颗粒图像仪

如果你有兴趣学习如何利用3D颗粒图像数据来改善你的产品或处理过程,那你绝不想错过这次讲座。Microtrac邀请你加入我们11月6日上午10点借由仪器信息网平台举办的免费网络研讨会，这次会议将介绍实现动态图像分析技术来测量粒子大小和形状的好处。 会议主题如下: ?图像分析关键术语?3D技术的历史?专利3 D颗粒大小和形状分析?使用颗粒图像数据来改善你的产品或处理过程 　美国麦奇克颗粒图像分析仪PartAn 3D 　 美国麦奇克有限公司（Microtrac Inc.）是世界上最著名的激光应用技术研究和制造厂商，其先进的激光粒度分析仪已广泛应用于水泥，磨料，冶金，制药，石油，石化，陶瓷，军工等领域，并成为众多行业指定的质量检测和控制的分析仪器。Microtrac Inc.公司非常注重技术创新，近半个世纪以来，一直领先着激光粒度分析的前沿技术，可靠的产品和强大的应用支持及完善的售后服务，使得其不断超越自我，推陈出新，独领风骚。 DKSH是一家专注于亚洲地区，在市场拓展服务领域处于领先地位的集团。大昌华嘉仪器部专业提供分析仪器及设备，独家代理众多欧美先进仪器，产品范围包括：颗粒，物理，化学，生化，通用实验室的各类分析仪器以及流程仪表设备，在中国的石化，化工，制药，食品，饮料，农业科技等诸多领域拥有大量用户，具有良好的市场声誉。 大昌华嘉商业（中国）有限公司 市场部 您可以通过点击下面链接获取详细信息并报名参加本次网络会议，谢谢！ 会议链接：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1222 服务咨询电话：4008 210 778 E-mail：ins.cn@dksh.com 欢迎浏览大昌华嘉网站 : http://www.dksh-instrument.cn

日前，我司的“动态颗粒图像分析仪”参加中北大学的招标活动，凭强劲的实力和极高的技术优势，赢得胜利。中标仪器型号：QICPIC/LIXELL特点：首次结合了特殊开发的高品质的照明系统、高效的分散系统、成像系统和信息处理技术，实现将团聚颗粒分散后再进行检测，每秒处理500万像素的数据（这一速度以前几乎不可想象）。一般来说，每次测量的颗粒数都超过一百万个，某些情况下甚至可能超过1千万个。检测保持很高的精确度，使取样误差小于1%成为了现实。

岛津动态颗粒图像分析系统 iSpect DIA-10采用微量池技术和先进的光学系统精确、高效地检测颗粒。如果使用普通镜头，颗粒的可检测尺寸会受到颗粒与镜头之间距离的影响。iSpect DIA-10使用远心镜头可保持恒定的图像放大倍率，这意味着无论颗粒 位于视野中的哪个位置，系统都可以准确地确定颗粒粒度。自动对焦功能提高了成像效率，从而确保能够精确 检测异物并获得重复性高的计数浓度。 粒子计数和图像测量可以用一台仪器来实现iSpect DIA-10提供了先进的粒子分析技术，将单个粒子的图像信息添加到精确的粒子计数中。采用宽聚焦区域的远心镜头与微流池技术相结合，可聚焦整个流路，大幅度减小了颗粒漏检，实现了精确的颗粒计数和可靠的颗粒检测。 可有效分析大量粒子准备样品时，用微量移液枪吸取分散在液体中的样品，将移液枪枪头固定在仪器上，然后在软件上完成数据测量。 检测能力强，几乎不会漏检iSpect DIA -10也可以检测到含有极少量的粒子，也可以检测大量粒子中的少量粗颗粒。通过检测每个粒子的检测结果和图像，可以对粒子的来源进行估计。 创新点：本产品整合了粒度和图像分析技术，在两分钟内完成颗粒成像、尺寸分析、异物检测、粒度分布同时可以得到准确的粒子计数浓度?超过90%的高效图像采集效率与传统的池技术和镜头技术相比，微量池技术可以更清晰地显示颗粒图像，同时减少通过成像区域以外的颗粒数量，传统仪器图像采集效率小于10%，DIA-10采集效率超过90%?± 5%以内的计数浓度重复性由于颗粒图像采集效率高，几乎所有粒子都被捕捉到，因此可获得超高重复性?简单易用具有无需样品即可实现自动对焦功能，只需放置样品、选择分析方法、点击测量三步即可完成测试查看结果动态颗粒图像分析系统

2009年，新年伊始，挪威安娜泰克有限公司(AnaTec AS，Norway)发布了其最新的动态颗粒图像分析技术，三维图像动态识别专利(3D images)，并携带其主打产品，FPA颗粒图像分析仪及DustMon粉尘浓度测量仪，在中国各主要城市进行了为期一周的巡回展示，得到了相关应用领域专家的一致好评。　　Mr. Terje Jorgensen，安娜泰克有限公司执行总裁，全程参与了瑞士华嘉有限公司为该产品在中国首发的一系列市场活动。作为一种全新的动态颗粒图像分析技术，安娜泰克公司采用了比常规动态图像分析方法更为先进的3D images(三维图像动态识别)专利，能实时区分同一颗粒在不同影像位置时的几何形态，配合多种高效快捷的全自动取/进样器，被测样品量大，能真正得到极具代表性的颗粒图像分析结果。　　二十多年来，挪威安娜泰克有限公司一直致力于在线及实验室用颗粒图像分析技术的研究与生产，开发出一系列针对不同应用领域的高性能图像分析仪器。前身为Norsk Hydro集团(全球500强公司之一)的研发机构，安娜泰克以其在诸多工业应用领域成熟的技术平台，能够为终端客户量身定制，提供颗粒图像分析的全套解决方案，包括硬件配置，软件设计，系统安装，技术支持及反馈。安娜泰克的所有产品结构牢固，操作简单(兼容LIMS系统)，在建筑材料，食品工业，矿物加工，制药原料，石油石化等领域有着广泛的应用前景。

华嘉（香港）有限公司与德国安娜泰克有限公司（AnaTec Deutschland GmbH）经过多方面的深入了解，决定在中国独家代理其最新产品，在线/实验室系列颗粒图像分析仪。前身为著名的Norsk Hydro集团的研发机构，二十多年来，安娜泰克一直致力于在线及实验室用颗粒图像分析技术的研究与生产，开发出一系列针对不同应用领域的高性能分析仪器，采用比常规图像分析方法更为先进的专利技术，为终端客户量身定制，提供颗粒图像分析的全套解决方案，包括硬件配置，软件设计，系统安装，技术支持及反馈。安娜泰克的所有产品结构牢固，操作简单（兼容LIMS系统），在建筑材料，食品工业，矿物加工，制药原料，石油石化等领域有着广泛的应用前景。screen.width-300)this.width=screen.width-300"华嘉（香港）有限公司作为一家著名的国际贸易集团公司，其仪器部专业提供各种分析仪器及设备，经过多年的专业市场化运作和高素质员工的敬业精神，华嘉公司在中国的诸多领域拥有稳定的客户关系，这次，华嘉（香港）有限公司与德国安娜泰克有限公司再次携手，希望能得到国内在线/实验室颗粒图像分析领域专家与用户的支持，实现技术合作与产品应用的双重收获。

2019年7月8日，莱比信举行了动态颗粒图像分析仪CPA 2-1的专项培训会，邀请了德国Haver&Boecker公司的 Bastian Driefer 先生指导培训，旨在增进销售人员对筛分仪和动态图像颗粒分析仪的理解及要点掌握。　　本次培训会主要内容为动态颗粒图像分析仪CPA 2-1的解读及仪器原理操作，会上不仅详细介绍了仪器的原理，还演示了检测样品的标准要求及检测方法，通过现场检测方法实操，让人更容易掌握系统知识。培训会上，每位销售都认真倾听工程师讲解，开展面对面互动交流，踊跃发言提问。　 CPA 2-1 特别适于实验室分析34μm到25mm的颗粒形态、粒径及分布。　　HAVER CPA 2-1上安装有HAVER CpaServ软件，可以在Windows操作系统下运行。CpasServ强大的软件功能使仪器安装更简单，操作更直观，与笔记本电脑相连进行操作使用，具有良好的移动性。　　HAVER REAL TIME技术，可以即时对样品进行分析和处理。　　德国Haver&Boecker公司创建于1887年，在全球拥有众多的分支机构和工厂。莱比信与其携手在颗粒分析测量领域展开合作，提供无论是过滤、筛选、颗粒分析、结构和设计问题，还是用于产品和工艺的制备、储存、包装和自动化的整体系统解决方案，日后双方将会锐意进取，不断创新，以高品质的产品满足客户的需求。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "说起图像法，大家很自然会联想到相机。对，图像法就是用相机作为传感器测量颗粒粒度。其实，图像法并不是一种新的测量方法，这是一种已有很多年历史的测量方法。早期的相机采用胶片作为传感器，记录被测物体的影像，然后将影像投影到工具投影仪上，在投影仪上用标尺或后期发展的坐标传感器量出被测物体的大小。下图是一种显微投影仪的照片，显微物镜把胶片上的图像投影到屏幕上，在屏幕上量出物体图像的尺寸。对于颗粒样品，则可以直接在显微镜下进行观测测量。很显然，在用胶片作为传感器的时期，图像法是不可能用于在线测量的。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/21f18409-d7be-4568-a7cb-255a0d29561b.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong显微投影仪/strong/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "（友情提示：移动端用户下方点击阅读全文，/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "再点击取消即可阅读全文，也欢迎下载APP体验阅读新感受）/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法作为颗粒粒度测量，尤其是颗粒粒度在线测量的新方法再次出现并得到日益广泛的应用，得益于CCD和CMOS的发明，数码相机的飞速发展，以及光学镜头、光源、计算机技术以及图像处理算法的飞速发展。数码相机的核心是CCD/CMOS传感器，尤其是近年来CMOS技术的发展使其性能得到很大提高，几乎占据了绝大部分的数字传感器。下图是CMOS传感器的照片。在CCD/CMOS传感器中，代替胶片中感光粒子的是按矩阵排列的像素。如果在每个像素前按规律设置红（R），绿（G）和蓝（B）三色滤色片，则可以得到彩色图像。这样CCD/CMOS就将图像自然分解成了成可以用计算机处理的离散信号。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc747ae3-b89b-426c-8014-114e41854faa.jpg" title="图像2.png" alt="图像2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法在线测量装置主要包括：相机、镜头、光源、取样装置等。其中相机是最关键的设备。为得到清晰的被测颗粒的影像边缘，一般在在线测量中采用逆光（背光）照明方式，相机在测量区一侧，光源在测量区另一侧，如图所示。span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong由于光的穿透能力不强，因此图像法不能用于高浓度颗粒的直接在线测量(in-line)。对于高浓度颗粒，必须采用取样方式测量(on-line)/strong/span。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc188c81-6aa1-4737-96b1-bf330735261e.jpg" title="图片3.jpg" alt="图片3.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图像法在线测量原理示意图/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "与图像法静态测量要求不同，在图像法在线测量中，被测颗粒不是静止不动的，而是在运动的，甚至运动速度很高。为得到清晰的颗粒图像，就要“冻结”运动颗粒的影像，这就要求图像的曝光时间要与被测颗粒的运动速度相匹配。对于高速运动的颗粒，要求的曝光时间要短，低速的可以稍长。 曝光时间还与拍摄图像时所用镜头的放大倍率有关，放大倍率大，要求的曝光时间就短，放大倍率小，曝光时间就可以长一些。 曝光时间可以由相机的快门控制，也可以由光源的脉冲宽度控制。目前工业相机的电子快门时间最短可以到1微秒，而作为照明光源的脉冲激光的脉冲宽度可以达到几个纳秒。曝光时间越短，需要的光源强度就越大，这就给光源提出了高的要求。工业相机的电子快门分成滚动快门（rolling shutter）和全局快门（global shutter）2类。span style="color: rgb(0, 176, 240) "为保证曝光时运动颗粒图像不发生畸变，在图像法在线测量中必须采用全局快门/span。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "作为在线测量，图像法装置不能像显微镜那样通过更换不同放大倍率的显微物镜来适应不同大小颗粒的测量，这就希望像素尺寸尽量小，以得到高的图像分辨率。通常，滚动快门的CMOS的像素小于全局快门，目前滚动快门的CMOS的最小像素已达到1.5微米，而全局快门的最小的像素是3.8微米。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在图像法测量中，相机镜头是关键的设备。图像法能进行在线颗粒测量，很大程度上是依赖于strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "远心镜头/span/strong的发明和发展。用相机拍摄物体，通常图像存在远小近大的现象。而在线测量不能控制被测颗粒一定会处于镜头的焦平面位置，这就会造成颗粒的影像大小与颗粒的真实尺寸不同。远心镜头的出现，很好解决了这个问题。被测颗粒处于不同位置时，远心镜头获得的颗粒图像大小并不会随位置变化而变化。这就使得图像法可以用于颗粒的在线测量。远心镜头有定倍率和工作距离，以及可变放大倍率和工作距离2类，可以根据需要采用其中一种。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在图像法在线测量中最大问题是被测颗粒不仅存在于测量区中，有些还处于离焦位置，颗粒图像是不清晰的。下图中就同时存在清晰颗粒、离焦程度不大和离焦尺度大的模糊颗粒影像。strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "对于离焦颗粒图像，可以有2种处理方法/span/strong，对于离焦程度大的模糊影像，直接剔除，不予处理。对于离焦程度不大的模糊图像，可以采用图像处理算法来恢复，得到颗粒的粒度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "在图像法在线测量中，一般都需要用取样装置将被测粉体样品从生产工业管路中去出，在取样时，必须采取措施防止颗粒样品发生团聚，如用无油无水的压缩空气分散样品颗粒。下面3个图给出了在在线测量取样中没有对颗粒采取分散措施，分散不足和充分分散后的颗粒图像。可以明显看出充分分散的重要性。/span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/59590f06-6860-4880-955a-367e24cc5746.jpg" title="图像4.png" alt="图像4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法在线测量不仅可以给出被测颗粒的粒度，还可以得到被测颗粒的形貌参数，这是其它颗粒测量方法不能做到的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图像法与RGB三波段消光法融合在线测量/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "受光学原理和硬件的限制，strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "图像法在线测量下限一般在2-3微米/span/strong。但在工业过程中存在着大量亚微米颗粒中同时存在有少量较大颗粒，并都需要测量其粒度的情况。这时可以strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "将图像法与多波长消光法相结合，用图像法测量较大颗粒的粒度，而用多波长消光法测量亚微米颗粒的粒度/span/strong。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "彩色相机中的CMOS传感器可以认为是RGB三个波段光探测器件，当采用白光作为光源，对获得的图像可以分别用图像处理算法处理其中的大颗粒影像，用多波长消光法处理背景图像中的RGB信息来分别获得大颗粒和亚微米颗粒的粒度。如下图是用彩色相机获得的高速流动中的湿蒸汽两相流图像，其中高速流动的较大水滴的轨迹宽度对应其粒度，而长度对应其速度，背景是较高浓度的小水滴，无法用图像识别。此时，可以分别对如圆圈中的大水滴影像用图像处理算法处理，得到其粒度和速度，而对矩形框内的亚微米颗粒用RGB三波段消光法进行数据处理，得到小水滴的粒度及分布。/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/009bf84a-9554-447d-945d-c6bdbe8cb4f2.jpg" title="图片5.jpg" alt="图片5.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong同时存在大小颗粒的图像/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图像法与后向光散射融合测量大气颗粒和排放烟尘浓度/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法不仅可以测量成像的颗粒的粒度，还可以strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "与光散射结合测量无法成像的大气中气溶胶颗粒的浓度和排放烟尘的浓度/span/strong。气溶胶是空气中悬浮颗粒与大气构成的体系，悬浮颗粒包括固体颗粒，液体颗粒，生物颗粒等。由于气溶胶颗粒粒度很小，受气流和布朗运动的作用，会在大气中长时间扩散传播，PM2.5就属于气溶胶范畴。下图分别是室内和大空间悬浮的气溶胶颗粒在激光照射下的散射光。strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "该散射光强与悬浮颗粒的粒度、浓度和测量散射角度有关/span/strong。用相机作为传感器，将相机聚焦于激光照射的要测量区域，得到气溶胶后向散射强度后，用米散射理论和相关数学模型进行数据处理，可以得到空间的气溶胶浓度。该方法可以用于烟囱排放烟尘浓度的远距离遥测。如果同时用多个波长的激光进行测量，还可能可以得到悬浮颗粒的平均粒度和分布。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/2f6469fd-9884-41c8-9b57-af11b16bc8b0.jpg" title="图像6.png" alt="图像6.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 125px height: 125px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/01e065bd-c5ef-4e1a-9570-1808f883e70a.jpg" title="蔡小舒_.jpg" alt="蔡小舒_.jpg" width="125" height="125" border="0" vspace="0"/span style="color: rgb(0, 176, 240) "作/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "者简介：/span/strong曾任中国颗粒学会、中国计量测试学会、中国工程热物理学会、中国动力工程学会、上海颗粒学会等学术组织的副理事长、常务理事、理事、理事长等，是《Proceedings of IMechE Part A: Journal of Power and Energy》、《Particuology》、《KONA Powder and Particle Journal》、《Frontiers in Energy》等SCI刊物和一些国内学术刊物的编委，多个国际学术会议的名誉主席，主席等。/p

透射电子显微镜（TEM）具有原子水平的分辨能力，它不仅可以在观察样品微观形态，还可以对所观察区域的内部结构进行表征，成为纳米技术研究与发展不可或缺的工具。特别是TEM配合图像分析技术对多相体系中纳米颗粒粒度进行分析具有一定的优势。本文将对已实施的GB/T 42208-2022 《纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量透射电镜图像法》进行解读。多相体系是指体系内部不均匀的体系，在物理化学中也称为非均相体系、混相体系或者复相体系。而纳米颗粒受尺寸限制往往存在于材料基体中，形成多相体系来增加整个材料特性，这可能关系到后续产品的性能和安全性，因此对多相体系中纳米颗粒的评价尤为重要。透射电镜能作为最直观、准确的设备能够对样品内部进行评价，在多相体系中的纳米颗粒粒径表征中不可或缺。本标准从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的多相体系中纳米颗粒粒径分析评价方法，不仅对于多相体系中纳米颗粒的粒径这种需要探讨体系内部的颗粒测量给出了方案，而且对于不同TEM的颗粒测量结果一致性评判具有重要的参考价值。本文件适用于固相多相体系中的粒径测量。考虑到多相体系的多样性，胶体和生物组织中的纳米颗粒，只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求，也适用本文件.一、背景纳米材料由于表面效应、量子尺寸效应、体积效应和量子隧道效应等，使材料表现出传统固体不具有的化学、电学、磁学、光学等特异性能。同时，受到尺寸的限制，纳米材料单独使用的场合有限，往往存在于材料基体中，形成多相体系来增加整个材料特性。但是由于纳米颗粒粒径较小、比表面积较大、表面能较大，极易团聚，致使其在多相体系中很难表征和评价。研究多相体系中纳米颗粒的粒度测量，对优化材料结构，改善材料的性能有着极大的促进作用，对推动纳米材料的应用和发展具有重要的意义。多相体系中纳米颗粒不同于单一的纳米颗粒，它对检测方法、样品处理及样品制备都有较高的要求。扫描电子显微镜和原子力显微镜由于成像原理的问题，不利于多相体系中纳米颗粒的测量。因此在本标准发布之前，国内该内容处于空白，本标准聚焦透射电镜的成像原理，对样品制备、图像获取、图像分析、结果表示、测量不确定度等技术内容给出了充分的、系统的说明。二、规范性引用文件和参考资料本标准在制定过程中，在符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》国家标准编写要求的基础上，充分参照了现行相关国家标准中的相关术语及技术内容的表述，包括颗粒系统术语、纳米材料术语、微束分析、粒度分析、纳米技术等各个专业领域；同时，在规范表达上，也充分征求了行业专家、资深从业者、用户的意见和建议，力求做到专业、通俗、易懂。 三、制定过程本标准涉及的领域较为专业，因此集合了国内相关领域的一批权威代表性机构合作完成。牵头单位为国家纳米科学中心，主要参加单位包括国标（北京）检验认证有限公司、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、深圳市德方纳米科技股份有限公司、中国计量大学、北京粉体技术协会等。对于标准中的重要技术内容，如实验步骤、不同多相体系样品的制备方法、图像获取方式、图像分析、数据处理等均进行了实验验证，确定了标准中相关技术的操作可行性。四、适用范围本文件适用于固相多相体系中纳米颗粒的粒径测量和粒径分布。胶体和生物组织中的纳米颗粒，只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求，也适用本文件。 五、主要内容本标准描述了利用透射电子显微镜图像处理和分析技术进行纳米颗粒在多相体系中分散的粒径测量方法的全流程，包含了标准所涉及的术语和定义，TEM的成像原理，不同类型样品的制备方法，详尽的实验步骤，结果表示以及测量不确定度的来源，并在附录中针对不同的样品类型给出了实用案例。术语及定义：即包括了纳米颗粒、分散的术语定义，还包括了TEM中明场相、暗场像、扫描透射电子显微图像和高角环形暗场像等几种成像方式的定义。一般原理：利用透射电镜图像评估纳米颗粒在多相体系中的粒径测量，主要基于透射电子显微镜中电子束穿透样品成像的原理，并对图像进行处理，通常需要借助粒径分析软件进行粒径测量，以避免人为因素的干扰。样品制备：纳米颗粒在多相体系中的分散，由于多相体系材料不同，样品制备方法不同，系统的介绍了纳米复合材料的制备、多相固态金属材料的制备以及多相生物材料的制备方法，这包含了超薄切片技术、离子减薄技术、生物染色技术等。实验步骤：包含了装样、仪器准备、图像获取的全过程。需要注意的是根据多相体系材料及其中纳米颗粒的种类和状态的不同，在测试过程中要明确选用明场、暗场、高角环形暗场等合适的成像技术，并保证有足够清晰度和对比度的透射图像，能够准确识别到图像中的纳米颗粒。除此之外，为了使拍摄所得的图像中包含有足够的样品数量进行粒径测量，需要在不同的位置多次拍摄。具体的过程，本标准在附录A中以镍基高温合金多相体系中纳米颗粒为例，给出了详细过程。粒径测量：多相体系中的纳米颗粒的透射电子显微镜图像通常存在背景亮度不均匀、分散相边界与图像背景灰度差小的特点，因此需要图像处理将样品图像从背景中区分出来。总体目标是将数字显微照片从灰度图像转化为由离散颗粒和背景组成的二值化图像。重点采用阈值算法进行单个颗粒的测量。同时，颗粒粒径测量时测量颗粒数量对测量不确定的影响较大，因此需要确认最少测量颗粒数，这也取决于实际的测量需求。在结果表示方面，实验室可以根据实际需求，只评价纳米颗粒粒径的大小，也可以以纳米颗粒的分布范围为评价目标。在标准的附录中给出了两种分布范围方式。不确定度：对多相体系中纳米颗粒的粒径测量的测量不确定度主要来源包含了样品均匀性、样品制备、图像处理和测量所需的颗粒数不足等。在上述基础上，给出了测量报告的信息及内容。本文作者：常怀秋 高级工程师；国家纳米科学中心 技术发展部Email：changhq@nanoctr.c

经过近一年的研究和实验，丹东百特仪器有限公司成功解决了流动样品窗、循环与分散系统、快速图像拍摄、快速图像分析等方面的技术难题，研制成功了 BT-1800型动态图像颗粒分析系统。该系统包括光学显微镜、高速摄象机、流动样品窗、循环分散系统以及软件系统等。经过测试，系统分辨率和分析精度完全达到静态图像颗粒分析系统的水平，并具有分析速度快，操作简便，准确性和重复性好等特点。BT-1800型动态图像颗粒分析系统的研制成功，有效解决了窄分布粉体材料（如研磨材料、墨粉、高档铝粉等）的粒度测试难题，将图像颗粒分析技术又提高到了一个新水平。

2015(第九届)中国科学仪器发展年会&rdquo 于4月底在北京完美谢幕，本次会议颁发了2014年度&ldquo 科学仪器优秀新品奖&rdquo ，科学仪器优秀新产品评选活动自2006年起已经连续、成功举办了八届，受到越来越多的用户、国内外仪器厂商以及相关媒体的关注和重视，有250余家国内外仪器厂商通过仪器信息网新品栏目发布了近600台2014年度上市的仪器新品，物性测试仪器及设备站到了总新品的15.2%，新品评选竞争尤为激烈。 另外，本次会议实现了公平、公正、权威的评选方式，评选流程：网上申报及仪器信息网初审 &rarr &ldquo 新品评选委员会&rdquo 专家投票评出&ldquo 入围仪器名单&rdquo &rarr 独立评审委员会专家对入围仪器进行网上评议和打分&rarr 经统计最终评出&ldquo 年度科学仪器优秀新产品&rdquo 。新品评审专业委员会已邀请了超过60位业内资深专家按照严格的评审程序，对入围新品进行网上评议。 在如此强激烈的竞争条件下，大昌华嘉（DKSH）代理的美国Microtrac 3D动态颗粒图像分析仪_PartAn 3D脱颖而出，斩获2014年度&ldquo 科学仪器优秀新品奖。 美国麦奇克有限公司 （Microtrac Inc.）是世界上最著名的激光应用技术研究和制造厂商，其先进的激光粒度分析仪已广泛应用于水泥，磨料，冶金，制药，石油，石化，陶瓷，军工等领域，并成为众多行业指定的质量检测和控制的分析仪器。Microtrac在在线颗粒大小和形状测量方面有超过25年经验，了解过程加工环境的所有需求，在线测量的好处就是让操作者能实时的看到过程的变化，使他们立即作出反应，得到高质量的产品。 PartAn 3D独一无二的分析技术，除了可以记录2D分析具有的颗粒大小和形状参数外，还可以记录颗粒度信息。并且只需要一次运行即可完成颗粒的追踪功能。技术参数：多于30种的形态参数测量范围：15um &ndash 35mm（依赖于镜头的选择）相机系统：至少100幅/秒，最高可达500幅/秒，1400ⅹ1024像素光源：LED频闪光源分析时间：1-5分钟（依赖于具体样品应用）国际标准：符合ISO 13322-2 和 ISO9276-6 标准 大昌华嘉是一家著名的国际贸易集团，总部位于瑞士的苏黎世。公司自1900年以来便与中国进行友好贸易往来。大昌华嘉仪器部专业提供分析仪器及设备，独家代理众多欧美先进仪器，在中国的石化，化工，制药，食品，饮料，农业科技等诸多领域拥有大量用户，具有良好的市场声誉。 如果您对我们的任何产品，活动感兴趣，或者对现有仪器存在任何问题，欢迎您回复我们的邮件ins.cn@dksh.com，或者拨打400 821 0778电话咨询。

仪器信息网讯 在IPB 2014举办期间，由上海市颗粒学会主办、马尔文仪器公司赞助的&ldquo 2014上海市颗粒学会年会暨颗粒表征应用技术会&rdquo 于2014年10月14日上午在上海国际展览中心召开。本次会议旨在加强颗粒材料领域的学术交流，促进本市颗粒领域的科学研究、技术进步和产品开发应用等方面的发展，方便学术界与产业界的交流和合作。会议现场上海理工大学动力工程学院蔡小舒教授主持会议　　作为上海颗粒学会理事长，蔡小舒教授就上海市颗粒学会第七届理事会情况向与会人士作了简单介绍。据了解，上海市颗粒学会第七届理事会由19位科研院高校的专家学者及2位颗粒测试仪器公司负责人共同组成，其中9位理事为最新加入的。上海理工大学周骛博士报告题目：图像法颗粒多参数在线测量　　目前，简单的粒度测量已经不能再满足用户在生产、科研工作中提出的高要求，而伴随着计算机和图像传感器技术近来的快速发展，基于数字图像处理的颗粒测量技术应运而生，并且发展速度非常迅猛。在当天的报告中，周骛博士介绍到，通过对图像获取硬件的研制和图像处理分析算法的研究，单帧单曝光图像法可用于三维颗粒场多参数在线测量，并且多方法多传感器的结合可以为复杂颗粒系统提供更多信息，如图像法颗粒在线测量参数包括颗粒粒度及分布、速度及分布、颗粒浓度和颗粒流量等。同济大学李建波博士报告题目：基于磁热效应的纳米药物传输系统的制备及其在肿瘤热化疗中的应用研究　　鉴于目前肝癌治疗方法的局限性，我国亟需开发更加安全有效的化疗药物载体系统，以提高化疗效果。李建波博士所在团队研发出的高SAR纳米磁流体，具有超顺磁性、良好胶体稳定性和生物相容性等特点。经过实验验证，这种纳米磁流体可对肿瘤细胞可以起到高效的磁热疗作用，并在优化磁场条件下，可通过诱导凋亡的方式消灭肿瘤细胞保证磁热疗的安全性。在这种基础上，该团队还进行了肿瘤的词热化疗协同增效研究与肿瘤耐药性的磁热化疗逆转研究，均获得了良好的实验成果。华东理工大学沈建华博士报告题目：多功能金纳米核壳杂化材料的制备及应用　　金纳米粒子具有小的尺寸和高的表面能，结构和性能都不稳定，如果将金纳米与其他材料杂化，不仅能提高Au(金)的特性，还能引入其他材料的特性，例如将Au与Fe3O4杂化后的新型材料，不仅具有Au的催化、生物、光学等性能，同时还拥有Fe3O4的磁分离、核磁显影等优势。在此基础上，沈建华博士所在团队不断尝试研发出的金纳米核壳杂化材料，在催化特性、等离子共振、拉曼增强、生物传感等方面均有着很明显的特色优势。英国马尔文仪器公司梅洁报告题目：纳米颗粒跟踪分析技术(NTA)的原理及其应用　　梅洁介绍到，鉴于纳米颗粒很小，不能被显微镜直接观测到，如此可以借助入射激光将颗粒照亮，研究人员就能观察到单个粒子并跟踪其布朗运动轨迹，从而基于单个粒子在短时间内快速制出每个粒子的粒径分布图。该技术可以跟踪每一个纳米颗粒的运动轨迹，以此得到整个样品体系的粒径分布信息，同时实时监测样品的运动、聚集过程。其典型应用表现在蛋白质聚集、药物传输、纳米颗粒毒理、病毒和疫苗等研究领域。华东师范大学卜凡兴报告题目：微/纳米结构材料的界面法合成及性能研究　　金属氧化物微纳米结构材料拥有奇特的功能特性，在生物医学、能源催化及纳米器件等领域有广泛应用。而对特殊结构与形貌的金属氧化物材料制备与性能研究，对胶体与界面化学、结晶学等基础研究领域有重要的研究意义。卜凡兴介绍到，通过实验研究发现，液-液两相界面是一个可以有效合成具有特殊形貌的金属氧化物微纳米结构材料的体系，由此合成的具有特殊形貌的微纳米结构材料往往表现出一些特殊的功能特性。

激光粒度仪　　目前，激光粒度仪核心技术发展已相当成熟，且国内外暂无突破性的激光粒度仪新技术问世，因此，近年来激光粒度仪生产商推向市场的新品多为升级产品，追求测量范围更宽、精度更高。LA-960激光粒度仪（详细性能参数）　　例如，HORIBA在BCEIA 2013期间推出了LA950激光粒度仪的升级版LA960。LA960特别为大颗粒样品单独设置了进样系统，因此配有两个单独的干法进样器，这使得LA960拥有超宽的颗粒粒径测量范围(0.01-5000&mu m)，测量精度可达到± 0.6%。EliteZizer多角度粒度分析仪（详细性能参数）　　2013年7月，美国布鲁克海文推出的EliteZizer多角度粒度分析仪结合了背向光散射技术与传统动态光散射技术，具备15° 、90° 与173° 三个散射角度，可同时兼顾大、小颗粒的散射光信号。该新品的另一大特点是高浓度粒度分析，浓度测量上限可达到40%w/v。　　除新品策略外，激光粒度仪生产商的关注重点开始转向&ldquo 捆绑式&rdquo 合作。　　例如，2013年5月，占据市场份额最大的激光粒度仪生产商马尔文，与耐驰研磨与分散事业部达成市场合作协议。借此协议，马尔文的Mastersizer 3000激光粒度仪将作为耐驰研磨机输出颗粒的常规粒径检测仪器，在耐驰全球主要的市场(包括中国在内)的测试实验室推广使用。　　作为颗粒测试仪器市场中的主流产品，当前市场中激光粒度仪产品的质量成熟度较高，用户更换仪器的周期较长，因此，激光粒度仪在国内部分传统应用行业的市场饱和度不断增高。有业内专家表示，受我国光伏行业持续低迷的影响，激光粒度仪在国内磨料行业的销量不断缩减。2013年中国激光粒度仪的市场销量基本与去年持平，未有明显增长。　　不过，该专家还表示，激光粒度仪的应用非常广泛，光伏行业的不景气并不影响中国激光粒度仪市场的大环境。随着我国医药、涂料、石油化工等行业的需求不断提升，国内激光粒度仪市场将有希望进一步打开，激光粒度仪生产商应该注重这些领域的开发应用工作。　　纳米粒度仪　　相比激光粒度仪市场的&ldquo 冷清&rdquo ，2013年的纳米粒度仪市场活跃度比较高。业内专家表示，纳米粒度仪的价格较高，其用户主要集中在仪器采购经费充足的科研院所和高校。借助于纳米技术、生命科学的研究热潮，近年来，中国纳米粒度仪市场销量不断提升，已成为各大颗粒测试仪器生产商关注的焦点。　　2013年9月，马尔文以1500万英镑成功收购NanoSight，通过获取NanoSight的独特纳米颗粒跟踪分析技术，实现了与自身纳米粒度仪zetasizer系列的互补。借此交易，马尔文即将推出NanoSight系列纳米颗粒测量系统，继续巩固其在中国乃至全球的市场地位。DelsaMax Pro纳米粒度及Zeta电位仪（详细性能参数）　　贝克曼库尔特在Pittcon 2013推出DelsaMax系列纳米粒度及Zeta电位仪，DelsaMax系列拥有一个光源和两个独立检测系统，可以实现并行测量，即一次加样可同步进行纳米粒径测量与Zeta电位分析，且测量时间仅需1秒钟，属于世界首创。SALD-7500nano纳米粒度仪（详细性能参数）　　2013年8月，岛津在中国市场推出了一款纳米粒度仪SALD-7500nano，并在此基础上打造出了一款Aggregates Sizer凝集性评价系统。该评价系统是专门针对生物医药品推出的，特别适用于SVP(0.1～10&mu m)区域聚合体的粒度及浓度分析测定，能够在最短的1秒间隔定量监测聚合过程。Winner801光子相关纳米粒度仪（详细性能参数）　　相对于国外厂商的活跃，今年国内的纳米粒度仪生产商也有很大突破。2013年年底，济南微纳承担的&ldquo 基于动态光散射原理的光子相关纳米粒度仪&rdquo 项目通过专家验收。据了解，该项目研制出了国内首款采用数字相关器的纳米粒度仪Winner801，据业内专家表示，这款Winner801光子相关纳米粒度仪还是经得起市场考验的。另据消息，济南微纳目前正准备上市前的最后工作 若济南微纳成功上市，其将成为国内第一家上市的颗粒测试仪器厂商。　　颗粒图像分析仪　　对于不规则形状的颗粒样品，单一地测试其粒度分布，并不能完全体现其物理特性，颗粒的形状特征对样品的物理特性也有很大影响。颗粒图像分析仪就是这样一种兼备粒度粒形测试功能的颗粒测试仪器。随着动态图像处理技术的引入，颗粒图像分析仪近些年有了快速的发展。BT-2800动态图像粒度粒形分析系统（详细性能参数）　　不规则形状的颗粒测试过程容易出现离焦现象，而丹东百特2013年推出的BT-2800动态图像粒度粒形分析系统则选择采用了鞘流技术(流体聚焦技术)，该技术使颗粒队列正好位于镜头的焦平面上，避免了离焦现象。同时采用高速CCD、精密柱塞泵和快速颗粒图像识别技术，BT-2800每分钟能拍摄并处理1-5万个颗粒，特别适用于针状颗粒样品的长径比分析。BT-2900干法图像粒度粒形分析系统（详细性能参数）　　丹东百特同期推出的BT-2900干法图像粒度粒形分析系统可以说是BT-2800的互补型产品，属于干法进样系统。该产品是在在颗粒自由下落过程中随机拍摄通过镜头的颗粒图像，并进行快速识别和处理，丹东百特对此形容为&ldquo 瀑布&rdquo 分散技术，适用于粗的、粒状材料的粒度粒形分析。　　还值得一提的是，一直专注于颗粒测试仪器&ldquo 精耕细作&rdquo 的丹东百特，2013年还&ldquo 跨行&rdquo 研发了PM2.5监测仪器，目前第一版PM2.5样机已在多个监测单位安装试用。或许是看中了目前环境空气监测仪器市场的大好商机，抑或是基于自身多年累积的颗粒测试技术研发经验，丹东百特&ldquo 冒险&rdquo 挤进这个早已高手云集的中国环境监测仪器市场。丹东百特的PM2.5监测仪器能否经得起时间和市场的考验?不妨让我们拭目以待!　　颗粒计数器Multisizer4库尔特颗粒计数及粒度分析仪（详细性能参数）　　2013年4月，贝克曼库尔特还推出了一款Multisizer4库尔特颗粒计数及粒度分析仪。Multisizer4是其经典产品Multisizer3的升级版，继续沿用库尔特原理，还引入了数码脉冲处理器(DPP)技术，提高了Multisizer4灵敏度，可广泛应用在生物技术、细胞生物学、石油化工等行业。　　2013年年底，丹纳赫集团(贝克曼库尔特母公司)决定重新定义颗粒特性业务，将贝克曼库尔特的颗粒特性业务与哈希公司的颗粒计数业务进行合并，哈希公司颗粒计数业务员工将逐渐整合进贝克曼库尔特的颗粒特性团队，此举将有助于进一步扩大颗粒计数与分析市场份额。pld-0201液压油污染度检测仪（详细性能参数）　　油液中颗粒物质是液压系统发生故障及液压元件过早磨损或损坏的主要原因，因此，油液中颗粒污染物质控制与检测是现代液压系统及润滑系统式工况检测和故障诊断的必备手段。2013年3月，英国普洛帝推出了一款pld-0201液压油污染度检测仪。其采用光阻法(遮光式)原理，可以对液压油、润滑油等油液进行固体颗粒污染度检测，及对有机液体、聚合物溶液进行不溶性微粒的检测。　　在线粒度测试仪　　此前，曾有业内人士预测，在线颗粒测试的需求量将远远大于实验室，未来在线颗粒测试技术将成为颗粒行业竞争的焦点。 APAS在线粒度分析仪（详细性能参数）　　随着技术的进步，在线测量颗粒的大小分布变的相对简单。但是对于不规则的结晶颗粒，基于衍射方法或某些反射法原理的仪器测量精度有时并不能满足用户需求。2013年开始在中国上市德国sequip的APAS在线粒度分析仪采用了高速扫描办法,测量出颗粒的投影面积,并由此准确得到了不规则颗粒的大小和分布，检测下限可达到120nm。（编辑：刘玉兰）

近年来颗粒测试技术进展很快，主要表现在以下几个方面：　　一、激光粒度测试技术更加成熟，激光衍射/散射技术现在已经成为颗粒测试的主流。其主要特点：测试速度快，重复性好，分辨率高，操作简便。激光粒度分析技术最近几年的主要进展在于提高分辨率和扩大测量范围：探测器尺寸增加，附加探头的使用扩大了测量范围；多种激光光源（例如：红光、绿光等）的使用、多镜头、会聚光路、多量程、可移动样品窗的使用提高了分辨率；采样速度的提高则进一步改善了仪器的重复性。比较具有代表性的如：英国马尔文公司GM2000系列激光粒度仪采用高能量蓝光辅助光源和汇聚光学系统，测量范围达到0.02~2000μm，不需更换透镜；贝克曼库尔特公司采用多波长偏振光双镜头技术将测量范围扩展到0.04~2000μm。国产的激光粒度仪在制作工艺和自动化程度上尚有欠缺，但大多数在重复性、准确度方面也达到了13320国际标准的要求。　　此外，测试结果的优劣不仅取决于测试系统和计算模型，更加取决于样品的分散状态。激光粒度仪对样品的分散要求是，分散而不分离。仪器厂家应更加注意样品分散系统设计。尽量避免小颗粒团聚，大颗粒沉降，大小颗粒离析，样品输运过程的损耗，外界杂质的侵入。对于不同样品选用不同的分散剂和不同的分散操作应该引起测试者的注意。　　任何原理的仪器测试范围都不是可以无限制扩展的。静态光散射原理的激光粒度分析向纳米颗粒的扩展和向毫米方向的扩展极限值得探讨。毫米级的颗粒只需光学成像技术就可以轻易解决的测量问题，采用激光散射原理则并不是优势所在。　　二、图像颗粒分析技术东山再起。图像颗粒分析技术是一种传统的颗粒测试技术，是显微镜技术和图像处理技术的结合。由于样品制备操作较繁琐、代表性差、曾经作为一种辅助手段而存在，它的直观的特点没有发挥出来。为了解决采样代表性问题，有人使用图像拼接技术或者多幅图像数据累加技术可以有效提高分析粒子数量，采用标准分析处理模式的图像仪则可以将操作误差减小，这些改进取得了一定的效果。　　最近几年动态图像处理技术的出现使传统颗粒图像分析仪倍受关注，大有东山再起之势。动态图像处理的核心是采用颗粒同步频闪捕捉技术，拍摄运动颗粒图像，因此减少了载玻片上样品制备的繁琐操作，提高了采样的代表性，而且可用于运动颗粒在线测量，这就大大扩展了图像分析技术的应用范围和可操作性。荷兰安米德公司的粒度粒形分析仪是有代表性的产品，它采用CCD+频闪技术测颗粒形状、采用光束扫描技术测颗粒大小，可测最大粒径为6mm。如果颗粒在光学采样过程不发生离析现象，此种仪器在微米与毫米级颗粒测量中可能会得到广泛的应用。　　颗粒图像分析技术需要解决的另一个问题是三维测量。动态颗粒图像采集由于颗粒采集的各向同性，因此可以解决在载玻片上颗粒方位的偏析问题，但是仍然无法解决如片状颗粒厚度问题。厚度测量对于金属颜料、云母、特种石墨都是一个急需解决的实际问题。　　三、颗粒计数器不可替代。颗粒本身是离散的个体，因此对颗粒分级计数是一种最好的测量方法。库尔特电阻法在生物等领域得到广泛应用，已经成为磨料和某些行业的测试标准。但是它受到导电介质的限制和小孔的约束，在某些行业（譬如：不导电油类当中的颗粒）推广受到阻力。最近光学计数器在市场上异军突起，它可对单个颗粒进行精确的测量计算，在高精度和极低浓度颗粒测量场合将发挥不可替代的作用。美国Haic Royco公司颗粒计数器/尘埃粒子计数器是才进中国不久的老产品；美国PSS（Particle Sizing Systems）公司采用单粒子光学传感（SPOS）技术生产的系列仪器可用于湿法、干法、油品等各种场合的颗粒计数。　　国内颗粒计数器的研究工作起步并不晚，但是除了欧美克的电阻法计数器外，尚未见光学计数器商业化的产品。　　四、纳米颗粒测试技术有待突破。纳米颗粒测试越来越受到重视，方法也很多，譬如电镜就是一种测试纳米颗粒粒度与形态最常用的方法。电镜样品制备对于测试结果有重要影响。北京科技大学在拍摄高质量电镜照片方面作了出色的工作。由于电镜昂贵的价格和严格的使用条件，以及取样代表性问题，电镜在企业推广不是最佳选择。　　根据动态光散射原理设计的纳米级颗粒测试技术是一种新技术，近年来获得了快速发展。马尔文，布鲁克海文，贝克曼库尔特等公司提供了优秀的商品。马尔文公司已将动态光散射的测量范围扩展到亚纳米范围，HPPS高性能高浓度纳米粒度和Zeta电位分析仪测试范围0.6~6000nm，可以测量大分子溶液粒径。　　国内开展此项技术研究的单位日益增多，上海理工大学、浙江大学、北京大学、清华大学、济南大学等许多高校都有学者和研究生在做工作。而相关的国产产品始终没有问世的原因在于数字相关器仍然是制约国产动态光散射仪器的瓶颈技术，如果数字相关器问题得到解决，中国自己的动态光散射纳米粒度仪出现在市场上将不会太远。　　X射线的波长比纳米还要短，因此X射线小角散射是一种测量纳米颗粒的理想方法（类似于激光衍射原理），国外有商品仪器。国内，此方法已经列入国家开发计划，国家钢铁研究总院对此方法研究已经作了大量工作，但是尚未见商品问世。　　五、颗粒在线测试技术正在兴起。在线颗粒测试的需求量将远远大于实验室，这是一个并不夸张的预测。颗粒制备过程的主要工艺参数是颗粒大小，以粉磨生产线为例，尽管有很多磨机检测方法，如负荷检测，电耳检测等等都属于间接检测，无法代替颗粒粒度的检测，因此颗粒在线测试必然受到广泛关注。　　在线监测有on line, in line, at line几种方式，无论哪种方式与实验室检测相比应有如下特点：自动连续取样，报告显示实时，数据有代表性，抗干扰能力强，运行可靠，根据生产条件不同，可以采取湿法检测，也可以采取干法检测，原则是湿样湿测，干样干测。　　国内研制的第一台气流磨在线干法监测仪1997年在上海投入使用，美国马尔文公司在线检测仪2004年在东海已经安装并投入在线检测。相信颗粒在线监测技术一定会在国内逐步推广并为颗粒行业带来巨大的效益。　　颗粒测试技术的展望　　1、 未来10年内激光散射/衍射技术仍然在颗粒测试技术中担任主角。但是由于颗粒测试需求的多样性，多种测试方法百花齐放将是未来的主要特征，颗粒市场细分已露出端倪；　　2、 纳米颗粒测试技术有待突破。动态光散射技术急需数字相关器，国外的相关器产品价格不符合中国国情，电子行业的高手应该看到这个市场挺身而出。X射线小角散射技术也有技术瓶颈，如果瓶颈打开，纳米颗粒测试技术会有突飞猛进的发展；　　3、 3年后在线颗粒测试技术将成为颗粒行业竞争的焦点，在线技术要求在线动态实时测试、在线取样分散、在线控制技术全面发展，因此未来的竞争首先是产品技术含量的竞争；　　4、 综合性粒度分析仪器越来越多，每一原理测试范围是有限的，不同原理互补才可以满足用户的特殊需要。粒度粒形分析仪是激光扫描与频闪成像技术互补的例子；宽分布粒度仪采用激光衍射、静态散射和动态散射的互补；图像分析、重力沉降、离心沉淀也可以互补满足水利地质对颗粒分析的特殊要求；激光衍射与沉降法互补将可以产生颗粒形状分析新仪器。此类仪器的关键是解决不同原理测试结果的衔接问题；　　5、 随着颗粒测试技术的普及，颗粒分散技术不可避免要成为各行业专家研究的另一个重点课题。

在日前召开的中国颗粒学会第十届学术年会上，丹东百特仪器有限公司研发总监、研发中心主任范继来获得中国颗粒学会青年颗粒学奖，是本届获奖者中唯一的企业界人士。中国颗粒学会青年颗粒学奖，是郭慕孙院士用所获得的何梁何利基金奖的全部奖金和个人部分积蓄设立“青年颗粒学基金”。中国颗粒学会利用此基金于1997年设立了“中国颗粒学会青年颗粒学奖”，旨在鼓励颗粒学领域做出突出贡献的青年科技工作者。经国家科学奖励办公室正式批准，“中国颗粒学会青年颗粒学奖”是国家承认的社会力量设立的科学技术奖。范继来从事颗粒测试技术研究16年，他和他所带领的团队以特有的执着和科学的方法，在激光粒度测试理论、反演计算、光学系统、颗粒折射率测量、图像颗粒分析技术领域取得了一项又一项成果，取得11项专利，其中激光粒度测试双镜头光学系统、正反傅里叶结合光学系统、颗粒折射率测量技术为世界首创技术，填补国内外颗粒测试技术空白，使中国颗粒测试技术拥有了系统性的自主知识产权，为中国颗粒测试技术赶超世界先进水平做出了突出贡献。在应用技术研究方面，以范继来为首的研发团队做了大量开创性的工作，推出了激光/图像二合一粒度粒形分析系统、智能化粒度测试系统、纳米粒度测试技术、动态图像颗粒分析系统以及光通量补偿技术等几十项技术，使百特颗粒分析仪器的技术性能始终处于国内外领先地位，同时结束了中国高端颗粒测试仪器只能依靠进口的历史。2006年，百特总经理董青云曾获得当年中国颗粒学会青年颗粒学奖，十二年后百特研发总监范继来又获得中国颗粒学会青年颗粒学奖，这不仅是对获奖者个人取得成绩的肯定，更是颗粒测试界对百特长期以来致力于颗粒测试技术研发并取得突出成绩的肯定。丹东百特将不负众望，不辱使命，继续致力于颗粒测试技术研究，致力于高水平颗粒测试仪器制造，为百特实现国际知名粒度仪器品牌的目标而继续努力。

2020年伊始，新冠疫情爆发，全球经济被按下了“暂停键”。疫情期间，科学仪器企业伸出援手共同抗疫的同时，也在苦练内功、研发新品，迎接“春天”的到来。纵观2020年中国颗粒测试市场，新产品层出不穷，创历年新高，仪器信息网特此盘点了20余款颗粒测试与表征仪器新品，以飨读者。（特别声明：受限于时间与资源，新品盘点范围仅限本网收录的不完全统计，如有遗漏，欢迎补充完善）2020年，颗粒测试与表征仪器新品种类繁多，涉及纳米粒度仪及Zeta电位分析仪、图像粒度粒形分析仪、颗粒计数器、筛分仪、比表面及孔径分析仪、多组分竞争吸附仪、化学吸附仪等。纳米粒度仪及Zeta电位分析仪（1）马尔文帕纳科2020年8月，马尔文帕纳科发布Zetasizer Advance 系列新品，包括Zetasizer Ultra、Zetasizer Pro、Zetasizer Lab三种型号，且每种型号又分为Blue Label和Red Label 两个版本，均可进行颗粒粒度、Zeta电位和分子量分析。2021年1月15日，马尔文帕纳科超级品牌日将线上直播发布 Zetasizer Advance，具有多种创新设计的新品即将揭开神秘面纱，点击下方图片查看详情。（2）HORIBAViewSizer 3000ViewSizer™ 3000 实现了纳米颗粒追踪分析技术的突破性提升，包括特有的照射和检测方法，使得各种尺寸纳米颗粒的可视化、粒径和数量浓度测量成为可能。仪器创新点：1）仪器配备三种波长激光光源，激光功率可调，实现宽分布样品粒径的精确测量；2）特有的样品池设计可实现样品体系的快速混合，且清洗方便；3）荧光模块可实现样品中各组分粒径分布及颗粒数量与比例的测量；4）运用重力沉降原理扩展仪器的粒径测量上限。（3）德国飞驰 A22 NeXTAnalysette 22 NeXT于2020年6月正式上市，用户可根据需求自行选择测量范围：Analysette 22 NeXT 微米型测量范围为0.5–1500μm，能满足大多数常规样品的测量需求；Analysette 22 NeXT纳米型测量范围拓展至0.01-3800μm，测量精度极高，附加的检测器能够灵敏地分辨极小的颗粒。该新品操作和清洗非常简单，分析时间短，具备可靠的测量结果和重复性，还可以记录额外的测量数据如湿法分散过程中体系的温度及PH值。（4）东曹 LENS3东曹生命科学新推出的LenS3多角度光散射检测器为测量合成聚合物、多糖、蛋白质和生物大分子分子量(MW)和回转半径(Rg)提供了革新的解决方案。仪器创新点： 1）采用了创新的光路设计，可以在10°、90°和170°三个固定角度进行光散射测量；2）可以测量小至2nm样品的散射光的角不对称性，远低于目前的检测极限。（5）美国PSS PSS Nicomp 380 N3000 PlusNicomp 380 N3000系列纳米激光粒度仪是在原有的经典型号380DLS基础上升级配套而来，相对于上一代产品，配件选用材料进行升级，配套软件版泵升级，检测速度升级，检测精度升级。其配套粒度分析软件复合采用了高斯（Gaussian）单峰算法和拥有专利技术的 Nicomp多峰算法，对于多组分、粒径分布不均匀分散体系的分析具有独特优势。（6）美国MAS CHDF4000型CHDF4000高分辨率纳米粒度仪采用毛细管流体分离技术(CHDF)，用于测量粒径在5nm-2μm 范围内胶体的真实粒度分布（PSD），还可以用来分析多组分的复杂粒度体系，并不需要作出任何假设。另外，该粒度仪样品用量很少，小于1ml即可。 Zeta-APSZeta-ASP为一款高浓度胶体和乳液的特性参数检测仪，可以测试粒径、Zeta电位、滴定、电导等。此仪器对于高达60%（体积）浓度的样品，无需进行稀释或样品前处理，即可直接测量，甚至对于浆糊凝胶、水泥以及其它仪器很难测量的材料都可直接进行测量。 ZetaFinder ZF400型ZetaFinder ZF400 高浓度Zeta电位分析仪采用专门的电动声波振荡技术，可完成非凡的电动测量结果，从而避免了传统的微电泳技术的许多限制和局限。该仪器可同时测量Zeta电位、PH、电导、温度等指标，样品在测量时甚至可以进行滴定操作，并且可以在任何pH值下分析固体、不透明或半透明样品。（7）丹东百特 BT-90+BT-90+纳米粒度仪是丹东百特在BT-90纳米粒度仪基础上，全新开发的测量纳米颗粒粒度及其分布的纳米粒度测试系统，可实现亚纳米至微米范围的准确检测。BT-90+具有极佳的功能扩展能力，除了可以检测颗粒的粒径之外，还具备检测体系的粘度、颗粒之间的相互作用力、温敏材料的温度变化趋势等能力。（8）广州贝拓DLS 90DLS90纳米粒度仪具有极速测量和标准测量两种模式，极速测量模式下，最快可以10s给出测量结果。该仪器采用光子计数级的高精度光电倍增管和集成的光子相关器，配备精确的温控系统，采样时间最短可达100ns，可测量粒径范围低至1nm图像粒度粒形分析仪（1）FlowCam FlowCam 5000CFlowCam 5000C是Fluid Imaging Technologies公司于2020年3月发布的新品，该仪器可通过40+种形态参数表达所测颗粒的尺寸和形状，获得高质量颗粒图像和基于图像直测获得的定量数据，每分钟可分析成千上万个颗粒，是一款高效率、高性价比的颗粒检测仪器。（2）梅特勒-托利多 EasyViewer 400梅特勒-托利多全新发布的EasyViewer 400是一款探头式工具，功能更加强大、分辨率更高、探头尺寸更长，为测量高浓度体系、更小颗粒、透明液滴和颗粒、中试放大提供高效解决方案。该工具无需取样、稀释或备样，测量快速，简单易用，可一键生成报告，具有高分辨率（980nm）、更窄景深、背光光源三大亮点。无论是实验室研发还是中试放大，均可实时在线捕捉高分辨率晶体、颗粒和液滴尺寸、形貌的演变过程，对于科研人员理解机理、优化过程、快速决策扮演着重要的角色，广泛应用于制药、化工等多种领域。颗粒计数器（1）美国PSS FMS AccuSizer 780 OL-NDFMS AccuSizer 780 OL-ND 在线颗粒计数器使用基于光阻法的单颗粒光学传感技术（SPOS）原理，对检测样本不仅仅可以给出粒度分布（PSD），更可以获得颗粒数量（COUNT）。该仪器全自动化工作，无需人工进样，完美解决了自动取样和自动检测两大难题。（2）德国TOPAS LAP 323LAP-323气溶胶粒径谱仪利用双波长光散射技术测试颗粒物粒径和数量分布，采用两个不同波长的激光二极管对颗粒进行测试，分辨率更高，结果数据更准确。此外，该设备还具有集成度高、智能化流量控制、设计紧凑、使用便捷等特点。筛分仪格瑞德曼 AJ200空气筛分仪AJ200适用于颗粒样品的粒度分离、团聚样品的分散，该产品具有特殊喷嘴设计，转速可调，适用于更加广泛的应用条件。创新点：1）气流喷嘴可以转动，保证样品充分流动；2）真空度可手动或自动调节气流压力，确保不同颗粒粉末准确结果 ；3）德国吸尘器，超低静音，功率大效率高。比表面及孔径检测类仪器（1）麦克仪器 ASAP 2425ASAP 2425多站式全自动比表面与孔隙分析具有六个独立分析站，不同于市面上大多数仪器，可同时分析样品，也可独立分析，可在一小时内完成六个BET比表面分析；拥有12个独立的样品脱气站，即一个样品的制备不会影响另一个样品的脱气和分析。用户可选配低比表面积型号（氪气分析）和微孔型号，其中，低比表面积型号可精确测量低表面积材料( 1 m2/g)；微孔型号则包括1mmHg 传感器，增强了微孔表征性能。（2）精微高博 TB系列TB系列比表面积及孔径同步分析仪在使用过程中，多个样品共用同一杜瓦瓶、同一气源进行测试分析，可保证分析测试的准确性和重复性，真正实现多站间无差异化分析。独有的Vtech技术融合了Vspace冷自由空间控制技术、Vlevel液氮面控制技术、Vstable稳定测试技术、Vctrl防抽飞控制技术，使得TB系列产品的测试效率更高，测试结果更重复、更稳定，更能满足大孔材料的测试需求。（3）贝士德 BSD-MAB该吸附穿透曲线分析仪自带的热导检测器可测定不同实验条件的双组份的吸附穿透曲线，如不同吸附剂，不同温度，不同压力，不同床层厚度，不同气体浓度，不同穿透流量等；连接色谱或质谱可完成三组分及三组分以上的多组分竞争性吸附、选择性吸附以及置换吸附等测试；可实现吸附剂对ppm级别浓度的TVOC、SO2及NH3等污染气体的吸附测试，尤其适用于吸附剂对室内、车内等环境中微量污染气体吸附性能的评价及吸附相关参数的测定。（4）理化联科 iPore400iPore 400型能同时测定6个样品，并对另外六个样品进行独立地脱气处理，可代替氪吸附完成超低比表面样品的测定，为医药行业尤其是进入药典的药品、电池材料以及3D打印常用金属粉末等超低比表面样品的测试，提供全新解决方案，同时还可以对膜的孔径进行测定。 iPore600iPore 600型能在测定3个微孔样品的同时，独立地对另外六个样品进行脱气，具有两套独立的真空系统，适合高校及研究单位对超微孔材料和微介孔材料的比表面及孔径进行精确分析，可广泛应用于电池材料、金属粉末、固体药物制剂（原料药API及其辅料）等超低比表面样品的质量控制和研发。 iChem 700iChem 700全自动程序升温化学吸附仪可用于对催化剂材料进行TPD、TPR、TPO、TPRx、脉冲化学吸附、催化剂处理、脉冲校准和动态BET比表面分析等，以对催化剂材料的酸碱度、酸碱分布、活性金属分散度、金属与载体的相互作用等进行分析，此外，可配置在线色谱仪，连续对TPRx产物进行定性和定量监测以及对脱附气体的浓度进行检测。

美国麦克公司推出颗粒分析新产品：Particle Insight颗粒粒形分析仪　　Particle Insight 是一台先进的颗粒粒形分析仪，不仅分析颗粒的粒径，还可以分析选择不同形状的分布区，捕获图像后即刻进行分析，这对分析原材料是非常重要的。此外，Particle Insight能够最终提供多达28种不同的颗粒形状参数，为用户提供了灵活的形状参数来量化颗粒，对最终产品可产生非常关键的影响。　　Particle Insight 的另一个重要特点是对无论是水相的还是有机溶液相的所有样品都能进行实时分析，瞬间给出分析结果，快速、即时反馈实验进程。　　Particle Insight 广泛适用于工业、生物、地质领域，测量颗粒范围为0.8-300μm。其独特设计的循环抽样模块和光学元件可在很短的时间内统计有效的测量数据，这一特点在以质量控制为目的的许多制造工艺领域是必不可少的。　　美国麦克公司现有的三款颗粒分析仪器，分别采用不同的颗粒分析原理，对颗粒粒度及数量进行分析，极大的满足了不及类型用户的需求　　Saturn DigiSizer 5200 全自动激光粒度分析仪，采用全米氏(Mie)散射定律，并配有专利技术的样品处理单元(liquid sample handling unit，LSHU)对所分析的样品进行制备。其粒径分析范围为0.02微米至2000微米。由于此仪器配备多达130万个检测元素的专利高精度航天级 CCD检测器，因此Saturn DigiSizer 5200 是目前世界上最先进的全自动激光粒度分析仪。仪器的操作软件为先进的“Windows”软件，可以提供多种多样的数据和图形报告。Saturn DigiSizer 5200适合于各种材料的颗粒大小及分布的分析研究。　　SediGraph Ⅲ 5120 全自动Χ-光透射沉降粒度分析仪，是一台集高精度、良好的重复性和快速分析于一身的全自动粒度分析仪。该仪器采用沉降式原理，粒径分析范围为300微米至0.1微米，仪器的操作软件为先进的“Windows”软件。SediGraph Ⅲ 5120可以提供多至十一种分析报告，适合于各种无机材料颗粒大小的分析研究，尤其是非金属矿物，如：高岭土、重钙、轻钙、粘土、泥浆等材料的分析，是高岭土，重钙，轻钙粒径的标准分析仪器。　　Elzone II 5390全自动颗粒尺寸与颗粒计数分析仪，是一台快速、准确、具有良好重现性的颗粒大小及颗粒计数分析仪。该仪器采用电敏感区原理作为颗粒分析方法。 可用于分析各种有机和无机颗粒，典型的应用领域包括生物细胞、研磨剂、乳剂、调色剂和墨水、颜料。 与其他检测方法不同的是，运用电敏感区原理可分析不同光学性质，密度，颜色和形状的样品混合物时，Elzone II 5390可实现对样品颗粒的尺寸、数量和浓度的快速准确测量，其测试范围为1200微米至0.4微米。仪器软件采用先进的“Windows”视窗软件，符合中国用户的电脑操作习惯。　　Particle Insight 颗粒粒形分析仪的推出，丰富了美国麦克公司颗粒分析仪器，为用户提供更加全面的颗粒分析服务。目前，北京DEMO实验中心有各种颗粒分析仪器，诚挚欢迎广大用户参观测样。详细情况可拨打样品分析DEMO实验中心电话：010-51906026 、010-68489403 如果您需要更详细的资料，请向美国麦克公司中国区办事处索取。 美国麦克仪器公司 地址：北京市海淀区紫竹院路31号华澳中心嘉慧苑1025室[100089] 电话：010-68489371，68489372 传真：010-68489371 E-Mail：miczhuhz@yahoo.com.cn,micling@yahoo.com.cn -------------------------------------------------------------------------------- 美国麦克仪器公司上海办事处 地址：上海市静安区新闸路831号丽都新贵15-M[200041] 电话：021-62179208,021-62179180 传真：021-62179180 E-Mail：zhuhongzhen@mic-instrument.com.cn sales@mic-instrument.com.cn -------------------------------------------------------------------------------- 美国麦克仪器公司广州办事处 地址：广州市天河区中山大道华景路华晖街四号沁馥佳苑B3-1301[510630] 电话：020-85560307,020-85560317 传真：020-85560317 E-Mail：fanrun@mic-instrument.com.cn

自然界中很多物质属于颗粒，例如黏土、沙子和灰尘；人类的食物也往往是颗粒，例如谷粒、豆子、盐和蔗糖；很多加工物，例如煤炭、催化剂、水泥、化肥、颜料、药物和炸药也大多属于粉体或颗粒。颗粒学是一门多交叉学科，由多基础科学和大量相关的应用技术组成，涉及化学、物理、数学、生物、医学、材料等若干基础科学，与工艺、工程应用技术密切相关。颗粒（包括固体颗粒、液滴、气泡）与能源、 动力、环境、机械、医药、化工、轻工、冶金、材料、食品、集成电路、气象等行业密切相关，同时也会影响到人们的日常生活。据文献介绍，70% 以上的工业产品都涉及颗粒，近年来经常出现的沙尘暴、冬季大范围的浓雾等都与空气中的颗粒物有关。颗粒粒径和形貌是颗粒的最重要参数。上海理工大学颗粒与两相流测量研究所所长蔡小舒教授及课题组成员长期从事颗粒粒度测量方面的研究和教学工作，先后得到国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家 863计划项目、国家 973计划项目、上海市“科技创新行动计划”纳米科技项目等多个项目的支持，开展光散射理论、基于光散射原理的多种颗粒测量方法、基于超声的多种颗粒测量方法、纳米颗粒测量方法、图像法、颗粒在线测量等方面的研究，在颗粒测量基础理论和测量方法及技术方面取得多项成果。《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）左图：蔡小舒教授；右图：《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）是蔡小舒教授等从 20 世纪 80 年代到 2010 年二十多年在颗粒测量理论、方法、技术和应用研究的总结，反映了我国和国际上当时颗粒测量的技术水平。第一版系统介绍了颗粒的基础知识以及颗粒粒径分布的表征方法，全面系统地讨论了有关光散射颗粒粒径测量方面的基础知识，归纳总结基于散射光能测量和透射光能测量的多种颗粒测量方法、纳米颗粒粒度的测量方法以及蔡小舒教授等开展在线颗粒测量应用研究的具体例子。成为从事颗粒测量技术研究和仪器开发的研究人员和工程技术人员的最主要参考书，也是众多涉及颗粒制备与应用的科技人员的重要参考书。时任中国颗粒学会名誉理事长的郭慕孙院士对该书的出版表示肯定，并为该书作序，推荐给从事颗粒研究、加工、应用的科技人员。随着科技的发展，颗粒测量技术也在不断迎来新的挑战、迈向新的高度。颗粒测量方法、技术和仪器有了很大的发展进步，出现了不少新的技术和仪器，远心镜头、液体变焦镜头、各种新型激光光源和发光二极管（LED）光源等光电子技术和计算机技术等硬件技术的发展，以及金属氧化物半导体器件（CMOS）技术的发展推动了各种数字相机技术的飞速发展。颗粒粒度涉及的范围也越来越广泛：▪ 大气环境污染，雾霾使得 PM2.5 成为家喻户晓的名词，新冠病毒的传播更使气溶胶这样的专业词汇得到普及。▪ 纳米颗粒、生物颗粒、微泡、药物颗粒、能源颗粒等新的颗粒应用以及越来越广泛的在线测试需求促进了颗粒测试技术的快速发展。高浓度纳米颗粒粒度测量探针▪ 大数据分析、人工智能算法等手段被引入到测量数据的处理中。众多领域对颗粒测试的需求、软硬件技术的发展等诸多因素，催生出许多新的颗粒测量方法和技术手段。例如，图像测量方法不再局限于对微米级以上颗粒的成像测量，也应用于纳米颗粒的粒度测试；又如，将图像测量方法与光散射等其他方法融合，形成了多种包括气溶胶等在内的在线颗粒测量新方法。纳米颗粒粒度仪 很显然，颗粒测量技术的飞速发展使得 2010 年出版的《颗粒粒度测量技术及应用》一书已不能满足当前颗粒研究者的需要，内容亟需更新。经典再版 全面更新为此，在化学工业出版社的支持下和国家科学技术学术著作出版基金的再次资助下，第二版图书于2023年1月正式出版了。第二版图书在保持上一版结构框架的基础上，对图书内容进行了重新撰写，主要体现在以下几方面：▪ 对部分章节结构作了调整，如将原第 7 章“纳米颗粒的测量”中，有关动态光散射原理的纳米颗粒测量内容并入第 5 章“动态光散射法纳米颗粒测量技术”，有关超声纳米颗粒测量的内容并入第 6 章“超声法颗粒测量技术”，将第 7 章改写成“图像法颗粒粒度测量技术”。▪ 补充了作者团队自第一版出版后 12 年来在光散射理论及测量、超声理论及测量、图像法测量、纳米颗粒测量、多方法融合测量、在线测量等技术及应用的研究成果。▪ 补充修订了与颗粒测量相关的国际标准和国家标准目录等内容。▪ 本书不仅可作为从事颗粒相关研究和应用的科研与工程技术人员的主要参考书，也可供相关专业研究生学习和参考。本书作者深深感谢郭慕孙先生生前的支持和鼓励，谨以本书第二版出版纪念郭慕孙先生逝世10周年。《颗粒粒度测量技术及应用》（第二版）「聚焦颗粒测量技术」「注重技术发展与应用」蔡小舒 苏明旭 沈建琪 等著责任编辑：李晓红书号:978-7-122-42009-1定价：198.00元▲ 长按识别 即可优惠购买本书图书分为四部分。第一部分介绍了颗粒粒度的基本知识；第二部分系统介绍了光散射理论、超声散射理论和图像处理理论等，以及基于上述理论发展的各种颗粒测量技术，其粒度测量范围覆盖了在科学研究及各领域和行业应用涉及的从纳米到毫米粒度范围；第三部分介绍了颗粒粒度测量仪器和应用，并引入其它颗粒测量技术作为补充；第四部分为作者多年来收集的大量物质的折射率和其它物性参数，以及国际和国内有关颗粒测量的标准等资料。本书适合从事颗粒科学研究与应用的科研人员和工程技术人员参考，也可作为高等学校相关学科教师和研究生的教材或参考书。# 目录预览 #第1章　颗粒基本知识　/ 0011.1　概述　/ 0011.2　颗粒的几何特性　/ 0021.2.1　颗粒的形状　/ 0021.2.2　颗粒的比表面积　/ 0031.2.3　颗粒的密度　/ 0031.3　颗粒粒度及粒度分布　/ 0041.3.1　单个颗粒的粒度　/ 0041.3.2　颗粒群的粒径分布　/ 0061.3.3　颗粒群的平均粒度　/ 0111.4　标准颗粒和颗粒测量标准　/ 0131.4.1　标准颗粒　/ 0131.4.2　颗粒测量标准　/ 0171.5　颗粒测量中的样品分散与制备　/ 0171.5.1　颗粒分散方法　/ 0171.5.2　颗粒样品制备　/ 0191.5.3　常见测量问题讨论　/ 020参考文献　/ 022第2章　光散射理论基础　/ 0232.1　衍射散射基本理论　/ 0232.1.1　惠更斯-菲涅耳原理　/ 0232.1.2　巴比涅原理　/ 0252.1.3　衍射的分类　/ 0262.1.4　夫琅和费单缝衍射　/ 0262.1.5　夫琅和费圆孔衍射　/ 0282.2　光散射基本理论　/ 0302.2.1　光散射概述　/ 0302.2.2　光散射基本知识　/ 0322.2.3　经典Mie光散射理论　/ 0352.2.4　Mie散射的德拜级数展开　/ 0522.3　几何光学对散射的描述　/ 0562.3.1　概述　/ 0562.3.2　几何光学近似方法　/ 0572.4　非平面波的散射理论　/ 0642.4.1　广义Mie理论　/ 0642.4.2　波束因子的区域近似计算　/ 0692.4.3　高斯波束照射　/ 0702.4.4　角谱展开法　/ 071参考文献　/ 076第3章　散射光能颗粒测量技术　/ 0813.1　概述　/ 0813.2　基于衍射理论的激光粒度仪　/ 0843.2.1　衍射散射式激光粒度仪的基本原理　/ 0843.2.2　多元光电探测器各环的光能分布　/ 0863.2.3　衍射散射法的数据处理方法　/ 0893.3　基于Mie散射理论的激光粒度仪　/ 0933.3.1　基于Mie理论激光粒度仪的基本原理　/ 0933.3.2　粒径与光能变化关系的反常现象　/ 0963.4　影响激光粒度仪测量精度的几个因素　/ 0993.4.1　接收透镜焦距的合理选择　/ 0993.4.2　被测试样的浓度　/ 1003.4.3　被测试样轴向位置的影响　/ 1023.4.4　被测试样折射率的影响　/ 1043.4.5　光电探测器对中不良的影响　/ 1043.4.6　非球形颗粒的测量　/ 1063.4.7　仪器的检验　/ 1063.5　激光粒度仪测量下限的延伸　/ 1063.5.1　倒置傅里叶变换光学系统　/ 1083.5.2　双镜头技术　/ 1093.5.3　双光源技术　/ 1103.5.4　偏振光散射强度差（PIDS）技术　/ 1113.5.5　全方位多角度技术　/ 1123.5.6　激光粒度仪的测量上限　/ 1143.5.7　国产激光粒度仪的新发展　/ 1153.6　角散射颗粒测量技术　/ 1203.6.1　角散射式颗粒计数器的工作原理　/ 1213.6.2　角散射式颗粒计数器的散射光能与粒径曲线　/ 1223.6.3　角散射式颗粒计数器F-D曲线的讨论　/ 1243.6.4　角散射式颗粒计数器的测量区及其定义　/ 1283.6.5　角散射式颗粒计数器的计数效率　/ 1323.6.6　角散射式颗粒计数器的主要技术性能指标　/ 1323.7　彩虹测量技术　/ 1353.7.1　彩虹技术的原理　/ 1363.7.2　彩虹法液滴测量　/ 1373.8　干涉粒子成像技术　/ 1413.8.1　干涉粒子成像技术介绍　/ 1413.8.2　干涉粒子成像法颗粒测量　/ 1423.9　数字全息技术及其应用　/ 1443.9.1　数字全息技术介绍　/ 1443.9.2　数字全息技术的应用　/ 146参考文献　/ 151第4章　透射光能颗粒测量技术　/ 1584.1　消光法　/ 1584.1.1　概述　/ 1584.1.2　消光法测量原理　/ 1584.1.3　消光系数　/ 1604.1.4　消光法数据处理方法　/ 1634.1.5　消光法颗粒浓度测量　/ 1704.1.6　消光法粒径测量范围及影响测量精度的因素　/ 1704.1.7　消光法颗粒测量装置和仪器　/ 1724.2　光脉动法颗粒测量技术　/ 1744.2.1　光脉动法的基本原理　/ 1754.2.2　光脉动法测量颗粒粒径分布　/ 1784.2.3　光脉动法测量的影响因素　/ 1834.3　消光起伏频谱法　/ 1854.3.1　数学模型　/ 1854.3.2　测量方法和测量原理　/ 1884.3.3　消光起伏频谱法的发展现状　/ 197参考文献　/ 198第5章　动态光散射法纳米颗粒测量技术　/ 2025.1　概述　/ 2025.2　纳米颗粒动态光散射测量基本原理　/ 2045.2.1　动态光散射基本原理　/ 2045.2.2　动态光散射纳米颗粒粒度测量技术的基本概念和关系式　/ 2075.2.3　动态光散射纳米颗粒测量典型装置　/ 2115.2.4　数据处理方法　/ 2135.3　图像动态光散射测量　/ 2205.3.1　图像动态光散射测量方法（IDLS）　/ 2205.3.2　超快图像动态光散射测量方法（UIDLS）　/ 2225.3.3　偏振图像动态光散射法测量非球形纳米颗粒　/ 2245.4　纳米颗粒跟踪测量法（PTA）　/ 2295.5　高浓度纳米颗粒测量　/ 231参考文献　/ 234第6章　超声法颗粒测量技术　/ 2376.1　声和超声　/ 2376.1.1　声和超声的产生　/ 2376.1.2　超声波特征量　/ 2386.2　超声法颗粒测量基本概念　/ 2426.2.1　声衰减、声速及声阻抗测量　/ 2446.2.2　能量损失机理　/ 2486.3　超声法颗粒测量理论　/ 2506.3.1　ECAH 理论模型　/ 2516.3.2　ECAH理论模型的拓展和简化　/ 2626.3.3　耦合相模型　/ 2776.3.4　蒙特卡罗方法　/ 2836.4　超声法颗粒测量过程和应用　/ 2886.4.1　颗粒粒径及分布测量过程　/ 2886.4.2　在线测量　/ 2986.4.3　基于电声学理论的Zeta电势测量　/ 2996.5　超声法颗粒检测技术注意事项　/ 3006.6　总结　/ 301参考文献　/ 301第7章　图像法颗粒粒度测量技术　/ 3047.1　图像法概述　/ 3047.2　成像系统　/ 3057.2.1　光学镜头　/ 3057.2.2　图像传感器　/ 3087.2.3　照明光源　/ 3107.3　显微镜　/ 3117.4　动态颗粒图像测量　/ 3177.5　颗粒图像处理与分析　/ 3187.5.1　图像类型及转换　/ 3187.5.2　常用的几种图像处理方法　/ 3207.5.3　颗粒图像分析处理流程　/ 3237.5.4　颗粒粒径分析结果表示　/ 3237.6　图像法与光散射结合的颗粒测量技术　/ 3277.6.1　侧向散射成像法颗粒测量　/ 3277.6.2　后向散射成像法颗粒测量　/ 3307.6.3　多波段消光成像法颗粒测量　/ 3317.7　彩色颗粒图像的识别　/ 3347.7.1　彩色图像的色彩空间及变换　/ 3347.7.2　彩色颗粒图像的分割　/ 3367.8　总结　/ 338参考文献　/ 339第8章　反演算法　/ 3418.1　反演问题的积分方程离散化　/ 3418.2　约束算法　/ 3438.2.1　颗粒粒径求解的一般讨论　/ 3438.2.2　约束算法在光散射颗粒测量中的应用　/ 3458.2.3　约束算法在超声颗粒测量中的应用　/ 3548.3　非约束算法　/ 3628.3.1　非约束算法的一般讨论　/ 3628.3.2　Chahine算法及其改进　/ 3658.3.3　投影算法　/ 3678.3.4　松弛算法　/ 3688.3.5　Chahine算法和松弛算法计算实例　/ 371参考文献　/ 372第9章　电感应法（库尔特法）和沉降法颗粒测量技术　/ 3759.1　电感应法（库尔特法）　/ 3759.1.1　电感应法的基本原理　/ 3769.1.2　仪器的配置与使用　/ 3779.1.3　测量误差　/ 3809.1.4　小结　/ 3839.2　沉降法　/ 3849.2.1　颗粒在液体中沉降的Stokes公式　/ 3849.2.2　颗粒达到最终沉降速度所需的时间　/ 3869.2.3　临界直径及测量上限　/ 3879.2.4　布朗运动及测量下限　/ 3889.2.5　Stokes公式的其它影响因素　/ 3899.2.6　测量方法及仪器类型　/ 3919.2.7　沉降天平　/ 3949.2.8　光透沉降法　/ 396参考文献　/ 399第10章　工业应用及在线测量　/ 40110.1　喷雾液滴在线测量　/ 40110.1.1　激光前向散射法测量　/ 40210.1.2　消光起伏频谱法测量　/ 40410.1.3　图像法测量　/ 40510.1.4　彩虹法测量　/ 40610.1.5　其它散射法测量　/ 40810.2　乳浊液中液体颗粒大小的测量　/ 41010.3　汽轮机湿蒸汽在线测量　/ 41110.4　烟气轮机入口颗粒在线测量　/ 41410.5　烟雾在线测量探针　/ 41510.6　动态图像法测量快速流动颗粒　/ 41710.7　粉体颗粒粒度、浓度和速度在线测量　/ 41910.7.1　电厂气力输送煤粉粒径、浓度和速度在线测量　/ 41910.7.2　水泥在线测量　/ 42110.8　超细颗粒折射率测量　/ 42310.9　超声测量高浓度水煤浆　/ 42410.10　结晶过程颗粒超声在线测量　/ 42510.11　含气泡气液两相流超声测量　/ 42610.12　排放和环境颗粒测量　/ 42810.12.1　PM2.5测量　/ 42810.12.2　图像后向散射法无组织排放烟尘浓度遥测　/ 43010.12.3　图像侧向散射法餐饮油烟排放监测　/ 43210.13　图像动态光散射测量纳米颗粒　/ 43510.13.1　纳米颗粒合成制备过程原位在线测量　/ 43510.13.2　非球形纳米颗粒形貌拟球形度Ω测量　/ 43810.13.3　纳米气泡测量　/ 439参考文献　/ 440附录　/ 443附录1　国内外主要颗粒仪器生产厂商　/ 443附录2　颗粒表征国家标准和国际标准　/ 445附录3　国内外标准颗粒主要生产厂商　/ 453附录4　液体的黏度和折射率　/ 455附录5　固体化合物的折射率　/ 458附录6　分散剂类别　/ 473

2016年8月12日，中国颗粒学会在成都举办的第九届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会盛大开幕。本次大会旨在交流国内外颗粒学研究与技术，探讨和分享科研最新进展和应用，展示业内先进产品，吸引了海峡两岸广大从事颗粒技术研究的学者、工程技术人员、企业界代表及研究生等共计600余人。大会为期三天，欧波同有限公司作为国内知名的实验室系统解决方案服务商应邀出席，销售总监韩鹏先生就台式电镜及蔡司最新颗粒度分析仪的理念与应用展开演讲，为与会嘉宾带来了最前沿的工业颗粒度分析报告。蔡司颗粒度分析仪能够与蔡司显微镜完美结合，且操作简便、用途广泛。颗粒度分析仪作为解决方案而研究开发，配备了一系列能够满足日常工业所需的功能，采用高分辨率的光学成像检测技术取代了传统的应用激光颗粒传感器的方法，同时全自动完成油品清洁度（颗粒计数）和颗粒形态分析，并可以清晰地显示每个颗粒的形态特征和磨粒尺寸照片，还能够对马赛克图像进行完全分析并轻松满足用户的特殊测试要求。颗粒度分析仪的出现将工业品控制过程上升到了新的高度，无需多重图像分析即可实现将试样的大、小颗粒测量一步完成，可靠性高，能够达到最新工业标准要求。不仅可满足用户颗粒分析的需求，同时也可实现金属夹杂物分析、零部件几何参数测量、获取图像并存档等其他显微分析功能。欧波同在颗粒度分析控制应用中积累了大量的实践经验，与现场多位专家、学者及企业代表进行了深入的沟通和交流。欧波同将以此次会议为契机，立足于工业颗粒分析检测的应用与研究，不断提高自身业务能力，更好地为数以万计的中国用户提供国际尖端的产品及高品质的技术服务和经验。

8月13日，刚刚结束沈阳中国颗粒学会第十届学术年会，生物颗粒专委会崔福德主任委员，孙永达、吕万良副主任委员等27位制药生物颗粒专家组成的颗粒测试考察团开启了丹东百特颗粒测试技术与仪器考察之旅。在沈阳中国颗粒学会第十届学术年会上，百特展出了新型激光粒度粒形分析系统、动态图像颗粒分析系统、纳米粒度分析系统等仪器，并在颗粒测试、颗粒制备和生物颗粒三个会场做了学术报告，引起了颗粒专家的广泛关注。二十多位全国知名的生物颗粒专家齐聚百特专题考察颗粒测试技术，在百特历史上还是第一次。公司总经理董青云、副总经理刘忠兰、销售总监丛丽华、技术总监李雪冰等早早就驻足公司大门口，热烈欢迎各位生物颗粒专家的到来。颗粒专家参观百特应用实验室时，详细了解百特各种粒度粒形分析仪器的性能与核心技术，观摩了粒度粒形分析的全过程。他们对百特仪器良好的重复性和准确性、一键操作等方面的优良性能给予很高评价，对Bettersize2600专门为制药领域研制的微量干法进样系统（最少样品量0.05克）产生浓厚兴趣。同时专家们也在软件界面、操作流程和样品制备方面提出来宝贵的意见和建议。 在百特展示厅，各位专家了解了百特历程、独特技术、企业文化和国内外市场等情况。他们看到百特取得48项专利技术和100多项专有技术；看到百特在国内外有9500多家用户、12000多台仪器在运行；看到百特“快乐工作、快乐生活”和“百年特色”的企业文化，纷纷为百特点赞。在百特仪器制造车间，专家们详细考察了百特“静态流水线法”的仪器装配、检验、测试和老化过程，认为这是保证仪器可靠性、一致性的好方法，对百特脚踏实地通过精益质量管理来提升产品质量的措施给予称赞，同时也感受到国产仪器的提升步伐。 参观结束后，百特技术总监李雪冰博士以《百特粒度仪器的生物制药故事》为题向各位专家汇报了百特在仪器技术性能提升和应用研究方面取得的成果，并就一些制药领域的特殊和前沿问题进行了咨询和交流。参观考察结束了，各位专家对百特有了全面深入的了解，对中国颗粒测试技术有了新的认识和信心。崔福德教授、孙永达教授等专家希望百特在制药领域加大研发投入，为我国制药事业的发展做出更大的贡献！

得利特（北京）科技有限公司专注油品分析仪器领域的开发研制销售，致力于为国内企业提供高性能的自动化油品分析仪器。公司推出系列精品润滑油分析检测仪器、燃料油分析检测仪器、润滑脂分析检测仪器等。油品颗粒度检测范围和方法油品颗粒度检测，其实就是对油品的磨损性能进行评价。油品颗粒度也是油品污染物的重要检测指标。检测油品的颗粒含量，不仅可以帮助提高使用油品机组的可靠性，还可以延长其使用寿命，减少生产事故的发生，提高生产效率。由此可见油品颗粒度检测的重要性。油品颗粒度检测范围：汽油、柴油、煤油、刹车油等。油品颗粒度检测方法：油品颗粒度分析的方法主要有光学法、电磁法、电容法和显微图像分析法。其中，光学检测法因其检测速度快、灵敏度高和颗粒形状分析能力强，被广泛应用于微小颗粒的计数检测。光阻法是光学检测方法中广泛检测和发展的一种颗粒计数测量方法。油品颗粒度检测标准DL/T 432-2018电力用油中颗粒度测定方法GB/T 30507-2014船舶和海上技术润滑油系统和液压油系统颗粒污染物取样和清洁度判定导则QC/T 29105.3-2013专用汽车液压系统液压油固体颗粒污染度测试方法取样QC/T 29105.4-1992专用汽车液压系统液压油固体污染度测试方法显微镜颗粒计数法JB/T 10560-2017滚动轴承防锈油、清洗剂清洁度及评定方法JB/T 9591.3-2015燃气轮机油系统清洁度测试用显微镜计数法测定油液中固体颗粒污染度SH/T 0573-1993在用润滑油磨损颗粒试验法(分析式铁谱法)QC/T 29104-2013专用汽车液压系统液压油固体颗粒污染度的限值JB/T 9737-2013流动式起重机液压油固体颗粒污染等级、测量和选用JB/T 12895-2016内燃机润滑油污染物颗粒分级和检测方法相关仪器A1030便携式油液污染度检测仪使用方便，用于液压油、润滑油及水乙二醇抗燃液清洁度的现场检测，检测清洁度直观易读，并能帮助维护工程师判断油品污染物的性质，判断污染物的来源，是现代工厂维护的常用检测设备。适应标准：DL432（显微镜对比法） NAS1638（美国航空航天工业联合会制定），ISO 4406（国际标准化组织制定）仪器特点1、可目测5～150μm颗粒污染情况2、颗粒成份一目了然，快速分析污染级3、操作方便，快捷实用技术参数• 显微镜：100倍• 检测颗粒：5μm～150μm• 检测等级：NAS等级00-12,ISO等级1-24• 滤膜：1.2μm、5μm• 精 准 度：±0.5个污染度等级• 小进样量：12.5ml• 环境温度 15℃～55℃• 尺寸：540mm*400mm*340• 重量：10.2kgA1031油液颗粒污染度检测仪是依据GB/T 18854-2002、ISO11171-1999、DL/T432-2007、GJB 420B、NAS1638、ISO4406等标准研制的用于油液中污染粒子的分布大小尺寸及等级检测的仪器。油液颗粒计数器采用光阻法（遮光法）原理研制，适用于液压油、润滑油、抗燃油、绝缘油和透平油等颗粒污染度的检测。可提供快速、准确、可靠、可重复的检测结果及完整的污染监测分析报告。广泛应用于航空、航天、电力、石油、化工、交通、港口、冶金、机械、汽车制造等领域。仪器特点1.采用国际液压标准光阻（遮光）法计数原理。2.高精度激光传感器，测试范围宽，性能稳定，噪声低，分辨率高。3.采用精密注射泵取样方式，可自行设定取样体积，进样速度稳定，取样精度高。4.采用了正负压结合的进样系统，可实现样品脱气，适合不同粘稠度的检品测试。5.内置空气净化系统，保证测试不受污染。6.内置多重校准曲线，可兼容国内外常用标准进行校准。7.内置GJB-420B、NAS1638、ISO4406和ГOCT17216-71等8种常用标准，支持自定义标准测试，并可根据客户需求设置所需标准。8.可采用标准取样瓶或取样杯等多种取样容器，满足不同行业的检测要求。9.彩色触摸屏操作，内置打印机，结构简洁大方，操作简单方便。10.全功能自动操作，中文输入，具有数据存储、打印功能。11.内置数据分析系统，可根据标准自动判定样品等级。12.具有RS232接口，可连接电脑或实验室平台进行数据处理。13.可有偿提供颗粒度计量测试站“中国航空工业颗粒度计量测试站”校验报告。技术参数• 光源：半导体激光器• 粒径范围：0.8um~500um• 检测通道：8通道任意设置粒径尺寸• 分辨力：优于10%• 重复性：RSD2% • 粘度范围：大350mm2/s(cSt)• 取样体积：0.2~1000ml • 取样精度：优于±1%• 取样速度：5mL/min ~80mL/min• 气压舱真空：0.08MPa• 气压舱正压：0.8MPa • 极限重合误差：10000粒/mL• 工作电源：AC220V±10%，50Hz

p　　strong仪器信息网讯/strong 2017年11月16日，为期两天的a href="http://www.instrument.com.cn/news/20171117/233615.shtml" target="_self" title="" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong“第十一届全国颗粒测试学术会议暨2017全国粉体测试技术应用研讨会”/strong/span/a在广州如期召开。大会由中国颗粒学会颗粒测试专业委员会主办，华南师范大学物理与电信工程学院、珠海真理光学仪器有限公司承办，会议吸引来自全国各地高校院所、检测机构、仪器设备厂商等颗粒测试‘圈’内120余名专家学者参会。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/6820d2cb-3b42-4aaf-807d-a28bbce0c8a4.jpg" title="01.jpg"//ppbr//pp style="text-align: center "strong会议现场/strong/pp　　会议第二天（17日），精彩报告继续上演，共13个学术报告依次进行，依次就颗粒测试技术多领域应用进行探讨，以下为摘录部分精彩内容：/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/b9bb6030-76dd-4bc4-a0df-cf0a94fe31b7.jpg" title="IMG_9497.jpg"//pp style="text-align: center "strong报告人：张红霞（天津大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目： 基于干涉成像技术的透明椭球粒子测量/strong/pp　　干涉粒子成像（IPI）技术被广泛应用于粒子测量领域，来自于透明球形粒子反射和折射的散射光，在聚焦像面上产生两点像，在离焦像面上产生干涉条纹图，通过测量两点像距离或者干涉条纹频率可以获得粒子的尺寸信息，但对透明椭球形粒子的测量还有待深入研究。张红霞等采用热拉伸法，以标准球形粒子为原料制作椭球粒子，搭建IPI实验系统，采用双CCD同时获取粒子在相互垂直的两种偏振态下的干涉图像，实现球形粒子与椭球形粒子的形态判别及转向判别。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/847db6ee-f89e-4b75-9d6a-70e62b46d9be.jpg" title="IMG_9506.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：刘忍肖（国家纳米科学中心）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：XRF检测石墨烯粉体材料中的主要杂质元素/strong/pp　　石墨烯粉体是我国已具备规模化生产能力的主要石墨烯材料类型，建立准确可靠的物理结构和化学成分分析方法对实现其在多个工业领域的应用至关重要。刘忍肖等发展了一种可对石墨烯粉体材料中所含杂质元素进行快速、无损分析的检测方法。技术内容是基于X射线荧光光谱（XRF）技术对未处理或压片成型的石墨烯材料进行无损、快速检测，信誉ICP-OES、ICP-MS、SEM/EDS等通用测试方法的测试结果进行比对验证，有望成为对石墨烯粉体杂质元素快速、简单、经济、无损、通用的定性半定量分析测试方法。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/59a3cd28-4401-40c5-a79e-74ebbc99c5f3.jpg" title="IMG_9508.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：邱健（华南师范大大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：关于动态光散射技术三个问题的研究/strong/pp　　为提高颗粒测量性能及拓展应用领域，邱健就三个方面的技术问题与大家展开探讨：即探测区杂散光对相干因子的影响、表面效应对颗粒布朗运动的影响、颗粒的定向运动方向对测量的影响等。经过实验得出系列结论：相干因子随着相干或者非相干杂散光的比例增大而减小；相干因子要高，就一定要控制杂散光；在一维宽度受限区域内，颗粒粒径的测量值大于实际值；扩散系数变化与受限宽度有近似线性关系等。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/2776d10d-de3e-42c3-a5bc-b672c730193e.jpg" title="IMG_9525.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：朱晓阳（国家纳米科学中心）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：原子力显微镜在纳米材料高度测量中的应用/strong/pp　　纳米尺度检测与表征是纳米科技得以发展的必要条件，AFM作为表面分析设备，因其在高度测量中的准确性和高分辨率被广泛应用在纳米材料的研究中。朱晓阳在报告中详细介绍了用AFM测量纳米片层结构和纳米颗粒高度时的测量过程、数据分析及处理过程和高度测量值的不确定度评定办法。该方法可用于以石墨烯为代表的二维纳米片层材料厚度及层数的测量，及纳米颗粒粒径分析。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/edd56e09-949e-4d72-8baf-ba78a6b085b4.jpg" title="IMG_9545.jpg"//pp style="text-align: center "　strong报告人：申晋（山东理工大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：多角度动态光散射测量的粒度分布加权反演/strong/pp　　申晋首先介绍了动态光散射与多角度测量的定义，接着通过自相关函数的加权反演、模拟及实测研究，得出以下结论：DLS测量受噪声和ACF数据的低信息量制约，优化DLS测量系统可降低噪声，MDLS可增加测量数据中的粒度信息；从含噪数据中有效提取粒度信息对MDLS PSD的准确测量具有重要作用；采用基于信息特征加权昂发进行MDLS数据反演能有效提高信息利用，降低噪声影响。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/7192a00a-2d45-4c34-ba8f-706df26ddccf.jpg" title="IMG_9574.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：黄晓群（厦门理工学院）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：基于散射光偏振分析的流动中球形粒子粒径与速度的同步测量/strong/pp　　根据米氏散射理论，单一球形粒子散射光偏振度取决于入射光波长，观测角，粒子直径以及相对折射率。当其他条件确定时，可建立起粒子直径和散射光偏振度的关系，从而通过反演计算得到粒径。黄晓群等采用此散射光偏振分析法对自由扩散于空气中的DEHS粒子进行粒径测量。同时，将实验光路与PIV相结合，基于粒子图像对散射光两线性偏振分量比例进行分析计算，达到同步测量颗粒粒度和速度的目的。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/6ca6e9d1-4416-4dfc-9564-5cc682c7631c.jpg" title="IMG_9604.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：王瑞敏（国家纳米科学中心）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：多尺寸金纳米颗粒混合体系中蛋白质竞争吸附的同时监测/strong/pp　　报告中，王瑞敏介绍到，深入理解纳米颗粒与蛋白质的相互作用是研究纳米材料在生物医药领域应用及其生物安全性的重要基础。纳米颗粒的表面化学、粒径及形状等因素都会影响其与蛋白质的相互作用。发展可以同时分析多尺寸纳米颗粒对蛋白竞争吸附的方法非常重要。其课题组基于DCS技术，对此进行了研究，利用DCS颗粒分析的高分辨率，实现了溶液中六种粒径的金纳米颗粒与牛血清蛋白之间的竞争吸附行为的同时监测。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/dc721eb1-7a5d-4cd6-b51d-ed2ea706a438.jpg" title="IMG_9624.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：徐捷（天津大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：颗粒光散射中偏振的研究及应用综述/strong/pp　　偏振是光波一个固有参量，在小颗粒光散射中有着重要应用。报告中，徐捷简介了偏振的定义及描述方法后，对各个领域的偏振散射的研究和应用进行综述。发现偏振多用于纳米级小颗粒粒径的测量，散射光的偏振与颗粒形状、均匀性、朝向和各向异性等具有很大关系。基于光散射的颗粒测量中，虽然各种方法有所侧重，但一般都是综合利用散射光的偏振、强度、相位等参量。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/911374f0-51bc-484a-913c-5dcc4f80b315.jpg" title="IMG_9632.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：孙辉（上海理工大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：基于一阶彩虹区域高斯光散射的液滴测量研究/strong/pp　　雾化广泛应用于燃烧、医药、农业、消防、日常生活等领域，实现雾化过程液滴粒度大小及分布、速度、温度、蒸发速率等参数的测量，对雾化过程中气液流动、传热机理的研究极为重要。据孙辉介绍，光学测量法具有无需取样、非接触、快速等优点，而其中的彩虹技术既可以实现液滴颗粒的测量，也可以测量液滴的折射率和温度。采用高斯光束作为光源，既可以较好的定义测量区的大小，又可以得到较高的光能聚集区，因此可以有效避免多个液滴同时出现在测量区的情况、减小颗粒之间复散射的影响，又可以提高信号强度。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/222c7877-4557-482f-b897-1803b9995c46.jpg" title="IMG_9637.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：潘林超（天津大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：基于环形样品池的激光粒度测量方法/strong/pp　　潘林超等为了扩展散射角的接受范围，提高激光粒度仪对亚微米颗粒的测量精度和分辨率，提出了一种结构简单的环形样品池方法。该方法理论上可以连续无缝地接收0-180度散射光，且具有测量下限低的优势。同时，基于环形样品池测量方法，搭建了新型激光粒度仪测量装置，并对50/100/200/400nm的标准粒子样品及有它们组合而成的混合样品进行了测量，并与传统样品池的测量结果进行了比对。结果表明，对于亚微米颗粒，环形样品池方法具有测量下限低、测量精度高、分辨率高和可靠性高的特点。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/802155a1-0ed6-4107-b884-fa48270c9372.jpg" title="IMG_9676.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：李庆浩（东南大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：基于光场成像的气液两相流中气泡三维测量方法/strong/pp　　李庆浩在报告中提出一种基于光场成像的气液两相流中气泡三维测量方法，解决了传统成像仅能进行二位测量的问题。利用Paytrix光场相机记录气液两相流场的光场信息，结合光场计算成像技术获取两相流场内气泡的全聚焦图像和重聚焦图像序列。对全聚焦图像和重聚焦图像进行处理，可以获得气泡的三维空间分布、尺寸分布及体积含气率等信息。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9fdac427-ffa1-493d-9621-7ec7159521ce.jpg" title="IMG_9683.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：胡华（天津大学，真理光学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：激光粒度仪测量上限研究/strong/pp　　基于米氏散射原理的激光粒度仪是颗粒测量领域应用最广泛的仪器，测量上限是仪器的重要指标之一。报告中，胡华等将奇异值分解方法引入到激光粒度仪光能系数矩阵的特性分析中，定义可以反映粒度变化相对相对的光能分布变化的灵敏度参数，给出了一组特定参数下的测量上限，进而推广得到仪器测量上限与仪器物理参数之间的解析表达式，实验结果证明了该表达式的正确性。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/7515e57e-ebf1-4571-b8b4-3fbda8867c81.jpg" title="IMG_9688.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong报告人：潘志成（东南大学）/strong/pp style="text-align: center "strong　　报告题目：气液两相流中气泡尺寸分布数字图像测量方法研究/strong/pp　　鼓泡塔是一种常见的气液反应器，鼓泡塔中气泡的大小和浓度对于研究鼓泡塔中传质过程有着重要意义。潘志成等利用高速摄像法和数字图像处理技术实现鼓泡塔中气泡尺寸分布的测量，分析了气泡尺寸分布规律。实验与分析结果表明，该方法能有效获取水中气泡的尺寸分布情况，并且能够分离粘连气泡，在气液两相流中气泡参数在线测量方面具有较好的应用前景。/pp style="text-align: center "------------------------------------------------/pp strong附/strong：/ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none "strong /strong/spanspan style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "stronga href="http://www.instrument.com.cn/news/20171117/233615.shtml" target="_self" title="" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "Day1之颗粒‘圈’群贤毕至，第十一届全国颗粒测试学术会议广州召开/a/strong/span/ppspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none " /spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: none " /spanspan style="text-decoration: underline "strongspan style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "a href="http://www.instrument.com.cn/news/20171118/233737.shtml" target="_self" title="" style="color: rgb(0, 176, 240) "图说，颗粒会精彩8环节速览——第十一届全国颗粒测试学术会议回看/a/span/strong/span/p

济南微纳颗粒仪器股份有限公司是集研发、生产、销售颗粒测试相关仪器设备于一体的高新技术企业。公司的前身为山东建材学院颗粒测试研究所，研究激光粒度测试技术自1982年承担国家七五科技攻关项目伊始，至今已有30余年的历史。微纳颗粒公司以“发展与普及当代最先进的颗粒测试技术”为己任，研制的激光粒度仪、纳米粒度仪、颗粒图像分析仪、喷雾粒度仪等系列的颗粒分析仪器均代表了国内同行业最高水平。多年来济南微纳以先进的科技实力及过硬的产品质量，为中国科学学院、山东省科学院、北京大学、清华大学、上海交通大学等高校科研院所、及中国石化胜利油田有限公司、鞍钢集团、立邦涂料有限公司、中国民用航空总局等各行业的龙头企业提供技术支持与服务，获得了广大用户的好评。为追求公司的长远战略，实现更大空间的跨越式发展。在山东省济南市和高新区政府的大力支持下，我公司于2010年完成了股份制公司改制，2013年通过新三板上市评估流程。2014年作为中国颗粒测试行业的第一支股票，证监会核定我公司证券名称为：“微纳颗粒”，证券代码为：430410，并定于元月24日在北京《全国中小企业股份转让系统》进行上市挂牌。值此新年万象更新，“微纳颗粒”挂牌上市之际，我们诚挚的将这一喜讯发送给您。在此感谢领导、专家、企业、朋友多年来对“微纳颗粒”的长期支持与厚爱。微纳颗粒公司将秉承自身作为中国颗粒测试技术的领航者的职责，再接再厉以引领国内颗粒测试行业的新技术开发为己任。继续为中国粒度测试技术赶超世界一流水平做出不懈努力。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "2018年10月17日-10月19日，第十六届中国国际粉体加工/散料输送展览会（IPB2018）在上海世博展览馆隆重召开。国内知名粒度仪制造厂商珠海欧美克仪器有限公司（下简称欧美克）在展会期间正式发布了两款新产品NS-90纳米粒度仪和DS-1000动态图像仪。仪器信息网特此独家采访了欧美克营销总监吴汉平和首席研究员傅晓伟，对两款重磅新品进行了报道。/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/a0e712c3-4722-489d-abb0-1c3e888333b6.jpg" title="IMG_9421.JPG" alt="IMG_9421.JPG"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图左：欧美克营销总监吴汉平；图右：欧美克首席研究员傅晓伟/strong/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/41219bf4-191d-4dac-b295-926d50b4fbec.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "strongNS-90纳米粒度仪/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "NS-90纳米粒度仪是珠海欧美克引进母公司马尔文帕纳科先进颗粒表征技术，结合中国用户市场应用特点和需求专门推出的一款纳米级粒度分析仪器，也是珠海欧美克历史上发布的首款纳米粒度仪。傅晓伟告诉笔者，NS-90的定位类似于欧美克仪器的王牌产品Topsizer激光粒度分析仪 ，主打国内高端纳米粒度仪市场，公开售价约在20-30万之间，性价比很高。该仪器测量范围为0.3nm-5um，使用90° 动态光散射技术测量粒子和分子大小。另外，可使用静态光散射法测定蛋白质与聚合物的分子量，能够广泛适配于化工、油墨、高分子乳液、陶瓷颗粒、量子点、生物制药等众多领域。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "NS-90的一个显著特点，是在众国产品牌中独家主配了雪崩式光电二极管（APD）检测器。傅晓伟表示，相比于很多国内纳米粒度仪配备的光电倍增管检测器（PMT），APD具有更高的系统灵敏度。另外，该仪器采用了He-Ne气体激光器，搭配内部温控技术，密闭光路以及先进软件算法，保障了数据的重复性、准确性、应用性以及0.3纳米的测量下限，并且可以智能化自行判断数据的好坏。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "对于NS-90的发布，欧美克有自己的考量。吴汉平告诉笔者，纳米粒度仪以往主要的用户群体是高校和科研院所，欧美克的客户则主要在工业领域。然而现如今随着越来越多的工业客户产品逐渐做到了纳米级，纳米粒度仪的工业市场机遇已经露出头角 。另外一方面，欧美克的纳米粒度检测技术已经成熟。在市场和技术的共同推动下，NS-90就此问世。/pp style="text-align: center text-indent: 0em " img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/4acf1939-3add-4c48-a67a-14c267faf573.jpg" title="图片2.jpg" alt="图片2.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongDS-1000动态图像仪/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "DS-1000动态图像仪是欧美克与马尔文帕纳科合作开发的一款新型动态在线颗粒图像分析仪器，也是欧美克发布的首款动态图像粒度仪。傅晓伟告诉笔者，该仪器的研发具有极强的应用针对性。目前在电池等行业市场上，很多客户对少量大颗粒的存在比较关注，然而占比少的大颗粒很难被静态法激光粒度仪有效测出，DS-1000的推出则能够有效解决这一行业痛点，弥补国内市场在相关领域的短板。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该仪器有三大突出的特点，其一是不仅可以测量粒度，还可以实时测量圆度和长径比分布等颗粒形态数据。其二是使用了创新的“分散指数”指标量化样品的分散状况，并提供粒子自动监测功能，当有大颗粒、团聚或杂质颗粒经过样品窗时会被仪器自动捕获并记录。其三是在作为独立的动态图像仪之外，亦可以作为图像附件连接激光粒度分析仪使用。吴汉平表示，该仪器在在线检测领域有巨大的应用潜力，欧美克后续也将积极进行更多与DS-1000相关的行业应用方案研究。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "DS-1000采用了专利的无透镜成像技术，观测的粒度范围在1.4-1400um之间，可实现实时拍照功能。该仪器体积小巧，安装方便，对节约用户的实验室空间大有裨益。另外，该仪器软件界面设计直观简便，测量间持续显示和分析图像，且可选择手动或按照时间自动保存图像和结果。仪器采用兼容水质和多种有机分散剂的设计，清洗方便，维护成本低。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/a878d2a2-1a4b-4a06-86b1-8f9db7d4db69.jpg" title="IMG_9437.JPG" alt="IMG_9437.JPG"//pp style="text-align: center "strong欧美克IPB2018参会团队合影/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据吴汉平透露，自从加盟马尔文帕纳科以来，欧美克始终在思考，如何结合自身数十年的技术积累和品牌影响，将马尔文帕纳科先进的技术手段和产品特色更好的在中国市场落地，此次在IPB2018上发布的NS-90和DS-1000就是欧美克近期探索的代表作。让我们共同期待两款新品在中国市场上的精彩表现吧！/p

2009年4月23日RETSCH公司参加上海颗粒学会换届选举会员代表大会，并成为第六届理事会成员！ 上海颗粒学会理事长、上海理工大学动力工程学院颗粒与两相流测量技术研究所所长蔡小舒教授在会上宣读并通过了上海市颗粒学会第五届理事会工作报告，并组织所有会员投票产生了新一届理事会成员。德国莱驰公司凭借高品质的仪器和多年对上海颗粒学会的贡献，荣幸的评为了理事会成员。 上海颗粒学会换届选举会员代表大会现场 德国RETSCH（莱驰）公司致力于实验室样品前处理的研究，主要生产研磨、粉碎、筛分及粒度分析的设备，与上海颗粒学会的研究对象不谋而合。数年来两者一直保持着良好的合作关系，2008年6月RETSCH公司在上海举办样品前处理技术交流会还特邀蔡小舒教授做了关于“颗粒粒度表征和测量”的精彩报告。 上海颗粒学会理事长蔡小舒教授作报告 围绕对颗粒学的研究，德国RETSCH（莱驰）的多功能粒径分析仪Camsizer能帮助用户实现一次进样，同时得到粒度大小、个数、分布、球形度、对称性、密度、表面积等综合信息，提高分析效率。这台Camsizer采用了双镜头的专利设计，测量范围广，对于大颗粒也能进行测量，进样量大，具有代表性, 并实时保存图像，对非规则颗粒，有着更为正确的粒径表征。不同于激光粒度仪，它无需输入折射率；不同于筛分仪，它更省时省力；不同于显微图像法，它表征的是颗粒各个方向上的动态数据，因此Camsizer特别适用于催化剂、聚合物、玻璃准、标准物、食品、饲料、岩矿、地质等行业的应用。 多功能粒径分析仪Camsizer 最后，来自上海大学的施利毅教授、华东理工大学顾峰教授分别做了关于纳米材料等研究及应用的精彩报告，会议在浓厚的学术气氛中结束。 上海颗粒学会作为一个专业的平台，让莱驰与国内用户及科研院校、企事业单位能够更好的交流，让RETSCH仪器能够为分析方法的研究做更大的贡献！

颗粒业内有句行话：万物皆颗粒。鸟瞰各行各业，还真难找得到一个不与颗粒打交道的领域。甚至表面上看起来与颗粒毫无关系的行业，人们其实也一直在与颗粒材料打交道。例如，编程码工使用的键盘是用塑料颗粒材料制成的，显示器的荧光粉本身就是颗粒；再如，音乐作曲者使用的纸张、笔墨也都与颗粒有关。几乎所有材料，从原料到成品，总有一个阶段处于颗粒态。由于颗粒材料的多样性与多分散性，人们甚至将颗粒称为物质的第五态， 颗粒材料的物理特性表征也具有与其他化学分析、物理测量不同的独特性。颗粒与材料品质紧密相关。例如，巧克力的颗粒度需要与味蕾之间的距离吻合，可口可乐中风味液滴的密度必须与水一致，牙膏中碳酸钙的硬度与颗粒度要适当，定时释放肥料颗粒的大小与溶解度有一定的规格等。如何表征颗粒？技术概貌：颗粒表征技术成百上千，仅粒径测量就曾有400多种。现在仍在普遍使用的表征颗粒粒度、数量、表面特性、内部孔径的技术就有十几种。这些技术有着相当广泛的日常应用，例如新材料的研发过程、生产过程的质量控制、或商业贸易上下家的衡量指标等。仅在中国，每年新安装的各类颗粒表征仪器据估计当在数千台甚至上万台。不足：颗粒表征作为对各行各业如此重要的领域，现有的高等教育却很少涉及，甚至专门教授与这些技术有关基础知识的研究生课程也不太多见，集中论述这些技术的中文书籍更是少之又少。现状：这一实践与教育的脱节，造成了很多在工作中涉及颗粒表征的工作者不完备的专业知识体系与错误的应用实践，例如在用动态光散射测量纳米颗粒粒径或用电泳光散射测量颗粒表面电位时，用纯净水进行样品稀释，或者在激光粒度法测量颗粒粒度时，用高压气体分散药物晶体。颗粒材料领域专著出版扫码即可优惠购买为了填补上述空白，为广大颗粒表征技术使用者提供普及版读物，作者精心挑选了当今应用最广的六种颗粒表征技术，从历史起源、物理原理、数学基础、仪器构造、操作要点、数据处理阐释等方面对这些技术做了全面的介绍。这六种方法分别是光学计数法、激光粒度法、光学图像分析法、颗粒跟踪分析法、动态光散射法、电泳光散射法，它们都与光与和颗粒之间的作用有关。对光与和颗粒作用的系统研究始于1936年化学诺贝尔奖获得者彼得• 德拜（数学家大卫• 希尔伯特的学生阿诺尔德• 索末菲的第一位博士生）1908年的博士论文。作为这些技术的铺垫知识与辅助资料，颗粒表征中的样品准备、基本数据统计知识、光散射在颗粒表征中的基本原理、几乎所有其他常用的颗粒表征技术，以及这些技术的标准化现状，也特别另立章节介绍。这是一本别无二版的、系统介绍当代颗粒表征技术的专著。本书可供欲了解与掌握当代颗粒表征技术的教师、本科生、研究生、科学家、技术专家、仪器操作人员阅读与学习参考，为他们提供坚实的颗粒表征理论基础与丰富的实践参考。读者不但可以从中学习这些技术的物理基础以及仪器工作原理，而且通过了解每种技术的实际操作与实用细节，可以在应用过程中避免常犯的错误，不断改进仪器操作的正确性、测量数据的准确性、重复测量的精确性。本书作为进入颗粒表征技术领域的引荐读物，除了汇集了作者经年累积的丰富知识与资料外，还引用了上千篇中外文献。这些跨越两个多世纪（1809—2021）的文献，除了与该技术的最初发明有关的以及里程碑式的重要论文，还有大量与这些技术的最新动态与发展有关的报道，为有志于进一步探索发展颗粒表征技术、成为承前启后新一代的颗粒人提供一些可借鉴的方向与途径。 作者简介本书作者 许人良作者专业背景：在过去半个世纪里，作者许人良在德拜的关门弟子朱鹏年与当代荧光胶体化学大师魏尼克的教诲指导下，除了进行高分子物理与胶体化学的研究，还从搭建全角度动静态光散射仪器为起点，涉足纳秒级相关器、米氏理论的收敛分析、拉普拉斯转换的技术探讨、光导纤维频移器等颗粒表征的多个领域，发明了从电泳光散射测量中剥离布朗运动以得到真实表面电荷分布曲线的方法以及颗粒表征方面的数个专利，填补了颗粒在水中的德拜长度与水化层厚度之间关系的实验验证空白，其中的一些论文几十年来一直在不断地被引用。进入美国首台动态光散射仪器生产公司后，作者曾先后在全球三家主要颗粒表征仪器公司内担任技术、商务、管理的各类主要职务，对多种仪器的设计、试验、投产、应用有第一手感性认识与全方位了解；作者并在过去近30年中，参与制定了多项颗粒表征技术的国际标准、美国国家标准以及中国国家标准，时刻关注着这一领域的最新发展。目录预览第1章　颗粒体系与颗粒表征　/ 0011.1　颗粒与颗粒体系　/ 0011.2　样品制备　/ 0061.3　颗粒测量数据及其统计分析　/ 018参考文献　/ 032第2章　光散射的理论背景　/ 0352.1　光散射现象与技术　/ 0352.2　光散射理论要点　/ 0392.3　其他光学技术　/ 059参考文献　/ 069第3章　光学计数法　/ 0813.1　引言　/ 0813.2　仪器构造　/ 0833.3　测量结果与数据分析　/ 098参考文献　/ 108第4章　激光粒度法　/ 1134.1　引言　/ 1134.2　仪器　/ 1214.3　数据采集与分析　/ 1414.4　测量精确度与准确性　/ 153参考文献　/ 161第5章　光学图像分析法　/ 1695.1　引言　/ 1695.2　图像获取　/ 1715.3　图像分析　/ 1815.4　颗粒形状表征　/ 1875.5　仪器设置、校准与验证　/ 193参考文献　/ 196第6章　颗粒跟踪分析法　/ 1996.1　引言　/ 1996.2　仪器与测量参数　/ 2006.3　样品与数据　/ 2086.4　颗粒跟踪分析法的其他考虑因素　/ 217参考文献　/ 219第7章　动态光散射法　/ 2217.1　引言　/ 2217.2　仪器组成　/ 2237.3　数据分析　/ 2417.4　测量浓悬浮液　/ 263参考文献　/ 269第8章　电泳光散射法　/ 2818.1　引言　/ 2818.2　zeta电位与电泳迁移率　/ 2828.3　电泳光散射仪器　/ 2898.4　数据分析　/ 3068.5　相位分析光散射　/ 315参考文献　/ 317第9章　颗粒表征的标准化　/ 3239.1　文本标准　/ 3249.2　标准物质、参考物质与标准样品　/ 3329.3　标准化组织　/ 345参考文献　/ 349第10章　其他颗粒表征技术概述　/ 35110.1　电阻法：计数与粒度　/ 35110.2　沉降法：粒度　/ 35810.3　筛分法：分级与粒度　/ 36110.4　色谱方法：分离与粒度　/ 36310.5　超声分析　/ 36610.6　气体物理吸附：粉体表面积与孔径　/ 37010.7　压汞法：孔径分析　/ 37410.8　空气渗透法：平均粒度　/ 37510.9　毛细管流动孔径分析法：通孔孔径　/ 37510.10　气体置换比重测定法：密度　/ 37710.11　核磁共振技术　/ 37810.12　流动电位测量：zeta电位　/ 37910.13　共振质量测量：计数与粒度　/ 38010.14　亚微米气溶胶测定：计数与粒度　/ 38110.15　颗粒表征技术小结　/ 381参考文献　/ 382附录1　符号　/ 392附录2　Mie理论的球散射函数　/ 395附录3　常用液体的物理常数　/ 397附录4　常用分散剂　/ 402附录5　用于分散一些粉体材料的液体与分散剂　/ 404

颗粒是指尺寸介于纳米和毫米之间具有特定形状的几何体，存在于我们生活的各个方面，遍布食品、医药、化工、材料、地矿、冶金等各行各业。颗粒产品的研发与质控，离不开相关检测、分析技术的发展与应用；随着工业生产和科学研究的迅速发展，颗粒测试技术已形成一门跨学科的交叉技术。为帮助业内人士快速了解颗粒检测、分析技术的发展现状及应用情况，仪器信息网特别策划了“颗粒检测、分析及应用”专题，并邀请弗尔德（上海）仪器设备有限公司Microtrac MRB销售经理杨侃就相关问题进行了讨论。点击查看专题仪器信息网：请谈谈颗粒检测技术的发展现状与趋势。弗尔德：颗粒检测技术是一门历史悠久又日新月异的技术类别，测试方法覆盖传统的振动筛分与应用广泛的激光粒度分析，以及最新的粒度可视化分析、图像法粒度粒形分析等。目前，颗粒检测技术已从基本的等效法测量，发展为多参数测量、图像法测量及在线测量多种方式，且测量动态范围越来越宽。检测技术与设备的更新迭代，可为用户提供从实验室到工业现场、从研发到质控、从纳微米到毫米不同尺度颗粒的粒度粒形分析解决方案。仪器信息网：请介绍贵司在颗粒检测、分析方面有哪些产品，并谈谈这些产品在颗粒表征中的应用。相比于同类产品，贵司产品在技术上有哪些优势？请举例说明。弗尔德：众所周知，Microtrac MRB（麦奇克莱驰）由RetschTechnology（莱驰科技）、Microtrac（麦奇克）与MicrotracBEL（麦奇克拜尔）3家颗粒表征行业知名企业整合而成，拥有激光粒度仪、比表面及孔径分析仪、图像法粒度粒形分析仪等优势产品。值得一提的是，莱驰科技曾推出世界上第一台商用动态图像法粒度粒形分析仪，其CAMSIZER系列图像法粒度粒形分析仪也一直是该领域的佼佼者。当前，传统激光散射法得到的单一等效球径已经满足不了越来越多行业对颗粒性能表征的需求。例如，在金属增材制造领域，粉体的流动性，堆积、松装密度等指标直接影响成型件的最终性能表现；在先进医药等领域，研发人员越来越关注粉体的真实粒径和形貌。CAMSIZER系列动态图像法分析仪则可以直观测量百万到千万级别以上的颗粒图像信息，得到比传统等效球径更丰富的粒径参数，以及多达50种以上的粒形参数。从整体粒度粒形数据曲线到单个颗粒的粒度粒形数据，从费雷特直径、马丁直径到球形度、纵横比，CAMSIZER系列提供了一种高精度、宽动态范围、快捷高效的粒度粒形表征解决方案。 多功能粒径及形态分析仪CAMSIZER X2CAMSIZE系列最新干湿二合一动态图像法粒度仪，采用专利的Dual Camera双镜头技术，从0.8um~8mm的测量范围全程无需手动调整镜头，具有高水准的干法、湿法测试模块，一次进样可测量得到多种颗粒信息，如粒度大小、粒度分布、球形度、对称性、凹凸度、宽长比等。同时，仪器可以实时记录并保存样品颗粒的照片，并数字化存储于专业图库中。全溶剂兼容的湿法单元和高水准的气流干法能满足各种复杂样品的测试，可以直接测定从亚微米的药物粉末、电子材料、硅微球到微米级的新型材料、研磨材料、3D打印原料，以及较大粒径的塑料粒子、树脂纤维、玻璃、矿物质颗粒。仪器信息网：2021年贵司颗粒表征产品业绩增长主要来自哪些领域?明年将重点布局哪些领域？弗尔德：2021年，Microtrac MRB品牌下辖的图像颗粒分析产品、激光粒度分析产品以及比表面孔隙度分析产品销售额均取得了可喜增长。公司明年将继续在新兴材料、医药、电子材料领域加大投入和布局，根据用户痛点持续推出新产品、新技术。仪器信息网：请问弗尔德旗下多个品牌之间是如何协同合作，为用户提供一站式颗粒表征解决方案的？弗尔德：通常颗粒分析主要是指颗粒样品的粒度及粒度分布、形貌、比表面积、分散性、化学成分与相结构分析。弗尔德集团科学仪器事业部下辖 Microtrac MRB（麦奇克莱驰）、Eltra（埃尔特）、Carbolite • Gero（卡博莱特 • 盖罗）、QATM（奥德镁）、Retsch（莱驰）五大品牌，涵盖颗粒粒径粒形分析、元素分析、热处理与气氛、微观结构分析、硬度测试以及实验室前处理与研磨粉碎五大领域，可为客户颗粒分析提供创新、高效的一站式解决方案。首先，Retsch（莱驰）可提供粉碎研磨设备及符合ISO3310/ASTM E11标准的全套分析筛网，稳定可靠的三维振动筛与气流筛，已成为大部分粒度分析实验室的性价比之选。在此基础上，Microtrac MRB（麦奇克莱驰）基于ISO13322-2标准设计制造的Camsizer动态法粒度粒型分析仪，可一键测试颗粒的粒度与粒形，提供丰富的实时信息，满足客户的更高需求。此外，ELtra（埃尔特）脉冲红外热导ONH氧氮氢分析仪还能满足客户对颗粒样品的化学元素分析。仪器信息网：贵司近期是否有颗粒检测分析相关的新品计划，请简单介绍一下。弗尔德：2022年，公司将继续加大力度推广图像法粒度粒形分析仪器，包含动态图像法CAMSIZER X2 系列和静态图像法M1系列，以满足国内新兴热门领域对颗粒粒度粒形表征仪器的需求。

尊敬的老师：Microtrac MRB将联合旗下麦奇克激光粒度粒形分析仪，拜尔比表面及孔隙度分析仪和化学吸附仪，麦奇克莱驰多功能粒度粒形分析仪，首次在中国西安举办“颗粒表征方法的技术研讨会”。大昌华嘉公司与弗尔德仪器联合举办“颗粒表征方法研讨会”将于 2021 年5月 19 日 在西安举行，届时将由应用专家与大家共同探讨颗粒表征分析技术及应用。 Microtrac MRB：作为一个颗粒表征解决方案的供应商，提供三条产品线，在三大洲拥有研发和技术中心。散射光分折: Microtrac MRB作为粒度测量的通用方法—静态激光衍射法的领导者，还提供的动态光散射纳米粒度仪，用于纳米颗粒的表征。该产品线的开发和生产地点位于美国的宾夕法尼亚州。图像分析: Microtrac MRB基于动态图像分析技术，为颗粒大小和形态的测定提供了高质量的CAMSIZER系列和PartAn系列测量系统。这些图像分析仪的开发和生产地点位于德国的哈恩。比表面和孔径测量: Microtrac MRB的另外一条产品线采用气体吸附法为粉体样品的比表面值，BET值和孔径测量提供了吸附系列的分析仪器。开发和生产以及装配地点位于日本大阪的表面分析能力中心。日程：5月19日09:00-09:15 欢迎词09:15-10:20 颗粒的大小和形态表征方法介绍以及应用案例分享 10:20-10:40 茶歇10:40-11:45 从微米级增材粉体到毫米级大颗粒-高速多功能动态图像法粒度仪介绍及应用分析11:45-12:00 轮抽奖活动12:00-13:00 午餐13:00-14:30 吸附技术介绍以及应用案例分享14:30-15:10 仪器演示15:10-15:30 第二轮抽奖活动15:30-16:30 问题讨论 备注：请您收到通知后在2021年5月10日之前将报名表回执回传 ，以便安排会场、用餐等事宜。

在制药行业中，药物粉体的流动性对生产、混合、传输、储存等过程具有重要影响。因此，准确描述和改善药粉的流动性，是控制产品质量的重要手段。药物粉体的流动性与颗粒形貌密切相关，还与粒度分布、含水量、颗粒表面粗糙程度和加入的其他成分等因素有关。本文通过实验寻求颗粒形貌和流动性之间的相关性。我们选取3个粒度和颗粒形貌均不相同的样品，先采用卡尔流动性指数法测试它们的流动性，测试结果如下。从以上结果可以看出，1号样品的流动性指数大，流动性好；2号样品流动性指数居中，流动性一般；3号样品的流动性指数最小，流动性最差。那么，它们的形貌和粒度分布如何呢？从动态显微图像粒度粒形分析系统测定结果看，1号样品中圆形度大于0.7的颗粒个数占比达到94.1%（圆形度大于0.9的颗粒占到2.3%）。1号样品颗粒的圆形度较高，与流动性成正相关。 图| 1号样品部分颗粒的圆形度和粒形2号样品颗粒粒径分布非常均匀，圆形度大于0.7的颗粒个数所占比例为79.6%，与1号样品相比少14.5%，因此它的流动性也较低。可见此样品的圆形度与流动性也呈正相关。 图| 2号样品部分颗粒的圆形度和粒形3号样品的颗粒形状多数近似于线条型，所有颗粒的圆形度都在0.5以下，圆形度在0.2~0.4的颗粒占97.5%。图| 3号样品部分颗粒的圆形度和粒形结合上述，1号样品94.1%的颗粒圆形度大于0.7，圆形度较高，流动性也好；2号样品79.6%的颗粒圆形度大于0.7，圆形度一般，流动性也一般；3号样品所有颗粒圆形度均小于0.5，圆形度最差，流动性也最差。圆形度与流动性呈正相关性的原因之一，是因为球形颗粒间接触面积最小，因而流动性好；非球形粒状颗粒间的接触面积稍大，流动性次之；片状、枝状和针状的颗粒间的接触面积大，且颗粒间相互勾连，故流动性最差。 如何进行颗粒圆形度分析？丹东百特仪器有限公司生产的干法或湿法动态粒度粒形分析系统，具有测试分析速度快，操作简便、测试范围大等优点。可同时测出粒度和粒形，更有长径、短径、等效面积径、体积分布、面积分布和数量分布等多种结果，能满足制药领域粒度粒形及流动性研究的需要。百特干法和湿法动态图像粒度粒形分析系统

2023年，市场监管总局（国家标准委）积极实施《国家标准化发展纲要》、《质量强国建设纲要》加大标准供给力度，以高标准引领高质量发展。市场监管总局数据显示，前三季度新批准发布国家标准1971项，同比增长超过110%。其中，工业领域发布国家标准1660项，占比84.2%。仪器信息网关注到，2023年，我国颗粒学领域标准建设工作成果斐然。多项颗粒表征技术及分析仪器相关国家标准发布或实施，涉及静态光散射法、静态图像法、电泳光散射法、离心沉降法、单颗粒电感耦合等离子质谱法、纳米颗粒跟踪分析法等，由全国纳米技术标准化技术委员会、全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会归口管理。本文特将上述标准加以整理，供相关从业者查阅参考。2023年度发布/实施的颗粒表征国家标准标准号标准名称发布日期实施日期GB/T 43196-2023纳米技术 扫描电子显微术测量纳米颗粒粒度及形状分布2023-09-072024-04-01GB/T 42732-2023纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法2023-08-062024-03-01GB/T 42469-2023纳米技术 抗菌银纳米颗粒 特性及测量方法通则2023-03-172023-10-01GB/T 42311-2023纳米技术 吸入毒性研究中呼吸暴露舱内纳米颗粒的表征2023-03-172023-10-01GB/T 42348-2023粒度分析 颗粒跟踪分析法(PTA)2023-03-172023-10-01GB/T 42342.2-2023粒度分布 液相离心沉降法 第2部分：光电离心法2023-03-172023-10-01GB/Z 42353-2023Zeta电位测定操作指南2023-03-172023-10-01GB/T 41949-2022颗粒 激光粒度分析仪 技术要求2022-12-302023-07-01GB/T 42208-2022纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量 透射电镜图像法2022-12-302023-07-01GB/T 41948-2022 颗粒表征 样品准备2022-12-302023-04-01一、《纳米技术 扫描电子显微术测量纳米颗粒粒度及形状分布》本标准牵头单位为中国计量科学研究院，主要参加单位包括国家纳米科学中心、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京理化分析测试中心）、山东省计量科学研究院、卡尔蔡司（上海）管理有限公司、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司、中国检验检疫科学研究院、北京粉体技术协会等。纳米颗粒因尺度效应而具有传统大颗粒所不具备的独特性能，被广泛应用于生物医药、化工、日用品、润滑产品、新能源等领域。而纳米颗粒的粒度形状分布，直接关系到相应产品的性能质量及安全性，需要进行准确的测量表征。扫描电子显微镜（SEM）作为最直观、准确的显微测量仪器之一，在纳米颗粒测量表征中不可或缺。本标准从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的颗粒粒径测量的分析评价方法，对于采用不同扫描电子显微镜（SEM）得到的颗粒测量结果一致性评判，具有重要的参考价值。标准解读详见：【标准解读】扫描电子显微术测量纳米颗粒粒度及形状分布 二、《纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法》本标准由国家纳米科学中心、珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、清华大学、中国计量科学研究院、杭州谱育科技发展有限公司，安捷伦科技（中国）有限公司制定。单颗粒电感耦合等离子质谱法（spICP-MS）是一种在非常低的浓度中检测单个纳米颗粒的方法。与传统表征金属纳米颗粒技术相比，使用单台ICP-MS，不需联用设备就可以同时完成纳米颗粒的成分、浓度、粒径、粒度分布和颗粒团聚的检测，这是透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等纳米粒径表征技术无法完成的，并且此方法可将样品中溶解的纳米颗粒离子与固体纳米颗粒区分开来。本标准是国内首项使用单颗粒电感耦合等离子体质谱方法表征纳米颗粒的国家标准，支撑spICP-MS作为一种普适性方法的推广与应用。标准解读详见：《单颗粒电感耦合等离子质谱法检测纳米颗粒》国家标准解读 三、《Zeta电位测定操作指南》 本标准由山东理工大学 、上海市计量测试技术研究院 、中机生产力促进中心有限公司 、河南中科智能制造产业研发中心有限公司制定。Zeta 电位通常用于研究液体介质中颗粒分散体系的等电点(IEP)和表面吸附，并作为比较不同样品静电分散稳定性的指标。Zeta电位不是可直接测量的量，而是使用适当理论确定的量。此外，Zeta电位不是悬浮颗粒的固有属性，而是取决于颗粒和介质属性，以及它们在界面上的相互作用。介质的化学成分和离子浓度的任何变化都会影响这种界面平衡，从而影响Zeta电位。因此，样品制备和测量过程都会影响测定结果。为了避免zeta电位测量操作问题使测量结果出现误差，需要一个统一的zeta电位测量操作指导原则。本标准发布实施，提供了使用光学电泳迁移法或电声法测定Zeta电位的样品制备和测量过程的操作指南。标准解读详见：ISO颗粒表征专家许人良解读《Zeta电位测定操作指南》国家标准 四、《纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量 透射电镜图像法》本标准牵头单位为国家纳米科学中心，主要参加单位包括国标（北京）检验认证有限公司、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、深圳市德方纳米科技股份有限公司、中国计量大学、北京粉体技术协会等。透射电子显微镜（TEM）具有原子水平的分辨能力，它不仅可以在观察样品微观形态，还可以对所观察区域的内部结构进行表征，成为纳米技术研究与发展不可或缺的工具。特别是TEM配合图像分析技术对多相体系中纳米颗粒粒度进行分析具有一定的优势。本标准从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的多相体系中纳米颗粒粒径分析评价方法，不仅对于多相体系中纳米颗粒的粒径这种需要探讨体系内部的颗粒测量给出了方案，而且对于不同TEM的颗粒测量结果一致性评判具有重要的参考价值。标准解读详见：【标准解读】透射电镜图像法测量多相体系中纳米颗粒粒径 五、《粒度分析 颗粒跟踪分析法(PTA)》本标准由中国计量科学研究院 、深圳国技仪器有限公司 、太原理工大学 、上海思百吉仪器系统有限公司 、中机生产力促进中心有限公司 、湖州中能粉体材料股份有限公司 、山东理工大学 、仪思奇(北京)科技发展有限公司 、珠海真理光学仪器有限公司 、大昌洋行（上海）有限公司等单位制定。PTA基于激光照射、散射光成像、颗粒识别及定位、单一颗粒跟踪等技术手段，对悬浮液中的颗粒扩散运动进行测量。近年来，学术界在脂质体及其他药物载体、纳米毒理学、病毒、外泌体、蛋白聚集、喷墨墨水、颜料颗粒、化妆品、食品、燃料添加剂及微气泡等工作中开始使用PTA技术进行表征。ASTM已发布了一个标准指南(E2834-12)，指导纳米颗粒跟踪分析法NTA测量粒径分布。本标准旨在扩展规范的范围并推进PTA操作的系统化。本标准概述了颗粒跟踪分析法的理论、基本原理及优缺点，同时对仪器配置、测量程序、系统确认和分析报告等进行了描述，数据含义阐述及解释是其中重要内容之一。六、《粒度分布 液相离心沉降法 第2部分：光电离心法》本标准由罗姆（江苏）仪器有限公司 、中机生产力促进中心有限公司 、安徽鼎恒实业集团有限公司 、中国计量大学 、长兴旭日粉体科技股份有限公司制定。尽管过去20年发展了多种颗粒表征新技术，但由于技术的进步(例如多波长特征)以及沉降技术是基于重力或离心场中定向运动（迁移）进行颗粒表征最本初的方法，沉降法在某种程度上重新焕发活力。作为一种分级技术，沉降分析有助于区分具有接近沉降速度的不同颗粒及其相应的等效斯托克斯直径。可以非常精细地分辨粒度分布，这与光谱集成技术相比是一个优势。此外，如果颗粒的扩散通量按沉降通量的顺序排，一些离心技术有助于对颗粒系统进行多维表征，即同时确定多个分布量(例如颗粒大小和密度或形状因子)。GB/T42342《粒度分布液相离心沉降法》是通过离心沉降法加速颗粒在液体中迁移来确定颗粒材料的沉降速度、沉降系数和粒度分布的方法。第1部分给出了离心沉降法的基本原理和指南，第2部分给出了用液相离心沉降法测定颗粒粒度分布的方法。七、《纳米技术 抗菌银纳米颗粒 特性及测量方法通则》本标准由国家纳米科学中心 、中国食品药品检定研究院 、中国医学科学院基础医学研究所制定。银纳米颗粒具有抗菌性能，成为在消费品中应用最广泛的纳米材料之一。银纳米颗粒越来越多地应用于消费品中，以控制产品表面或内部的微生物生长。尽管市面上有很多含银纳米颗粒的抗菌产品，但大多数产品在销售时并未提供纳米颗粒理化性质和抗菌特性的信息。目前，大多数生产商依据实践经验提供特性指标。在参考了纳米技术领域抗菌银纳米颗粒粉体和胶体的其他标准的基础上，本标准提供了银纳米颗粒特性指标及推荐测量方法的指南。本标准中推荐的主要测量方法可用于工业界具体参数确定。本标准总结选取了目前常用的测量方法，因此需要适时更新。八、《纳米技术 吸入毒性研究中呼吸暴露舱内纳米颗粒的表征》 本标准由国家纳米科学中心 、广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院制定。纳米颗粒吸入毒理学的一个关注点是确保从业人员和消费者的健康。为了进行纳米颗粒的呼吸毒理学研究，有必要对呼吸舱内纳米尺寸颗粒的浓度、尺寸和分布特征进行监测。监测细颗粒或粗颗粒的传统方法，如称重法，不足以用于纳米颗粒,因为纳米特性参数（如颗粒表面积、颗粒数目等）可能是关键的决定因素，需进行监测。本标准提供了一系列的呼吸暴露舱内纳米颗粒监测方法，既包括差分迁移分析系统(DMAS)，用于测量颗粒数量、尺寸、分布、表面积和估算质量浓度；也包括应用透射电子显微镜(TEM)或者扫描电子显微镜(SEM)进行形貌表征；还包括应用X射线能量色散谱(TEM-EDXA)进行化学成分分析。九、《颗粒 激光粒度分析仪 技术要求》本标准由中国计量科学研究院 、珠海真理光学仪器有限公司 、合肥鸿蒙标准技术研究院有限公司 、丹东百特仪器有限公司 、中国计量大学 、济南微纳颗粒仪器股份有限公司 、成都精新粉体测试设备有限公司 、堀场（中国）贸易有限公司 、上海思百吉仪器系统有限公司（马尔文帕纳科） 、大昌洋行（上海）有限公司（MicrotracMRB） 、上海理工大学 、珠海欧美克仪器有限公司等单位制定。激光粒度分析仪是用于测量颗粒大小及其分布的仪器。与其他粒度测量仪器相比，激光粒度分析仪具有粒度测量范围宽、测量速度快、测量重复性好和操作方便等优点。激光粒度分析仪在制造和使用中，制造单位和用户最关心的就是其性能指标。本标准对仪器的重复性、准确性、分辨力和Dso检测下限等提出具体要求，以规范仪器厂家的生产与宣传行为，便于不同实验室之间对粒度结果进行比较，利于用户选择适合自己需要的激光粒度分析仪。十、《颗粒表征 样品准备》本标准由深圳市德方纳米科技股份有限公司 、合肥鸿蒙标准技术研究院有限公司 、山东理工大学 、济南微纳颗粒仪器股份有限公司 、中国科学院过程工程研究所 、华南理工大学 、澳谱特科技（上海）有限公司 等单位制定。颗粒材料在国民经济的众多领域都起着重要的作用。在颗粒材料的研发、制备、生产与应用中，都离不开对颗粒特性的表征。除了需要对各类表征技术及分析仪器进行标准化外，对颗粒表征样品准备过程（包括取样、制样和样品转移等）的标准化也至关重要。适宜和规范的样品准备是得出正确颗粒表征特性的必要条件。本标准用于确立颗粒表征所用样品的准备程序，以指导颗粒测试人员得到正确的待测样品。

p　　作者：黄岚青，刘海广(北京计算科学研究中心 复杂系统研究部)/pp　　span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong1 引言/strong/span/pp　　在低温下使用透射电子显微镜观察样品的显微技术，就叫做冷冻电子显微镜技术，简称冷冻电镜(cryo-electron microscopy， cryo-EM)。冷冻电镜是重要的结构生物学研究方法，它与另外两种技术：X射线晶体学(X-ray crystallography)和核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)一起构成了高分辨率结构生物学研究的基础，在获得生物大分子的结构并揭示其功能方面极为重要。/pp　　电子显微三维重构技术起源于1968 年，D.J. De Rosier 和Aaron Klug 在Nature 上发表了一篇关于利用电子显微镜照片重构T4 噬菌体尾部三维结构的著名论文，提出并建立了电子显微三维重构的一般概念和方法。Aaron Klug 本人也因为这个开创性的工作获得了1982 年的诺贝尔化学奖。/pp　　为了降低高能电子对分子结构的损伤，Kenneth A. Taylor 和Robert M. Glaeser 于1974 年提出了冷冻电镜技术，并且用于实验研究。经过三十多年的发展，冷冻电镜技术已经成为研究生物大分子结构与功能的强有力手段。冷冻电镜本质上是电子散射机制，基本原理就是把样品冻起来然后保持低温放进显微镜里面，利用相干的电子作为光源对分子样品进行测量，透过样品和附近的冰层，透镜系统把散射信号转换为放大的图像在探测器上记录下来，最后进行信号处理，得到样品的三维结构。/pp　　在超低温的条件下，电子带来的辐射损伤被有效控制。即便如此，分子样品所能承受的辐射剂量也是非常低的，导致信噪比非常低。另外，随着观测的进行，额外的电子会累积而造成分子的移动，导致获得的图像变得模糊。这就好比用一个简单的傻瓜相机拍摄在雨中飞驰的子弹，得到的影像必然是模糊的并且充满噪音。因此，冷冻电镜的方法技术在很长时间内只能确定个头比较大的样品的结构，比如病毒颗粒的结构，而且通常分辨率都不高。然而随着工程技术和算法的不断发展，能够确定的分辨率也越来越高(图1(a))，2016 年发布的谷氨酸脱氢酶结构的分辨率甚至已经达到了1.8 Å 。与此同时，也有越来越多的通过冷冻电镜技术得到的研究成果发表在高水平的期刊上(图1(b))，冷冻电镜正备受科学界的关注。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/5b2ef847-cad0-4d88-b1ad-ebf14bd21e9c.jpg" title="1.jpg"//pp　　图1 冷冻电镜技术和单颗粒重构技术越来越备受关注(统计数据来源于EMDataBank )(a)不同年份中利用冷冻电镜单颗粒重构技术能够达到的最高分辨率 (b)通过冷冻电镜技术进行的研究成果在不同杂志上发表的论文数/pp　　在最近几年，冷冻电镜技术有了革命性的进步，主要得益于三个方面的突破。首先是样品制备，通过利用薄膜碳层甚至石墨烯可以用更薄的冰层包裹分子样品来提高信噪比。第二个突破是电子的探测技术，也就是电子探测器的发明。在300 keV 电子的轰击下，传统的器件都会被高能量打坏，因此在电子探测器出现之前，冷冻电镜中使用的CCD相机需要将电子打在探测器上变成光信号，再通过CCD 把光信号转成电信号后得到图像，“电光—光电”转换的过程降低了信噪比。而现在电子探测器能够直接探测电子数量，同时，互补型金属氧化物半导体(CMOS)感光元件的应用使得探测器支持电影模式(movie mode)，可以在一秒钟之内获得几十张投影图片。通过后期对样品进行漂移修正，再把这几十张图片叠加起来，从而大幅提高成像的信噪比。模糊的子弹一下子变得清晰，冷冻电镜的分辨率不断上升。第三个突破是计算能力的提高和软件算法的进步。冷冻电镜的模型重构通常需要对几万甚至几十万张投影图片进行分析、组装和优化。这需要先进的计算资源配合有效的算法才能实现。基于贝叶斯理论的模型重构框架解决了这个问题，我们在下文中详细介绍。综上所述，冷冻电镜技术不仅提高了空间分辨率，而且可以应用于很多以前不能解决的生物大分子的结构研究。/pp　　具有里程碑意义的成果是，2013 年加州大学旧金山分校(UCSF) 程亦凡和David Julius 的研究组首次得到膜蛋白TRPV1 的3.4 Å 近原子级别高分辨率三维结构，结果发表在Nature 上。我国在冷冻电镜的应用领域也有很大突破，代表性工作包括清华大学的施一公研究组和剑桥大学MRC 实验室Sjors H.W. Scheres 研究组合作在2015 年获得的γ 分泌酶复合物结构( 图2(c))， 以及2015 年清华大学高宁研究组和香港科技大学戴碧瓘研究组合作得到的3.8 Å 的真核生物MCM2-7 复合物结构 2015 年北京大学毛有东研究组、欧阳颀研究组与哈佛医学院吴皓研究组合作得到炎症复合体的高分辨率三维结构(图2(a)) 2014 年中国科学院生物物理研究所朱平研究组和李国红研究组合作得到的30 nm 染色质左手双螺旋高级结构(图2(b))以及2016 年中国科学院生物物理研究所柳振峰、李梅、章新政三个研究组合作得到3.2 Å 的捕光复合物II 型膜蛋白超级复合体结构。这些成果在结构生物领域得到巨大的反响，这也使得冷冻电镜高分辨率成像技术获得空前的关注。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/44d05be3-281b-4507-b0fc-9d200025422f.jpg" title="2.jpg"//pp　　图2 我国在冷冻电镜领域中获得高质量的研究成果(a)近原子分辨率的炎症复合体结构(图中NBD为核酸结合结构域，HD1 为螺旋结构域-1，WHD为翼螺旋结构域，HD2 为螺旋结构域-2，LRR为亮氨酸重复序列) (b)30 nm 染色质左手双螺旋高级结构 (c)3.4 Å 的人源γ 分泌酶复合物结构(图中NCT是一种I 型单次跨膜糖蛋白，APH-1 为前咽缺陷蛋白-1，PS1为早老素-1，PEN-2 为早老素增强子-2)/pp　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "　2 图像处理技术/span/strong/pp　　经过多年的发展，目前冷冻电镜的数据处理部分主要包含了以下的流程(图3)：/pp　　(1) 衬度传递函数的修正(CTF correction)/pp　　(2) 样品分子投影数据的筛选(particle selection)/pp　　(3) 二维投影数据的分类和降噪(2D analysis)/pp　　(4) 三维模型的重构和优化(3D reconstruction and refinement)/pp　　(5) 多重构象的结构分析(heterogeneity analysis)/pp　　(6) 对重建结构分辨率的分析(structure resolution assessment)/pp　　(7) 结合生物化学原理和实验数据对三维结构的解读(model interpretation and validation)/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ef81cf1e-580c-4eda-9e77-e2edc542f953.jpg" title="3.jpg"//pp style="text-align: center "　　图3 冷冻电镜数据分析处理流程/pp　　图像处理软件的发展对冷冻电镜单颗粒重构技术极其重要，当前广泛使用的电镜分析软件系统主要包括SPIDER，EMAN2， FREALIGN，SPARX，RELION等。对于刚刚接触单颗粒重构技术的人来说，更偏好集成的软件套装来完成整个分析流程。我们在表1 中列出了大部分主流的综合冷冻电镜图像处理软件，以供参考。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/f4fafde5-da41-422a-acc4-bcd118be0c8e.jpg" title="4.jpg"//pp style="text-align: center "　　表1 冷冻电镜中流行的图像处理软件/pp　　strong2.1 衬度传递函数估计与修正/strong/pp　　衬度传递函数(contrast transfer function，CTF)是在数学上描述通过透射电子显微镜得到样品图像上的像差变化。准确地判断衬度传递函数对于确认显微图像的质量以及后续的三维结构重建极为重要。常用的估算衬度传递函数的参数软件是CTFFIND4。确定了CTF 的参数以后，就可以对采集到的冷冻电镜图像进行修正。这个修正过程其实就是图像处理中的图像复原技术。/pp　　strong2.2 颗粒挑选/strong/pp　　接下来需要从原始数据中筛选出颗粒投影，也被称为“颗粒挑选”，颗粒挑选的好坏也将影响所有后续的分析和处理过程，是一个重要并且繁琐的步骤。颗粒挑选方式可以分为手动挑选、半自动挑选和完全自动挑选这几种。/pp　　在早期的分析中，对于结构的了解还非常少，优先考虑的都是人工挑选。但是自动的颗粒图像获取方法的出现使得在很短时间内可以收集数十万张颗粒图像，人工挑选大量的颗粒图像不太现实，并且人工的挑选通常会过于集中于某一类颗粒图像，导致遗漏和偏差。/pp　　strong半自动和全自动的方法主要有以下三类：/strong/pp　　(1)通过例如降噪、反衬增强、边缘算子等图像形态学方法搜索区域，基于数字图像处理学的原理，将颗粒图像与背景分离开来。/pp　　(2)基于模板的方法，通过扫描数据图像和已知的模板比较来挑选出潜在的颗粒图像，模板的来源通常为手动选出的数据图像中较为清晰的颗粒图像，或者是已知结构的投影。/pp　　(3)结合无模板和有模板的方法，通过一些有监督的机器学习算法进行颗粒挑选。/pp　　随着图像识别领域中深度学习方法的流行，各类基于深度学习的颗粒识别框架也被引入到颗粒挑选的过程中。随着深度学习方法的发展，相信如何把深度学习方法应用到单颗粒冷冻电镜图像分析领域的研究将会越来越多。/pp　　strong2.3 二维图像分析——颗粒图像的匹配与分类/strong/pp　　二维颗粒图像的分类是获取三维结构过程的第一步。对二维图像的分析包括两部分：颗粒图像的匹配和颗粒图像的分类。/pp　　匹配的过程通常会对颗粒图像应用一些变换操作，通过关联函数去判断不同颗粒图像之间的相似程度。图像匹配的算法主要分为两种，即不依赖模型的方法和基于模型的方法，取决于是否存在利用样本先验信息得到的模板。/pp　　随着图像匹配的完成，颗粒图像需要进行分类。主要利用多元统计分析和主成分分析方法等算法，其他流行的二维颗粒分类技术还有神经网络分类，将图像在二维空间自组织映射(self-organising mapping，SOM)再进行分类和排序。/pp　　二维图像分析的目的是，首先通过图像匹配消除旋转和平移的误差，利用类内紧致、类间离散的原则进行图像分类，最终可以对类内颗粒图像进行平均，提高信噪比，从而实现对高分辨率三维结构的构建。/pp　　strong2.4 模型重构和优化/strong/pp　　模型三维重构的基础是中心截面定理，重构过程中的关键问题是如何确定每个颗粒图像的空间角(orientation determination)。大多数模型重构和优化算法都是基于投影匹配(projection matching)的迭代方法。简单说就是，先利用粗糙的三维结构模型，进行投影得到参考的图像，和实验颗粒图像进行比对，根据结果来更新空间方位参数，继而构造新的三维结构，对实验图像的空间方位修正，形成迭代的过程，直至收敛就获得了最终的三维模型。/pp　　strong2.5 分辨率的确定及二级结构的确定/strong/pp　　在模型优化的过程中，通常有很多指标给出结构的分辨率信息。目前一个较为广泛使用的分辨率信息参数是被称为傅里叶壳层关联函数(Fourier shell correlation，FSC)曲线，并通过在曲线上选取一个合适的阈值来判定分辨率。/pp　　在模型优化中经常伴随着过拟合的问题。过拟合的出现通常由于在优化过程时无法分辨“噪声”与“信号”。为了避免过拟合对分辨率的误判，最近一种被称为“黄金标准”(gold standard)的优化过程开始被广泛使用。/pp　　根据不同的分辨率，可以从结构中得到不同的信息量。按照分辨率数值大致分为三个范围：/pp　　(1)结构分辨率大于10 Å 的生物大分子结构被视为低分辨率的结构，在低分辨率的结构范围内只观察得到一个大致的整体形状，以及有可能分辨出主要成分的相互位置关系。/pp　　(2)一个中等分辨率的生物大分子结构精度大约在4—10 Å 之间，在这个分辨率范围内的生物大分子结构已经可以得到一些二级结构的信息和分辨出大部分组成结构的相对位置关系。分子结构之间如果存在构象变化也可以分辨出来。/pp　　(3)高精度甚至是近原子级别的分子结构分辨率可以达到4 Å 以下。在高分辨率的三维结构中，可以准确地看见如α肽链等的二级蛋白质结构以及部分单独的残基，多肽链的结构变得清晰起来。同时高分辨率的分子结构可以描述精确的构象变化。/pp　　总之，FSC 曲线等标准提供的分辨率是一个有指导意义的数字，不可作为绝对参考来评价所获得的模型质量，需要批判地对待，尤其是要与生物分子系统的生物化学知识相结合。/pp　　strong2.6 三维结构的多构象性和动态分析/strong/pp　　生物大分子通常具有内禀的柔性，所以生物分子的动态结构变化以及结构的不均一性一直是结构生物学的研究重点之一。在晶体状态下，生物分子的结构变化被晶格约束，一般只提供一个静态的结构和有限的动力学参数。冷冻电镜相比晶体学方法的优势在于可以捕捉生物分子在溶液中的形态，并记录下不同构象下的投影。因此针对冷冻电镜的数据可以进行多构象的重构，现有的一些算法是通过聚类分析、最大似然法分析等对多构象进行分析，得到的生物大分子结构形态和构象差异还需要结合分子功能来检验分子结构的合理性。/pp　　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "3 最新进展和突破/span/strong/pp　　strong3.1 最大似然估计理论/strong/pp　　近年来在单颗粒分析中取得重大突破的应当是最大似然估计(maximum likelihood)理论。最大似然估计的理论可以贯彻整个单颗粒技术图像分析的过程，在图像匹配，2D、3D分类 和模型优化上均可以应用，是一个强有力的理论工具。最大似然估计的算法已经在RELION、FREALIGN 等软件中实现，方便普通用户使用，这对于推动冷冻电镜成像技术的应用有重大意义，近三四年来有许多突破性的近原子级别分辨率的分子结构大多是由基于最大似然估计理论的分析软件得到。/pp　　3.1.1 减少计算需求/pp　　最大似然估计算法的计算量很大，如何降低计算量是一个重要问题。过多的计算资源消耗曾经阻碍这个方法在冷冻电镜单颗粒重构中的广泛应用。在减少最大似然算法在冷冻电镜应用中的计算需求方面，有两个重要的贡献是空间降维(domain reduction)算法和网格插值(grid interpolation)算法。/pp　　我们最近在研究一个新的方法来对旋转参数进行分步处理，初步的结果显示这种方法可以把计算复杂度降低一个维度，这个方法可很好地应用于高信噪比的数据处理，但对于低信噪比的数据分析还需要对该方法进行改进。/pp　　3.1.2 对最大似然方法的未来展望/pp　　在未来的研究中，关注点是减少计算的耗时和增加准确度。通用图形处理器(GPU)的应用和CUDA 编程框架已经显示出了在高性能计算领域的威力，研究表明GPU 技术可以显著减少计算时间，而RELION 也将发布支持GPU 计算的2.0 版本。/pp　　在加快计算速度的同时，提高模型的重构的准确性则更为重要。如何提高颗粒图像的准确性以及最大似然方法在这些方面的应用还有待深入探索。总而言之，最大似然方法独特的、可扩展的统计理论框架可以适用在冷冻电镜的各种问题上，如多构象、低噪声、信息缺失中均有很好的应用。/pp　　strong3.2 流形嵌入方法(Manifold Embedding)/strong/pp　　自然界的分子过程通常是连续的，比如三磷酸腺苷(ATP)合成酶等分子结构的状态变化通常都是连续的。现有的方法只能得到有限的、若干个离散的构象变化，限制了我们对于分子结构的进一步观察。而流形嵌入法则是通过将颗粒图像映射到具有特定拓扑结构的参数空间(manifold space)，可以分辨出更为细致的动力学变化，进而实现对生物分子连续的结构变化过程的研究。Ali Dashti 等人已经利用这种方法成功刻画出核糖体的结构变化路径。/pp　　strong3.3 揭开表面看实质/strong/pp　　冷冻电镜对更为复杂的结构并没有很好的处理方式，在一些分子量比较大，包含多层的病毒结构研究中，一直没有高分辨率的三维模型，这也是由于病毒普遍具有对称失配的特性，基因结构被壳体完全覆盖，无法通过二维图形处理的方式对内部结构直接进行重构。刘红荣教授通过改进衬度分离方法展示出了解决该类问题的途径，其发展的新方法已经成功应用在一个多面体衣壳NCPV的病毒颗粒(图4)上，通过该重构方法，使得外部的衣壳结构(图4(a))和内部的基因组结构(图4(b))分离，成功得到包含在内部的dsRNA 近原子级高分辨率结构和分布。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/7ab0c5f3-c403-4231-924f-9900a3758eb7.jpg" title="5.jpg"//pp　　图4 利用衬度分离方法得到对称失配情形下的病毒颗粒结构(a)外部的衣壳结构 (b)内部的基因组结构/pp　　strong3.4 罗马不是一天建成的(Building Protein in One Day)/strong/pp　　最近的研究成果显示，最大似然估计算法能够更好更快地完成三维重构，多伦多大学的Marcus A. Brubaker 教授针对最大似然估计算法提出了优化，有效地缩短了三维重构所需的时间。对传统迭代算法极度依赖于初始模型结构的缺点进行改进，同时通过采样优化的方式降低了计算量，减少计算时间，据称这些优化可以达到100000倍的加速，利用一台计算机工作站在一天内就能完成模型重构。/pp　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "　4 展望与总结/span/strong/pp　　冷冻电子显微镜技术已经发展成为一个成熟的方法，应用于各种复杂的生物分子体系的高分辨结构研究。按照目前的发展势头，解决生物分子结构组(structural proteome)的问题已经不是遥不可及的了。在解决单一静态结构的基础上，冷冻电镜也展示了其研究多构象体系的潜力。下面对冷冻电镜在结构生物学研究领域的应用做一些大胆的展望，希望能抛砖引玉。/pp　　strong4.1 解决膜蛋白的结构/strong/pp　　由于膜蛋白是镶嵌在磷脂分子构成的细胞膜内，目前在冷冻电镜领域的样品制备还没有很好的处理方法，因此还很少见到对膜蛋白的结构解析。随着技术的发展，新的试剂分子或者纳米尺度的容器可以用来制备单一性很高的稳定的细胞膜以及镶嵌在内的膜蛋白。这样就可以利用冷冻电镜的方法对膜蛋白进行结构研究。目前在纳米盘(nanodiscs)的研究领域已经取得了一定的进展，对/pp　　冷冻电镜解析高精度的膜蛋白结构，我们拭目以待。/pp　strong　4.2 细胞内分子结构测定：从溶液内(in vitro)到细胞内(in situ)/strong/pp　　当前的高分辨分子结构基本都是在溶液中提纯出来的分子样品，也就是通常所说的in vitro 实验。现在可以利用快速冷冻的方法把细胞固定，再用高能粒子枪对细胞进行高精度切片。在细胞的某些部位，常常有大量同类分子聚集，比如在内质网(endoplasmic reticulum，ER)部分有很多核糖体，在细胞骨架上会有大量的肌动蛋白(actin)分子。对这些切片进行成像研究可以获取这些分子在细胞环境的结构信息。/pp　strong　4.3 细胞结构和分子在细胞内的分布：从部分到整体/strong/pp　　电镜可以用来做断层成像(cryogenic computed tomography，cryo-CT)，应用于亚细胞层面的研究，比如细胞器的结构，蛋白质分子的分布，以及一些细胞骨架的构成。与超低温样品操作结合，cryo-CT 可以提供更高分辨率的信息，衔接分子层面和细胞层面的知识，对于了解细胞功能至关重要。在电镜成像研究领域，这将是一个有广阔前景的课题。/pp　strong　4.4 多构象的识别和自由能景观确定/strong/pp　　人们开始不满足于近原子级别分辨率能够提供的信息，想要进一步刻画分子结构连续变化的状态。得益于冷冻电镜的成像特性，相对其他技术而言，冷冻电镜技术在时间尺度的系综上具有优势。在冷冻电镜下分子结构的动力学研究中，有两个值得关注的趋势，分别是能够获取分子结构“ 慢” 反应过程(10—1000 ms) 时间分辨(time-resolved)的冷冻电镜技术，以及能够分析出连续构象变化的分类算法。获取短期反应过程(10—1000 ms)分子结构的基础是在准备样本过程中分子反应的速度慢于冷冻样本的时间，目前混合喷雾(mixing-spraying)等快速冷冻技术的实现使得一些较慢的反应过程可以看到动力学变化。而流形嵌入算法在分类过程中取得突破，在更好地利用冷冻电镜观察分子的平衡态结构动力学变化和展现自由能景观上取得了令人鼓舞的成果。/pp　strong　4.5 从静态结构到动态分子电影/strong/pp　　生物分子在室温下是活跃的，而且大多数的分子功能是通过结构的变化来实现的。基于X射线， 尤其是最近发展的X 射线自由电子激光(XFEL)的结构生物学的研究重点之一便是实现时间分辨的结构生物学研究(time-resolved structure determination)。到目前为止，基于X 射线的研究取得了很大的进展，但主要还是局限在对晶体的衍射方面，比如对光合作用过程中水分子分解的研究和光敏黄蛋白的光吸收过程的研究。三维冷冻电镜的单颗粒成像技术最有希望在单分子水平上实现对时间分辨的结构变化研究，同时，这对于样品制备和实验操作提出了非常高的要求。/pp　strong　5 结束语/strong/pp　　冷冻电镜的技术突破及其在生物分子结构领域的应用把我们对分子生物学的研究推进了一大步，开始探索未知的区域。立足于解决单一构象的基础，对多构象以及动力学过程和热力学的研究也需要展开，这需要对现有技术进行提升并与其他方法进行结合，计算建模和模拟的方法也需要紧密结合起来，实现对生物分子系统的集成研究。/pp　　致谢 感谢北京大学欧阳颀教授对文章写作提出的宝贵意见。/p