,测量数据更准确;3. 高灵敏度、高稳定性、响应迅速;4. 传感器气室外置,更换传感器方便; 5. 采用进口采样泵,负载能力强,使用寿命长; 6. 电子流量计、闭环流量控制,流量不受管道负压影响,测量数据更稳定;7. 内置高能锂电池,一次充电可连续工作8小时;8. 便携式,体积小、重量轻;9. 配备蓝牙打印功能,打印项目可自由选择; 10. 报警功能,上、下限报警值可任意设定。11. 测量数据包括平均值、峰值、TWA值、STEL值等多种浓度信息技术指标 表1技术指标主要参数参数范围分辨率准确度采样流量0.7L/min0.01L/min优于±5%VOCs传感器10000PPM1ppb负载流量 20kPa 工作温度(-20~+60)℃数据存储能力1000组电池工作时间大于8小时仪器噪声60dB(A)整机重量约0.9kg外型尺寸(长×宽×高)200×100×50功耗5W创新点:传感器量程精度做了很大的变化,10000ppm分辨率可达到1ppb国瑞力恒 土壤VOCs检测仪 PID光离子化检测原理
  • 南京大学/厦门大学/中科大团队Nat. Catal.:可见光直接激发驱动的新光酶催化
    融合化学创新的生物制造,是可持续生物经济发展的原动力,也是当前中美科技博弈的焦点之一。生物制造的关键“芯片”是酶,然而现有酶的催化功能有限等问题极大地限制了生物制造的范畴。南京大学黄小强课题组自2021年建组以来,致力于融合生物与化学,实现新酶元件的创制和新分子生化体系的开发。近期,黄小强课题组与合作者以烯烃还原酶(ene-reductases, ER)为切入点,开发了可见光直接激发的新策略,实现了一例烯烃的不对称自由基氢芳基化转化。相关工作发表于Nature Catalysis。将酶催化和光催化结合的光酶催化,融合了可见光化学多样的反应性和酶的高选择性,成为当下开发新酶功能最有效的策略之一。ER是一类以黄素腺嘌呤单核苷酸(FMN)为辅因子的氧化还原酶,在自然界中催化C=C双键的双电子还原反应。前期Hyster、Huimin Zhao、吴起和徐鉴等课题组,通过可见光激发电子供体-受体(EDA)络合物的策略,开发了一系列净还原的自由基反应(图1b)。然而,直接可见光激发黄素蛋白催化非天然的双分子反应仍未有报道。图1. 受自然启发的光酶的氢芳基化。图片来源:Nat. Catal.除了光引发的自由基反应固有的选择性控制难题外,激发态的黄素蛋白面临很多竞争途径。首先,可见光激发的醌态黄素容易被反应缓冲液或氨基酸残基还原(图2,路径b)。其次,自由基碳碳成键步骤必须足够高效,以实现与无效的电子回转的竞争(图2,路径c)。第三,溶液中游离的未结合黄素可能引起消旋背景反应。受自然界中黄素依赖的脂肪酸光脱羧酶的启发,作者提出了一种直接光激发烯烃还原酶的新催化循环(图2)。首先,ER结合的辅因子FMNox被蓝色LED激发,由基态到达激发态FMNox*(Int. B)。激发态FMNox*单电子氧化富电子芳烃产生芳基自由基阳离子中间体以及半醌状态黄素辅因子FMNsq(Int. C)。随后的自由基C-C键形成,生成前手性自由基中间体(Int. D)。最后,酶活性位点内的电子和质子(或氢原子)转移,生成对映体富集的产物,并再生FMNox(Int. E)。图2. 设计的催化循环。图片来源:Nat. Catal.为了验证所设计的生物催化循环方案,作者选择了3-甲氧基噻吩1a和α-甲基苯乙烯2a作为模板底物,450-460 nm蓝色LED光照,发现几类烯还原酶可以以较低的反应性实现催化加氢芳基化(表1)。进一步研究发现,通过额外加入催化量的FMN作为添加剂,能够显著提高反应收率而不影响对映异构体选择性。通过条件优化,作者筛选到的葡萄糖酸杆菌来源的烯还原酶(GluER)可以实现对模板反应的高产率、高选择性催化,产物具有 (R) 选择性(97.5:2.5 er,entry 5);而来自酿酒酵母的老黄酶(OYE1)的产率为60%,具有 (S) 选择性(90:10 er,entry 6)。对以老黄酶为母本的突变体进行筛选,发现老黄酶的突变体(OYE1-F296A)的产率为65%,具有更好的 (S) 选择性(95:5 er,entry 7)。控制实验表明,惰性气氛、光照、酶都是反应正常进行所必需的。同时,降低酶催化剂的负载量到0.2 mol%,也能有52%的中等收率和优异的 (R) 选择性(95:5 er,entry 11)。表1. 条件优化。图片来源:Nat. Catal.接下来,作者使用GluER(ER1)、GluER_T36A-Y177F(ER2)、OYE1_F296A(ER3)、OYE1_F296G(ER4)对底物的适用性进行了考察(图3)。总体来看,该催化体系具有良好的底物适用范围和官能团耐受性,活化烯烃、内烯烃、非活化烯烃、以及各类芳基底物,都能顺利发生反应(27例,最高达99%收率)。通过使用不同的酶,该体系能够分别获得产物的两个对映异构体,即实现立体发散式生物合成。同时,反应可以以相同的效率和对映选择性放大到1 mmol级,如 (R)-3a的合成所示。此外,单晶X射线衍射研究确认ER3-4催化的产物的绝对构型为 (S)。图3. 代表性底物。图片来源:Nat. Catal.随后,作者进行了一系列的机理研究来验证所提出的催化反应机理。1)紫外-可见吸收光谱鉴定可见光直接激发FMN的关键过程(图4a);2)低温电子顺磁共振(EPR)实验和自由基捕获实验证实了该反应涉及的相关自由基中间体;3)自由基开环实验验证生成的自由基中间体,证实了Int. D的存在(图4d);4)氘代实验探索了自由基终止步骤的氢来源(图4e)。图4. 机理实验。图片来源:Nat. Catal.为了更好地理解关键的光氧化机制,作者进行了含时密度泛函理论(TDDFT)计算。计算结果显示,从1a到激发态FMNox*的单电子转移放热2.3 kcal/mol(图5a),支持可见光引发的单电子氧化在热力学上是有利的。作者为了研究OYE1_F296G中自由基反应过程的对映体选择性(Int. C → Int. E),进行了经典的MD模拟、QM/MM MD模拟和QM/MM计算,模拟结果支持自由基阳离子加成→质子转移→氢原子转移这个反应途径(图5c)。有趣的是,Int. C中的底物2a可以采用两种不同的构象,CH3基团可以朝里的,也可以是朝外的(图5b)。2a通过甲基(CH3-in → CH3-out)的翻转而发生的构象变化在动力学上非常容易,具有2.1 kcal/mol的较小能垒。从Int. C开始,QM/MM计算表明,对于CH3-in构象,1a+和2a之间的C-C耦合的能垒为15.6 kcal/mol,而CH3-out构象的能垒为12.7 kcal/mol,表明CH3-out构象更适合C-C偶联。这主要是因为2a的双键在CH3-out构象(3.75 Å)中与1a+-C2保持的距离比在CH3-in构象(4.17 Å)中更近。从IM1开始,计算表明阴离子FMNsq的N5可以作为从噻吩基C2位点提取质子的碱,CH3-in构象质子转移的能垒为12.9 kcal/mol,在CH3-out构象中,这一步反应能垒为13.5 kcal/mol。最后,前手性碳自由基可以从中性FMNsq物种中发生氢原子提取(HAT),分别从Int. D(CH3-in)得到 (R)-3a,从Int. D(CH3-out)得到 (S)-3a。图5c表明,对映选择性主要由1a+和2a之间的C-C偶联步骤决定。由于OYE1_F296G活性位点对底物的定位,(S)-3a的形成在动力学上优于(R)-3a,这与OYE1突变体形成的产物绝对构型一致。而对GluER催化反应的进一步计算表明,立体选择性也主要由C-C偶联步骤决定。图5. OYE1_F296G催化加氢芳基化的计算研究。图片来源:Nat. Catal.总之,南大/厦大/中科大团队合作报道了一例可见光直接激发黄素蛋白实现烯烃的不对称自由基加氢芳化反应,以优异的产率(最高达99%)和对映选择性(最高达99:1 er)制备了一系列对映体富集的氢芳基化产物。与先前报道的基于烯烃还原酶的光酶催化净还原体系不同,本文发展了一种机理上独特的氧化还原中性的催化循环,关键步骤是可见光直接激发黄素蛋白,并引发后续的单电子氧化和自由基加成途径。本文的理论计算部分由厦门大学王斌举课题组完成,电子顺磁共振实验部分由中国科学技术大学生命科学学院/中国科学院强磁场科学中心田长麟课题组完成,其余部分由南京大学黄小强课题组完成。南京大学博士研究生赵贝贝、厦门大学博士研究生冯键强和中国科学院强磁场科学中心于璐副研究员为论文的共同第一作者。黄小强特聘研究员、王斌举教授和田长麟教授为论文的共同通讯作者。论文得到了南京大学启动经费、科技部重点研发计划(2022YFA0913000, 2019YFA0405600, 2019YFA0706900)、国家自然科学基金(22277053, 22121001, 21927814, 21825703)、江苏省自然科学基金(BK20220760)、中国科学院青促会(2022455)等项目,以及稳态强磁场实验装置(SHMFF)的支持。原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面):Direct visible-light-excited flavoproteins for redox-neutral asymmetric radical hydroarylationBeibei Zhao, Jianqiang Feng, Lu Yu, Zhongqiu Xing, Bin Chen, Aokun Liu, Fulu Liu, Fengming Shi, Yue Zhao, Changlin Tian, Binju Wang & Xiaoqiang HuangNat Catal., 2023, DOI: 10.1038/s41929-023-01024-0通讯作者简介黄小强博士,南京大学化学化工学院特聘研究员、国家青年人才(海外)、重点研发计划青年首席;已在Nature, Nat. Catal.(3), Nat. Commun., JACS (3), ACIE (2), Acc. Chem. Res.(2)等杂志发表一作/通讯论文多篇。实验室正在招聘生物合成和化学合成方向的博士后、博士研究生,详见课题组主页:https://www.x-mol.com/groups/huang_xiaoqiang
  • Aliben发布等离子体固样分析发射光谱仪-PJ10新品
    粮食土壤元素分析仪(等离子体固样分析发射光谱仪-PJ10)本产品是基于射流等离子体技术的固体样品元素直接分析的光谱仪器。该仪器无需对固体样品进行湿法消解等复杂的化学前处理,即可快速对固体样品中的元素进行定性和定量分析,为固体样品的直接快速分析提供了新的检测技术和方法,有效地提升了对固体样品的分析效率。 1、仪器特点: △ 直接对固体样品中的多种元素进行快速定性和定量分析,无需化学消解;△ 装载高能激发源,灵敏度高,检出限可达ppb级 ,RSD9%;△ 分析速度快,60秒内可以同时获得190nm-1100 nm波段的全谱信号,覆盖Cd,Cr,Cu,Pb,Zn,Ca,Fe等多种元素;△ 配备自动样品仓和智能软件,可实现多个待测样品自动检测并输出结果。 2、仪器参数型号:PJ10尺寸:400*410*662 mm重量:32kg功率:200W进样方式:固体直接进样样品前处理:简单混样压片、用时2-3分钟(无需消解)分析时间: 60 s可检测元素:镉Cd,铬Cr,铜Cu,铅Pb,钙Ca,铁Fe,锌Zn等元素光谱范围:190nm-1100 nm (可 根据用户需求选配)光谱分辨率:0.10~0.25nm软件:全自动检测,直接给出测试结果存储:128 GB SSD数据接口:4XUSB,1X网口,1XVGA创新点:粮食土壤元素分析仪(等离子体固样分析发射光谱仪-PJ10) 本产品是基于射流等离子体技术的固体样品元素直接分析的光谱仪器。该仪器无需对固体样品进行湿法消解等复杂的化学前处理,即可快速对固体样品中的元素进行定性和定量分析,为固体样品的直接快速分析提供了新的检测技术和方法,有效地提升了对固体样品的分析效率: 1.直接对固体样品中的多种元素进行快速定性和定量分析,无需化学消解; 2.装载高能激发源,灵敏度高,检出限可达ppb级 ,RSD9%; 3.分析速度快,60秒内可以同时获得190nm-1100 nm波段的全谱信号,覆盖Cd,Cr,Cu,Pb,Zn,Ca,Fe等多种元素; 4.配备自动样品仓和智能软件,可实现多个待测样品自动检测并输出结果。等离子体固样分析发射光谱仪-PJ10
  • FLIR光激发和超声波激发无损检测的测量示例
    高性能红外摄像机拍摄从测量对象外部激发(光、超声波、涡流、电流和热弹性等)测量对象内部的密度波动、内部剥离、缺陷和龟裂产生的温度变化是一种无损检测方法。 通过组合一定周期激发的锁相热成像,可以实现更高的分辨率,探测从测量对象表面到深入内部的缺陷;通过改变锁相频率,可以改变向测量对象表面传导的测量对象热传导周期,获得从测量对象表面到深度方向的相关信息。 本文介绍使用锁相热成像的光激发和超声波激发无损检测的测量示例。关键词:热成像、锁相、光激发、超声波激发1、红外热成像本研究需采用最新红外摄像机技术——二维焦平面阵列的红外检测元件。图1 红外摄像机320X256像素或者640X512像素、观测波长范围MWIR的红外检测元件(InSb)通过转向电子冷却器进行冷却,各个红外图像的测量温度分辨率(NETD)在25℃时为0.02℃。每个像素的空间分辨率通过空间分辨率视角规定,如要检测大型测量目标和精细区域,则需要更高像素的640X512像素红外摄像机。 红外应力测量需要更高的温度分辨率,如果计算约2000个图像,温度分辨率要不低于0.001℃。图2 锁相方式对于反复加权的测量对象试样的温度变化,根据所谓的锁相方式(图2)任意设置的一定间隔的帧率,连续采集和计算红外图像,从时刻变化的温度变化量计算最大温度差⊿T,并制成图像。2、光激发热成像图3 光激发锁相热成像通过图3所示的结构进行光激发锁相热成像测量。光激发方法分为脉冲热成像和锁相热成像两种。图4 脉冲热成像脉冲热成像方法显示图4所示的温度变化和时间相位滞后,通过光瞬间激发测量对象,在测量对象温度下降的过程中,将测量对象的正常位置和缺陷位置产生的温度变化和时间相位滞后通过图像显示出来。脉冲热成像针对捕捉测量对象表面附近的缺陷和热传导系数较高的材料瞬变现象的测量。图5 锁相热成像如图5所示,锁相热成像方法通过重复亮灯激发测量对象,测量对象正常位置和缺陷位置因光激发产生的温度变化而出现温度变化和时间相位滞后,该方法通过图像将温度变化量和相位滞后显示出来。锁相热成像方法将按一定频率重复出现的温度变化和相位滞后通过图像表现出。通过锁相方式反复施加相同的温度变化,减少噪音成分,可以检测出每次温度变化测量所包含的噪音成分中隐藏的小型缺陷信号。3、光激发锁相热成像测量示例图6 复合材料汽车车身的缺陷图6显示使用光激发锁相热成像进行缺陷检测的结果。光激发锁相热成像检测出复合材料内部缺陷和剥离位置。图7 频率和缺陷深度的关系图7显示缺陷位置不同的复合材料平板的测量示例。改变光激发的锁相频率,0.5Hz的高频只引起测量对象表面附近出现温度变化,从而只能检测测量对象表面附近的缺陷。而0.06Hz的低频可以使测量对象深处出现温度变化,从而还可以检测深处缺陷。因此,在光激发锁相热成像中,通过改变激发频率,可以评估到从测量对象表面到缺陷以及从缺陷位置到测量位置表面的热传导温度变化和相位滞后,从而可以推测缺陷深度状况。4、超声波激发热成像图8 超声波激发热成像图8为超声波激发热成像概要。通过超声波换能器激发测量对象,使用高性能红外摄像机检测测量对象内部的龟裂或裂纹通过内部摩擦或滞后而发热的状态。在光激发热成像中,捕捉从受热的测量对象表面向缺陷的传热以及温度变化从缺陷位置向测量对象表面传导时的温度变化。而对于超声波激发热成像,因为捕捉从缺陷位置到测量对象表面的温度变化,只需光激发热成像的一半过程即可,因此超声波激发热成像可以检测更深位置的缺陷。5、超声波激发热成像的测量示例图9-铆钉残留的超声波激发热成像图9为使用超声波激发的热成像检测铆钉残留位置。左图为铆钉熔化后成为一体的检测图像,其中检测不到超声波激发引起的发热。右图中的铆钉处存在间隙,可以测量到超声波激发产生的发热。图10 超声波热成像显示气门座圈图10 为插入发动机气门座圈时的啮合状态检测示例。超声波激发使座圈中有间隙的内部产生摩擦而引起发热。本状态使用红外摄像机测量。6、总结通过对测量对象进行光激发或者超声波激发,可以检测测量对象内部的缺陷和剥离状态。高性能红外摄像机可以捕捉非常轻微的温度变化,并且与锁相热成像组合可以改进S/N。通过图像处理将缺陷位置和正常位置进行二进制处理,还可以用作自动识别的检测装置。
  • 上海秀中公司负氧离子监测发布系统
    概述上海秀中电子设备有限公司是国内最先开发、研制负氧离子连续监测LED实时显示发布系统的企业,监测仪器及LED显示技术成熟领先,稳定可靠,售后及时完善。监测仪器负氧离子监测仪可连续实时在线监测空气中温度、湿度及负氧离子含量(可扩展监测PM2.5、风力风向、紫外线、雨量、噪声、O2、CO、SO2、NO等含量),仪器能抗高湿、抗高温、抗低温,防雨防雷,野外长期工作。具备无线GPRS通信功能,管理人员可在全国任何一处,远程获取实时及历史数据。监测数据可保存到数据库中(Oracle,SQL Server,Access均可)或文本文件中。用户也可使用电子表格EXCEL浏览数据,并可自动生成曲线图表,直观而方便。LED显示屏LED显示发布系统采用无线GPRS或3G方式进行数据传输,令LED的安装位置灵活可变。除了常规的单色显示外,另有全彩显示可供选择。除了显示发布温湿度、负氧离子含量,还可以循环滚动播放天气预报、文字广告、宣传口号、警示提醒、通知告示等。全彩屏幕可以播放照片、视屏、动画等节目。 售后定期在全国范围内开展每半年一次的主动客户回访,仪器保养,有效地保证了仪器的长期稳定运行,令甲方或经销商无任何后顾之忧。用户苏州市气象局、浙江省气象局、广东云浮市环境监测站、浙江省丽水市林业局、杭州西溪湿地、长春净月潭国家森林公园、杭州余杭区鸬鸟镇人民政府、太仓市国家现代农业园区、合肥大蜀山国家森林公园。案例视频展示:http://v.youku.com/v_show/id_XMTM2OTc1MDY3Ng==.htmlhttp://v.youku.com/v_show/id_XMTM2OTc3ODQwMA==.htmlhttp://v.youku.com/v_show/id_XMTM2OTc5NTg3Mg==.html
  • SCIEX发布SCIEX声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统)新品
    声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统)以其超高通量筛选能力重新定义化合物高通量定量研究迅捷 每秒可以分析三个样品声波激发与质谱耦合系统 (Acoustic Ejection Mass Spectrometry , AEMS) 是一款超高通量的样品分析系统,具有超快速,规模化和高稳定性特点同时提供理想的数据质量。 声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统) 采用SCIEX先进的定量质谱技术提供了高灵敏度的解决方案,将重新定义您当前和未来的高通量工作流程。比传统LC-MS/MS分析速度快50倍的超快速分析速度: 每秒可以分析三个样品,比传统LC-MS/MS进行定量分析速度快50倍。规模化: 项目时间表从几周减少到几天完成,同时获得准确且信息丰富的结果,使您更快地做出决策。重现性: 先进的定量标准,对复杂基质样品进行定量研究,仍然具有稳定且精确的重现性。开启非接触进样的新时代声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统) 能够显著缩短分析时间,同时降低对样品制备的要求,无需液相色谱分离声波激发直接进样。2020年6月2日 弗雷明翰市,美国马萨诸塞州 — 作为生命科学分析技术领域的创新者,SCIEX在2020年美国质谱年会上“云”直播(ASMS Reboot 2020)发布了声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统)。更多详情,敬请期待关于SCIEXSCIEX 致力于用创新和精准的科学理念,整合可靠解决方案,促进人类科学认知,改善和提高人们的健康、安全。我们在质谱技术领域拥有50年的创新经验。从1981年成功推出第一台商业化的三重四极质谱系统开始,我们一直致力于开发突破性的技术和解决方案,从而影响和推进可以改善人们生活的科学研究和成果。今天,SCIEX作为全球生命科学和技术创新者的丹纳赫集团(Danaher)一员,我们将继续在质谱和毛细管电泳技术领域开发稳健的解决方案。 我们可以帮助客户监测环境危害因子并做出迅速响应;更好的理解疾病和疾病标志物,改善疾病的临床治疗,助力相关药物研发上市;保证食物更健康和更安全。这就是世界各地的科学家们愿意选择SCIEX 产品的原因,我们帮助您获得可靠的结果,以便您做出更好的关键决策,从而改善人们的生活。创新点:声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统)以其超高通量筛选能力重新定义化合物高通量定量研究。1)开启非接触进样的新时代:Echo MS系统能够显著缩短分析时间,同时降低对样品制备的要求,无需液相色谱分离声波激发直接进样。2)速度: 每秒可以分析三个样品,比传统LC-MS/MS进行定量分析速度快50倍。3)规模化: 项目时间表从几周减少到几天完成,同时获得准确且信息丰富的结果,使您更快地做出决策。4)重现性: 先进的定量标准,对复杂基质样品进行定量研究,仍然具有稳定且精确的重现性。SCIEX声波激发耦合质谱系统(Echo MS 系统)
  • 用离子阱做不一样的超高分辨离子淌度——访清华大学精密仪器系周晓煜副教授
    近期,一篇关于“超高场离子云扫描技术实现高分辨生物分子异构体分析研究”的成果发表于《自然通讯》,该研究开发的离子淌度质谱分辨率超过1万,与现有商业化产品和国际先前报道过的技术相比, 分辨率提升了一个数量级以上。该成果公开发表后便引起业内质谱专家热议,相关评论包括“概念新颖”、“第一次见这么高的淌度分辨率”、“原理创新”等。据了解,离子淌度质谱领域成熟的商业化产品的分辨率皆在1千以下,清华的这项技术为何能“一骑绝尘”达到如此高分辨率?其创新在哪?能否成为离子淌度质谱发展的突破性技术?其距离商品化还有多远的路程?在此背景下,仪器信息网特别采访了清华大学精密仪器系周晓煜副教授,就该成果提出的高分辨离子淌度质谱技术以及未来的应用前景等进行了深入的交流。周晓煜副教授在实验室生物分子结构解析是现代生物科学中至关重要的环节,生物分子的结构包含着功能和性质的关键信息,科学家们可以通过对其结构的解析,揭示作用机制、探究与疾病的关系、寻找药物靶点等。因此,生物分子结构的准确解析对于药物研发和疾病治疗等领域具有重要意义。在生物分子结构解析领域,质谱技术的发展在过去几十年里经历了巨大的进展。其中,离子迁移质谱技术/离子淌度质谱(IM-MS)独特的分辨能力可以区分质谱技术无法区分的异构体或同重素,成为了生物分子结构解析重要的技术工具。而随着对生物分子结构与功能关系研究的深入,对高效、高灵敏的分析技术的需求越来越迫切。近年来,多种离子迁移质谱分析方法被纷纷提出,例如迁移时间DTIMS(Drift time ion mobility spectrometry)、囚禁式TIMS(Trapped ion mobility spectrometry)、行波TWIMS(Travelling wave ion mobility spectrometry)以及非对称场FAIMS(Field asymmetric ion mobility spectrometry)等通过引入高压气体簇冷却技术、多级离子迁移分离手段的方法并形成商业化产品,使得IM-MS分离分辨率得到了显著提高(分离分辨率在40-1000左右)。虽然IM-MS技术已经被广泛应用于生物分子结构解析的研究中,但由于分离分辨率的限制,目前无法完全解决生物分子异构体解析的问题。因此,如何提高IM-MS的分离分辨率,成为当前离子迁移质谱研究的热点和难点问题之一。搭建高分辨离子淌度——离子阱质谱新玩法仪器信息网:当前的技术手段在生物分子异构体研究中面临哪些瓶颈?您团队开发的超高场离子云扫描技术是否解决了这些瓶颈?周晓煜:生物分子结构解析常用的方法很多,比如核磁共振、X射线晶体学、电镜、质谱、离子淌度(IM)等等。过去十年,离子淌度质谱(IM-MS)正逐渐成为生物分子结构解析的主流手段以及质谱仪器发展的主要方向。这是因为质谱方法本身具有高灵敏度和高特异性的优点,串级质谱又可以看分子离子的结构,离子淌度功能的加入更是极大加强了质谱的结构解析能力,从另一个维度——分子形状对样品离子的结构进行区分。不过,目前的离子淌度质谱方法也存在“分辨率不够”的瓶颈,因此依然有很多具有生物学意义的异构体分子无法有效区分,包括很多蛋白质构象之间的差异无法检测到。那么,我们提出的离子云扫描技术,其分辨率可达10000,有潜力解决上述难题。仪器信息网:业内对新成果的评价,“概念新颖、原理创新”,其“新”主要体现在哪里? 您是如何想到、做到这个“新”呢?周晓煜:“新”主要体现在两点:一、离子阱是一种大家熟悉的质量分析器,这里却被我们拿来做离子淌度,实现的装置很简单,并且可以和其他质量分析器结合设计混合式质谱仪。二、主流的淌度分析都是用的低场,而我们用的是高场;同时在传统离子阱质谱分析的经典方法“共振抛出”方面作出了创新,利用胁迫振荡的原理获得了离子的结构信息,得到了很高的分辨率。过去,大多数提升离子淌度分辨率的方法主要是增加分析的路径或者时间。例如,西北太平洋国家实验室的SLIM采用多层堆叠结构,分析路径可达1094米。这是他们获得高分辨的原因,但也导致仪器的结构相对复杂。我们想走一条不一样的道路。我们团队长期从事离子阱原理和仪器研究,对离子阱有比较深刻的理解。考虑到离子阱具有无限长时间囚禁、分析离子的特性,从而可以无限增加离子淌度分析时间。同时,我们还利用强迫振荡的原理压缩离子云、抑制离子的扩散,让谱峰变的更窄。因此,在简单的离子阱结构里我们得到了很高的分辨率。 超高分辨淌度技术研发的实验装置。(左:实验室自搭分析器实验平台;右:从Mini β小仪器改装的实验平台)应用前景——为蛋白质异构体解析提供新深度仪器信息网:据了解,本研究是在一台经过改装的Mini β仪器上进行的,该仪器是一台双线性离子阱小型质谱。那么您团队开发的离子淌度+离子阱串联质谱的应用前景如何?周晓煜:我们认为这项技术有很好的应用前景。首先,我们已经在小仪器平台上证明这项技术可以达到很高的离子淌度分辨率,超出现有技术一个数量级以上,具备很强的技术优势。第二,离子阱是质谱仪器非常常用的分析器,无论学术还是产业界对它都很熟悉,奠定了广泛应用的基础。第三,离子阱,包括四极杆,很容易和其他高分辨质量分析器联用,例如和Orbitrap或TOF的联用。该技术的应用价值可以通过与经典的质谱联用型仪器范式得到证明。仪器信息网:该质谱仪器未来在哪些研究领域能够替代当前商业化的离子淌度质谱?或是否有非“我”不可的应用场景呢?周晓煜: 现在商业化仪器的离子淌度分辨率对异构体分析是不够的,甚至是远不够的。从蛋白质的构象解析可以清晰的看出来,大多数淌度技术只能把几个构象勉强分开;这样的困难对糖、脂质等异构体同样存在,而我们的方法可以实现基线分离。在这些传统技术很难做或无法做到的场景,我们的技术优势将得到充分体现。仪器信息网:您团队在该成果的基础上还有哪些规划?接下来您团队的研究重点还有哪些?本次开发的仪器技术是否有产业化发展的规划?您预计多久能成功产业化?周晓煜: 目前我们在小仪器平台证明了这项技术的可行性,未来,我们希望将离子阱和高分辨质量分析器联用,针对生物分子结构解析研究,开发相应的大仪器并解决相关的应用问题。除此之外,我们团队将持续聚焦便携式、小型化质谱仪器系统的开发,以及其在现场即时化学检验中的应用;一分钟出具报告,主要应用于临床、毒物/毒品、食品、安保等领域。另外,围绕脂质组学分析仪器方面,我们还将开展精细结构脂质组学的单细胞分析、疾病标记物筛查等相关研究。我们团队和清谱科技有很好的合作基础,双方合作开发了Mini β、Cell等多款小型化质谱仪,并还将继续合作。按技术就绪度而言,我们现在的就绪度在4以下,预期通过3-5年的时间可以达到6-8,即达到商业化仪器的水平。聚沙成塔——从1-10000的离子阱质谱开发之旅仪器信息网:请介绍下您本人质谱仪器创新研究的历程?周晓煜: 我最早接触质谱是在博士期间,当时中科院化学所的聂宗秀研究员刚回国组建研究团队,所以我在2009年3月启程来到北京,开始了质谱研究之旅。研究之初,聂老师拿了一些质谱理论的书还有他自己的研究心得给我看,特别是离子阱理论这部分,希望我能早点弄懂从而能尽早搭建颗粒质谱。因为具有物理学的背景,我看离子阱理论这部分特别有感觉,所以博士毕业后希望能够继续从事这方面的研究。当时,美国普渡大学的欧阳证老师经常回国交流,我也借机申请去他那里做博士后。欧阳老师当时的一个主要方向是离子阱小仪器,所以我就一边研究离子阱理论,一边考虑适用于小仪器的理论和应用方法开发。2015-2017年,我们普渡的质谱团队跟随欧阳老师一起回国并加入清华大学,那时我开始考虑如何利用自己的特点做一些有意思的研究。一开始,我也不知道答案。众所周知,离子阱作为质谱质量分析器已经几十年了,发展相当成熟,但我一直相信离子阱能做出一些不一样的东西。所以,自2009年以来,我做的所有工作都是围绕离子阱理论和仪器展开。直到2017年开始接触到了离子淌度技术,了解到该技术目前遇到的问题,我意识到离子阱的机会“真”的来了。一开始,我们只是把现有的低场离子淌度原理移植到我们的小仪器上,在2000年时可以实现40左右分辨率的离子淌度功能,已经接近商业大型仪器。之后又通过3年的技术研发,提出自己的高场淌度技术,我们把离子淌度的分辨率提到了10000。作为一名教师,我也希望充分利用自己的研究经历为国家、为质谱行业培养更多、更优秀的青年人才。合影(右:清华大学周晓煜副教授,左:仪器信息网万鑫)采访编辑:万鑫
  • 助力激发创新动能,安捷伦在BCEIA2023展示分析测试技术新作为
    第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BECIA2023)已拉开帷幕。安捷伦科技公司集中展示了面向未来实验室的一系列数字化、智能化与自动化分析创新技术与产品。结合当前国家高质量发展阶段培育出一批战略性新兴产业、并形成经济发展新动能的大环境,本届展会,安捷伦还通过与新动能赛道相关的典型用户代表开展深入探讨,展现在新时期产业升级与新动能发展时,分析测试技术的新作为。新时期,我国经济正走在高质量发展阶段,随之释放了对新型工业化与产业升级的需求,这其中,战略性新兴产业逐渐成为我国经济发展的新动能。实验室是新动能产业取得创新和成果突破的重要基础设施,而作为激发新动能发生与落地的一支力量,安捷伦正在积极支持新赛道上的企业与研学组织,从实验室的功能和目标层面深入挖掘优化空间,提供用户所需的创新方案,期冀帮助用户早日实现更多成果与突破。安捷伦副总裁兼大中华区业务总经理杨挺表示:“我们很高兴参与本届BCEIA2023,并了解到新旧动能转换的关键时期将会为我们带来更多施展空间,这令我们倍添信心。对于安捷伦而言,我们依旧保持技术革新步调,同时持续深入推进本地化战略,助力激发我们国家新动能的活力,这也是我们‘在中国,为中国’顺应新时期的阐述和愿景。”安捷伦展台一览安捷伦正在聚焦的六大业务领域与新动能产业多有交集甚至全面覆盖,并且在这些覆盖的产业领域已拥有多年的技术积淀与操作经验,因此发力新动能赛道正当时。这其中,安捷伦在能源与材料领域拥有深厚积淀,在助推新动能产业发展,尤其以新能源、新材料为代表的产业,具有先发优势。首先,随着国内能源引领企业围绕氢能发展推进产业布局,驱动“氢能时代”加速发展,而安捷伦继续协助该企业下属的研发机构开展氢燃料电池、氢气纯化技术的研发,并助力该机构实施氢气质量标准的制定工作;在新材料方面,目前,安捷伦可作为单一供应商,能够为化工、食品、制药、生物制药的用户提供全系列、更高效、更绿色的GPC/SEC产品和应用解决方案,为核酸、蛋白质、单克隆抗体、多糖、合成塑料等天然和合成聚合物表征提供全面服务。新动能产业的蓬勃发展正在培育出一批专精特新企业。迈上新赛道的这些企业面临着初生的竞争压力,也面临着不确定的市场需求,他们对于研发的投入产出比要比在成熟市场的企业要求高出许多。对于该类型的用户,安捷伦不但提供性能领先的产品,也在服务上不断改善。一个例子是,安捷伦在线工程师团队基于人工智能技术与坐席客服经验,开发出了“小智机器人”,其已帮助安捷伦在线工程师团队整体解决问题的效率提高了约16%左右。安捷伦售后服务机器人每年为8万用户提供7*24小时的支持,帮助用户随时随地解决售后问题。智能分流、人机辅助等功能助力在线支持效率的提高。此外,也是针对初创及中小企业,安捷伦成都仪器服务中心还提供短期租赁和定向翻新服务。安捷伦助理副总裁兼大中华区高级市场总监 郑欣介绍公司实践可持续发展的进展绿色与可持续也是高质量发展的重要组成部分,也符合新动能产业的发展目标。安捷伦持续深入可持续发展实践,从“硬件-软件-服务”等多个层面做创新实践,让实验室的可持续发展不断延伸。如今,越来越多的安捷伦仪器设备出厂即获得My Green Lab 组织 颁发的“归责性、一致性和透明度(ACT)”标签,为持续改善安捷伦产品对环境的影响提供了基准和框架;安捷伦首创推出了氢气惰性离子源(HydroInert)技术与专有的智氢洁技术(JetClean),让氢气作为气质联用系统的载气切实可行,且在部分应用展现出更好的分析性能。这不仅消除了“氦气焦虑”、降本增效,更是正在改变和颠覆用户对于气质联用性能的认知。不但如此,安捷伦的实验室资产管理项目——官方认证翻新仪器,正在增进产品循环利用,降低用户投入压力,减少环境压力。 在软件层面,推动“数字实验室(Digital Lab)”的落地也是安捷伦帮助用户实现可持续发展的重要举措。“数字实验室”是应用数字化、智能化和自动化技术,实现实验室的“三化”——物联化、互联化,智能化,帮助实验室减少能源消耗、提升实验效率、优化实验成果。与此有关的举措例如,安捷伦近年来发布的质谱新品搭载有iReflex智能反馈技术以及AI峰积分软件,简化实验室运维人员对仪器本身的维护流程,并提升对实验数据权威性可靠性的管理。随着“数字经济+国企改革”上升为国家战略,安捷伦还通过自动化控制中间层提供开放的接口,并联合合作伙伴的协作机器人,帮助国内若干石化企业完成全实验室自动化系统的提升。安捷伦与重点客户代表在现场围绕新动能产业研发与分析测试技术创新分享各自洞察嘉宾合影(从左至右):安捷伦助理副总裁兼大中华区高级市场总监 郑欣,清华大学分析中心无机分析平台主管、国家级资质认定主任评审员 邢志教授,中石化石油化工科学研究院首席专家 徐广通教授,国联汽车动力电池研究院有限责任公司副总经理 沈雪玲女士,安捷伦助理副总裁兼大中华区销售拓展团队总经理 朱颖新本届展会同期,安捷伦还召开了用户圆桌会,与受邀到场的新动能领域的研发专家深入交流,讨论了针对新动能赛道的创新技术与服务,以及不断迭代的科学仪器设备在新动能赛道上的研发创新与可持续发展中扮演的角色。
  • 助力激发创新动能,安捷伦在BCEIA2023展示分析测试技术新作为
    2023年9月7日,北京——第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BECIA2023)已拉开帷幕。安捷伦科技公司(纽约证交所:A)集中展示了面向未来实验室的一系列数字化、智能化与自动化分析创新技术与产品。安捷伦展台一览 结合当前国家高质量发展阶段培育出一批战略性新兴产业、并形成经济发展新动能的大环境,本届展会,安捷伦还通过与新动能赛道相关的典型用户代表开展深入探讨,展现在新时期产业升级与新动能发展时,分析测试技术的新作为。 新时期,我国经济正走在高质量发展阶段,随之释放了对新型工业化与产业升级的需求,这其中,战略性新兴产业[1]逐渐成为我国经济发展的新动能。实验室是新动能产业取得创新和成果突破的重要基础设施,而作为激发新动能发生与落地的一支力量,安捷伦正在积极支持新赛道上的企业与研学组织,从实验室的功能和目标层面深入挖掘优化空间,提供用户所需的创新方案,期冀帮助用户早日实现更多成果与突破。 安捷伦副总裁兼大中华区业务总经理杨挺表示:“我们很高兴参与本届BCEIA2023,并了解到新旧动能转换的关键时期将会为我们带来更多施展空间,这令我们倍添信心。对于安捷伦而言,我们依旧保持技术革新步调,同时持续深入推进本地化战略,助力激发我们国家新动能的活力,这也是我们‘在中国,为中国’顺应新时期的阐述和愿景。”安捷伦正在聚焦的六大业务领域与新动能产业多有交集甚至全面覆盖,并且在这些覆盖的产业领域已拥有多年的技术积淀与操作经验,因此发力新动能赛道正当时。这其中,安捷伦在能源与材料领域拥有深厚积淀,在助推新动能产业发展,尤其以新能源、新材料为代表的产业,具有先发优势。安捷伦助理副总裁兼大中华区高级市场总监郑欣介绍公司实践可持续发展的进展 首先,随着国内能源引领企业围绕氢能发展推进产业布局,驱动“氢能时代”加速发展,而安捷伦继续协助该企业下属的研发机构开展氢燃料电池、氢气纯化技术的研发,并助力该机构实施氢气质量标准的制定工作;在新材料方面,目前,安捷伦可作为单一供应商,能够为化工、食品、制药、生物制药的用户提供全系列、更高效、更绿色的GPC/SEC产品和应用解决方案,为核酸、蛋白质、单克隆抗体、多糖、合成塑料等天然和合成聚合物表征提供全面服务。 新动能产业的蓬勃发展正在培育出一批专精特新企业。迈上新赛道的这些企业面临着初生的竞争压力,也面临着不确定的市场需求,他们对于研发的投入产出比要比在成熟市场的企业要求高出许多。对于该类型的用户,安捷伦不但提供性能领先的产品,也在服务上不断改善。一个例子是,安捷伦在线工程师团队基于人工智能技术与坐席客服经验,开发出了“小智机器人”,其已帮助安捷伦在线工程师团队整体解决问题的效率提高了约16%左右。安捷伦售后服务机器人每年为8万用户提供7*24小时的支持,帮助用户随时随地解决售后问题。智能分流、人机辅助等功能助力在线支持效率的提高。此外,也是针对初创及中小企业,安捷伦成都仪器服务中心还提供短期租赁和定向翻新服务。安捷伦与重点客户代表在现场围绕新动能产业研发与分析测试技术创新分享各自洞察嘉宾合影(从左至右):安捷伦助理副总裁兼大中华区高级市场总监 郑欣,清华大学分析中心无机分析平台主管、国家级资质认定主任评审员 邢志教授,中石化石油化工科学研究院首席专家 徐广通教授,国联汽车动力电池研究院有限责任公司副总经理 沈雪玲女士,安捷伦助理副总裁兼大中华区销售拓展团队总经理 朱颖新绿色与可持续也是高质量发展的重要组成部分,也符合新动能产业的发展目标。安捷伦持续深入可持续发展实践,从“硬件-软件-服务”等多个层面做创新实践,让实验室的可持续发展不断延伸。如今,越来越多的安捷伦仪器设备出厂即获得My Green Lab组织颁发的“归责性、一致性和透明度(ACT)”标签,为持续改善安捷伦产品对环境的影响提供了基准和框架;安捷伦首创推出了氢气惰性离子源(HydroInert)技术与专有的智氢洁技术(JetClean),让氢气作为气质联用系统的载气切实可行,且在部分应用展现出更好的分析性能。这不仅消除了“氦气焦虑”、降本增效,更是正在改变和颠覆用户对于气质联用性能的认知。不但如此,安捷伦的实验室资产管理项目——官方认证翻新仪器,正在增进产品循环利用,降低用户投入压力,减少环境压力。 在软件层面,推动“数字实验室(Digital Lab)”的落地也是安捷伦帮助用户实现可持续发展的重要举措。“数字实验室”是应用数字化、智能化和自动化技术,实现实验室的“三化”——物联化、互联化,智能化,帮助实验室减少能源消耗、提升实验效率、优化实验成果。与此有关的举措例如,安捷伦近年来发布的质谱新品搭载有iReflex智能反馈技术以及AI峰积分软件,简化实验室运维人员对仪器本身的维护流程,并提升对实验数据权威性可靠性的管理。随着“数字经济+国企改革”上升为国家战略,安捷伦还通过自动化控制中间层提供开放的接口,并联合合作伙伴的协作机器人,帮助国内若干石化企业完成全实验室自动化系统的提升。 本届展会同期,安捷伦还召开了用户圆桌会,与受邀到场的新动能领域的研发专家深入交流,讨论了针对新动能赛道的创新技术与服务,以及不断迭代的科学仪器设备在新动能赛道上的研发创新与可持续发展中扮演的角色。
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