静电迁移率分析仪原理

p 　　 strong 来自Testa Analytical Solutions e.K的NanoBrook ZetaPALS是一种使用相位分析光散射方法的高度精确和易于使用的Zeta电位分析仪。 /strong /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/74322ba6-017d-419d-988b-a6b3f373457c.jpg" title=" Nanobrook ZetaPALS.jpg" width=" 500" height=" 347" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 500px height: 347px " / /strong /p p 　　基于相位分析光散射(PALS)原理，Nanobrook ZetaPALS被设计用于测量电泳迁移率。Testa analysis公司的Nanobrook ZetaPALS提供了一个优异的平台，用于测定盐浓度低于75毫摩尔离子强度水中的纳米颗粒和胶体的zeta电位。 /p p 　　这种创新性的仪器被设计用来消除其他zeta电位仪器固有的缺陷。利用PALS配置，NanoBrook ZetaPALS可被用来测量比传统的激光多普勒电泳系统低3个数量级的迁移率。NanoBrook ZetaPALS可以在几秒钟内测量完整的电泳迁移率分布。 /p p 　　Nanobrook ZetaPALS独特的单元配置消除了电渗效应，因此不需要固定水平、对齐或校准。运用低成本，一次性样品单元，不需要组装或维护，消除了样品交叉污染的可能性。 /p p 　　NanoBrook Zeta的软件很简单，但操作起来非常直观，同时为希望进行更复杂实验的科学家们提供了高级功能。 /p

精确测量仪器领域的全球领导者TSI公司宣布推出该款新型1nm Scanning Mobility Particle Sizer（SMPS）扫描电迁移率粒径谱仪。 TSI的SMPS扫描电迁移率粒径谱仪被广泛应用于测量1微米以下的气溶胶粒径分布的标准。和3777型纳米增强仪和3086型差分静电迁移率分析仪配套使用，SMPS粒径谱仪能够测量纳米的粒径范围扩展至1nm。 当整合到SMPS扫描电迁移率粒径谱仪中后,3777型1nm纳米增强仪让研究者能够以高分辨率并且快速地测量纳米级气溶胶的数量浓度和粒径。3777型纳米增强仪，和TSI的3086型 1nm-DMA差分静电迁移率分析仪已经被最优化，能够将散逸损失降至最低，且能够和SMPS粒径谱仪整合，测量1nm到50nm的粒径，并且能够与3081A型长差分静电迁移率分析仪配套使用测量1nm到1 μm的粒径。 “该款1nm 凝聚粒子计数器让研究者能够在气体到颗粒转换过程边界进行测量，”TSI颗粒物测量仪器的高级全球产品经理Jürgen Spielvogel如是说。应用包括材料科学研究、大气和气候研究、基础气溶胶研究、颗粒物成核与生长研究以及其他各类研究。关于TSI公司TSI公司研究、确定和解决各种测量问题，为全球市场服务。作为精密仪器设计和生产的行业领导者，TSI与世界各地的科研机构和客户合作，确立与气溶胶科学、气流、健康和安全、室内空气质量、流体力学及生物危害检测有关的测量标准。TSI总部位于美国，在欧洲和亚洲设有代表处，在其服务的全球各个市场建立了机构。每天，我们专业的员工都在把科研成果转化成现实。

短波红外和中波红外波段是两个重要的大气窗口。在该波段范围内，碲化汞胶体量子点表现出良好的光响应。此外，胶体量子点具有易于液相加工制备以及与硅基工艺兼容等优势，因此有望显著降低红外光电探测器的成本。然而，目前胶体量子点红外光电探测器在比探测率、响应度等核心性能方面与传统块体半导体红外探测器相比仍存在一定差距。有效地调控掺杂和迁移率等输运性质是提升量子点红外光电探测器性能的关键。据麦姆斯咨询报道，近期，北京理工大学光电学院和北京理工大学长三角研究院的科研团队在《光学学报》期刊上发表了以“高载流子迁移率胶体量子点红外探测器”为主题的文章。该文章第一作者为薛晓梦，通讯作者为陈梦璐和郝群。在本项工作中，采用混相配体交换的方法将载流子迁移率提升，并且实现了N型、本征型、P型等多种掺杂类型的调控。在此基础之上，进一步研究了输运性质对探测器性能的影响。与光导型探测器相比，光伏型探测器不需要额外施加偏置电压，没有散粒噪声，拥有更高的理论灵敏度，因此是本项工作的研究重点。同时，使用高载流子迁移率的本征型碲化汞量子点薄膜制备了短波及中波红外光伏型光电探测器。实验过程材料的合成：Te前驱体的制备在氮气环境下，称量1.276 g（1 mmol）碲颗粒置于玻璃瓶中，并加入10 ml的三正辛基膦（TOP）中，均匀搅拌至溶解，得到透明浅黄色的溶液，即为TOP Te溶液。碲化汞胶体量子点的合成在氮气环境下，称量0.1088 g（0.4 mmol，氮气环境下储存）氯化汞粉末置于玻璃瓶中，并加入16 ml油胺（OAM），均匀搅拌并加热至氯化汞粉末全部溶解。本工作中合成短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的反应温度分别为65℃和95℃。使用移液枪取0.4 mL的TOP Te溶液，快速注入到溶于油胺的氯化汞溶液中，反应时间分别为4 min和6 min。反应结束后加入20 ml无水四氯乙烯（TCE）作为淬火溶液。碲化银纳米晶体颗粒的合成在氮气环境下，称量0.068 g（0.4 mmol）硝酸，并加入1 mL油酸（OA）和10 mL油胺（OAM）中，均匀搅拌30 min。溶解后，注入1 mL TOP，快速加热至160℃并持续30-45 min。然后向反应溶液中注入0.2 mL TOP Te（0.2 mmol），反应时间为10 min。碲化汞胶体量子点的混相配体交换混相配体交换过程包括液相配体交换和固相配体交换。选择溴化双十二烷基二甲基铵（DDAB）作为催化剂，将碲化汞胶体量子点溶在正己烷中，取4 ml混合溶液与160 μL β-巯基乙醇（β-ME）和8 mg DDAB在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中混合。之后向溶液中加入异丙醇（IPA）进行离心，倒掉上清液，将沉淀物重新溶解在60μL DMF中。固相配体交换是在制备量子点薄膜后，用1,2-乙二硫醇（EDT）、盐酸（HCL）和IPA（体积比为1:1:20）溶液对已成膜的碲化汞胶体量子点表面进行处理。碲化汞胶体量子点的掺杂调控在调控碲化汞胶体量子点的掺杂方面，Hg²⁺可以通过表面偶极子稳定量子点中的电子，所以选择汞盐（HgCl₂）来调控量子点的掺杂状态。在液相配体交换结束后，向溶于DMF的碲化汞胶体量子点溶液中加入10 mg HgCl₂得到本征型碲化汞胶体量子点，加入20 mg HgCl₂得到N型碲化汞胶体量子点。材料表征采用混相配体交换的方法不仅可以提高载流子迁移率还可以通过表面偶极子调控碲化汞胶体量子点的掺杂密度。液相配体交换前后中波红外碲化汞胶体量子点的TEM图像如图1（a）所示，可以看到，进行液相配体交换后的碲化汞胶体量子点之间的间距明显减小，排列更加紧密。致密的排列可以提高碲化汞胶体量子点对光的吸收率。混相配体交换后的短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱如图1（b）所示，从图1（b）可以看出，短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收峰分别为5250 cm⁻¹和2700 cm⁻¹。利用场效应晶体管（FET）对碲化汞胶体量子点的迁移率和薄膜的掺杂状态进行测量，把碲化汞胶体量子点沉积在表面有一层薄的SiO₂作为绝缘层的Si基底上，基底两侧的金电极分别作为漏极和源极，Si作为栅极，器件结构如图1（c）所示。通过控制栅极的极性和电压大小，可以使场效应晶体管分别处于截止或导通状态。图1（d）是N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线。利用FET传输曲线的斜率计算了载流子的迁移率μFET。图1 （a）混相配体交换前后碲化汞胶体量子点的透射电镜图；（b）短波红外和中波红外碲化汞胶体量子点的吸收光谱；（c）碲化汞胶体量子点薄膜场效应晶体管测量原理图；（d）在300K时N型、本征型和P型中波红外碲化汞胶体量子点的场效应晶体管转移曲线测试结果。分析与讨论碲化汞胶体量子点光电探测器的制备光伏型探测器不需要施加额外的偏置电压，没有散粒噪声，理论上会具有更好的性能，借鉴之前文献中的报告，器件结构设计为Al₂O₃/ITO/HgTe/Ag₂Te/Au，制备方法如下：第一步，在蓝宝石基底上磁控溅射沉积50 nm ITO，ITO的功函数在4.5~4.7 eV之间。第二步，制备约470 nm的本征型碲化汞胶体量子点薄膜。第三步，取50 μL碲化银纳米晶体溶液以3000 r/min转速旋转30 s，然后用HgCl₂/MEOH（10 mmol/L）溶液静置10 s后以3000 r/min转速旋转30 s，重复上述步骤两次。在这里，Ag⁺作为P型掺杂层，与本征型碲化汞胶体量子点层形成P-I异质结。最后，将器件移至蒸发镀膜机中，在真空环境（5×10⁻⁴ Pa）下蒸镀50 nm Au作为顶层的电极。高迁移率光伏型探测器的结构图和横截面扫描电镜图如图2（a）所示。能级图如图2（b）所示。制备好的探测器的面积为0.2 mm × 0.2 mm。图2 （a）高迁移率碲化汞胶体量子点P-I异质结结构示意图及扫描电镜截面图 （b）碲化汞胶体量子点P-I异质结能带图。器件性能表征为了探究高载流子迁移率短波红外和中波红外光伏型探测器的光电特性，我们测试了器件的I-V曲线以及响应光谱。图3（a）和（b）分别是高迁移率短波红外和中波红外器件的I-V特性曲线，可以看到短波红外和中波红外探测器的开路电压分别为140 mV和80 mV，这表明PI结中形成了较强的内建电场。此外，在零偏置下，高迁移率短波红外和中波红外器件的光电流分别为0.27 μA和5.5 μA。图3（d）和（e）分别为1.9 μm（300 K） ~ 2.03 μm（80 K）的短波红外器件的响应光谱和3.5 μm（300 K） ~ 4.2 μm（80 K）的中波红外器件的响应光谱。比探测率D*和响应度R是表征光电探测器性能的重要参数。R是探测器的响应度，用来描述器件光电转换能力的物理量，即输出信号光电流与输入光信号功率之比。图3 （a）300 K时短波红外I-V曲线；（b）80 K时中波红外I-V曲线；（c）短波红外及中波红外器件的比探测率随温度的变化；（d）短波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（e）中波红外器件在80 K和300 K时的光谱响应；（f）短波红外和中波红外器件的响应度随温度的变化。图3（e）和（f）给出了探测器的比探测率D*和响应度R随温度的变化。可以看到，短波红外器件在所有被测温度下，D*都可以达到1×10¹¹ Jones以上，中波红外器件在110 K下的D*达到了1.2×10¹¹ Jones。应用此外，本工作验证高载流子迁移率的短波红外和中波红外量子点光电探测器在实际应用，如光谱仪和红外相机。光谱仪实验装置示意图如图4（a）所示，其内部主要是一个迈克尔逊干涉仪。图4（b）和（c）为使用短波红外和中波红外量子点器件探测时有样品和没有样品的光谱响应结果。图4（e）和图4（f）为样品在短波红外和中波红外波段的透过率曲线。对于短波红外波段，选择了CBZ、DDT、BA和TCE这四种样品，它们在可见光下都是透明的，肉眼无法进行区分，但在短波红外的光谱响应和透过率不同。对于中波红外波段，选择了PP和PVC这两个样品。在可见光下它们都是白色的塑料，但在中波红外光谱响应和透过率不同。图4（d）为自制短波红外和中波红外单点相机的扫描成像。，短波相机成像可以给出材质信息。中波红外相机成像则是反应热信息。以烙铁的中波红外成像为例，我们可以清楚地了解烙铁内部的温度分布。在可见光下，硅片呈现不透明的状态使用自制的短波红外相机成像后硅片呈现半透明的状态。图4 （a）利用高载流子迁移率探测器进行响应光谱测量的原理示意图；（b）和（c）分别是在有样品和没有样品两种模式下用自制探测器所探测到的光谱响应；（d）自制短波红外和中波红外光电探测器的单像素扫描成像结果图；（e）TCE、BA、DDT和CBZ在短波红外模式下的透光率，插图为四种样品的可见光图像；（f）PVC和PP在中波红外模式下的透光率，插图为两种样品的可见光图像。结论综上所述，采用混相配体交换的方法，将量子点薄膜中的载流子迁移率提升到了1 cm²/Vs，相较于之前的研究提升了2个量级。并且通过加入汞盐实现了对量子点薄膜的掺杂调控，分别实现了P型、本征型以及N型多种类型的量子点薄膜。同时，基于本征型高迁移率量子点制备了短波红外和中波红外波段的光伏型光电探测器。测试结果表明，提升量子点的输运性质，有效的提升了探测器的响应率、比探测率等核心性能，并且实现了光谱仪和红外相机等应用。本项工作促进了低成本、高性能量子点红外光电探测器的发展。这项研究获得国家自然科学基金（NSFC No.U22A2081、No.62105022）、中国科学技术协会青年托举工程（No.YESS20210142）和北京市科技新星计划（No.Z211100002121069）的资助和支持。论文链接：https://link.cnki.net/urlid/31. 1 252.o4.20230925.0923.016

引言近年来, 石墨烯等二维材料与器件领域的研究和开发取得了日新月异的进展。随着二维材料与器件研究和开发的深入, 研究人员越发清楚地认识到, 二维材料中载流子的传输能力是影响其器件性能的一个至关重要的因素。衡量二维材料载流子传输能力的主要参数是载流子迁移率μ, 它直接反映了载流子在电场作用下的运动能力, 因此载流子迁移率的测量一直是石墨烯等二维材料与器件研究中的重要课题。二维材料载流子迁移率的测量方法迄今为止已有许多实验技术来测量二维材料的载流子迁移率，主要分为四大类, 一是稳态电流方法（ 如稳态直流J-V 法和场效应晶体管方法），该方法是简单的一种测量载流子迁移率的方法，可直接得到电流电压特性和器件的厚度等参数。二是瞬态电流方法，如瞬态电致发光、暗注入空间电荷限制电流和飞行时间( TOF) 方法等；三是微波传导技术, 如闪光光解时间分辨微波传导技术和电压调制毫米波谱；四种是导纳( 阻抗) 法。但上述实验方法仍存在一些普遍性问题：1）样品制备要求较高，需要繁杂的电制备；2）只能给出平均值，无法直观的得到整个二维材料面内的载流子迁移率的分布情况，无法对其均匀性进行直观表征；3）测量效率较低，无法满足未来大面积样品及工业化生产的需求。因此，我们亟需进一步优化和开发新的实验技术来便捷快速的获得载流子迁移率。颠覆性的二维材料载流子迁移率测量方法西班牙Das Nano公司采用先进的脉冲太赫兹时域光谱技术创新性的研发出了一款针对大面积（8英寸wafer）石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料100%全区域的太赫兹无损快速测量设备-ONYX[2,3]，可在1 min之内完成厘米样品的载流子浓度测量。基于反射式太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）弥补了传统接测量方法之间的不足和空白。实现了从科研到工业的大面积石墨烯及其他二维材料的无损和高分辨，快速的载流子迁移率测量，为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。近日，北京大学刘忠范院士团队通过自主设计研发的电磁感应加热石墨烯甚高温生长设备，在 c 面蓝宝石上在 30 分钟内就可以直接生长出了由取向高度一致、大晶畴拼接而成的晶圆高质量单层石墨烯。获得的准单晶石墨烯薄膜在晶圆尺寸范围内具有非常均匀的面电阻，而且数值较低，仅为~600 Ω/□，通过Das Nano公司的ONYX的载流子迁移率测量功能显示当分辨率为250 μm时迁移率依旧高于6,000 cm2 V–1 s–1，且具有很好的均匀性。这是迄今为止，常规缘衬底上直接生长石墨烯的好水平。文章以题为“Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire”[4]发表在Science Advances上。图二、电阻及载流子迁移率测量结果 【参考文献】[1] Bardeen J, Shockley W. Deformation Potentials and Mobilities in Non-Polar Crystals[J]. Physical Review, 2008, 801:72-80[2] Cultrera, A., Serazio, D., Zurutuza, A. et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Sci Rep 9, 10655 (2019).[3] Melios, C., Huang, N., Callegaro, L. et al. Towards standardisation of contact and contactless electrical measurements of CVD graphene at the macro-, micro- and nano-scale. Sci Rep 10, 3223 (2020).[4]Chen, Z., Xie, C., Wang, W. et al. Direct growth of wafer-scale highly-oriented graphene on sapphire. Sci. Adv. (2021).

中国科学院国家纳米科学中心研究员刘新风团队联合美国休斯顿大学包吉明团队、任志锋团队，在超高热导率半导体-立方砷化硼（c-BAs）单晶的载流子扩散动力学研究方面取得进展，为其在集成电路领域的应用提供重要的基础数据指导和帮助。相关研究成果发表在《科学》（Science）上。 随着芯片集成规模的进一步增大，热量管理成为制约芯片性能的重要因素。受到散热问题的困扰，不得不牺牲处理器的运算速度。2004年后，CPU的主频便止步于4GHz，只能通过增加核数来进一步提高整体的运算速度，而这一策略对于单线程的算法无效。2018年，具有超高热导率的半导体c-BAs的成功制备引起了科学家的兴趣，其样品实测最高室温热导率超过1000 Wm-1K-1，约为Si的十倍。c-BAs具有高的热导率以及超弱的电声耦合系数和带间散射，理论预测c-BAs同时具有颇高的电子迁移率（1400 cm2V-1s-1）和空穴迁移率（2110 cm2V-1s-1），这在半导体材料系统中颇为罕见，有望将其应用在集成电路领域来缓解散热困难并可实现更高的运算速度，因而通过实验来确认这种高热导率的半导体材料的载流子迁移率具有重要意义。 虽然c-BAs已被制备，但样品中广泛分布着不均匀的杂质与缺陷，对其迁移率的测量带来困难。一般可以通过霍尔效应，测定样品的载流子的迁移率，而电极的大小制约其空间分辨能力，并直接影响测试结果。2021年，利用霍尔效应测试的c-BAs单晶的迁移率报道结果仅为22 cm2V-1s-1，与理论预测结果相差甚远。具有更高的空间分辨能力的原位表征方法是确认c-BAs本征迁移率的关键。 通过大量的样品反复比较，科研团队确定了综合应用XRD、拉曼和带边荧光信号来判断样品纯度的方法，并挑选出具有锐利XRD衍射（0.02度）窄拉曼线宽（0.6波数）、接近0的拉曼本底、极微弱带边发光的高纯样品。进一步，科研团队自主搭建了超快载流子扩散显微成像系统。通过聚焦的泵浦光激发，广场的探测光探测，实时观测载流子的分布情况并追踪其传输过程，探测灵敏度达到10-5量级，空间分辨能力达23 nm。利用该测量系统，研究比较了具有不同杂质浓度的c-BAs的载流子扩散速度，首次在高纯样品区域检测到其双极性迁移率约1550 cm2V-1s-1，这一测量结果与理论预测值（1680 cm2V-1s-1）非常接近。通过高能量（3.1 eV，400 nm）光子激发，研究还发现长达20ps的热载流子扩散过程，其迁移率大于3000 cm2V-1s-1。 立方砷化硼高的载流子和热载流子迁移速率以及超高的热导率，表明可广泛应用于光电器件、电子元件。该研究厘清了理论和实验之间存在的差异的具体原因，并为该材料的应用指明了方向。 研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、国家重点研发计划与中科院仪器设备研制项目等的支持。 　图1.c-BAs单晶的表征。（A）c-BAs单晶的扫描电镜照片；（B）111面的X射线衍射；（C）拉曼散射（激发波长532 nm）；（D）极微弱的带边发光（激发波长593 nm）及荧光成像（插图，标尺为10微米）。 图2.瞬态反射显微成像和在c-BAs中的载流子扩散。（A）实验装置示意图，激发波长为600 nm探测波长为800 nm；（B）不同时刻的瞬态反射显微成像（标尺1微米）；（C）典型的载流子动力学；（D）0.5 ps的二维高斯拟合（E）不同时刻的载流子分布方差随时间的演化及载流子迁移率，误差标尺代表95%置信拟合区间。

近期，QD中国样机实验室全新引进Lake Shore公司推出的M91快速霍尔测试仪，该快速霍尔测量系统可以与完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade 无缝连接。全新的M91快速霍尔测量方案采用革新的一体式设计，相比传统的霍尔效应测量解决方案，显著提高了测量的灵敏度、测量速度以及使用便利性。M91将所有必要的测量信号源和锁相等信号处理功能集于一体，在测量低载流子迁移率样品时相比其他测量手段有显著优势。左）：完全无液氦综合物性测量系统-PPMS® DynaCool&trade ，右）：M91快速霍尔测试仪QD中国样机实验室M91快速霍尔测试仪集成于完全无液氦综合物性测量系统 M91快速霍尔测试仪能够检测样品电极接触状况并确保测量始终处于最佳样品条件下进行。尤其在测量低载流子迁移率材料时，M91可以更快、更准确地完成相关测量。得益于仪器特有的FastHall技术，消除了在测量过程中翻转磁场的必要性，测量速度可达传统方法的100倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料，使得该选件在PPMS上的测量效率大幅提升, 即便是在范德堡测量法(vdP)几何接线的测量过程中，也可以更快地分析低载流子迁移率材料样品。M91快速霍尔测试仪可以直观判定样品接触电极质量FastHall可以覆盖更低的载流子迁移率测量范围 产品特点：✔ 采用FastHall技术，在测量过程中无需进行磁场翻转✔ 全自动检查样品引线接触质量，提供完整的霍尔分析✔ 计算范德堡接线样品以及Hall Bar样品相关参数✔ FastHall测量技术在采用范德堡接线时可将载流子迁移率测量极限缩小到0.001 cm2/(Vs)✔ 可在显示屏直观显示检测过程，并具有触摸操作功能实时执行相关测量指令标准电阻套件——M91可以通过DynaCool杜瓦LEMO接口连接进行测量PPMS与M91的集成示例 标准测量模式下 PPMS DynaCool 采用自带样品托进行测量PPMS样品托电极接线方案该联用方案支持范德堡vdPauw 4引线连接以及Hall Bar 6引线连接模式，样品引线通过样品托底部针脚与PPMS样品腔连接并通过杜瓦侧面Lemo接口连接到M91测量单元上。该方案可以快速适配PPMS DynaCool系统并具有标准电阻测量范围（最大10 MΩ），使用常见的PPMS电学测量样品托即可完成相关测试。左）：M91通过多功能杆顶部的接口直接连接；右）：M91高阻模式PPMS多功能样品杆左) 高精度电学输运样品杆样品台 右) 样品杆顶部接口左）：样品板；右）：样品板插座此外，针对有高阻小信号测量需求的客户，QD中国样机实验室也匹配了LakeShore提供的高阻测量方案。该方案通过专用的多功能样品杆将样品板电极引线通过同轴电缆从样品腔顶部引出，从而获得更好的信噪比和更大的电阻测量范围（最大200 GΩ）。M91组件自带的MeasureLINK软件与PPMS MultiVu深度集成，可以与MultiVu工作在同一台主机上亦或是同一局域网下的任意一台主机上对系统进行控制。2K温度下使用PPMS 0-9T扫场的砷化镓二维电子气薄膜，采用范德堡测量法横向及纵向电输运测量结果准确反应了材料的整数量子霍尔效应 传统的直流场霍尔效应测量适用于具有较高迁移率的简单材料，但伴随着载流子迁移率的降低，测量难度增加，精度降低。在光伏、热电和有机物等前景广阔的新型半导体材料中，测量难度就增加了不少。 交流锁相技术结合先进锁相放大器和更长测量窗口，可以提取更小的霍尔电压信号，目前常用于探索低迁移率材料。然而，延长测量间隔会增加热漂移效应带来的误差，并且需要更长的时间来获得结果，有时甚至需要数小时。FastHall 技术有效解决了这些问题，甚至可以在几秒钟内精确测量极低迁移率的材料，极大的拓宽了材料研究测试的范围。为了便于广大客户全面了解和亲身体验M91快速霍尔测试仪，QD中国样机实验室引进了该设备样机，现已安装于公司样机实验室并调试完毕。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在QD中国样机实验室恭候大家的到来。相关产品1、M91快速霍尔测试仪https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C554347.htm2、完全无液氦综合物性测量系统-DynaCoolhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htm

世界精密测量仪器的生产商TSI公司宣布了其新一代MacroIMS高分子离子迁移率谱仪的上市。 MacroIMS高分子离子迁移率谱仪3982是一款全新的可快速测量高分子的分子量和粒径的仪器，并具有非常高的分辨率。MacroIMS高分子离子迁移率谱仪系统是由来自TSI公司的纳米颗粒分析核心技术中发展而来，经过验证，该系统可用于各种生化分析，包括抗体聚合、脂蛋白、病毒、疫苗、类病毒颗粒、聚合物以及纳米颗粒胶体等。 这款新一代的产品具有许多上一代产品所不具有的独特优势，例如通过直接与LC泵和自动取样器相连，新产品能够实现自动分析；并采用了软X射线电离技术，摆脱了为实现电荷中和需要使用放射源的缺陷；而且该设备可自动发现组分；它具有更快的扫描速度，并配备了基于色谱分析的具有扩展分析工具的软件。 TSI公司高级全球产品经理Erik Willis先生说，“这款MacroIMS高分子离子迁移率谱仪的优势就在于它能够分析那些对质谱仪来说粒径过大的高分子和纳米粒子，而且具有光散监测仪所无法达到的高测量精度和分辨率。这款MacroIMS高分子离子迁移率谱仪是对液态色谱分析、场流分析、AUC分离以及质谱分析的有力补充。” 如果您想了解更多信息或寄送样品至本公司进行分析，请点击http://www.tsi.com/Products/Macromolecule-Analyzers/Other/MacroIMS-Macroion-Mobility-Spectrometer-3982.aspx。

&mdash &mdash &ldquo 国产好仪器&rdquo 活动约稿 　　曾看到一个故事：魏文王问名医扁鹊说：&ldquo 你们家兄弟三人，都精于医术，到底哪一位最好呢?&rdquo 扁鹊答：&ldquo 长兄最好，中兄次之，我最差。&rdquo 文王再问：&ldquo 那么为什么你最出名呢?&rdquo 扁鹊答：&ldquo 长兄治病，是治病于病情发作之前。由于一般人不知道他事先能铲除病因，所以他的名气无法传出去 中兄治病，是治病于病情初起时。一般人以为他只能治轻微的小病，所以他的名气只及本乡里。而我是治病于病情严重之时。一般人都看到我在经脉上穿针管放血、在皮肤上敷药等大手术，所以以为我的医术高明，名气因此响遍全国。&rdquo 这则故事叙述了一个道理：事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制。所谓的事前控制其实就是要做好预防工作，而产品品质的成功之道就是在于预防。 　　我国静电防护普及教育相对滞后、普及率较低，而对于静电防护工作，有很多企业几乎没做或处于刚刚起步阶段。我公司在成立之初，主要精力放在产品研发和量产上，对静电防护工作做得不到位。随着产品的推陈出新、设计和制造经验的不断积累，公司产品线上静电防护措施在逐渐完善，目前已建立较完备的电路板静电防护机制，从电子部件生产环节进行全方位地有效控制。虽然经历了一段曲折的过程，但结果是喜人的，而这一过程给每位参与人员都留下一段难忘的回忆。 　　早在十年前，公司推向市场的产品已基本形成完整的系列，从生产能力到性能指标在国内同行业里已具有一定的影响力，但产品的防护措施做得不到位，品质难以保证。从客服中心整理报出的数据中可以看出，当时保内产品的返修率一直居高不下，问题多出自电路板。按照当时的技术水平，对电路板进行故障排查和维修并不成问题，只要参照电路原理图查出故障电子元器件并更换即可。但这样治标不治本，&ldquo 为什么测试正常的电路板在使用一段时间后故障率如此之高&rdquo 成为当时困扰产品研发和生产制造人员最大的问题。经过对故障电子元器件和电路系统反复比对试验、查阅资料，最终发现是由于操作不当造成电子元器件被静电损坏，从而留下质量隐患。 　　原因找到了，下一步就要采取相应措施以避免问题再次发生。从哪里着手、控制哪些环节、如何有效控制? 　　在整改之前，由技术人员组成的工作小组到现场，对电子元器件使用的全过程展开分析。我们发现，进口厂商提供的电子元器件采用防静电包装物进行包装，而从国内电子市场采购回来的电子元器件多为散装或采用普通塑料材质包装物进行包装 贮存在原材料库中的电子元器件虽已分类，但没有进行有效的防护，出库时更是没有采取相应措施而是直接用手拿取 在电路板焊接、测试及安装现场没有有效防护措施 整机测试和产品使用人员同样静电防范意识淡薄，诸如机壳未有效接地和带电插拔通讯线都是非法操作。可以说任何一个不经意的操作都有可能将携带的静电释放到元器件上，导致其不同程度受损，每一道没有相应防护措施的工作环节都有可能留有质量隐患。 　　电子元器件向着体积小、集成度高的方向发展，芯片内部导线间距越来越小，绝缘膜越来越薄，致使耐击穿电压也越来越低。而电子元器件在采购、检验、进库、贮存、发料、焊接、调测和安装等过程中所产生的静电电压却远远超过导致其击穿的阈值电压，这就可能造成器件受损或失效，影响产品的技术指标，降低其可靠性。 　　由此可见，静电隐患无处不在，静电防护工作刻不容缓。公司对此非常重视，邀请专家对全体员工进行静电防护常识的培训，使大家了解到静电产生的机理和静电防护的相关知识，以提高全员的静电防范意识。公司对电子元器件供货厂商提出严格的储运、包装要求，在源头上控制电子元器件质量。同时，对公司内部原材料库和电路板加工过程实施严格管理。目前已建成较完备的防静电接地系统 工作区域的地面、工作台、座椅、货架及中转箱、中转车均按照专业的静电防护要求进行配备 对于接触电子元器件和电路板的操作人员，从着装、腕带佩戴、静电测试与释放到操作工具等方面均提出严格要求，并不定期抽查、监管。对于测试通过的待入库电路板类产品，全部采用标准防静电材料封闭包装并粘贴防静电标识。 　　随着静电防护工作的开展，莫名损毁的电子元器件大幅减少，电路板耐用性得以保证，产品质量稳步提高。全员静电防范意识的增强、防护设施设备的配备加之合理的监管，为电子电路类产品的可靠耐用打下坚实的基础。虽然对于同一块电路板而言，其设计原理、焊接方式、测试方法、使用强度等都没有改变，但经过全方位地静电防护后，其故障比率降低了、可靠程度提高了 维修数量降低了、工作效率提高了 维护成本降低了、客户满意度提高了。 　　静电防护工作仅仅是提高产品品质和可靠性的诸多工作中的一种，而员工的静电防范意识是质量意识的一个方面。&ldquo 防&rdquo 不代表保守，是为更快更稳地前行做好准备、打好基础，正所谓&ldquo 治病于病情发作之前&rdquo 才是最高境界。预防是提高产品质量的唯一途径。在依利特公司，这样的实例数不胜数，每一件事情背后都有一段故事，正是这一件件看似平凡的小事推动着企业的进步，为公司产品的质量奠定基础、为公司事业的腾飞保驾护航! 　　作者：大连依利特分析仪器有限公司产品部 副部长 刘凯

说明粉体在流动过程中会产生静电荷。电荷的出现是由于摩擦电效应，这是两个固体接触时电荷的交换。当粉体在设备内流动时(例如搅拌机、料仓、输送机等)，摩擦电效应发生在颗粒之间的接触处，颗粒与设备之间的接触处。因此，粉体的特性和用于制造该装置的材料的性质是重要的参数。原理GranuCharge自动精确地测量粉体在与选定材料接触过程中产生的静电荷量。粉体样品在振动的V型管中流动，落在与静电计相连的法拉第杯中。静电计测量粉体在V形管内流动时所获得的电荷。为了获得可重复的结果，采用旋转或振动装置有规律地给V形管进料。优势高精度(精度接近0.5nC)，高重复性(误差率接近4%)测量方法简单、快速且易于解释。可以测量粉体的初始状态电荷和流动后的电荷通过直观的软件，电荷是通过时间来测量的。它还允许对结果进行比较。所有数据都是自动收集和存储，以备后处理。便捷的数据传输，并能自动生成报告。采用封闭系统，满足安全要求。环境条件可控 (如温度、湿度、气体环境)。可记录的标准操作程序，增加测量的重复性。通过其构造简洁的设计，GranuCharge提高实验效率。它由模块组成，每个模块都可以互换，以避免需要大量实验条件切换而浪费的时间。GranuCharge可以测量各种规格的粉体。零件容易清洗。独特性设计和原理是完全具有专利性的，并且也是独特的。管道表面材料可更换，以研究每种应用中所涉及到的不同材料带来的不同效果。可以测量电荷密度随时间的变化。应用通过检测粉体对不同材料管道的相应程度，帮助客户选择最佳的管材组合，从而对改进气动真空输送工艺优化的可能性提供了可靠依据。此举可有效避免颗粒团聚和粉体粘附在管道表面的情况发生。对粉体加工性能进行分类。提供粉体表面特性的信息，从而为增材制造中的粉体回收工艺优化提供了依据。可选配件校验套件标准配置316L不锈钢管道，但可另行选择其他不同材质的管道（玻璃/HDPE/PVC/铝制）离线分析软件授权许可：一台计算机运行测量，同时可使用另一台计算机分析数据，从而提高实验和数据分析效率。GRANUCHARGE 参数图1: 石墨添加剂对玻璃微珠样品电荷密度的影响图2: 气动传输工艺优化创新点：1.设计和原理是完全具有专利性的，并且也是独特的。 2.管道表面材料可更换，以研究每种应用中所涉及到的不同材料带来的不同效果。 3.可以测量电荷密度随时间的变化。 粉体静电吸附性能分析仪 Granucharge

一台代表食品安全快速检测技术先进水平的离子迁移谱仪，在12月2日到4日上海举行的《2012第六届中国国际食品安全控制及检测仪器设备展览会》上亮相展出。 　　产品的现场演示尽显神奇：操作人员无论从待测的动物毛发、肌肉组织，还是从新鲜奶制品和蔬菜等农副产品中摄取微量样品，通过直接进样送进这台复印机大小的离子迁移谱仪，不到两分钟，机器就准确给出了所测物质中是否存在三聚氰胺、瘦肉精、农药残留等多种国家禁止使用的农药残留、非法添加和生物毒素等有害物质。 　　现场专业人士深入浅出的介绍，解开了离子迁移谱仪的神奇之谜。这种技术和设备的基本原理是：通过化学电离的不同物质，其所形成的离子的迁移率不同，根据不同的离子迁移率就能区分出不同的物质，从而完成对于不同有机化合物的测量。 　　离子迁移技术发明至今虽然已有将近30年的时间，但只是在最近几年才取得真正的进展并进入实用阶段，而上海矽感信息科技有限公司将离子迁移谱技术用于食品安全领域的快速检测和化学分析，在国内外尚属首例。近年来我国各地频发的食品安全事故严重危及广大人民群众的身体健康和生命安全，已引起党和政府高度重视，正在大力采取措施保障食品安全，而建立方便快捷、准确可靠的检测体系是其中基础一环。离子迁移谱技术产品的应用推广，将形成对现有监管手段和技术的有效补充，极大改善当今中国社会食品安全的监管状况，尤其是对县一级农产品风险评估和环境监测，对农产品生产的源头控制，大型农产品集散、批发和消费场所的食品安全监管有着广泛的市场应用前景。 　　据食品安全检测专家介绍，由于技术环境和产品条件的约束，我国现有的食品安全检测体系和技术手段呈现两极分化的态势：一是在快速检测领域，我们至今还在采用欧美发达国家60、70年代发明并且已经淘汰的快速检测卡、酶抑制免疫法等落后的检测技术，这些技术虽然价格较低，但检测精度也低 二是在计量检测领域，目前大部分设备都是属于实验室应用级的，日常运行和维护都需要特定的实验室，并且几乎所有的待检物品都需要对样品进行几小时至几十小时的预处理，检测费用也很高昂。 　　相比之下，离子迁移谱仪的优势尽显:可在生产现场实施检测，不需要对送检样品进行预处理，能对待测物质做到精确定性和相对定量，而全部检测时间缩短为分钟级。这些优势使得生产企业对食品安全的源头控制和消费者在购买安全食品时的现场筛选成为可能。与此同时，再配合现代二维码信息识别技术、互联网和数据库技术，对从“农田到餐桌”的整个食品供应链,包括原产地环节、食品加工环节、流通环节和销售终端环节进行全过程动态检测记录、标识和追溯，都具有了实际可操作性。 　　据了解，重庆、武汉等城市的企业或超市已开始试用离子迁移谱仪检测食品安全。

前文回顾：发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法（上）一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中，壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中，该小孔使得管内外的液体相通，并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔，然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质，在两电极加了一定电压后（或通了一定电流后）， 小孔内会有一定的电流流过（或两端有一定的电压），并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时，颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水（0.9%氯化钠溶液），这也是人体内液体的渗透压浓度，红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存，浓度过低会发生红细胞的破裂，浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时，通常也用同样的电解质溶液，对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒，用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时，也可以加入适用于该有机溶液的电解质后，再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅，可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数，脉冲的振幅与颗粒的体积成正比，从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒，整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后，颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量，这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒，悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时，颗粒是一个一个通过小孔，否则就会将两个颗粒计为一个，体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果：1）两个颗粒被计为一个大颗粒；2）两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径，可以径直地通过小孔，但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢，所受的电流密度也较大，结果会产生表观较大体积的后果，也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒，即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm，所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽，则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管，将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级，以免大颗粒堵住小孔，然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来，以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品，便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的，所以有极高的分辨率，可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的，所以不受模型与实际颗粒差别的影响，结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术，测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中，颗粒有变化（如凝聚或溶解过程，细胞的生长或死亡过程等），则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒，脉冲类似于正弦波，波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒，如果是径直地通过小孔，则有可能当大部分进入感应区后，此颗粒还有部分在感应区外，这样产生的脉冲就是平台型的，从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析，可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒，由于孔隙中填满了电解质溶液，在颗粒通过小孔时，这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献，所以电感应区法测量这些颗粒时，所测到的是颗粒的固体体积，其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒，测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高，通常为 10 V 至 15 V，导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量，还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后，可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析，应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程，直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中，例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时，往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒，这些大颗粒会严重影响产品质量，需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时，如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管（小孔直径比小颗粒大 50 倍以上），则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体，选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔，来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法（TRPS）是在 21 世纪初发明的，用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中，一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜，膜上面有个小孔，小孔的大小（从 300 nm 至 15 m）可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样，在小孔两边各有一个电极，测量由于颗粒通过小孔而产生的电流（电压） 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒，这类仪器不用真空抽取液体，而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性，此小孔很难做到均匀的圆形，大小也很难控制，每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系，需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时，对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比，颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半，这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1，可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位，但是测量的准确度与精确度都还有待提高，如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用，出现了好几类小型化（手提式）、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数，粒度不是这些应用主要关心的参数，小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术，整个装置的核心部分就是一个微芯片，携带颗粒的液体在微通道中流动，小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响，以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入，其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5]， 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔，如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔，例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A（MspA）。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时，由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同，通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性，如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔，就可以反复地读取肽链中的碱基，在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年，国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准（ISO 13319），并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标，成为中国国家标准（GB/T 29025-2012）。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良，国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学，受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下，获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位，包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监，英国马尔文仪器公司亚太区技术总监，美国麦克仪器公司中国区总经理，资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人，执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事，颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪，除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外，著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization： Light Scattering Methods》，以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术

离子迁移谱（Ion mobility spectrometry, IMS）是一种在电场作用下通过离子在中性气体中迁移从而实现离子分离与检测的技术。IMS发展至今已具有三大技术优势：首先，IMS 可与电离效率较高的大气压化学电离源联用，获得 ppt 量级的检测限；其次，IMS 分析可在 ms 量级完成，且与色谱、质谱分离相正交；再次，离子迁移率 K 与离子形状、尺寸等结构信息直接相关。基于前两种优势，IMS 被广泛用于化学战剂、爆炸物、毒品及危化品的现场快速检测中，并发展成为一种主流核心技术。然而，离子迁移谱技术研究领域一直面临着如何实现离子迁移谱分辨能力提高的同时，不损失其对不同离子检测灵敏度的这一重要挑战。为此，金铠仪器（大连）股份有限公司与中国科学院大连化学物理研究所长期开展合作，成立质谱发展事业部，开展离子迁移谱研发工作，先后攻克了非放射性电离源，无离子歧视的TPG构型离子门等全自主技术。基于TPG构型离子门，通过提高离子迁移谱内部迁移电场的强度并降低离子门开门时间，将离子迁移谱的分辨能力提高到超过100，同时保持了不同离子的灵敏度。该技术成功解决了不同溶剂对TATP识别的干扰问题，提高商品化离子迁移谱仪器识别TATP的准确性，降低仪器的误报率。金铠仪器 高精度连续在线测NH3仪金铠仪器基于离子迁移谱技术研制的高精度在线测NH3仪，具有灵敏度高、检测快速、结构简单、操作方便等特点，可用于大气环境、工业污染源、高纯气体以及材料释放NH3的高精度在线监测。中科院大气物理所应用场景大气环境联合观测实验青岛联合观测站氢燃料电池汽车是氢能应用的主要途径，作为燃料的氢气，其纯度和所含杂质的含量，对氢燃料电池的放电性能和寿命具有重大影响。将其分为有毒性杂质（总硫、CO、HCHO、HCOOH、总卤化物、NH3）和其他杂质（O2、He、Ｎ2、Ar、总烃、CO2、H2O、颗粒物）。离子迁移谱也可用于同时检测氢气中的硫化物，甲醛，甲酸，NH3杂质。离子迁移谱技术展望：（1）离子迁移谱高频测量应用离子迁移谱的测量速度极高，可在 10 ms 内完成一个测量周期，最高测量频率可达 100 Hz，在需要高频测量的应用中具有良好的发展前景。例如，大气环境中，涡传输的时间尺度范围较大，可从 0.1 秒到数小时， 只有使用测量频率在 10 Hz 以上的仪器才能捕集大气中绝大多数的涡，并监测其中的化合物。离子迁移谱技术的测量频率远高于 10 Hz，因此，在大气涡相关计算污染物通量方面具有广阔的发展前景。（2）多种化合物同时精确定量离子迁移谱同时测量多种化合物时，因其反应不为一级动力学反应，谱峰的强度不与化合物的浓度呈正比例关系，使其定量应用受限。因此，发展离子迁移谱测量多种化合物的精准定量为离子迁移谱发展的一个方向。（3）固定点危化物泄露预警应用离子迁移谱对化合物的测量速度较快、灵敏度高，可对极低剂量危化物的泄露快速测量，可用于固定点危化物泄露预警。（4）离子迁移谱技术与其它技术联用离子迁移谱技术与其它快速分析手段联用，例如质谱，可以保留高分析速度的能力下，极大提高分析方法的峰容量，提高仪器的定性识别能力；降低化学背景，提升灵敏度和定量范围。并且可利用离子迁移率与离子结构信息之间（m/z）的关系区分同分异构体等。 本文来源：金铠仪器（大连）股份有限公司

p 　　 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 555px height: 300px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/074ac78d-0ea5-4e88-b269-cd52086effa0.jpg" title=" 1.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 555" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp 2017年6月5日，丹东百特研发中心实验室中，一台造型大方厚重的纳米颗粒Zeta电位分析仪样机——BT-Zeta100有条不紊地在试验台上配合着研发工程师进行着一次次 Zeta电位测试，随着测试的进行，一组组Zeta电位的结果展现出良好的重复性和准确性，标志着这台Zeta电位分析仪首次惊艳亮相就有不俗的表现，宣告了首台国产Zeta电位分析仪研制成功。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/560ca0fb-765f-4d3c-93e8-971a04e8215e.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　首台国产Zeta电位分析仪的研制成功，是丹东百特与华南师范大学合作的最新成果。早在2014年8月，丹东百特就与华南师范大学签订联合研发Zeta电位分析仪的协议并成立了项目组。两年来，以韩鹏教授为首的华南师范大学Zeta电位项目组，在测试原理、光学系统、信号分析处理等方面做了大量研究工作。以李晓光为首的百特Zeta电位项目组在技术路线、控制系统、仪器结构、软件设计等方面进行了积极的探索，双方密切联系，定期互访，及时将最新的研究成果融合到样机系统当中。经过两年多的联合攻关，攻克了电渗影响、电场分布不均、实时相关信号处理、极性判断等一系列技术难题，终于研制出了具有商业化前景的首台国产Zeta电位分析仪。经过与多种国外同类仪器的对比测试，样机在重复性、准确性和分辨力等主要性能指标上达到国外同类产品先进水平，项目取得了圆满成功。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/96d57911-1569-48d6-870e-e3595621aa44.jpg" style=" width: 420px height: 300px " title=" 3.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 420" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/9abb43a1-65ec-4501-8acd-139e613eaf2b.jpg" style=" width: 420px height: 300px " title=" 4.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 420" / /p p 　　BT-Zeta100型Zeta电位分析仪是基于电泳光散射(ELS)原理测量纳米颗粒材料Zeta电位的，它不仅能测量纳米颗粒的Zeta电位，同时具有测量纳米粒度分布和分子量功能，是一个集粒度、分子量和Zeta电位于一体的高端纳米颗粒分析仪器，能充分满足纳米材料主要物理性能分析，同时符合多项ISO国际标准。 /p p 　　BT-Zeta100采用了自主创新的微流控技术与自适应光子相关技术，保证了仪器的高测量精度和宽测量范围，并申请了多项发明专利。此外，仪器的核心技术还包括小型光源组件、具有独特结构的Zeta电位样品池、高灵敏度光电探测模组、高精度温控系统、光学空间调制模块等。BT-Zeta100是具有完全自主知识产权的产品，它的研制成功，结束了中国纳米颗粒Zeta电位分析仪器完全依靠进口的历史，为中国纳米材料研究、生产与应用提供科学准确经济实用的测试手段，对促进中国纳米科技的发展具有重要意义。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/1e6cc984-0ea7-4aaf-b40e-ff55bdfe2e93.jpg" style=" width: 528px height: 300px " title=" 5 (2).jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 528" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/a0208129-00ff-4165-9008-d72a482de047.jpg" style=" width: 528px height: 300px " title=" 6.png" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 528" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/2d792810-34a6-41c7-bf2a-c5c8ff3ce1ef.jpg" style=" width: 534px height: 300px " title=" 7.png" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 534" / /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/0a244707-0b27-45e0-9893-05fc8f60928e.jpg" style=" width: 528px height: 300px " title=" 8.png" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 528" / /p p 　 strong 　附：Zeta电位小常识： /strong /p p 　　1、什么是Zeta电位?测试Zeta电位的意义和作用是什么? /p p 　　悬浮于液体中的纳米颗粒表面都存在电荷，这些电荷会影响颗粒周围区域的离子分布，因此每个粒子周围都存在双电层，分别是固定层和滑动层，滑动层上的电位为Zeta电位。 /p p 　　Zeta电位的大小反映胶体体系的稳定性趋势。Zeta电位的绝对值越大，悬浮液体系越稳定，悬浮液体系稳定与不稳定的分界线是Zeta电位± 30mv，Zeta电位大于+30mv或小于-30mv的悬浮液体系是稳定的，Zeta电位在+30mv到-30mv是不稳定的。 /p p 　　通过Zeta电位的测试，可以帮助工程师找到阻止颗粒絮凝、保持悬浮液稳定的配方，同样也可以帮助工程师找到促使颗粒絮凝(废水处理)，加速颗粒沉淀的方法。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 357px height: 300px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/1ec38feb-e1e0-48b4-a4d0-bcdbd902bbc2.jpg" title=" 9.jpg" height=" 300" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 357" / /p p 　　2、电泳光散射Zeta电位测试原理 /p p 　　电泳光散射Zeta电位测试原理是通过激光多普勒测速技术对颗粒的电泳迁移率进行测试，然后运用所测的电泳迁移率及Henry函数进行计算得到Zeta电位的。当激光光束照射在固定电场作用下产生定向运动的带电粒子时，根据多普勒效应，粒子产生的散射光频率将会有微小的变化。利用光学相干技术，就能够使散射光频率变化转换为光强的波动变化，接着由光强的波动频率得到颗粒的运动速度。一方面，结合固定电场的方向和粒子的运动速度大小，得到粒子的带电极性。另一方面，结合固定电场的大小和粒子的运动速度大小算出粒子在单位电场中的运动速度，即电泳迁移率，再根据Henry函数计算出Zeta电位。 /p

p 　　日前，Excellims携新型高效离子迁移谱仪MC3100亮相Pittcon 2017。 /p p 　　基于高效离子迁移谱和小型化离子阱质谱仪原理，MC3100是一款崭新的小型(15x16x24 英寸)离子迁移质谱系统。这个集成于一体的台式化学分析/鉴定系统，可在一分钟内对离子迁移率和分子质量进行测量以实现二维化学物质鉴定。此外，MC3100也可以用来测量离子的碰撞界面积以表征分子的大小和形状及分子空间构象。 /p p 　　据介绍，MC3100 首创小型化离子迁移质谱仪，离子迁移质谱仪现在终于可以放在狭窄的实验室工作台上和移动实验室内，它为化合物的现场鉴别提供了强有力分析手段。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" New Picture (41).jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/9f05b1c8-a450-4a18-807f-f61911a53170.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 高效离子迁移谱仪MC3100 /strong /p p 　 strong 　仪器特点： /strong /p p 　　基于离子迁移率和质荷比的二维化学鉴定系统； /p p 　　经过离子迁移谱分离的离子进入到质谱分析器，整个过程只需一分钟分析时间； /p p 　　分析异构体的强力工具； /p p 　　多操作模式用户自定义实验设计； /p p 　　提供便捷更换各种不同的离子源而不需要卸载真空。包括Excellims提供的ESI直接进样源/ESI连续进样源/热脱附离子源。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" DSC009331.jpg" style=" HEIGHT: 333px WIDTH: 500px" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201703/insimg/3564052b-34a2-4d3a-ad73-727af3be80bc.jpg" width=" 500" height=" 333" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong Excellims展位 /strong /p

颗粒的zeta电位与体系的分散稳定性密切相关，zeta电位是颗粒体系的重要表征。流行的zeta电位测量采用动态光散射技术，但是这种方法在应用上受到极大限制，首先一旦颗粒大于1微米产生定向运动，就超出了该技术的适用范围 其次必须对样品进行稀释至颗粒浓度1000ppm以下。而大多数样品一经稀释状态即已经变化，所测数据不能代表原始状态。微米颗粒的zeta电位测定是使许多学者头痛的问题，现在有了最新的测量手段。 　　在PittCon 2010 上，美国康塔仪器公司推出图像法实时zeta电位分析仪 Zeta Reader，使上述难题迎刃而解。这种方法基于准确可靠的计算机技术，采用高分辨紫外成像方法，可直接观察到纳米级颗粒，因此无需复杂的相关器，节约了仪器空间。这种技术容易操作，直接照像取样，无论颗粒是否团聚，均可分析颗粒单体。样品可装入任何容器，因此可在线使用。 这种仪器最大的设计特点是：  ()不用样品池，直接将样品从容器中泵入电泳池；  ()快速简便，样品进入电泳池后数秒显示结果；  ()一般无需稀释； ()无需光学参数； ()无需密度值； ()可在线应用；  ()可得到如下数字信息：  ()Zeta 电位 Zeta Potential  ()迁移率 Mobility  ()电率 Specific Conductivity  ()样品pH值 Sample pH  ()样品池电压 Cell Voltage  ()样品池温度 Cell Temperature  ()可选粒度分布图像分析  ()可选综合滴定系统  ()可选动态数据储存和图表生成软件  ()记录电泳池图像  ()粒径范围：亮场－1 to 500 微米，与浓度有关；暗场－20nM 以上.  ()样品粒径：自动/手动采样 – 最小25 ml，无上限  ()手动注射： – 5 ml. (1 滴/ 5 ml 蒸馏去离子水中)  ()温度范围：0 到 62oC. Zeta电位测定：0 到 62oC.  ()悬浮介质：水或有机溶剂  ()电导率范围： 10 to 25,000 ES-v/cm.  ()样品浓度： 大约每升 25 to 4000 mg 悬浮固体 欲知详情，请致电美国康塔仪器公司中国代表处：800－810－0515；010－64400522 美国康塔仪器公司――优化颗粒性能测量技术。

大连化学物理研究所李海洋研究员团队在危险化学品泄露实时预警和准确识别仪器方面取得新进展，自主研制出一款并联离子迁移谱-离子阱质谱联用仪(p-IMS-ITMS)，为危险化学品运输、存储、生产等过程中的泄漏实时预警和准确识别提供了设备和方法支撑。我国是化学品生产和消费大国，全国重点化工园区超过800家。近年来，化工行业安全事故频发，急需研发出适用于危险化学品泄漏预警和准确识别的检测设备。　　该团队在前期工作(Anal. Chem.，2019 Anal. Chem.，2019)的基础上，研发了共用同一电离源的p-IMS-ITMS。该仪器将离子迁移谱(IMS)与离子阱质谱联用仪(ITMS)并联，在保证质谱结果准确的同时，可实现危险化学品泄漏的实时预警。仪器首先利用IMS对危险化学品进行实时监控预警，当IMS发现可疑物时，触发ITMS完成准确定性检测。该仪器显著提高了危险化学品的检出率，对存在时间为0.5s的危险化学品检出率达到99.5%，比单独使用ITMS提高了10倍。该仪器的IMS与ITMS共用一个电离源，可同时提供迁移率和质荷比的二维信息，增强了定性识别能力。此外，该仪器易携带，适合用于巡检和固定点现场检测，为避免危险化学品安全事故、减少环境污染等提供有力的科技支撑。　　相关研究以“Parallel Coupling of Ion Mobility Spectrometry and Ion Trap Mass Spectrometry for the Real-Time Alarm Triggering and Identification of Hazardous Chemical Leakages”为题，发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。　　文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c02647

自1962年日立推出第一代氨基酸分析仪，凭借50多年的研发和制造经验，日立成为高端氨基酸分析仪的领导者。继2005年推出的经典型号L-8900，时隔13年，日立再次发力推出全新一代氨基酸分析仪。诚邀您参加“日立氨基酸分析仪新品发布暨技术交流会”，共同见证这一重要时刻，抢先了解新品创新点，与产品首席设计师和行业大咖一起聊聊氨基酸分析仪的那些事，期待您的莅临！参会方式: 请致电日立高新技术公司 400 803 2799。日立高新技术公司是日立集团旗下的一家仪器设备子公司。全球雇员超过10000人，在世界上26个国家及地区共有百余处经营网点。企业发展目标是"成为独步全球的高新技术和解决方案提供商"，即兼有掌握最先进技术水准的开发、设计、制造能力和满足企业不同需求的解决方案提供商身份的综合性高新技术公司。其产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料。其中，生命科学领域产品包括电子显微镜、原子力显微镜和分析仪器（色谱、光谱、热分析）等。

来自美国麻省理工学院、加拿大渥太华大学等机构的科学家，利用一种名为三元碲铋矿（ternary tetradymite）的晶体材料研制出一种新型超薄晶体薄膜半导体。据介绍，这种“薄膜”厚度仅 100 纳米，其中电子的迁移速度约为传统半导体的 7 倍从而创下新纪录。这一成果有助科学家研发出新型高效电子设备。相关论文已经发表于《今日材料物理学》杂志。据介绍，这种“薄膜”主要是通过“分子束外延技术”精细控制分子束并“逐个原子”构建而来的材料。这种工艺可以制造出几乎没有缺陷的材料，从而实现更高的电子迁移率（即电子在电场作用下穿过材料的难易程度）。简单来说，当科学家向“薄膜”施加电流时，他们记录到了电子以 10000 cm² /V-s 的速度发生移动。相比之下，电子在“硅半导体”中的移动速度约为 1400 cm² /V-s，而在传统铜线中则要更慢。这种超高的电子迁移率意味着更好的导电性。这反过来又为更高效、更强大的电子设备铺平了道路，这些设备产生的热量更少，浪费的能量更少。研究人员将这种“薄膜”的特性比喻成“不会堵车的高速公路”，他们表示这种材料“对于更高效、更省电的电子设备至关重要，可以用更少的电力完成更多的工作”。科学家们表示，潜在的应用包括将“废热”转换成电能的可穿戴式热电设备，以及利用电子自旋而不是电荷来处理信息的“自旋电子”设备。科学家们通过将“薄膜”置于极寒磁场环境中来测量材料中的电子迁移率，然后通过对薄膜通电测量“量子振荡”。当然，这种材料即使只有微小的缺陷也会影响电子迁移率，因此科学家们希望通过改进薄膜的制备工艺来取得更好的结果。麻省理工学院物理学家 Jagadeesh Moodera 表示：“这表明，只要能够适当控制这些复杂系统，我们就可以实现巨大进步。我们正朝着正确的方向前进，我们将进一步研究、不断改进这种材料，希望使其变得更薄，并用于未来的自旋电子学和可穿戴式热电设备。”

综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器，能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法，即通过加热和冷却待测物质，并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中，将待测物质放置在加热炉中，加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却，并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件，可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域，可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质，以确定其加工和制备工艺；在化学领域，可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数，为新材料的开发和优化提供依据；在物理领域，可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能，为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质，且测量精度高、重复性好。此外，综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点，可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而，综合热分析仪也存在一些缺点，如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之，综合热分析仪是一种重要的仪器，具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中，应根据具体需求选择合适的综合热分析仪，以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展，相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用，并推动材料研究和开发的进步。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 离子迁移谱（Ion Mobility Spectrometry，IMS）技术主要是通过气态离子的迁移率来表征各种不同的化学物质,以实现对各种物质分离检测的目的。因此,离子迁移谱在出现的初期还被称气相电泳和等离子体色谱。该技术特别适合于一些挥发性有机物的痕量探测,如化学战剂、毒品、爆炸物和大气污染物等。现在,该技术已经广泛应用于公安侦察、公共场所(如机场、火车站、海关)安检、反恐、缉毒、国防、环境检测、工业生产中有害气体监测等。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 公安部第三研究所关于离子迁移谱技术的研究历史近20年，2002年时三所申请了第一个关于离子迁移谱技术的国家课题，并开始了该技术的引进消化吸收，逐步将该技术产品化，并广泛应用于毒品、炸药的现场痕量检测。而过去的十几年里，伴随着迁移谱分析仪器的样式、几何形状和尺寸的发展变化，迁移谱分析方法也在不断推陈出新。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 那么， span style=" text-indent: 2em " 离子迁移谱技术与质谱仪器的联用，对质谱应用的发展起到多大的推动作用？ /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 公安部第三研究所研制的离子迁移谱产品有何独特的技术优势？将在哪些领域得到广泛应用？考量科研成果是否适合产业化的标准是什么？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 从技术发展的角度，目前国产仪器的研制存在哪些技术瓶颈？未来国产仪器研发的技术发展呈现哪些趋势？ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 针对以上问题，仪器信息网特别采访了公安部第三研究所的研发工程师金洁，请她就以上问题分享了其观点想法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp span style=" text-indent: 2em " 以下是采访详细视频： /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " br/ /span /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=978DE21C7BEDB5BC9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script p br/ /p

离子迁移谱技术(IMS)是二十世纪七十年代发展起来的一种新兴的分离和检测技术。长时间以来，人们一提到离子迁移谱，总是和安检联系在一起。事实也确实如此，很长一段时间，离子迁移谱的主要应用领域集中在爆炸物及毒品的检测，而在常规的食品、药品检测领域却&ldquo 鲜为人知&rdquo 。 　　近期，随着技术的进步，离子迁移谱升级为高效仪器(高效离子迁移谱，HPIMS)之后，开始进军药品及食品检测领域，现在我国的一些政府机构已经采购了相关的仪器。相比传统的离子迁移谱，高效离子迁移谱的优势有哪些?未来可否为食品、药品检测行业提供新的便利的检测手段进而占据一席之地?为此仪器信息网编辑特别采访了Excellims公司总裁兼首席执行官吴青博士。 Excellims公司的创始人和CEO 　　Excellims公司是一家位于美国马萨诸塞州的高科技公司，曾得到美国政府部门的资金支持，致力于新的、高端的离子迁移谱的研发和生产，是世界高效离子迁移谱技术的发明者也是现代离子迁移谱仪的领先者。Excellims还是马萨诸塞州评选的加速发展科技企业。经多年研发，于2012年，世界首创电喷雾高效离子迁移谱产品问世。目前，Excellims公司除了独立的高效离子迁移谱(GA2100 HPIMS)之外，高效离子迁移谱液相色谱检测器 (IA3100)可以直接与液相色谱相连为分析化学实验室提供二维分离 另外，高效离子迁移谱还可以与质谱联用，如RA4100 HPIMS-MS以及与赛默飞Orbitrap MS 联用的MA3100 HPIMS，其中IA3100高效离子迁移谱荣获2014年R&D大奖。 　　Excellims公司的创始人兼CEO吴青博士毕业于华盛顿州立大学Herbert H.Hill实验室，博士学位的研究课题就是离子迁移谱及质谱仪的原理及应用。毕业之后其先后在布鲁克及GE从事质谱、离子迁移谱的研发，销售和市场工作，说起为什么选择建立Excellims公司?又为什么会选择高效离子迁移谱作为公司的主打产品?吴青博士谈到，&ldquo 我是一个偏技术的人，在我读博士的时候做了很多有关高分辨率离子迁移谱的研究工作，但很多技术并没有被当时的生产厂家所采用，没有真正成为产品供科学家和用户来使用。从我个人的角度来说，我真的很想让这些技术在产品上得以实现，而且我非常有兴趣做这个事情。&rdquo 　　下面我们就来听听吴青博士对高效离子迁移谱的理解。 　　何谓高效?如何做到高效? 　　何谓高效?与传统离子迁移谱相比，高效体现在哪些方面? 　　对此，吴青博士介绍到，&ldquo 高效离子迁移谱与传统的离子迁移谱相比，灵敏度差不太多 分辨率高2-8倍，传统离子迁移谱的分辨率为10-30，而现在Excellimss公司独立的离子迁移谱的分辨率可以做到70-80，和质谱仪联用的仪器分辨率可以做到更高，最高分辨率可以做到120 线性范围高出两倍，传统离子迁移谱的线性范围一般做到1-2个数量级，而高效离子迁移谱可以做到2-4个数量级。&rdquo 　　&ldquo 此外，在进样方式上也有很大的改进，传统离子迁移谱应用面很窄，只能测挥发性及半挥发性物质，如爆炸物。Excellims采用了现代电喷雾源，配置了三种互换的进样方式(热解吸、电喷雾、气体直接进样)。气体、液体、固体三种类型的样品都可以在几秒钟内进行检测，鉴定。&rdquo 　　从传统的离子迁移谱到高效的离子迁移谱，如何达到高效?在哪些方面进行了改进? 　　&ldquo 这是一个很关键的问题，但是也是一个很难解释问题&rdquo ，吴青博士介绍到，&ldquo 作为一个物理现象，离子迁移谱的峰宽跟扩散常数有关系，单纯根据扩散来说，离子迁移谱的分辨率理论上可以做到很高，但是由于仪器设备方面的一些局限，还有其它的一些因素，会造成峰变宽，只能做到一百或者几十。&rdquo 　　&ldquo 我在做博士论文的时候，做了很多分辨率改进的工作，有很多仪器设备方面的改进。其中最重要的是电场要均匀。离子在飞行的时候如果遇到障碍就会导致飞行时间变化，峰变宽，所以要保证电场中飞行的离子有同样的经历，在设计仪器的时候这是一个很关键的因素，也是一个最主要的因素。&rdquo 　　要做到高效，还有很多具体技术上的改进，吴青博士介绍到，&ldquo 比如进样方式的改进等，此外，我们还研究新原理的离子迁移谱、多维离子迁移谱，或者加不同电压的离子迁移谱。为此，Excellimss公司已经申请了五十几项专利技术，其中最主要的一个专利就是离子迁移谱、质谱和液相的三者联用的仪器，增加一个维度的分离，这是在美国今年刚刚批准的一个专利，可以给用户提供更多的便利和解决方案。&rdquo 　　近年来，随着对离子迁移谱认知，有很多仪器厂家把离子迁谱融入到质谱中。IMS-MS联用以成为了质谱仪开发的前沿。据介绍，在联用方面，Excellims和赛默飞有合作项目，赛默飞的Orbitrap软件可以直接控制Excellims的离子迁移谱。对于其他厂家的质谱，也是可以联接使用 只要在质谱厂家软件增加一个接口软件，就可控制离子迁移谱。与液相方面的联接比较容易一些，Excellims的离子迁移谱可以联任何厂家的液相，Excellims可以提供一些接口方面的配件和服务。 　　高效离子迁移谱：理想的快检方法 　　Excellims在GA2100的一份仪器介绍中是这样说的，&ldquo GA2100的分离能力大于等于液相色谱相，但是分析速度更高，运行成本更低。&rdquo 那么高效离子迁移谱与常规的分析仪器(GC、LC、MS)相比，有什么样的优势? 　　对此，吴青博士介从分辨率、分析时间以及价格等方面给出了详细的介绍： 　　&ldquo 分辨率是一个很关键的问题，质谱仪的分辨率要比离子迁移谱高至少3倍，其实质量数和迁移率都是物理常数，只是质量这个概念很容易接受。对质谱来说，分辨率不够，就要做高分辨的质谱仪，这也是离子迁移谱努力的目标。&rdquo 　　&ldquo 分离率方面，从色谱的角度来说，电泳是最高的，可以做到300左右，气相色谱一般来说可以做到140左右，高效离子迁移谱可以做到120左右(上端值)，平常可以做到70-80，常规液相一般来说是60-70。当然液相可以做很长时间的分离，效率可以提高很多，如UPLC可以做到很高。&rdquo 　　&ldquo 从时间上考虑，做一个电泳10分钟，气相20分钟，高效液相 10-20分钟，高效离子迁移谱分离检测基本上10s可以完成。&rdquo 　　&ldquo 价格方面，独立的离子迁移谱比最便宜的HPLC要贵，比最贵的HPLC要便宜。&rdquo 　　&ldquo 总体来说，高效离子迁移谱的分辨率可以和液相相媲美，但速度要快很多，适于样品快筛，现场移动方便，从这个角度上来讲，离子迁移谱是一个非常理想的快速检测的方法。&rdquo 吴青博士总结到。 　　与传统仪器的竞争：不是替代，而是互补 　　既然高效离子迁移谱具有以上的优势， 那么其是否可以代替液相或某一类传统的分析仪器? 　　对此，吴青博士介绍到，&ldquo 不要认为离子迁移谱高效了就可以代替液相等产品，虽然在某些领域、某些应用上是可以替代的，但是高效离子迁移谱的目的不是去替代某一类产品，而是提供一个新的分离检测工具，可与传统分析仪器互相补充。&rdquo 　　接着其介绍到，&ldquo 比如，有些样品用液相分离检测效果很好，是实验室里常规的分析方法，大家依然会用液相来做 但如果不需要用UV检测器做一个很准确的定量(2%)，5%甚至10%的误差就够了，那么采用电喷雾的离子迁移谱，可以实现快速检测，10s出结果。此时，离子迁移谱就是一个非常好的快速检测手段，特别是在过程分析中会有很多的应用。&rdquo 　　不过，虽然不是代替，但是对于某一类应用来说，哪一款仪器更合适，还是有一定的竞争的。吴青博士介绍到，&ldquo 比如，对同分异构体的检测来说，质谱很难实现，传统的解决方案就是先用液相，不行的话再用电泳。而离子迁移谱可以提供快速、简便的同分异构体的分离检测。&rdquo 　　&ldquo 再比如，单纯的液相很难实现糖类的检测，必须要用液质，但离子迁移谱就可以胜任此项任务。试问，如果能在较低的费用下利用离子迁移谱解决问题，还需要花几十万美金去买一台又高又大的质谱仪吗?&rdquo 吴青博士说。 　　高效离子迁移谱的市场前景 　　在很长一段时间内，传统离子迁移谱的市场主要集中在安检领域，不太适合食品及药品方面的检测，那么高效的离子迁移谱的应用领域有什么不同呢? 　　对于市场前景，吴青博士介绍到，高效离子迁移谱在食品药品的快速检测、下一代爆炸物及毒品检测仪、制药与化工，食品与饮料的生产过程的快速检测与管理等方面有很好的应用前景。据悉，Excellims公司首先看好中国的食品药品快速检测市场，目前正致力于将高效离子迁移谱推广到食品、药品的检测行业中去。但同时，吴青博士也介绍到，&ldquo 刚刚起步，这个概念需要慢慢被人接受。&rdquo 　　据介绍，Excellims公司的高效离子迁移谱现在在国内已经卖了十几台，主要是政府机构，其中，中国食品药品检定研究院，中国上海药检所，中国农业大学，中国厦门出入境检验检疫局等单位已购入了Excellims GA2100型高效离子迁移谱仪，并领导开发食品，药品中非法添加物质的数据库。不过，在美国、印度，欧洲和日本已经有药厂、食品及饮料，和化学品的生产厂家购买相关仪器用于质量监督和过程控制。 　　&ldquo 总体来说，我觉得在药检方面的推广更快一些，因为药品基质相对来说比较简单，我们已经与国内有关单位合作开发数据库。在食品方面，样品的面比较广，有些样品需要前处理。我们已经在做一些常规样品的分析方法开发。此外，在安检和缉毒领域，高效的离子迁移谱以其独特的进样方式及低误报率，可以代替一些比较落后的仪器。&rdquo 　　谈到在中国的发展，吴青博士说，&ldquo 在中国，我们的代理商做了很多工作，比如睿科、绿绵科技，莱帕克等，而且我们还有员工在国内做售后和客户关系方面的工作。总体来说，我们对中国市场比较熟悉，在中国做的工作也比较多一些，感觉中国市场成长还是比较快的。&rdquo 　　&ldquo 中国在快检，快筛方面的需求很明朗，比较看好中国市场，希望能够在中国迅速开拓市场，并提升销售能力。未来会在中国做一些更加有力度发展的计划，比如设立办事处，做更多的宣传，市场拓展等工作。向离子迁移谱在机场的应用那样，我们希望把高效离子迁移谱在食品药品监管领域做成可靠的，低误报的，高通量的现场食品药品监测仪&rdquo 　　当然，吴青博士也分析到，&ldquo 在中国可能会涉及一些标准、法规的问题，我们也希望能与中国的这些标准制作单位进行合作开发一些标准的方法，真正能将这些仪器推广开来。&rdquo 　　附件1 　　吴青个人简介 　　吴青博士(Ching Wu，Ph.D.)，Excellims公司创始人和CEO。 　　吴青博士于1988出国，曾经留学日本，美国，获华盛顿州立大学分析化学博士并获得计算机科学、化工、化学领域的三项硕士学位。近20年来，吴博士一直从事与离子迁移光谱和质谱相关技术、产品的开发和推广工作。在创办Excellims之前，他受聘于GE Security，任技术研发总监，在那里吴博士曾与许多美国和其他国家政府机构合作建立爆炸检测及其他安检领域的技术解决方案。他管理的团队直接支持GE Security的业务发展和销售活动 他也曾直接管理GE Security的化学，生物和爆炸物检测技术开发工作，完成了很多政府及GE内部的研发项目以支持GE业务的增长。之前，吴博士也曾在布鲁克· 道尔顿公司美国本部担任质谱软件开发经理 NCR担任计算机系统工程师。吴博士在美国、中国及其他国家拥有50余项与离子迁移谱和质谱有关的专利及正在申请的专利，并发表了受同行评审的科研论文20余篇。 　　附件2 　　Excellims公司简介 　　Excellims Introduction.docx 　　采访编辑：叶建

生物医药行业是公认的朝阳行业，对医药开发的技术有着旺盛的需求。为了满足生物医药及其相关行业的研究需要，2017年初，美国分散技术公司即正式推出能够满足该行业少量样品研究的新型dt -1210超声粒度及zeta电位分析仪，和仅用于粒度研究的dt-110超声粒度分析仪。 dt-1210与dt-1202具有相同的性能指标，但其声学传感器的组合可以建立在最小样品体积3毫升的基础上，测量粒度和zeta电位。dt-1202甚至可以连接微型泵，通过声学传感器泵送样品。在这种情况下，样品体积为7ml。软件与dt-1202相同。美国分散科技公司（dti）专注于非均相体系表征的科学仪器业务。 dti开发的基于超声法原理的仪器主要应用于在原浓的分散体系中表征粒径分布、 zeta电位、电导率、表面电荷、流变学性质、固体含量、孔隙率，包括cmp浆料，纳米分散体，陶瓷浆料，电池浆料，水泥家族，乳液和微乳液、药物乳剂等，并可应用于多孔固体。 在生物与制药领域的应用包括：色谱用树脂与蛋白质相互作用及其电性能表征颗粒大小和胶束的演变细胞粒径测定蛋白质的电荷（价态）测定蛋白质吸附，蛋白质和血细胞的超声波特性没有稀释的药物乳液和微乳液表征溶解和结晶速度的动力学监测产品特性： 能分析多种分散物的混合体 可精确地判定等电点 可适用于高导电（highly conducting）体系 可排除杂质及对样品污染的干扰 可精确测量无水体系 样品的最高浓度可达50％（体积比）,被测样品无 需稀释，对浓缩胶体和乳胶可进行直接测量 具有自动电位滴定功能 产品规格：1. 粒径范围：从５nm至 1000um 2. 可测量zeta电位、超声波频率、电导率、ph、温度、声衰减、声速、电声信号，动态迁移率、等电点（iep）、及弹性流变性质3. zeta电位测量范围：无限制, 低表面电荷可低至0.1mv, 高精度（±0.1mv）4. 在零表面电荷的条件下也可测量粒径5. 允许样品浓度：0.1～50％（体积百分数）6. ph 范围：0.5～13.5 7. 电导率范围：0.0001～10 s/m8. 温度范围： 50℃9. 最大粘度：20,000厘泊10. 电位滴定和体积滴定，滴定分辨率0.1μl 目前，流行的粒度测定方法是激光粒度法（小角激光散射法），但是，这种方法致命的缺点就是必须对样品进行稀释，并且样品最好不带颜色，对光的吸收不能太强。同样，测量zeta电位的动态光散射技术也要求在极稀的分散体系中进行，并且样品粒径不能大于几个微米（一旦颗粒产生定向运动——沉淀，就偏离了该方法的测量原理）。其实，基于同样的瑞利散射原理，如果用声波代替光波，就能够成功地克服上述缺陷。19世纪七八十年代，亨利、廷德尔和雷诺首次研究了与胶体相关的声学现象--声音在雾中的传播。散射理论的创始人洛德瑞利也将他的散射理论中的书命名为“声音理论”。 他把计算方式主要运用到了声音，而不是用在由光学的研究中。由于理论计算的复杂性, 声学更多的依赖于数学计算而不是其他传统的仪器分析技术。随着计算机快速时代的到来和新理论研究方法的发展，今天很多问题已经在美国dti公司有了清晰的答案。 享誉世界的dt-1200系列粒度和zeta电位分析仪, 利用超声波在含有颗粒的连续相中传播时，声与颗粒的相互作用产生的声吸收、耗散和散射所引起的损失效应来测量颗粒粒度及浓度，采用专利电声学测量技术测量胶体体系的zeta电位。对于高达50％（体积）浓度的样品，无需进行样品稀释或前处理即可直接测量。甚至对于浆糊、凝胶、水泥及用其它仪器很难测量的材料都可用dt-1200系列的zeta探头直接进行测量，粒度适用范围从5nm到1mm。 zeta电位电声探头（zeta probe）能直接在样品的原始条件下测量zeta电位，允许样品浓度高达50％（体积）。可配置zeta电位自动滴定装置，自动、快速地判断等电点，快速得到最佳分散剂和絮凝剂，对粒度和双电层因素导致的失真进行自动校正。该仪器的软件易于使用，通用性强，非常适用于科研及工厂的优化控制。 美国分散科技公司（dti）成立于1996年，专注于非均相体系表征的科学仪器业务。 dti开发的基于超声法原理的仪器主要应用于在原浓的分散体系中表征粒径分布、 zeta电位、流变学、固体含量、孔隙率，包括cmp浆料，纳米分散体，陶瓷浆料，电池浆料，水泥家族，药物乳剂等，并可应用于多孔固体。dti享有7项美国专利，在iso参与领导组织超声法粒度分布国际标准和电声法测量zeta电位国际标准的制定，并获得2013年科学仪器行业最受关注国外仪器奖。 1999年，现任仪思奇科技总经理的颗粒和多孔材料表征专家杨正红先生即访问了dti美国总部，并建立了联系，之后双方进行了广泛的合作。自2016年8月仪思奇（北京）科技发展有限公司成立，即开始负责dti在中国大陆的全部业务。 利用dt系列仪器,我们能够分析： 浓浆中粒度分布 浓浆zeta电位 膜和多孔材料的表面zeta电位 等电点 孔隙率 体积流变学 表面活性剂优化 表面活性剂配伍优化 非水相和水相电导率 微流变 表面电荷和表面电导率 德拜长度 固体含量dt系列仪器和规格指标操作过程可选附件操作者将0.1 - 150 ml样品倒入样品池，然后在简单对话框中定义样品，选择所需的实验方案（协议），启动"run" 对于zeta电位测定，样品量可少至0.1 ml.当测量完成，用户需要将样品倒出，并用水或相应清洁溶液清洗探头。对于粒度测量，用dt-110或dt-1210，样品量可少至3ml。 ? 配有1个或2个注射泵的自动滴定系统? ph / 温度测量探头? 电导率测量探头，可选水相和/或非水相? 用于非常粘稠样品的蠕动循环泵? 用于远程“在线”测量的端口? 弹性流变性能测定? 温度加热控制 ? 样品量1202/10型测定粒度 & zeta 电位dt-100/110型dt-500型仅测粒度dt-600型超声法弹性流变分析仪dt-300系列（300/310/330)zeta 电位探头dt-400型自动滴定系统样品体积范围0.1 -150 ml3 -70 ml3 -100 ml0.1-100 ml100 ml体积浓度范围 % (1)0.1-500.1-50无限制0.1-50必须能搅拌电导率 (2)无限制无限制无限制无限制无限制ph0.5-13.50.5-13.50.5-13.50.5-13.50.5-13.5温度 [℃]低于 50低于50低于50低于50低于100介质粘度[cp]可至 20,000可至20,000可至20,000可至20,000可至20,000介质微粘度 [cp] (3)可至100可至100无限制可至100可至100胶体粘度 (4)可至 20,000可至20,000可至20,000可至20,000可至20,000粒径范围 [微米] (5)0.005 to 10000.005 to 1000无限制 测量参数温度[℃]0 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.10 to 100, ±0.1ph0.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.10.5-13.5, ±0.1频率范围 [mhz]1- 1001- 1001- 1001- 10n/a超声衰减 [db/cm mhz]0 to 20, ±0.010 to 20, ±0.010 to 20, ±0.01n/an/a声速 [m/sec]500 to 3000,± 0.1500 to 3000, ±0.1500 to 3000, ±0.1n/an/a电声信号重现性±1%n/an/a±1%n/a电导率（s/m）0.0001-10, ±1% 0.0001-10, ±1%n/a0.0001-10, ±1% 0.0001-10, ±1%所计算参数平均粒径 [微米]0.005 to 10000.005 to 1000n/an/an/a单峰模型参数yesyesn/an/an/a双峰模型参数yesyesn/an/an/azeta 电位±(0.5% +0.1)n/an/a±(0.5% +0.1)n/a弹性粘度 [cp]可选n/a0.5-20000, ±3%n/an/a牛顿液体的体积粘度 [cp]可选n/a0.5-100, ±3%n/an/a液体压缩率 [104/mpa-1]可选n/a1-30, ±3%n/an/a牛顿液体试验范围 (mhz)可选n/a任何频率n/an/a测量时间 [分，min]粒度分布1- 101- 10n/an/an/a水相zeta 电位0.5n/a0.50.5n/a非水相zeta 电位0.5-5n/a0.5-50.5-5n/a流变性能n/an/a1-10n/an/a物理指标重量[kg]电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 30电控箱 20池体及探头: 7电控箱 20池体及探头: 5功率300 w300 w300 w300 w300 wdt系列仪器选件的适用性型号ph/温度探头电导率泵滴定升级到 dt- 1202dt- 100yesyesyesyesyesdt- 600yesyesyesyesyesdt- 300yesyesyesyesnodt- 400yesnoyesnonodt- 1202yesyesyesyesn/a（1）仪器可以测量的超声衰减谱远远超过50％（体积），但是从该数据计算psd和ζ电位的理论被限制为50％（体积）。在胶体样品密度与介质密度的对比比较接近的一些体系中，最小体积分数为1％。（2）ζ电位的概念在非常高和非常低的电导率的极端情况下变得不确定。（3）在计算粒径和ζ电位时，重要的粘度值是当粒子响应于声波而移动时粒子所经历的粘度。 在诸如凝胶或其它结构化体系的情况下，这种“微粘度”可以显著小于用常规的流变仪测量出的介质粘度，这种介质粘度比其颗粒的微粘度要大于一个数量级。（4）对于自动滴定实验，可能有必要使用外部循环泵，以使（酸/碱）试剂与相当粘稠的样品之间充分混合。 （5） 对于zeta电位测量的粒度范围，可能取决于颗粒密度与介质密度的对比度。

MarketsandMarkets 的一项最新研究报告显示，2015年，全球便携分析仪器市场81亿美元，预计2020年该市场将达到95.5亿美元，2015年至2020年的复合年增长率为3.3%。对食品、环境问题的关注，可用便携分析仪器的低成本和易操作，医疗健康费用支出的增加等是推动便携分析仪器市场增长的关键因素。　　基于产品类别，便携分析仪器市场包括TOC分析仪、溶解二氧化碳/氧气测量仪、滴定仪、折射仪、pH计、光谱仪、气体分析仪、电导率/电阻率仪、色度计、热分析仪等(温度计和天平)。　　基于技术，可以分为光谱分析、元素分析，以及其他(热分析和电化学分析)。光谱分析可以进一步分为x射线荧光光谱仪(XRF)、近红外光谱(NIR)、拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、激光诱导击穿光谱仪(LIBS),以及其他(离子迁移率光谱和光谱成像)。　　因为pH广泛使用在化工、制药和生物技术、食品和饮料、水质检测、石油化工、纸浆和造纸等行业，预计在2015年便携分析仪器市场中拥有最大市场份额。光谱分析技术预计增长速度最快，这类技术可以用于高精度、高准确性的各种应用，如食品和饮料的检测、毒品检测、环境检测，以及学术和科研，以上这些因素推动了该市场的增长。　　按照地理位置来说，本报告涵盖了北美、欧洲、亚太和世界其他地区。北美进一步划分为美国和加拿大。2015年，预计北美占全球便携分析仪器市场最大的份额 这个地区中便携分析仪器关键厂商的出现增加了其在全球市场中的份额。在亚太地区,不断增加的食品、环境和药物安全问题也导致对便携式分析仪器需求的增加,进而也促使主要厂商扩大在该地区的市场，这是推动亚太便携分析仪器市场增长的一个关键因素。　　这个市场主要的领导者包括Thermo Fisher、B&W Tek 、Danaher、Bruker、Shimadzu。其他还有Agilent、 Teledyne Technologies、Spectris、Jasco、HORIBA等。

大气气溶胶是指悬浮在大气中的固体和液体颗粒共同组成的多相体系。人们所处的大气环境实际就是由不同相态的颗粒物均匀分散在空气中形成的一个气溶胶体系。常见的大气气溶胶包括直接排放至大气的沙尘、道路扬尘和黑炭等一次颗粒物，以及通过化学反应形成的二次颗粒物，例如二氧化硫和氮氧化物通过大气氧化形成的硫酸盐和硝酸盐等。由于大气气溶胶的环境、气候及健康效应，在过去几十年里，对它的理化性质的研究正日益受到包括化学家、环境学家等科学家等的重视。吸湿性是气溶胶最重要的物理化学性质之一(Tang et al., 2019a)。例如对于研究大气化学来说，吸湿性会影响实际环境条件下大气颗粒物的含水量，从而会影响颗粒物的大气化学反应活性；从大气能见度和直接辐射强迫的角度来看，在实际大气环境中，颗粒物吸水会导致其粒径增大，从而影响颗粒物的光学性质，继而影响气溶胶的消光系数、对能见度的影响以及对直接辐射强迫的影响；另外，气溶胶的吸湿性也与气溶胶颗粒物的云凝结核活性和冰核活性密切相关。1. 已有吸湿性测量技术的局限性现有研究中常用的吸湿性测量技术主要有吸湿性分级差分迁移率分析仪（H-TDMA）、电动力天平、显微镜以及红外光谱等(Tang et al., 2019a)。目前最常用的吸湿性测量技术为H-TDMA，该仪器是通过测定不同相对湿度下气溶胶的电迁移率直径来研究其吸湿性。使用该仪器对气溶胶的吸湿性进行表征时，必须假设气溶胶为球形，但某些颗粒物的形貌并不规则，例如花粉、烟炱以及矿质颗粒物等。另外，H-TDMA的测量精度较为有限，仅可测定颗粒物大于1%的直径变化。电动力天平是通过测量单个颗粒物的质量变化来研究其吸湿性，虽然它对颗粒物的形貌没有要求，但该仪器的灵敏度同样比较有限，一般只能测量大于1%的质量变化。此外，显微镜也常用于测量颗粒物的吸湿性，它可以通过测量颗粒物的形貌变化来直接观察颗粒物粒径的大小变化从而研究其吸湿性。然而该技术同样基于球形颗粒物的假设，且灵敏度有限。另外，红外光谱是一个非常灵敏的吸湿性测量方法，该方法通过测量颗粒物中水的红外光谱来研究吸湿性，但把颗粒物中水的红外吸收光谱定量转换为颗粒物的含水量时存在一定的限制。2. 蒸汽吸附分析仪虽然目前用于颗粒物吸湿性的测量手段较为丰富，但准确测定非球形的或者吸湿性较弱的颗粒物的吸湿性仍然是一个很大的挑战。本课题组自主开发和建立了使用蒸汽吸附分析仪测量大气颗粒物吸湿性的新方法，相关研究成果由Atmospheric Measurement Techniques发表(Gu et al., 2017a)。该方法通过测定不同相对湿度下颗粒物的质量变化来研究其吸湿性，其原理如图1所示。图1. 蒸汽吸附分析仪的装置示意图(Gu et al., 2017a)该仪器对颗粒物的形貌没有要求，且具有卓越的灵敏度，能够准确测定小于千分之一的质量变化；在温湿度控制方面性能突出，所能研究的相对湿度最高可达98%。由于上述卓越性能，这项测量技术非常适用于研究形貌不规则或吸湿性较弱的大气颗粒物（比如矿质颗粒物、烟炱和生物气溶胶等），目前已被成功用于研究花粉颗粒物(Chen et al., 2019 Tang et al., 2019b)、矿质颗粒物(Guo et al., 2019 Tang et al., 2019c Chen et al., 2020)、高氯酸盐(Gu et al., 2017b Jia et al., 2018)等的吸湿性，大幅度提高了我们对上述几类物质吸湿性的科学认识水平。下文将介绍蒸汽吸附分析仪的几个典型应用。2.1 花粉颗粒物花粉颗粒物是最重要的生物气溶胶之一，其年排放量为 47-84 Tg，对大气环境、人体健康和气候变化具有重要影响，同时也在植物繁衍和和生态系统演化中起着关键作用。吸湿性是花粉颗粒物最重要的理化性质之一，其会影响花粉颗粒物的质量与形貌，从而影响花粉在大气环境和呼吸道中的迁移和传输。由于花粉颗粒物的形貌不规则，且吸湿性较弱，因此先前已有的吸湿性测量技术较难准确测定花粉颗粒物的吸湿性，而我们的方法对颗粒物的形貌无要求且非常灵敏，所以非常适合用于研究花粉颗粒物的吸湿性。图2. 花粉颗粒物的产生、传输及其环境、气候及生态效应在我们已经发表的两项工作中(Chen et al., 2019 Tang et al., 2019b)，我们研究了25和37摄氏度下共17种国内外代表性花粉（12种风媒、5种虫媒）的吸湿性。我们发现这些花粉颗粒具有相对较强的吸湿性。例如，当相对湿度从0%升高至90%时，花粉颗粒物的质量增加了30%-50%，当相对湿度达到95%时，花粉颗粒物的质量基本接近于干燥条件下的2倍，如图3所示。另外就目前已有的数据（包括本研究和前人的研究）来看，风媒花粉和虫媒花粉的吸湿性似乎没有系统差异，而中国常见花粉与欧洲/北美常见花粉的吸湿性也非常相似。此外，两个温度下（25和37摄氏度）花粉颗粒物吸湿性的差异比较小。本研究对于深入认识花粉颗粒物的环境行为具有重要意义，尤其是37摄氏度下的实验结果，为模拟花粉颗粒物在呼吸系统内的传输和沉降以及评估其对人体健康的影响提供了关键基础数据。图3. （a）松树花粉与（b）梨树花粉分别在25和37摄氏度下的吸湿性2.2 矿质颗粒物由干旱和半干旱地区地表排放进入大气的矿质气溶胶是一种非常常见的大气颗粒物，其年排放量居于全球第二位，大气含量则居于全球第一位。图4展示了一次典型的沙尘暴事件。矿质气溶胶作为对流层中最重要的气溶胶之一，显著影响全球大气污染、气候变化以及生物地球化学循环。吸湿性在很大程度上决定了矿质气溶胶对大气化学和气候的影响。我们使用蒸汽吸附分析仪测量了21种矿质气溶胶的质量随相对湿度（0-90%）的变化，从而定量阐明矿质气溶胶的吸湿性(Chen et al., 2020)。这21种矿质气溶胶包括14种常见矿物（如石英、长石、石灰石和伊利石等）以及7种来自全球不同地区的实际沙尘。图4. 一次典型的沙尘暴事件我们发现矿质气溶胶的吸湿性普遍较弱，如图5所示。除了蒙脱石以外，当相对湿度从0%增加至90%时，矿质气溶胶的质量增加了不到10%，表明绝大部分的矿质气溶胶的吸湿性较低。另外，我们发现矿质气溶胶的吸湿性与其比表面积密切相关，这表明矿质气溶胶的吸湿性可能是由水在颗粒物表面的吸附所决定的。例如对于蒙脱石，其比表面积较大，吸湿性也远远强于其他矿质气溶胶。上述研究结果可显著提高矿质气溶胶吸湿性的科学认识，从而有助于更好地阐明矿质气溶胶在大气化学和气候变化中的作用。图5. 矿物样品的吸湿性与（a）BET比表面积的关系以及（b）粒径的关系2.3 盐尘暴颗粒物最近几年的外场观测表明，矿质颗粒物，尤其是从干盐湖和盐碱地表面排放进入大气的矿质颗粒物，除了吸湿性很弱的矿物之外，往往还含有一定量的水溶性盐（如氯化钠和硫酸钠等）。这类矿质颗粒物常被俗称为盐尘暴颗粒物。然而，目前关于盐尘暴大气颗粒物吸湿性的科学认识还基本上处于空白阶段。在近几年发表的一项研究工作中(Tang et al., 2019c)，我们在东起黄河三角洲，西至新疆罗布泊的干旱和半干旱盐碱地采集了13个地表土壤样品，采样点的地理分布如图6所示。我们使用X射线衍射仪测定了这些样品的矿物组分，使用离子色谱仪分析了它们的水溶性离子成分，并使用蒸汽吸附分析仪研究了这些样品的吸湿性。图6. 土壤样品采样点的地理分布研究发现，不同样品的吸湿性存在着很大的差异，如图7所示。对于某些盐尘暴样品，其吸湿性较弱，当相对湿度升高至90%时，其质量仅增加了10%左右，然而对于某些盐尘暴样品，当相对湿度升高至90%时，其质量已增加至干燥状态下的5倍，这基本接近于氯化钠或硫酸钠的吸湿性。随后我们又探讨了颗粒物的吸湿性与其水溶性离子含量的关系。我们发现当水溶性离子的含量越高，颗粒物的吸湿性越强。此外，我们还将颗粒物水溶性离子含量的数据输入至气溶胶热力学模型（ISORROPIA-II）中来计算颗粒物的吸湿性，结果表明该热力学模型并不能很好的模拟实际盐尘暴样品的吸湿性。以上研究结果将改变我们对于矿质颗粒物吸湿性的科学认识，进而帮助我们更好地了解矿质颗粒物在大气化学和气候系统中的作用。图7. （a）新疆自治区吐鲁番市艾丁湖表层盐土与（b）内蒙古杭锦后旗盐碱土样品的吸湿性2.4 蒸汽吸附分析仪与其他表征仪器的联用由于蒸汽吸附分析仪仅可得到颗粒物随相对湿度的质量变化，因此我们通常还会将蒸汽吸附分析仪与其他表征仪器进行联用，从而深入认识颗粒物的吸湿性。例如，在花粉颗粒物吸湿性的研究工作中(Tang et al., 2019b)，除蒸汽吸附分析仪以外，我们还使用了透射傅立叶变换红外光谱仪测定样品的红外吸收，以获得花粉颗粒物的化学成分的信息。测量结果表明，花粉颗粒物的吸湿性在很大程度上决定于颗粒物中羟基的相对含量。这一研究结果揭示了花粉颗粒物的化学成分与吸湿性的关系，进一步增强了我们对花粉颗粒物的环境、健康和气候效应的认识。在代表性钙盐镁盐颗粒物吸湿性的研究工作中，我们使用蒸汽吸附分析仪与H-TDMA系统分析了八种钙盐镁盐的吸湿特性，直接得到了颗粒物在不同相对湿度（0-90%）下的液态水含量及粒径变化数据，并讨论了不同初始相态对颗粒物吸湿性的影响以及环境意义。以Ca(NO3)2为例，其在蒸汽吸附分析仪实验中观察到明显的潮解行为，表明初始相态下该颗粒物为结晶态；而在H-TDMA实验中，Ca(NO3)2气溶胶颗粒呈现连续吸湿行为，表明其初始相态为无定形态。但是，颗粒物潮解之后两种手段得到的吸湿性参数均与气溶胶热力学模型模拟值吻合，呈现出良好的一致性。结果表明，两种手段的联用能够互为补充地系统研究颗粒物在不同粒径、不同初始相态下的吸湿特性，并为气溶胶热力学模型的验证提供有效的基础物化数据。2.5 火星上的液态水我们开发的大气颗粒物吸湿性的新方法还可以用来帮助我们认识火星中的液态水。2018年，来自意大利宇航局的团队通过雷达在火星南极附近冰层的地下发现了一个液态水湖。一般来说，由于火星环境条件极度寒冷和干燥，纯净液态水很难在火星环境中稳定存在。而土壤中存在的高氯酸盐可以降低水的冰点，并可在亚饱和条件下通过吸收水蒸气形成水溶液，这可以解释为什么火星这种极度干旱的条件下可能存在液态水。目前一些研究认为，火星土壤中所含的高氯酸盐能够在相对湿度远低于100%时通过吸收大气中的水蒸气发生潮解从而形成稳定的溶液，但关于不同温度和相对湿度下高氯酸盐液态水含量的实验数据仍十分匮乏。图8. 火星液态水湖（来源于网络）我们使用蒸汽吸附分析仪测定了几种常见的高氯酸盐（无水高氯酸镁、六水合高氯酸镁、无水高氯酸钠、一水合高氯酸钠等）在不同温度下的相变和吸湿性 (Gu et al., 2017b Jia et al., 2018)。我们发现，高氯酸盐可在较低的相对湿度下吸水形成稳定的水溶液。如图9所示，对于高氯酸钠盐，在相对湿度低于20%时，其主要以无水高氯酸钠颗粒物稳定存在；当相对湿度升高至30%时，则主要以结晶态的一水合高氯酸钠稳定存在；当相对湿度进一步升高时，结晶态的一水合高氯酸钠将吸收大量水形成稳定的高氯酸钠溶液。另外，我们还发现高氯酸盐的潮解点会随着温度的升高而降低。例如一水合高氯酸钠的潮解点从5摄氏度时的∼51.5%降至30摄氏度时的∼43.5%。这项研究工作大大加深了我们对不同条件下高氯酸盐在土壤中的吸湿性的认识，并在一定程度上揭示了为什么火星上可能存在液态水背后的物理化学机制。图9 （a）高氯酸镁盐与（b）高氯酸纳盐随温度和相对湿度变化的相态图参考文献【1】Chen, L. X. D., Chen, Y. Z., Chen, L. L., Gu, W. J., Peng, C., Luo, S. X., Song, W., Wang, Z., and Tang, M. J.: Hygroscopic properties of eleven pollen species in China, ACS Earth Space Chem., 3, 2678-2683, 2019.【2】Chen, L. X. D., Peng, C., Gu, W. J., Fu, H. J., Jian, X., Zhang, H. H., Zhang, G. H., Zhu, J. X., Wang, X. M., and Tang, M. J.: On mineral dust aerosol hygroscopicity, Atmos. Chem. Phys., 20, 13611-13626, 2020.【3】Gu, W. J., Li, Y. J., Zhu, J. X., Jia, X. H., Lin, Q. H., Zhang, G. H., Ding, X., Song, W., Bi, X. H., Wang, X. M., and Tang, M. J.: Investigation of water adsorption and hygroscopicity of atmospherically relevant particles using a commercial vapor sorption analyzer, Atmos. Meas. Tech., 10, 3821-3832, 2017a.【4】Gu, W. J., Li, Y. J., Tang, M. J., Jia, X. H., Ding, X., Bi, X. H., and Wang, X. M.: Water uptake and hygroscopicity of perchlorates and implications for the existence of liquid water in some hyperarid environments, RSC Adv., 7, 46866-46873, 2017b.【5】Guo, L. Y., Gu, W. J., Peng, C., Wang, W. G., Li, Y. J., Zong, T. M., Tang, Y. J., Wu, Z. J., Lin, Q. H., Ge, M. F., Zhang, G. H., Hu, M., Bi, X. H., Wang, X. M., and Tang, M. J.: A comprehensive study of hygroscopic properties of calcium- and magnesium-containing salts: implication for hygroscopicity of mineral dust and sea salt aerosols, Atmos. Chem. Phys., 19, 2115-2133, 2019.【6】Jia, X. H., Gu, W. J., Li, Y. J., Cheng, P., Tang, Y. J., Guo, L. Y., Wang, X. M., and Tang, M. J.: Phase transitions and hygroscopic growth of Mg(ClO4)2, NaClO4, and NaClO4∙H2O: implications for the stability of aqueous water in hyperarid environments on Mars and on Earth, ACS Earth Space Chem., 2, 159-167, 2018.【7】Tang, M. J., Chan, C. K., Li, Y. J., Su, H., Ma, Q. X., Wu, Z. J., Zhang, G. H., Wang, Z., Ge, M. F., Hu, M., He, H., and Wang, X. M.: A review of experimental techniques for aerosol hygroscopicity studies, Atmos. Chem. Phys., 19, 12631-12686, 2019a.【8】Tang, M. J., Gu, W. J., Ma, Q. X., Li, Y. J., Zhong, C., Li, S., Yin, X., Huang, R. J., He, H., and Wang, X. M.: Water adsorption and hygroscopic growth of six anemophilous pollen species: the effect of temperature, Atmos. Chem. Phys., 19, 2247-2258, 2019b.【9】Tang, M. J., Zhang, H. H., Gu, W. J., Gao, J., Jian, X., Shi, G. L., Zhu, B. Q., Xie, L. H., Guo, L. Y., Gao, X. Y., Wang, Z., Zhang, G. H., and Wang, X. M.: Hygroscopic Properties of Saline Mineral Dust From Different Regions in China: Geographical Variations, Compositional Dependence, and Atmospheric Implications, J. Geophys. Res.-Atmos, 124, 10844-10857, 2019c.作者简介：唐明金，中国科学院广州地球化学研究所研究员，博士生导师。本科和硕士毕业于北京大学，博士毕业于马普化学研究所，并先后在英国剑桥大学和美国爱荷华大学从事博士后研究。主要研究方向为气溶胶化学及地球化学，已在Chemical Reviews、Atmospheric Chemistry and Physics和Journal of Geophysical Research-Atmospheres等国际知名期刊上发表SCI论文60余篇，并自2017年起担任国际SCI期刊Atmospheric Measurement Techniques副主编。曾获第18届侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖、第8届中国颗粒学会气溶胶青年科学家奖。

2024年8月15日，由北京卓立汉光仪器有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司、先锋科技(香港)股份有限公司、无锡中镭光电科技有限公司联合举办的第五届“逐梦光电”国产光电分析仪器和核心技术研制与应用研讨会暨怀柔光电产业发展论坛的精彩报告继续进行。来自全国各大知名高校及研究院的近百名专家学者出席了本次会议。8月14日至15日，线上直播观众人数突破9.3万人，明日精彩继续，欢迎预约直播。▲昨日精彩回顾（点击查看）本次研讨会聚焦荧光、拉曼、条纹、分幅、iCMOS、成像光谱仪、2μm激光器、光机、自动化，磁光，压电，仪器联用等10余类产品以及钙钛矿，太阳能，二维材料，燃烧诊断，等离子体诊断，LIBS，半导体，激光物理等八大应用方向。会议期间，共进行了多场精彩纷呈的学术报告和专题研讨。今日，17位来自光电探测、磁光、荧光及超快等领域的专家学者分别就各自的研究领域作了深入的阐述，分享了最新的研究成果和经验。▲华中科技大学研究员——韩俊波华中科技大学韩俊波研究员做二维本征铁磁体的磁性调控及应用探索报告，二维磁性材料是基础磁学和新型存储器件研究重要平台，其宏观性质和微观磁畴密切相关。深入研究其微观磁畴的调控方法及其与宏观性质间的内在联系，对提升材料性能、优化器件结构、诱发新奇量子物性至关重要。韩老师课题组以二维Fe3GeTe2（Fe3GaTe2）为载体，采用低温显微磁光克尔技术，系统研究了二维Fe3GeTe2在界面、电流及磁场调控下铁磁增强特性。获得如下有趣实验结果：（1）在二维反铁磁/铁磁异质结中观测到“非局域”铁磁增强效应；（2）在二维Gr/ Fe3GeTe2/Gr中观测到电流诱导的拓扑磁光效应；（3）在二维单个Fe3GeTe2中同时实现了非易失性和易失性磁光存储。这些研究成果不仅增进了对二维磁性材料微观机制的理解，也为未来磁存储技术和自旋电子学的发展开辟了新方向。▲Clemson University Assistant Professor——Lianfeng Zhao 远在美国克莱姆森大学赵连锋助理教授通过国际直播平台，为国内外科研工作者做Metal Halide Perovskite Laser Diodes英文报告，赵老师聚焦于金属卤化物钙钛矿半导体这一多功能的杂化材料，该材料在推动下一代光伏与发光技术革新中展现出巨大潜力。报告重点阐述了团队在电泵浦钙钛矿激光二极管领域的最新突破，包括钙钛矿内光增益机制的深入研究，以及在极端电流条件下器件性能的优化策略。这些成果不仅增进了对该领域关键技术的理解，还为克服技术障碍、推动该技术变革性发展提供了宝贵见解。▲北京交通大学教授——梁春军北京交通大学梁春军教授做一种新型光伏发电技术_钙钛矿太阳能电池报告，介绍钙钛矿太阳能电池的基本器件结构，进展情况和未来趋势。▲北京大学研究员——康佳昊北京大学康佳昊研究员做显示器件的频率色散和集约模型报告，介绍了北京大学碳基电子学研究中心在显示器件建模方面的部分研究。报告核心内容涵盖三大方面：首先，简要介绍了碳基电子学的基本概念及碳基显示在未来显示技术中的潜力；其次，深入剖析了薄膜晶体管（TFT）的关键性能特征，包括界面态现象、偏压稳定性以及电容的频率色散行为，并据此构建了相应的集约模型，为TFT性能预测与优化提供了理论支持；最后，探讨了微型发光二极管（Micro-LED）在微缩化过程中的尺寸效应，详细分析了其电学与光学性能的频散特性，并建立了集约模型以准确描述这些特性，为Micro-LED显示技术的发展奠定了坚实基础。▲湖北众韦光电科技有限公司研发经理——戴宏伟湖北众韦光电科技有限公司戴宏伟博士做低温磁场下的微区磁光克尔及光谱测试报告，报告从磁性二维材料的磁光克尔研究出发，探讨低温磁场下的微区光谱测试面临的问题与解决方案，如设备稳定性、磁场干扰及高精度要求等，并随后提出了针对不同磁体和低温环境的定制化解决方案。这些方案旨在提升测试平台的易用性和稳定性，为磁光学研究提供强有力的技术支持。▲北京交通大学教授——张福俊北京交通大学张福俊教授做倍增型有机光电探测器报告，重点介绍倍增型有机光电探测器的工作。张老师课题组在2013开始探索全新机理的倍增型有机光电探测器，2015年报道了基于单载流子有源层制备出界面附近受陷电荷诱导能带弯曲的倍增型有机光电探测器，并通过器件工程实现响应范围可调、正、反向偏压下都能工作且响应范围可调的器件。并从有源层中载流子传输通道的调控入手，率先报道了一种具有单载流子传输特性的低暗电流、倍增型有机光电探测器。课题组还通过多元化的策略，包括三元材料体系、厚膜策略调控光场分布、精细的界面工程以及电极优化等，成功制备出响应范围更加灵活、支持双向偏压操作、具备双探测窗口及功能集成化特性的倍增型有机光电探测器。这些创新不仅丰富了倍增型有机光电探测器的设计思路，也为未来高性能光电探测技术的发展提供了宝贵的经验和启示。▲中国科学院半导体研究所青年研究员——郝宏玥中国科学院半导体研究所郝宏玥青年研究员做超表面锑化物红外探测器研究报告，锑化物红外探测材料体系晶格失配度低，能带结构灵活可调，是实现高性能红外探测的优选材料。郝老师课题组聚焦于超表面结构在锑化物红外探测器领域的研究进展，并展望相关技术在焦平面成像领域的应用。通过在单波段锑化物红外探测其基础上，通过超表面结构设计及高精度图形转移技术，实现波长调制型可见-红外探测器制备，及片上集成多谱段红外探测芯片制备，为新一代宽光谱、多谱段红外焦平面探测阵列提供技术基础。▲浙江大学教授——何海平浙江大学何海平教授做钙钛矿发光：材料、器件及应用报告，全面概述了卤化物钙钛矿材料因其优异的光电特性，在新型显示、照明等领域具有潜在的广阔应用情况。何教授课题组聚焦于钙钛矿的发光性质，介绍课题组在钙钛矿光致发光、电致发光、激光等三个方面的研究工作，以及近期在钙钛矿量子点显示应用方面的进展。▲中国人民大学教授——龙峰中国人民大学龙峰教授做全光纤倏逝波荧光生物传感仪器及检测新污染物的应用报告，介绍了新污染物治理在美丽中国建设中具有重要的战略定位。新污染物具有“新”“多”“广”“低”等特点，其快速精准识别和监测是构建新污染物治理体系的重点和难点。传统监测技术存在前处理繁琐、成本高、难以满足现场快速检测需求等不足。龙教授团队通过建立全光纤倏逝波荧光生物传感新理论并突破系列关键核心技术，创制了具有完全自主知识产权的全光纤倏逝波荧光生物传感系列仪器，结合多样化生物靶向识别材料和生物传感机制，建立了新污染物多指标现场快速检测新方法，为新污染物监测提供精准化、即时化、智能化、集成化技术支撑。▲华北电力大学讲师——仇恒伟华北电力大学仇恒伟讲师做钙钛矿纳米晶的表界面调控和光电应用报告，全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶（PNCs）稳定性不足等诸多问题，无损晶格外延核壳纳米晶有望彻底攻克该问题并最小化界面电荷积累。仇老师从PNCs单晶面S系半导体外延生长出发，辅以合适的表面配体钝化晶面以降低结合能垒，实现晶格外延CsPbBr3/PbS核壳纳米晶可控合成，这一创新方法不仅增强了纳米晶的稳定性，还优化了其光电性能。进一步地，报告介绍了结合普适性纳米晶图案化和3D打印工艺的最新进展，成功构建了集成式光电探测阵列。这一技术突破不仅提升了光电探测器的性能和分辨率，还为其在更广泛领域的应用开辟了新途径。仇老师所做的一系列工作旨在推动PNCs稳定性和光电性能方面的发展，并极大拓展其应用。▲RMITUniversity研究员——Xiaoming Wen远在澳大利亚皇家墨尔本理工大学的文小明研究员通过国际直播平台，为国内外科研工作者做Time dependent steady-state and time-resolved photoluminescence under light bias in halide perovskites英文报告，文老师首先介绍了稳态光致发光 (PL) 和时间分辨光致发光 (TRPL) 技术发展现状。然而，当对表现出光照诱导的 PL 光谱、效率和寿命变化的材料（如卤化物钙钛矿）进行测量时，这些技术面临一些问题。在过去十年中，卤化物钙钛矿因其优异的光电特性和出色的器件性能（如高效太阳能电池、光电探测器和 LED）而引起了极大的研究兴趣。使用标准 PL/TRPL 测量时，可能会忽略和遗漏关键信息，并可能导致误解。本次报告文老师重点介绍一些光照诱导 PL 效率和载流子寿命增加的应用案例。使用专门设计的时间相关 PL/TRPL，有/没有光照偏置，进行探索异常的光电特性，并利用其团队最近提出的晶格能量库理论对该现象做了很好地解释。文老师作为卓立汉光产品的使用者，也在演讲中感谢卓立汉光的协助，其团队在RIMT大学定制了多功能PL-TRPL光谱系统，该系统能够完成上述大部分功能，并且功能大大扩展，包括激发、检测范围。可以预期该系统将能为其团队的光物理研究提供重要的技术支持。▲华北电力大学讲师——贾东霖华北电力大学贾东霖讲师做钙钛矿量子点表面特性调控研究及其光伏应用报告，钙钛矿量子点（PQD）凭借出色的光电性能和化学加工性，被视为下一代光伏器件的潜力材料，然而其表面高密度的长链绝缘油酸油胺配体成为电荷传输的障碍。贾去除这些原始配体会引发一系列问题，如表面缺陷增加、载流子捕获、钙钛矿晶格畸变以及水氧渗透通道的形成，从而影响光伏性能。为解决这些问题，研究团队开发了一系列创新策略，包括表面缺陷钝化、表面配体取代和表面晶格锚定等，以优化PQD的表面状态。通过这些策略，贾老师有效改善了太阳能电池的载流子提取效率，使无机CsPbI3-与混合FAxCs1-xPbI3-PQD太阳能电池的光电转换效率分别提升至16.64%与17.29%，为改善量子点光伏性能的表面调控策略提供了全新见解。▲香港城市大学教授——雷党愿香港城市大学雷党愿教授做微纳光腔与低维半导体相互作用及功能器件研究报告，首先分享了微纳光腔这类具有电磁场极端局域化和增强的超构光学体系，是发展多功能、小型化、低功耗、超快响应光学器件的基本模块。雷教授介绍了耦合光学微腔与钙钛矿量子点，构建高稳定性、低量子缺陷和超低阈值的微腔激光器（Nature Communications 2020, 11, 1192 Advanced Functional Materials 2024, 2401247）；接着展示集成自组装等离激元纳腔阵列与无铅钙钛矿量子点，实现宽带高探测灵敏度和响应度的柔性光电探测器（Nano Letters 2021, 21, 9195）；最后介绍近场耦合等离激元纳腔偶极共振模式与过渡金属硫族化合物自旋禁阻暗激子或其异质结中层间激子，获得室温下暗激子（Nano Letters 2022, 22, 1915）或层间激子的可观测发光（ACS Nano 2024, 18, 13599）。这些研究成果不仅展示了微纳光腔与低维半导体相互作用的独特优势，也为未来高性能光学器件的设计与开发提供了重要的科学依据和技术支撑。▲中国科学院长春应用化学研究所研究员——秦川江中国科学院长春应用化学研究所秦川江研究员做准二维钙钛矿发光机理与高性能器件报告，首先强调了有机/无机杂化钙钛矿半导体材料的显著优势，包括高吸收截面、高载流子迁移率和低成本溶液加工等特性，使其成为新一代半导体发光材料和激光器增益介质的理想选择。然而，这类新型材料的发光和激射原理尚未完全阐明，成为国际研究难题。针对这一挑战，秦老师课题组利用瞬态光谱技术取得了重要突破，不仅证实了Rashba自旋效应和暗态三线态激子的存在，还首次提出了准二维钙钛矿中长寿命暗态三线态激子的概念，并深入探讨了其对光电性能的影响。通过创新的维度和组分工程策略，团队成功调控了钙钛矿中的三线态激子行为和发光特性，进而实现了系列高性能发光器件的制备，和具有低激发阈值的室温连续光泵浦准二维钙钛矿激光。▲北京卓立汉光仪器有限公司应用专家——覃冰北京卓立汉光仪器有限公司应用专家覃冰做超快分子光谱探测技术及解决方案报告，介绍卓立汉光超快光谱探测方案在飞秒及皮秒时空中对超快物理化学及生物过程进行监测的应用，如太阳能电池、低维材料、量子器件、超导材料、新型半导体、纳米催化、生物传感等材料中载流子时空演化，载流子的激发动力学，钙钛矿中的放大自发辐射测试等。▲北京理工大学教授——王卓然北京理工大学王卓然教授做多元硫硒化物半导体光电器件报告，在立足于信息技术领域对新一代光电子器件与集成技术的重大需求基础上，报告聚焦半导体光电材料与器件领域关键问题，重点介绍以Cu2ZnSn(S,Se)4和AgBiS2为代表的环境友好型多元硫硒化物半导体在薄膜光伏与光电探测领域的应用，并就未来面向短波至中波红外应用的多维度硫硒化物材料体系与高维度集成光电传感系统展开讨论。▲北京金竟科技有限责任公司应用经理——李洋北京金竟科技有限责任公司李洋做阴极荧光成像及光谱采集系统及其在半导体领域的应用报告，报告内容涵盖其公司简介、阴极荧光含义及其原理、阴极荧光相关产品介绍及应用案例分享、 电子束曝光简介及产品介绍及应用案例分享、合作用户单位等，整个报告展示了北京金竟科技有限责任公司在阴极荧光成像及光谱采集系统、电子束曝光技术方面的深厚积累和创新能力，以及这些技术在推动半导体行业发展中的重要作用。▲中国人民大学博士——曹丹丹中国人民大学曹丹丹博士做纳米晶半导体高效单光子上转换发光报告，研究发现，钙钛矿具有显著的“声子辅助-单光子上转换”光致发光，浅能级缺陷可作为关键中间态角色。报告分享了基于配体工程调控深缺陷分布，可以有效抑制非辐射复合损失；基于结晶动力学工程调控浅缺陷分布，能够大幅度提升亚带隙电子跃迁的振子强度。在两者协同作用下，钙钛矿纳米晶的单光子上转换强度提高40%以上，有效光学冷却增益窗口超过130 meV。上述结果为深入认识纳米晶光致发光机制、拓宽纳米材料在光学/光电方面的实际应用提供了新的学术见解。▲仪器展示介绍环节除上述大会报告以外，会议期间，结合用户各种需求，卓立汉光公司适时展示多种产品系统，部分产品系统提供免费测样，欢迎详询：拉曼光谱荧光光谱微纳器件光谱响应度测试系统光栅单色仪/光栅光谱仪超快时间分辨光谱测试系统2μm波段掺铥光纤激光器笼式系统阻尼隔振平台

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不溶性微粒分析仪阻法检测原理药典规定检测原理—光阻法满足《美国药典》、《中国药典》、《药包材标准》及输液器具 GB8368-2018 等要求。待测液体流过流通池，流通池两侧装有光学玻璃，激光器的光束通过透镜组准直 穿过流通池，照射在光陷阱上。若待测液体中没有微粒，则光电探测器接收不到光信号；若液体中有微粒，与液体流向垂直的入射光，由于被微粒阻挡而减弱，因此由传感器输出的信号降低，这种信号变化与微粒的截面积成正比。根据信号的幅度和个数可以对液体中的微小微粒进行计数检测。图.光阻法检测原理示意图PULUODY 的创新型双激光窄光微粒检测技术不仅对微粒的探测范围宽广更具有精度高、重复性好的特点，让任何微粒无处遁形。

p 　　近日，中国科学院大连化学物理研究所快速分离与检测研究组研究员李海洋，利用一种TPG构型离子门，在不损失离子灵敏度的前提下，研制出一种分辨能力(R)超过100的离子迁移谱技术。该技术有望提高商品化离子迁移谱仪器对爆炸物及化学战剂识别的准确性，降低仪器的误报率。相关研究结果被Analytical Chemistry收录。 /p p 　　离子迁移谱技术研究领域面临着如何实现离子迁移谱分辨能力提高的同时，不损失其对不同离子的检测灵敏度这一挑战。为解决这一问题，该研究组2012年曾提出一种解释BNG构型离子门关门电场特性的“三区理论”。在该理论指导下，通过提高离子门关门电压，可以在一定范围内实现分辨能力和检测灵敏度的同步提高。但过高的关门电压会造成离子灵敏度的损失，且迁移率越大，离子灵敏度损失越明显。 /p p 　　在最近的研究中，李海洋团队研制出一种无离子歧视的TPG构型离子门。基于该离子门，通过提高离子迁移谱内部迁移电场的强度并降低离子门开门时间，将离子迁移谱的分辨能力提高到超过100，同时保持不同离子的灵敏度。该技术解决了不同溶剂对TATP识别的干扰问题，提高商品化离子迁移谱仪器识别TATP的准确性，降低仪器的误报率。 /p p 　　该研究是李海洋团队研制超高灵敏离子迁移谱技术后，在离子迁移谱领域的又一技术突破。研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" W020171206361680662218.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/noimg/4f51739f-7d4c-455a-ad72-bc4c93760636.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" 大连化物所超高分辨离子迁移谱研究取得进展 /p p /p p /p

PeakMachine离子迁移谱系统允许二维分离复杂基质中存在的挥发性化合物。多毛细管柱气相色谱仪（MCCGC）与离子迁移谱仪的结合非常适合通过顶空技术分析液体和固体样品。Peak Machine的2D分离基于GC保留时间和每种化合物的离子迁移率。PeakMachine在大气压下以及在低于大气压下均可工作。Peak机器为离子迁移谱仪提供了最佳参数。IMS的工作温度为30-140°C，分辨力高达100 FWHM，适用于分析复杂基质中存在的风味和气味。Peak机器还允许将掺杂剂气体（反应离子改性剂）插入IMS，从而提高了仪器对目标化合物（例如内酯）的选择性。适用于食品，饮料和制药行业的质量控制 Peak Machine优点：非放射性等离子体电离源高灵敏度高解析力在大气压和低于大气压下运行现场最高工作温度与任何自动进样器兼容机器学习分类用于：复杂矩阵的2D分析（二维双模式）被分析化合物的分类食品，饮料，化学工业气味风味等VOC / TOC分析化学分析研究实验室爆炸物化学品技术参数：工作压力600-1200 mbar工作温度30-140℃分辨力N2/空气90/100 FWHM灵敏度ppb-ppt漂移气流500-1200 ml/min样气流量2-500 ml/min漂移场强度200-560 V/cm极性正负电离源电晕放电预分离气相色谱电源250V/24V通信 TCP/IP，USB 2.0尺寸（毫米）490x390x150创新点：1、非放射性电离源，安全性可靠 2、兼容市面上任何色谱自动进样器 3、正负双极性模式下2D视图 MCCGC-AIMS PeakMachine气相离子迁移谱

气相-离子迁移谱（gas chromatography-ion mobility spectroscopy，GC-IMS）是一种用于分析样品中挥发性化合物的近几年兴起的检测技术，具有检测速度快、操作方便等优点。该文首先简述了GC-IMS的应用原理，再次综述了其在畜禽产品品种区分、畜禽产品的掺伪鉴别以及不同因素对畜禽产品风味特性的影响3个方面的应用，最后分析了GC-IMS技术目前存在的问题以及其未来的发展方向，以期为研究者研究分析畜禽产品风味、开发新的畜禽产品提供理论依据和技术支持。气相色谱_离子迁移谱_GC_IMS_在畜禽产品风味分析中的应用_杨露.pdf