超快近红外单光子计

一． 近红外双模式单光子探测器介绍SPD_NIR为900nm至1700 nm的近红外范围内的单光子检测带来了重大突破。 SPD_NIR建立在冷却的InGaAs / InP盖革模式单光子雪崩光电二极管技术上，是NIR单光子检测器的第一代产品，可同时执行同步“门控”（GM）和异步“自由运行”（FR ）检测模式。 用户通过提供的软件界面选择检测模式。冠jun级别的器件具有低至800 cps的超低噪声，高达30％的高校准量子效率，100 ns最小死区，100 MHz外部触发，150 ps的快速成帧分辨率和极低的脉冲 。 当需要光子耦合时，标准等级可提供非常有价值且经济高效的解决方案。基于工业设计，该设备齐全的探测器不需要任何额外的笨重的冷却系统和控制单元。 经过精心设计的紧凑性及其现代接口使SPD_NIR非常易于集成到最苛刻的分析仪器和Quantum系统中。OEM紧凑型 多通道控制器软件界面二． 近红外双模式单光子探测器原理TPS_1550_type_II是基于远程波长自发下变频的双光子源。TPS_1550_type_II采用波导周期性极化铌酸锂(WG-ppln)晶体，用于产生光子对。波导- ppln的转换效率比任何块状晶体都高2到3个数量级，并确保与单模光纤的高效耦合。0型和II型双光子的产生三． 近红外双模式单光子探测器应用特点特点： ▪ 自由模式 & 门模式▪ 集成电子计数▪ 校准后 QE可达 30%▪ TTL和NIM信号兼容▪ 暗记数 800 cps▪ 软件可远程控制▪ 最小死时间 100 ns▪ 冷却板兼容欧盟/美国▪ 外部触发频率：可达100 MHz▪ DLL 文件库 : Python, C++, LabVIEW应用方向：▪ 量子通信▪ 盖革模式激光雷达▪ 量子密钥分发▪ 高分辨率OTDR▪ 光子源特性▪ FLIM 成像▪ 符合测试▪ 光纤传感四． 近红外双模式单光子探测器技术规格五． Aura 介绍AUREA Technology是法国一家知名的探测器供应商，公司致力于尖端技术的研发，基于先进的单光子雪崩光电二极管，超快激光二极管和快速定时电子设备，设计和制造了新一代高性能，功能齐全的近红外探测器。作为全球技术领导者之一，AUREA技术提供盖革模式单光子计数，皮秒激光源，快速时间关联和光纤传感仪器。此外，AUREA Technology直接或通过其在北美，欧洲和亚洲的专业分销渠道为200多个全球客户提供一流的专业支持。并与客户紧密合作，以应对当今和未来在量子安全，生命科学，纳米技术，汽车，医疗和国防领域的挑战。昊量光电作为法国AUREA公司在中国区域的独家代理商，全权负责法国Aurea公司在中国的销售、售后与技术支持工作。AUREA技术提供了新一代的光学仪器，使科学家和工程师实现卓越的测量结果。奥瑞亚科技与全球的客户和合作伙伴紧密合作，共同应对量子光学、生命科学、纳米技术、化学、生物医学、航空和半导体等行业的当前和未来挑战双光子是展示量子物理原理的关键元素，并实现新的量子应用。例如，双光子使量子密钥分发技术得以发展，以确保数百公里范围内的数据网络安全。在生物成像应用中，双光子光源产生原始的无色散测量。 更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授与黄坤研究员团队在中红外三维成像领域取得进展，发展了宽视场、超灵敏、高分辨的中红外上转换三维成像技术，获得了单光子成像灵敏度与飞秒光学门控精度，可为芯片无损检测、远程红外遥感和生物医学诊断等重要应用提供有力支撑，相关成果以“Mid-infrared single-photon 3D imaging”为题于2023年6月9日在线发表于Light: Science & Applications。华东师大为论文的第一完成单位，博士研究生方迦南为论文第一作者，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。激光三维成像技术具有成像分辨率高、测量距离远、探测信息丰富等优点而被广泛应用于自动驾驶、卫星遥感、工业生产检测等众多领域。特别是，中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖多种官能团吸收峰，能够对三维目标进行化学特异性识别，在无损伤物质材料鉴定、无标记生物组织成像，以及非入侵医学病理诊断等领域备受关注。此外，该波段包含多个大气透射窗口，且相较于近红外光有更好穿透烟尘、雾霾的能力，在形貌测绘与遥感识别等方面具有独特优势。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外三维成像领域的国际研究热点，对于促进其在低光通量、光子稀疏的微光探测场景下的应用具有积极意义。然而，单光子水平的激光三维成像长期以来仅局限在可见光/近红外波段，主要制约因素在于中红外波段缺乏高探测灵敏度与高时间分辨率的光子探测与成像器件。近年来，随着红外器件工艺精进与新材料涌现，中红外探测器性能得到了长足发展，但依然面临着增强灵敏度、提升响应带宽、扩大像素规模、提高工作温度等亟待解决的难题。中红外三维测量可以采用光学相干层析、光热成像、光声成像等技术方案来实现，但往往需要逐点扫描，无法单次获取高性噪比的大面阵成像。因此，实现大视场、高分辨的中红外单光子三维成像仍颇具挑战。图3：中红外单光子三维成像装置图为此，华东师大研究团队发展了基于高精度非线性光学取样的中红外上转换测控技术，实现了超灵敏、高分辨、大视场的中红外三维成像，展示了单光子探测灵敏度、飞秒门控时间精度以及百万像素宽画幅。具体而言，研究人员采用非线性光学和频过程将信号波长高效转换至可见光波段，利用高性能硅基相机即可实现红外成像，从而规避了现有红外焦平面阵列灵敏度不足的技术瓶颈。同时，该上转换成像系统采用同步脉冲泵浦方案，可将背景噪声限制在极窄时间窗口内，结合精密频谱滤波可以有效提升探测信噪比，进而实现单光子水平的成像灵敏度。此外，研究人员沿用课题组此前发展的非线性广角成像技术[Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，通过单次曝光即可获得大视场成像，免除了逐点机械扫描过程，大幅提升了成像速度。图4：中红外三维立体成像，被测信号强度约为1光子/像素/秒进一步，研究人员采用超快光学符合门控技术，精确测量中红外信号的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。该时间飞行成像系统的时间分辨能力取决于光学脉冲宽度，可以达到飞秒水平的时间标记精度，通过高速延时扫描与宽场全幅采集，对被测场景进行快速时域切片，进而反演出目标界面的反射率、透射率以及材料的吸收率、折射率、色散量等丰富信息。图4展示了多角度中红外照明下三维数据信息融合重构出的被测目标立体形貌，其中被测信号强度约为1光子/像素/秒。图5：时空关联去噪算法，信号和噪声水平分别约为0.05和1000光子/像素/秒 在稀疏光子场景中，有效信号往往被淹没在严重的背景噪声中，仅从强度信息通常难以识别被测目标。为此，如何有效地区分信号和噪声光成为单光子成像的关键难点。为模拟极低照度、高噪声场景，该研究团队将红外信号衰减至0.05光子/像素/秒，对应的信噪比低至1:20000。如图5a-c所示，传统强度峰值识别算法并不能有效甄别信号。在主动成像中，成像系统接收的信号光子在时-空域上具有一定的连续性，而背景噪声光子则会随机分布在整个时间轴与空间像素点上。 基于该特性，研究人员发展了精确、高效和鲁棒的点云去噪算法，通过关联增强空间相邻像素与相邻时间帧的强度，有效提取与甄别信号光子，进而实现高背景噪声下的中红外单光子三维成像（图5d-i）。 所发展的中红外三维成像技术具备高灵敏与高分辨的独特优势，结合该波段优越的抗散射干扰能力，对于复杂环境下的红外场景恢复具有重要意义，可以发展出中红外散射成像与中红外非视域成像。此外，通过调谐中红外信号波长，可以实现四维高光谱成像，可为材料检测、无损探伤、生物成像等创新应用提供有力支撑。 近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外单光子测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外非线性广角成像 [Nature Commun. 13, 1077 (2022)]，中红外单光子单像素成像[Nature Commun. 14, 1073 (2023)]，以及高帧频中红外单光子光谱 [Laser Photonics Rev. 2300149 (2023)]等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市、重庆市与华东师大的资助。

近日，中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站自主研制的近红外单光子探测器成功实现了卫星激光测距。长春人卫站激光测距研究室的研究人员利用先进的数值仿真技术、器件工艺以及外围控制驱动技术，自主完成了近红外单光子探测器的结构设计、电路优化以及器件制备。近红外单光子探测器经中科院上海天文台测试并应用于1064nm近红外激光测距系统，成功获取地球同步轨道卫星北斗G1的观测数据，单次测距点数高达31446点，测距精度为1.42cm，与常规的532nm激光测距相比，系统回波探测率提高3-4倍；器件性能与美国PGI研制的同样采用SAGCM设计方案的近红外单光子探测器水平相当。 长春人卫站研制出国内首款近红外激光测距单光子探测器，不仅打破了国外技术封锁及市场垄断，推动我国先进光电探测仪器向小型化、高可靠、高稳定方向持续发展，更为我国自主建设空间碎片测距系统、开展激光测月等国家重大工程任务提供可靠有效的工具和手段。

华东师大曾和平教授与黄坤研究员课题组在中红外高速光谱探测方面取得重要进展，发展了宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱测量技术，其具有逼近量子极限的单光子探测灵敏度和近百万帧每秒的光谱刷新率，可为燃烧场分析、高通量分选和化学反应跟踪等应用所需的高速灵敏红外光谱测量提供支撑。相关成果以《High-Speed Mid-Infrared Single-Photon Upconversion Spectrometer》为题于2023年5月9日在 Laser & Photonics Reviews 在线发表。中红外波段包含众多分子振转能级跃迁的特征谱线，是分子的“指纹”光谱区。高灵敏、高速率的中红外光谱技术在天文观测、药物合成和环境监测等诸多应用中具有重要应用。然而，传统中红外光谱仪的性能往往受到探测器灵敏度及宽带光源亮度的限制。长期以来，实现高信噪比的中红外高速光谱测量，一直都是红外光谱领域的研究热点。近年来，频率上转换技术为红外灵敏探测提供了一种有效方案。该技术通过非线性过程将中红外波段转换到可见光或近红外波段，进而利用高性能硅基探测器实现信号的灵敏捕获。当前，实现宽带光谱范围内的高转换效率与低背景噪声仍颇具挑战。迄今，单光子水平的超灵敏中红外光谱测量仍局限在较窄的光谱范围内，单次测量谱带一般仅为数十纳米。此外，基于热辐射或参量荧光作为照明源的上转换光谱仪，其较低的光谱亮度使得光谱探测速率受限。因此，实现宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱探测仍具挑战，亟需发展高亮度中红外光源、高效率频率转换和低噪声光子探测等关键技术。图2：宽波段中红外单光子上转换光谱仪示意图为此，研究团队构建了具有单光子探测灵敏度和亚兆赫兹刷新率的宽带中红外上转换光谱仪（图2）。在中红外光源制备方面，利用氮化硅（Si3N4）光子波导制备出覆盖1.5-4.2 μm的宽光谱中红外超连续谱光源，相对传统热辐射光源具有更好方向性、更优光束质量以及更高光谱亮度，且通过波导结构色散调控与泵浦光场时频控制，可以实现光谱覆盖范围以及光谱平坦度等参数的定制与优化（图3）。此外，相对于基于固态光学参量振荡器的中红外制备方式，基于光学波导集成的超连续谱源可以直接兼容光纤激光，为发展高集成、高稳定的中红外宽带相干光源获取提供了有效途径，有助于提升后续光谱测量的信噪比与刷新率。图3：基于氮化硅光子波导的中红外超连续谱产生，光谱覆盖范围1.5-4.2 μm在中红外光谱探测方面，研究人员发展了同步脉冲泵浦的非线性频率上转换探测技术，通过制备与红外信号光子时域高精度同步的泵浦脉冲，在啁啾性极化铌酸锂非线性晶体中实现了1700 nm超宽带的中红外高效转换，然后借助高性能可见光/近红外分光与探测器件，实现了高分辨、高灵敏的中红外光谱测量（图4）。为了进一步压制参量荧光噪声与环境背景噪声，研究人员结合高效空间滤波与光谱滤波技术，获得了高达210 dB的噪声抑制比，利用硅基EMCCD最终获得了0.2光子/纳米/脉冲的超灵敏度中红外光谱，光谱分辨率为5 cm−1。进一步地，得益于高亮度的宽带中红外源、高效率的频率转换以及高抑制比的噪声滤波性能，研究者利用高性能硅基CMOS相机实现了高达212,500帧的光谱采集速率，比此前相关报道在相同信噪比下提高了至少一个数量级。图4：宽波段中红外上转换光谱，探测灵敏度达0.2光子/纳米/脉冲值得一提的是，所发展的中红外光谱仪利用硅基探测阵列，能够在室温条件下工作，有助于其在实际应用中的稳定运行。在未来工作中，可将直波导换成双芯氮化硅波导，从而产生更加平坦的中红外超连续谱；通过优化频率转换泵浦脉冲的光谱宽度，利用啁啾脉冲非线性上转换技术，可以进一步提升系统的光谱分辨率；同时，将面阵列COMS相机换成线阵列，有望将光谱采集速率提高到MHz以上。该光谱仪具备的宽带光谱覆盖、单光子灵敏度和　兆赫兹刷新率等性能可为燃烧场分析、高通量分选和反应跟踪等领域的红外瞬态光谱测量提供有力支撑。本项成果得到了上海大学郭海润教授团队的支持，论文第一作者为博士研究生郑婷婷，通讯作者为黄坤研究员与郭海润教授。近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子非线性测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外单光子上转换成像技术、中红外非线性广角成像技术、中红外单光子单像素成像等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委、重庆市科技局与华东师大的资助。

近期，华东师范大学重庆研究院武愕教授科研团队在中红外单光子光谱学研究中取得重要突破，利用基于量子关联的波长-时间映射方案实现具有单光子探测灵敏度的中红外光谱学测量，无需依赖于光谱仪、干涉仪或阵列型探测器，有效降低了噪声对单光子光谱测量的影响，为样品的非破坏性检测提供了新方法。研究成果以“Mid-infrared single-photon upconversion spectroscopy enabled by nonlocal wavelength-to-time mapping”为题，于2024年4月19日在线发表于Science Advances。博士研究生蔡羽洁为论文第一作者，陈昱副研究员、Konstantin Dorfman教授和武愕教授为论文通讯作者。该项工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委等项目资助。中红外光谱能够揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征，是研究物质结构的重要工具。傅里叶变换红外（FTIR）光谱仪作为中红外光谱的常规测量仪器，主要构成部件为干涉仪系统，除结构复杂、体积庞大外，商售中红外探测器效率低、噪声大等问题严重影响了中红外光谱的研究。中红外频率上转换通过非线性和频过程，将中红外光子与强泵浦耦合并利用硅基单光子探测器实现有效探测。其优势是消除了对中红外探测器和干涉仪的需求，从而实现稳定且紧凑的结构。目前，使用高功率泵浦激光结合高亮度中红外照明是提取高信噪比光谱的直接方法。但在超灵敏中红外频率上转换的相关应用场景中，需要在复杂环境中有效地提取微弱信号，此时强泵浦在非线性晶体中产生的参量噪声难以滤除，影响了探测灵敏度。由于光敏样品和量子相干现象对光学探针的强度存在限制，在中红外上转换光谱中使用的明亮中红外照明并不适合此类应用场景。此外，红外光谱学研究均需要使用光谱仪、干涉仪或昂贵的多像素探测器才可实现中红外光谱采集。面对弱光照下进行样品高灵敏光谱分析的需求，提升探测灵敏度，降低噪声对光谱测量影响并避免机械扫描结构，是亟待解决的关键难点。通过自发参量下转换过程产生宽带关联光子对，分别为波长位于中红外波段的信号光子和近红外波段的预报光子。信号光子通过频率上转换到近红外波段，利用硅基单光子探测器探测。关联的近红外预报光子通过一根10公里的单模光纤，群速度色散允许波长到时间映射的实现。光纤介质内不同频率的光具有不同的速度，将在不同的时刻到达探测器，导致通过色散介质后的脉冲包络会在时域上展宽，从而可以反映出光脉冲的频谱信息。由于上转换光子继承了中红外信号光子的量子相关性，通过对上转换光子和近红外预报光子之间的量子相关性进行符合测量，可以非局域地将中红外信号光子所携带的光谱信息映射到相关测量的时间域中。得益于量子相关性，在每脉冲0.21个光子的中红外光强条件下，30分钟曝光时间的光谱平均信噪比达到了54.6，可以实现嘈杂环境中的弱中红外信号的检测。研究团队在无需光谱仪、单色仪或干涉仪，以及阵列型探测器的情况下，实现了1.18微米宽带中红外单光子上转换光谱探测。

近日，浙江大学李尔平、林宏焘团队提出了一种新的“鲁棒-逆向”设计方法，并首次实现中红外超紧凑硫系光子器件。新的设计方法避免了传统的中红外光子学器件设计钟一直依赖于基于直觉的缺陷，同时也解决了传统逆向设计方法所面临的对于工作条件和加工误差敏感的低鲁棒性劣势。相关工作以“Compact Mid-Infrared Chalcogenide Glass Photonic Devices Based on Robust-Inverse Design”为题发表于期刊Laser & Photonics Reviews。浙江大学信电学院博士生林晓斌为论文第一作者，李尔平教授和林宏焘研究员为本文的共同通讯作者。中红外集成光学器件在红外成像、化学、生物传感，光通信等方面具有极高的应用价值。而硫族化合物玻璃由于其极宽红外透明度、极高的非线性系数，长期以来一直被视为中红外集成光子学的理想材料。传统的中红外硫系光子器件的设计依赖于规则的几何结构，停留在经验为主导的手工设计上。逆向设计能够使用更复杂的优化算法并自动搜索结构，虽然给器件的设计带来革命性地便利，但是也受限于优化时间过长、局部最优和低鲁棒性的缺点。而随着工作波长的增加和折射率的降低，相比于近红外的光学系统，硫系光子器件的发展受限于过大的器件尺寸和不完善的工艺体系。近年来，逆向设计方法在纳米光子学中得到了广泛的应用。其中，基于梯度的逆向设计方法虽然能够显著降低计算成本，但是由于优化问题往往是高度非凸，器件设计面临着局部最优的困境，设计的结果往往对于加工和工作条件敏感。在本文中，研究团队创新性地将逆向设计和鲁棒设计相融合，将加工误差、工作条件变化以概率密度函数的形式具现。通过在优化过程中引入扰动，在保证与传统逆向设计方法几乎相同优化时间的前提下，将器件设计的鲁棒性提升了十倍。图1. (a)“鲁棒-逆向”设计算法流程图；(b)”鲁棒-逆向”设计算法（红色区域）和逆向设计算法（蓝色区域）的鲁棒性分析对比图；(c)不同加工误差下鲁棒-逆向设计算法和逆向设计算法的器件性能对比。基于上述方法，研究团队展示了四种不同功能的超紧凑的中红外硫系光子器件：偏振分束器、波导偏振器、模式转换器件和波分解复用器。对于偏振分束器，团队实现了262 nm的宽带特性（消光比大于20 dB，插损小于1dB）；对于波导偏振器件，团队展示了一个带宽为147 nm，消光比25.86 dB的器件设计；还实现了一种带宽为400nm的超宽度的中红外模式转换器件（插损小于1 dB）和一种连接近红外和中红外光波段的波分解复用器件（消光比大于20 dB；近红外：374nm；中红外：360 nm）。实验结果很好地证实了器件性能，同时也是上述该类型中红外硫系逆向设计器件地首次实现。图2. 中红外硫系光子器件结构示意图：(a)偏振分束器；(b) 波导偏振器；(c) 模式转换器件；(d) 波分解复用器该工作首次提出了一种“鲁棒-逆向”设计方法，并实验展示多种不同功能的中红外硫系光子学器件，不仅实现了极高的器件性能，同时保证了对于加工和材料误差的高鲁棒性，为中红外硫系光子器件的发展提供了一条通用的路径。此外，该方法适用于更多场景，有望在可重构器件、非线性光学、光计算等领域带来新的发展。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然基金等项目的资助。西湖大学李兰研究员、北京大学胡小永教授、宁波大学戴世勋研究员等老师给予了该工作极大的支持。

红外光近红外光谱仪（NearInfraredSpectrumInstrument，NIRS）是介于可见光（Vis）和中红外（MIR）之间的电磁辐射波，美国材料检测协会（ASTM）将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域，是人们在吸收光谱中发现的第一个非可见光区。近红外光谱（NearInfraredSpectroscopy），简称NIR，可以反映样品的组成成分和物理性质信息（如化学组分、氢键、折光指数），信息量丰富，是近年来高新、实用的分析检测技术中发展最为迅速的。近红外光谱设备分辨率高、速度快、检测容易、简单方便、重现性好、适合在线分析，具有快速、高效、无损的优势。近红外光谱是一种分辨率高、速度快、检测容易的新型分析技术，可以根据光谱中吸收峰的位置定性和强度定量进行检测。利用化学计量方法将检测物的成分浓度或性质和近红外光谱关联建立光谱数据库，从而实现近红外光谱无损快速检测和在线分析的应用。目前在工业、农业、医药、食品等领域，近红外光谱设备都有了广泛的应用。近红外光谱设备的应用随着红外仪器技术的发展，更加稳定的电源、信号放大器、更灵敏的光子探测器、微型计算机等的发展使得近红外光谱区作为一段独立的且有独特信息特征的谱区得到了重视和发展。伴随着统计处理和先进软件算法的发展，近红外光谱被认为是定量分析的最佳技术，为湿化学和液相色谱等耗时的方法提供了实用的替代方法。近红外光谱法方法用途广泛，不需要准备样品，所用成本和时间较少，得到了制药和营养品制造商的支持。相关研究数据显示，2021年全球近红外光谱市场规模为4.537亿美元，2022年市场规模将达到达5.027亿美元，预计2030年有望达到8.064亿美元。近红外技术在1930年开始出现，但起初这项技术并未运用到食品与农产品领域。到20世纪中叶， 国外研究人员利用其透射光谱检测食品与农产品中的水分。该技术发展至20世纪60年代，被运用到谷物的湿度分析中，开启了农产品与食品领域该项技术新的研究篇章。近红外技术在食品农产品中的应用范围非常广泛，能够检测食品中脂肪的含量、致病菌、药物残留、果蔬腐烂情况、农产品质量安全和产品溯源等。在我国食品与农产品领域，该技术的应用研究仍有较大的提升空间，如农产品快速水分检测、营养品防伪检测等。为了促进相关领域技术交流与合作，仪器信息网将在2023年5月25日组织召开“近红外光谱在食品及农产品中的最新应用”主题网络研讨会，围绕近红外光谱在食品及农产品最新技术及应用进展等大家关心的话题共同探讨，为用户、专家和学者搭建优质、有效的交流平台。点击上方图片 免费报名参会扫描上方二维码 免费报名参会

p　　近红外技术正如古龙武侠小说中描写的武林高手，三个字“快、准、狠”。我的理解和诠释：“快”是快速，“准”是准确，“狠”是捕集相关官能团信息狠。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201605/insimg/05ddcf16-b567-49ec-9fb5-3aa66669e411.jpg" title="马雁军.jpg"//pp style="text-align: center "strong上海烟草集团北京卷烟厂（技术中心） 马雁军/strong/pp　　从事近红外技术工作，我是半路出家，第一次与其亲密接触是在2004年。当时，上级领导发现其能同时多组分快速分析，既节能降耗又能提升工作效率，就订购了两台布鲁克公司的MPA型号近红外光谱仪。按采购周期，年底才能到货，恰逢布鲁克公司5月在成都办培训班，我去天府之地受训。周学秋老师五天的苦口婆心讲解，终于明白了一点。拷贝了一套OPUS软件，回北京后就开始了“桌面推演”的模拟学习。没有仪器实体，收效甚微。仪器12月到货，周学秋老师亲临现场安装调试讲解，对近红外仪器和技术研究又有进一步了解。/pp　　近红外入门容易，研发一个实际应用确实很难。烟叶是农产品，季节性收购，且烟叶由4千多种化学成分组成，属于复杂的化学体系 烟叶品种和等级较多，烟叶质量每年受自然气候影响较大，收集齐有代表性样品需要2至3年时间，而研发一个稳健准确的定量模型，需要足够量的代表性烟叶样品和准确的理化检测数据支撑才可以完成，两者缺一不可。牵涉具体应用，还要考虑实验条件的标准化和规范化问题。/pp　　为了能将近红外技术应用研究尽快开展起来，领导联系了上海烟草集团公司技术中心副主任张建平博士，他欣然同意。于是我带上两位同事在春节前坐火车去了上海，开始第一次拜师学艺。张建平博士是烟草行业最早研究和成功应用近红外技术的知名学者，他是我近红外应用技术研究的启蒙老师。那次在上海的培训，我记忆犹新。张建平博士推掉了其他事务，花了一天时间客观辩证讲解了他从1997年以来从事烟草行业近红外技术的研究心得，我从中知晓了“近红外技术不是万能的”道理，研发一个稳健准确适用烟草的近红外快速分析模型需要对谱图采集和实验操作进行规范化，如样品的形态、颗粒度大小、采集样品量、实验条件(如温湿度要求)、化学分析操作等都要一致，分析结果准确前提下才能采用多种化学计量学方法开展模型优化研究。为了保证培训效果，特地安排葛炯和杨凯两人对我们进行三天实验操作规范性严格培训和具体建模优化方法的培训，达标后才让回北京。一年以后的一天，他又抽出时间专门听我汇报建模研究进展情况，指出研究工作中的不足和改进的地方。通过2年多化学分析实验积累和建模优化，我将本企业用到的烟叶原料，按烤烟、马里兰烟(含白肋烟)、晒红烟、香料烟(含晒黄烟)四个类别分别建立烟叶中水分、总糖、还原糖、总烟碱、挥发碱、总氮、氨、氯、钾、蛋白质等多个化学指标中离线近红外快速分析模型，成功应用到本企业的原料化学质量检测工作中，并将晾晒烟(含马里兰烟、白肋烟、晒红烟、香料烟晒黄烟)离线近红外模型推广应用到集团公司下属几个复烤厂的质量检测工作中。/pp　　在2009年卷烟产品降害研究工作中，我发现同事在采用GC-TEA仪器分析白肋烟中四种微量级烟草中N-特有亚硝胺，每天从早上上班开始忙到下班，一天只能平行测定四个烟草样品，耗时长效率低，我看在眼里，想在心里，既然是含N化合物，近红外能不能作?我找同事要来测试样品和分析数据，扫描近红外谱图后进行近红外建模探索，四种亚硝胺单量建模R2在80%左右，TSNAs(四种亚硝胺总量)建模R2能达到90%，但用布鲁克公司的OPUS软件试了很多次，R2很难再提高。我找到南开大学邵学广教授，把我的猜想告诉他。邵学广教授认为我的想法很好，但亚硝胺含量低，从目前近红外应用研究看希望不大，只能试一试。两周以后的某天晚上九点多，他打电话给我，激动地告诉我，这是一个发现，近红外建模测定亚硝胺是可行的，R2能达到97%，交叉验证均方差也可接受。那天晚上我激动的一晚上没睡好觉，随后我和邵学广教授合作两年，扩充样本集到700个，采用邵老师的波长变量筛选和小波变换等联用方法完善了白肋烟中四种亚硝胺近红外模型，现已用于白肋烟和马里兰烟的原烟现场收购质量把关环节有五年了。这件事鼓舞了我，后续在邵老师指导下又开展了烟叶中重金属和白肋烟中氨基酸近红外建模探索工作，经过两年半的能力，建立了四种重金属(镍、铅、砷、铬)和三种氨基酸(天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸)近红外模型，现已应用于实际生产工作中。/pp　　“书到用时方恨少”，参加工作后才发现自己学的远远不够，一直想再进学校深造，2008年通过全国GCT统考和专业课考试，我考入北京化工大学化工学院读工程硕士，专业是化学工程。北京化工大学对在职读工程硕士要求比较严，只集中组织上5门公共课，其它课都要跟着在校学生一起上，我挤时间花了两年半时间去学习学位必修课和我想学的专业课，多数是有关数学建模的课，跟着在校生一起听课、交作业及参加闭卷考试，我坚持了下来。共修了46学分，后来学位办通知我学分已够可以找导师做毕业论文了。我一直想拜袁洪福教授为导师，想让他指导我结合企业生产线做在线近红外应用方面的毕业论文，但苦于不认识他。通过邵老师帮助引见，我终于拜袁洪福教授为导师。拜师那天，袁老师语重心长对我讲：“你要有心理准备，咱按北京化工大学研究生要求，对你进行必要训练，完成训练才能毕业”。我当即表示没问题，我能承受，越严格越好。/pp　　在袁老师指导下，采用在线近红外分析技术以解决在卷烟生产线重点工序在制品过程中理化质量监测问题为课题，从应用原理入手，到采用在线近红外技术监测的具体质量指标实现，花了两年多时间，终于基本完成了设立目标。由于我半路出家学近红外，功底较差，在理论总结和条理说清楚方面可费老鼻子劲了。每次将修改完的论文发给袁老师，他无论多忙都挤时间，争取第一时间审阅，指出要修改之处让我改，他对我的硕士论文先后审阅修改了十稿，我能想象出他戴着老花镜审阅论文认真程度，我每当想起此事，满怀感恩之情外都挺不好意思的，后悔本科毕业时没能努把力上研究生多学点，现在这么费力。随着毕业论文提交的截止日子临近，我越来越着急，在临近最后一天时，我请示袁老师我的硕士论文能不能提交，明天是本年度提交论文的最后期限。袁老师说：“交不交，是你的事!改不改，是我的事!你的论文还得改!”我当时都崩溃了，又从头至尾认真修改了一遍，没有得到袁老师肯定情况就着急上传提交了，后来袁老师说对我没训练够，我也因为此事内疚好久。答辩是在化工学院进行的，按在校生要求我顺利通过答辩，领到工程硕士学位证书。一年后我的同事去答辩他的毕业论文，评审的陈院长还记得起我当时答辩过的论文。我非常感激袁老师对我的培养!目前我在袁老师指导完成在线近红外对生产线的检测研究一直在生产线应用。/pp　　我作为烟草生产企业一名工匠，近红外技术在企业应用研究已伴随我工作12年有余，正如我开头讲的那样，近红外技术如古龙武侠小说中的武林高手，三个字“快、准、狠”。“快”为快速，“准”为准确，“狠”为捕集相关官能团信息狠，即使是微量亚硝胺，也能抓到关键相关信息。近红外技术在烟草行业属于发展阶段，虽然近年来离线近红外技术在烟草行业中又不断研发出真假烟鉴别、三醋酸甘油酯、卷烟烟气中七项有害成分等快速检测方法，但在线近红外应用价值潜力还没有挖掘出来，如在线烟叶挑选分级和原料过程控制等还在沉睡中，如何将其潜能开发出来?是靠袁洪福老师、邵学广老师及更多其他老师技术帮助，才能把近红外技术的“快、准、狠”在烟草行业实际生产中的应用价值开发出来，发挥其更大作用。/pp　　谈了一点生产企业人的亲身感受，没有那么高的理论层次和深度，不当之处，请多多海涵!/pp style="text-align: right "　　2016年5月5日星期四完稿/ppbr//p

近日，大连化物所光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员团队在量子点光化学研究中取得新进展，实现了低毒性量子点敏化的近红外光至可见光的上转换，并将该体系与有机光催化融合，实现了高效快速的太阳光合成。红外光到可见光的上转换在能源、医学、国防等诸多领域具有重要意义。例如，对太阳能电池而言，上转换能使器件有效利用阳光中大量的低能量红外光子，颠覆性地提升太阳能转换效率。在各类上转换技术中，基于有机分子三线态湮灭的光敏化技术可对非相干、非脉冲光源实现上转换，具有较强的实用前景。然而，此前报道的近红外光敏剂普遍效率较低或含有贵金属和有毒金属，相对廉价环保的高效近红外光敏剂仍然有待开发。吴凯丰研究团队一直致力于胶体量子点的超快光物理与光化学研究。在超快光化学领域，团队深入系统研究了量子点敏化有机分子三线态的动力学机制，并探索了这些新机制在光子上转换、有机光合成等领域的初步应用。在这些前期基础之上，团队开发了CuInSe2基量子点，用于替代剧毒性的铅基近红外量子点，实现三线态敏化和近红外上转换。本工作中，团队首先制备了ZnS包覆的Zn掺杂CuInSe2核壳量子点，有效解决了该类量子点缺陷多和稳定性差的难题。团队在量子点表面修饰羧基化的并四苯分子作为三线态受体，并采用红荧烯分子作为湮灭剂，构建了溶液相上转换体系。时间分辨光谱研究表明，该类量子点的光生电子和空穴都会在皮秒尺度被局域在量子点本身的缺陷位点。该局域化电子—空穴对仍然能够在纳秒尺度传递至量子点表面的并四苯分子，高效生成自旋三线态，并进一步传递至溶液中的红荧烯分子，进行三线碰撞湮灭。该体系实现了近红外至黄光的上转换，量子效率高达16.7%。此外，团队进一步将该上转换体系与有机光催化融合，将上转换产生的红荧烯单线态直接用于“原位”有机氧化、还原、光聚合等反应。该设计巧妙避免了上转换光子传播至溶液表面所经历的量子点重吸收损失。此外，得益于近红外光子的有效利用和量子点的宽谱吸收特性，该上转换—有机催化融合体系可在太阳光下高效快速运行。在室内窗台上(光照强度约32 mW cm-2)，几秒内即可实现丙烯酸酯的光诱导聚合。该工作不仅实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见高效上转换，还发展了一种高效快速太阳光合成的新路径。这一交叉创新型研究成果对光化学和光合成技术的发展具有重要意义。相关成果以“Near-infrared photon upconversion and solar synthesis using lead-free nanocrystals”为题，于近日发表在《自然—光子学》(Nature Photonics)上。该工作的共同第一作者是我所1121组梁文飞、聂成铭博士、杜骏副研究员。上述工作获得了中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、我所创新基金等项目的支持。

华东师范大学重庆研究院曾和平教授和黄坤研究员课题组在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，是当前国际上最高速、最灵敏的中红外成像系统之一。相关成果于近日在线发表在《自然》子刊。图 1《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果中红外探测与成像在天文观测、空间遥感、生物医学、材料检测等众多领域都有重要应用，而实现单光子量子极限的超灵敏中红外测控仍颇具挑战。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。为此，研究团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈（图2）。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。图 2：利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30 m/s（图3）。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。图 3：超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000 帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。

p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/21aa3963-bf30-4ddf-8a82-45077aa9cf4c.jpg" title="微信图片_20171221103025_副本.jpg"//pp　　我于2002年毕业于中国农业大学食品学院，毕业后一直从事着与饲料原料及产品质量安全相关的工作。/pp　　在工作中通过查阅资料以及企业调研中接触到了近红外，同时我所张萍研究员也一直在开展与近红外技术相关的研究工作，懵懂的觉得这项技术功能强大，几乎无所不能，值得尝试一下，从此也开始充满挑战而又欲罢不能的艰辛历程。在此过程中得到了从事近红外研究的各位高手和前辈的指点，在此借这次机会向各位见过的没见过的曾经帮助过我的人表示诚挚的感谢!有意思的是，我所接触过的从事近红外研究的各位专家、各位高手，绝大部分都直接或间接的受教于陆院士。我本人不仅拜读过陆院士的被封为从事近红外研究必读的红宝书《现代近红外光谱分析技术》，而且在各种论坛、研讨会聆听过陆院士的报告，陆院士高屋建瓴、思路清晰，亲眼见到在会间老先生非常热情的不知疲倦的同与会者进行交流，本来期望在武汉的近红外会议上能再次聆听老先生的教诲并当面向老先生请教，但2015年11月17日噩耗传来，在那一刻我真的很难相信那是真的。老先生的离开是不可估量的损失啊!!对近红外的热情感染了周围的每一个人，陆院士的这种锐意进取的精神尤其让人难忘，能够在71岁的高龄仍能保持开放的思维，开拓近红外这个新的领域，我们又有什么理由不努力呢?!/pp　　近红外这项技术功能很强大，应用的很广泛，对于饲料行业尤其如此。在饲料原料、产品的质量控制等方面得到广泛的应用，如水分、蛋白、脂肪、粗纤维、氨基酸等都能应用该技术进行快速检测 此外，饲料生产企业面临着一个原料掺假的问题，存在着“道高一尺魔高一丈”的现象，为了提高豆粕蛋白含量，以前添加三聚氰胺，现在添加膨化尿素、炒制尿素等高含氮物质 有个别的原料生产商采用在豆皮中加入磷脂的方法，来应对一般企业关注相关原料中蛋白脂肪含量的日常检测，达到牟利的目的 为了提高饲料原料的品质，在原料中采用了膨化工艺，比如膨化豆粕、棉粕、菜籽粕等，通过高温高湿处理能够使蛋白变性、钝化抗营养因子、灭活有害微生物，对膨化加工工艺的参数控制不好，膨化中温度过高，会发生一些诸如麦拉德反应，不仅不能有效保障膨化原料的一致性，而且降低膨化产品的消化率及饲料产品的转换效率，近红外技术在这些领域中应该都可以给予很好的解决方案，故此用近红外方法解决上述问题是我们所关注质量安全研究内容的一部分。/pp　　应用实时在线近红外技术在实现精准营养方面也有很大的潜力，生产过程中根据原料的营养物质的浓度，实时调整配方 在相同的配方下，通过饲料加工工艺参数的调节，为不同养殖动物的摄食习惯及生活习性实现沉性、浮性、缓沉料的生产，如何要实现上述目标的话，NIR技术将会发挥自己的独特的优势。同时也需要饲料生产企业的技术人员对近红外技术有更高的要求。但目前在饲料企业应用近红外技术的实践中，饲料企业对这一技术的应用和认识还有待进一步的提高。2014年农业部颁布了《饲料质量安全管理规范》，对饲料企业的软硬件条件提出了更高的要求。在一次管理规范的推广会议中，针对要求饲料企业配备液相色谱仪及原子吸收光谱仪的问题，有的企业品控人员就提出是否可以拥有一台近红外光谱仪可以对原料和成品的质量进行监控，是否配备了近红外光谱仪就可以不再花费高额的费用购置液相色谱仪和或原子吸收光谱仪，当时的主管领导就说近红外是二手的检测，需要液相色谱进行第一手的检测 有一次在对一家非常有名的粮油企业进行实验室认可评审过程中，该公司采用近红外光谱技术，为了保证检测结果的可追溯性，对近红外光谱仪进行了校准，但校准证书的内容是：波数正确度4000～2000cm-1 为1.8%，波数的正确度2000cm-1以下 1.4%，波数的重复性4000～2000cm-1 为2.8%，校准内容是中红外的波长范围 在饲料企业调研过程中还发现饲料企业尤其是集团公司的子公司的技术人员对近红外的定标模型的概念模糊，日常只是通过样品扫描，得到谱图，由模型给出的计算值，有的甚至根本不看谱图，只满足于依据仪器公司给的模型得到计算值，没有也未能很好的评价模型的有效性。“授人以鱼不如授人以渔”，对饲料企业使用NIR的人员进行技术培训和普及推广，使其不仅知其然，更知其所以然，使其更好地发挥NIR的功能。All I am, or can be, I owe to my angel mother.这句褚博在群中分享的名言，也激励我在日后的工作中，在老先生无私奉献精神的感召下，做一个近红外的传播者，用自己微弱的光去为行业做些有益的事儿。/pp　　2016年11月19日陆院士的追思会在褚博等人的精心准备下如期召开，我有幸参加了这次追思会，与从事近红外的各个行业的专家和朋友再次见面，追思先生的高风亮节，同时陆院士的女儿也专程从美国赶过来参加，并从女儿的角度分享了陆院士作为母亲在生活中对女儿的言传身教，使我们对老先生有了更加立体的认识。老先生对“契约”精神的践行、处理日常事务的睿智、大度无不体现着一位长者的风范。其中有一件事对我触动颇深，有一次闵女士要离家去远方上大学，陆院士没有像一般的家长那样大包大揽，替女儿把需要的东西收拾好，而是对女儿说，可以随便拿，只要你自己能够拿的动，能够handle你所想要的东西，体现了一种更高层次的爱，体现了陆院士的一种大智慧，同时也体现了陆院士在人生中的一种信条，从小培养自己子女的待人处事的能力。当前中国的家长对子女教育的出现了好些问题，其中就包括缺少像陆院士这样对子女教育中的大智慧，联想到自己在生活中，每天早上送女儿上学，为了赶时间往往替女儿代劳把一天用的课本和用具帮她准备，所以回家就赶紧跟妻子分享了这个事例，希望以后在女儿的教育中也能借鉴陆院士的经验。在此也祝愿闵女士能早日把陆院士文章整理出来，这不仅能够更能使我们这些晚辈能够更了解陆先生，这些文章对于读者也是一笔不可估量的精神财富。闵姐，您辛苦了，谢谢!!/pp　　自2015年8月，有幸加入了褚博的微信群，一年多的时间里，清晨打开网络读一条褚博发的警句，渐渐地这也成为了生活的一部分，把警句进行分享，予人玫瑰，手有余香，让更多的朋友感受这份正能量 同时，在自己情绪低落时，在工作中遇到的困难和挫折时，能够使自己重新振作精神，这些遇到的困难和挫折是暂时的，没什么打不了 遇到的一些关于近红外技术上的难题，得到了群中朋友的真诚的帮助。/pp　　感谢近红外使我认识了这么多从事这项技术的非常优秀的人，一路上有你们，在近红外技术的求索路上，风景更美。/pp style="text-align: right "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　中国农业科学院饲料研究所 董颖超/span/strong/p

人类一直在追求捕捉物体运动更快的画面，比如骏马疾驰，一直是令人赞叹的画面。然而，由于骏马奔跑时的速度实在太快，人类用肉眼很难捕捉到清晰的画面；再比如，一只小小的蜂鸟每秒可以拍打翅膀80次，然而对于人类来说只能感觉到嗡嗡的声音和模糊的翅膀动作…人类一直在探索自然界的瞬态过程，陆续达到毫秒量级、微秒量级、纳秒量级、皮秒和飞秒的时间分辨。纳秒量级约等于10的负9次方秒，皮秒约等于10的负12次方秒，飞秒等于10的负15次方秒。其中，观测分子的转动和振动过程、电子从激发态回到基态的弛豫过程，就需要皮秒到飞秒量级的时间分辨。更进一步，要观察电子甚至原子核内的运动过程，就需要时间分辨率进一步达到阿秒（10的负18次方级秒），甚至仄秒（相当于10的负21次方级秒）。回顾历史，诺贝尔奖的赋予更是加持了科学家对其的热爱。1999年，诺贝尔化学奖颁发给了致力于时间分辨率上的超快光谱探测技术的科学家；2023年，诺贝尔物理学奖授予皮埃尔阿戈斯蒂尼、费伦茨克劳斯和安妮吕利耶三位科学家，以表彰他们在阿秒光脉冲方面作出的贡献。在阿秒研究中，我国科学家也取得了重大进展。据悉，2013年，中国科学院物理研究所魏志义课题组实现了160 as孤立阿秒脉冲测量实验结果，这是我国在阿秒科学领域的重大突破。随后，华中科技大学、国防科技大学和中国科学院西安光学精密机械研究所的研究团队也先后实现了阿秒激光脉冲的产生和测量……据了解，阿秒脉冲光技术是人类目前所掌握最快的时间尺度。它就像一把尺子，尺子刻度越细，可测量的精度就越精细。更重要的是，这为超快光谱探测技术提供了新的时间分辨率——依靠更快的速度，人类可以观测定格到更加清晰细小的微观世界。而所谓超快光谱探测技术，就是指利用脉冲激光器对样品进行激光刺激，并用激光对刺激后的样品进行探测，以研究样品在极短时间内的光物理、光化学和光生物反应的一种方法。超快光谱探测技术将人类自然科学的研究带入了一个更快的世界，已经成为研究物质激发态能级结构及弛豫过程的强有力工具，是研究反应动力学的科研利器，该测试技术近年在Nature、Science等国际顶刊上频频出现，已成为热点话题。那么，超快光谱目前的发展情况如何？可以解决哪些关键问题？有哪些最新的研究成果？2024年7月16-19日，由仪器信息网主办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国科学院物理研究所、中国遥感应用协会高光谱专业委员会、南通长三角智能感知研究院等协办的“第十三届光谱网络会议, 简称iCS2024”将拉开帷幕。会议期间，多位超快光谱相关专家将在云端开讲，超快光谱相关仪器技术及前沿应用不容错过。立即报名》》》中国科学院物理所 魏志义 研究员《超快激光及应用》（2024年7月16日开讲 点击报名）魏志义，中国科学院物理研究所研究员。1991年4月于中科院西安光机所获得博士毕业，1991年至1997年中山大学博士后并出站后留校工作。1997年5月调入中国科学院物理研究所，1999年晋升研究员。长期致力于超快激光技术及应用研究，曾先后在英国、香港、荷兰、日本等国家和地区合作研究，多项成果打破世界纪录，率先在国内开展了光学频率梳研究，首次在国内产生阿秒脉冲。迄今发表SCI论文400余篇，授权发明专利30余项，国际会议邀请报告100多次，作为第一完成人获国家技术发明二等奖（2018）及中国科学院科技进步二等奖（2000）、科技促进二等奖（2014）等奖项。是中国科学院青年科学家奖（2001）、国家杰出青年基金（2002）、胡刚复物理奖（2011）获得者。因在超高强度飞秒激光、超快光子学等研究方面的重要贡献，先后当选美国光学学会fellow及中国光学学会、中国光学工程学会会士。华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室 陈缙泉 教授《利用时间分辨手性光谱表征伴随激发态电子和能量传递过程中的手性产生和放大过程》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）陈缙泉教授，本科毕业于南京大学，博士毕业于Ohio State University，毕业后分别在Montana State University 和Emory University开展博士后工作，2015年加入华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室。主要研究方向是发展高灵敏的多维时间分辨瞬态光谱技术，利用该技术研究生物大分子与功能染料分子中激发态动力学过程，重点关注分子体系中电荷/能量转移、系间穿越、电子自旋轨道耦合等过程的关联和相关过程的调控，并开发和设计新型的光动力学疗法药物，近年来工作已在 Science, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Chem等国际一流期刊发表，目前共发表论文130余篇。近5年主持了多项国家基金委面上项目和国家自然科学基金重大研发计划重点项目，入选2016年国家高层次人才计划，2019年上海市青年科技启明星计划。【摘要】手性的产生、传递和放大可视为手性物质与外界的一种能量交换方式，该方式一方面直接受其构型或构象影响，另一方面又与电子自旋翻转、电-磁场相互作用、电子/能量转移等物理过程息息相关。对于手性产生、传递、放大和调控的物理机制和规律的研究正由传统的宏观稳态层面深入到新兴的微观瞬态层面，理论研究还有待深入，实验研究还有待突破。为了解析分子和超分子体系中手性的产生和传递机理，该课题组研发了飞秒时间分辨圆二色吸收光谱（fs-TRCD）和飞秒-纳秒圆偏振发射光谱（TR-CPL）技术，实现了分子体系激发态手性产生和传递过程的精密测量。基于实验结果，发现和总结了分辨分子体系基态和激发态手性的光谱学方法，并阐明了不同分子体系中CPL产生和传递的物理机制，为后续多层次手性分子材料的精准构筑奠定了理论基础。中国科学院物理研究所 陈海龙 研究员《飞秒宽带瞬态荧光光谱仪及其应用》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）陈海龙，中国科学院物理研究所研究员，博士生导师。2006年本科毕业于北京大学物理学院，2011年于中科院物理研究所获得光学博士学位，随后进入美国莱斯大学化学系从事博士后研究。2016年加入中科院物理研究所软物质物理实验室任副研究员，2022年起任中科院物理研究所研究员。主要研究方向为发展和建立多种先进超快光谱技术，并用以探索各类低维光电材料、纳米半导体光催化材料以及光合膜蛋白等体系内各种超快光转换动力学过程。在国际/国内核心期刊上发表论文100余篇。【摘要】基于非共线光参量放大原理的飞秒时间分辨瞬态荧光光谱仪具备高时间分辨、高增益、宽测量带宽以及低探测极限等诸多优点，是研究各类光化学及光物理等超快动力学过程的一个重要测量手段。参量超荧光环（即真空量子噪声参量放大信号）的强度涨落是非共线光参量放大飞秒瞬态荧光光谱仪的主要噪声来源，并因此极大限制其对微弱瞬态荧光信号的检测能力。他们将传统的荧光点状非共线光参量放大的光学构型升级为环状的锥形参量放大构型，即利用整个参量荧光环进行荧光放大。基于量子噪声涨落空间独立性的特点，新的光学构型可以将量子噪声进行全环空间平均以极大提高瞬态荧光光谱测量的信噪比。利用此技术，他们实现了对叶绿素分子激发态以及多种光合蛋白体系瞬态荧光光谱的实验观测，并以此揭示了其中的能量转移、电荷分离、振动冷却等多种超快动力学过程。振电（苏州）医疗科技有限公司 首席执行官/CEO 王璞 《超高灵敏瞬态吸收在分子互作上的应用》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）王璞，博士，现任北京航空航天大学生物与医学工程学院特聘教授、生物医学高精尖中心研究员，博士生导师，入选第十四批国家海外青年人才项目。王璞本科毕业于复旦大学物理系，2009-2014年博士就读于普渡大学生物医学工程学院，师从于非线性成像专家程继新教授。博士期间主要工作是生物光子学医疗器械的开发以及非线性显微镜的开发与应用。已发表SCI论文20余篇，专利5项。王璞以第一或通讯作者在Nature Photonics，Science Advances，Light：Science & Applications, Nano letters等领域内一流期刊均有发表。王璞曾主持开展多项美国小企业创新奖励基金（SBIR/STTR award），并代领团队完成多项科研转化工作。其中包括相干拉曼显微镜的产业化，光声成像在乳腺以及心血管的器械转化等等。目前王璞教授主要研究工作为非线性拉曼显微镜的开发以及在先进材料、单细胞代谢的表征方案，以及光致超声器件在生物医学中的应用。同时担任振电（苏州）医疗科技有限公司CEO，致力于开发推广最先进的分子光谱成像技术。【摘要】蛋白分子互作检测是研究蛋白质与其它分子之间相互作用的一系列技术和方法。这些方法能够揭示适体分子如何结合并影响蛋白质。微尺度热泳（MST）是一种基于热泳现象的溶液中分子亲和性定量检测方法，通常所需样本量小，检测通量大，速度快，且样品处理步骤简单，但依赖于荧光标记或蛋白自发荧光来检测温度梯度下的浓度变化。中国人民大学化学与生命资源学院讲师王豪毅 博士《时间分辨光谱助力光合作用三重态光保护研究》（2024年7月17日上午开讲 点击报名）王豪毅，2013年于华东理工大学获得理学学士学位，2018年于中国人民大学获得理学博士学位。2018-2020年于中国科学院物理研究所从事博士后研究工作，2021-2023年于中国人民大学从事博士后研究工作，2023年任职中国人民大学化学与生命资源学院。主要从事自然光合作用体系超快激发态动力学行为，人工光合体系光电转换机理研究，关注超快激光光谱技术和方法。【摘要】光合作用是地球生命体中最为重要的生物化学反应，从微观层面揭示高效光合作用的物化反应机制，是光转换领域的重要课题。高等植物和藻类光合作用体系中捕光复合物II（LHCII）三聚体在猝灭过剩能量过程中扮演重要角色，其中的核心色素分子为叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素单重态（1Chl*）经系间窜越转换到叶绿素三重态（3Chl*）的量子效率高于60%，而3Chl*敏化产生单线态氧1O2的效率接近于100%。所以，通过3Chl*向类胡萝卜素分子（Car）传能成为高等植物和藻类重要的光保护策略。本报告将讲解时间分辨光谱助力光合体系3Chl*特征的观测结果，此部分3Chl*会被O2猝灭形成活性氧物种（ROS），而此类ROS可作为生物适应性进化的信号分子而发挥正向作用。进一步揭示高等植物菠菜与海洋绿藻假根羽藻中，蛋白结构、色素组成与相应类胡萝卜素三重态3Car*猝灭性质的内在关联，并深入探究了相应3Car*猝灭受O2可及性的影响。为进一步认识3Car*光保护机制并深入理解光合生物光保护生理功能提供新认识。作为应用最广泛的仪器类别之一，光谱仪器及技术的发展一直备受业界的关注。特别值得一提的是，随着科技的发展，相关光谱新技术、新应用层出不穷，特别是拉曼、近红外、LIBS、太赫兹、高光谱，以及超快光谱、微型光谱等一直备受关注。不仅如此，现场快检、过程监控、实验室高通量分析在实践中的作用也越来越凸显。与此同时，随着大数据时代的到来，光谱技术与人工智能的结合也已经成为推动各行各业发展的强大引擎，开启一个全新的智能光谱时代！可以说，兼具实用和前沿，全球百亿光谱市场酝酿着无限的生机和活力。由仪器信息网主办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国科学院物理研究所、中国遥感应用协会高光谱专业委员会、南通长三角智能感知研究院等协办的“第十三届光谱网络会议, 简称iCS2024)”将于2024年7月16-19日召开。点击立即报名，免费参会》》》报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/ics2024/

p style="text-align: justify "　　strong仪器信息网讯/strong 2020年11月8日，全国第八届近红外光谱学术会议成功落下帷幕！本次会议规模空前，报名人数超过2000人!/pp style="text-align: justify "　　全国第八届近红外光谱学术会议由中国仪器仪表学会近红外光谱分会主办，仪器信息网承办，暨南大学、广东药科大学、广东星创众谱仪器有限公司、广州讯动网络科技有限公司、《分析测试学报》杂志等协办。会议为期3天，共安排了72个报告，内容涉及了温控近红外光谱、在线近红外光谱等新技术、近红外模型的建立及转移、近红外仪器的研发、近红外相关标准的制定，以及近红外光谱技术在制药、食品及饮料、农产品、环境、化学化工、生命科学、半导体材料等多行业的应用进展。/pp style="text-align: justify "　　三天的会议日程虽然紧张，但近红外领域的知名专家、学者共聚一堂，热情高涨，交流近红外光谱最新技术及应用进展的同时，也对近红外光谱未来的发展建言献策，对推动我国近红外光谱技术水平的提高起到了积极的推动作用。/pp style="text-align: justify "　　会议闭幕式中还特别公布了优秀青年报告奖获奖名单：/ptable border="1" cellspacing="0" cellpadding="0" width="600" align="center"tbodytr class="firstRow"td width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong1/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong施小文（暨南大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrongVis-NIR光谱应用于珠三角滩涂土壤重金属的快速检测/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong2/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong李佩佩（中国科学院西北高原生物研究所）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong藏药川西獐牙菜环烯醚萜苷类成分含量的多光谱快速检测/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong3/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong孙岩（南开大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong利用近红外光谱理解水在蛋白质聚集过程中的作用/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong4/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong王恺怡（天津工业大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong一种用于复杂样品近红外光谱定量分析的集成极限学习机方法/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong5/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong曾敬其 （北京中医药大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong一种智能制造黄柏提取过程沸腾时间NIR在线监测方法与装备/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong6/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong徐君丽（爱尔兰都柏林大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrongPrediction of cell focal adhesions using Fourier transform infrared spectroscopy/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong7/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong高乐乐（山东大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong水作为探针利用近红外光谱理解中药丹参的提取过程/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong8/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong田喜（北京农业智能装备技术研究中心）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong基于短积分全透射可见近红外光谱的苹果霉心病在线检测/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong9/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong杨林（德国联邦物理技术研究院）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong基于超快激光与单光子计数技术的近红外光谱探测深层脑区血氧量的研究/strong/p/td/trtrtd width="68" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"p style="text-align:center "strong10/strong/p/tdtd width="200" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong王晗（名古屋大学）/strong/p/tdtd width="318" class="selectTdClass" align="center" valign="middle"pstrong基于太赫兹时域光谱法评估木材结晶度/strong/p/td/tr/tbody/tablep　　后续，部分报告视频回放请关注仪器信息网相关信息。/p

日前，华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室曾和平教授团队在红外灵敏成像领域取得重要进展，提出了基于啁啾极化晶体的上转换广角成像新方法，实现了宽视场、超灵敏、高帧频的中红外光子成像，可为分子光谱、天文观测、环境遥感及生物医疗等诸多领域提供有力支撑。相关成果于近日以题为 Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging 的研究论文在线发表在 Nature Communications 。华东师大为论文的完成单位，曾和平教授和黄坤研究员为共同通讯作者。《自然》子刊刊登曾和平教授课题组研究成果　　中红外波段位于分子指纹光谱区，涵盖了地球大气多个透射窗口，实现中红外波段超灵敏探测与成像不仅推动着分子光谱学、空间天文学等基础研究发展，而且在红外遥感、污染监测、疾病诊断等方面有着重要应用。长期以来，如何实现趋近单光子水平的探测灵敏度都是中红外光子测控领域的国际研究热点。近年来，红外上转换探测技术备受关注，其结合高保真光子频率变换与高性能硅基探测器件，为红外单光子探测与成像提供了一条可行之道。然而，现存上转换探测方案受相位匹配限制，信号接收角较小，难以实现宽视场成像，是当前阻碍该技术向更广泛应用推进的最主要瓶颈。宽视场中红外上转换成像原理图和装置图　　为此，曾和平教授团队提出了基于啁啾准相位匹配的上转换广角成像技术，利用啁啾极化铌酸锂晶体（CPLN）实现了不同角度入射信号的自适应相位匹配，获得的接收角较传统方案提升了至少1个量级。同时，该团队结合同步脉冲泵浦技术与窄带高效滤波技术有效压制背景噪声，获得了1光子/脉冲极低照度下单光子水平的中红外大视场成像。进一步地，研究人员利用该中红外成像系统实现了校园卡内部结构的实时扫描检测，清晰识别了卡片芯片与金属线圈。该成像技术有望应用于半导体芯片检测、材料无损探伤等领域。利用中红外上转换成像系统扫描校园卡内部结构，内嵌的芯片与线圈清晰可见 　　值得一提的是，上述上转换广角成像技术通过单次采集即可实现大视场成像，规避了传统方案对机械扫描、参数调节或数据后处理的依赖，显著提升了成像速率。具体地，该团队采用高性能硅基CMOS相机实现了超高速中红外成像，实时拍摄了高速旋转的斩波片，其外沿线速度高达30m/s。得益于成像系统的高灵敏度，实验中相机曝光时间可低至微秒量级，中红外成像帧频达到了216 000帧/秒，相比于现有中红外相机提高了2-3个量级。此外，该系统还具有高精度三维成像能力，利用超快光学符合门控技术，可以精确测量反射信号光子的相对飞行时间，从而得到被测物体表面的形貌信息。结合高灵敏、高分辨、高帧频的优点，所形成的大视场成像技术有望发展出超灵敏中红外时间分辨光谱成像分析仪，可为高通量生物与材料多维（空间-时间-光谱）复合检测提供新工具。 超高速中红外成像。右下角成像帧频达到216 000帧/秒，图示播放帧频相较于实际速率减慢了2万余倍。　　近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子测控方面开展了系列工作，基于非简并双光子吸收实现了超灵敏硅基红外探测[Phys. Rev. Appl. 14, 064035 (2020)]，利用高效上转换探测实现了中红外光子数分辨[Photon. Res. 9, 259 (2021)]，结合螺旋相衬技术实现了中红外单光子边缘成像[Laser Photon.Rev. 15, 2100189 (2021)]。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委与华东师大的共同资助。附：论文链接：Wide-field mid-infrared single-photon upconversion imaging

p　　strong仪器信息网讯/strong 2015年3月13日，中国仪器仪表学会秘书长朱险峰、北京化工大学教授(中国近红外光谱学会理事长)袁洪福、中国农业大学教授(中国近红外光谱学会副理事长)闵顺耕、中国仪器仪表学会张莉、赛诺威盛科技(北京)有限公司周宇、北京锐视康科技发展有限公司赵明、仪器信息网陈丽英等来到了北京滨松光子技术股份有限公司廊坊分公司进行交流及参观。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 600px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618636.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"交流现场/pp　　成立于1953年的日本滨松光子学株式会社(以下简称“日本滨松”)是世界上著名的光科学、光产业公司，旗下设有电子管事业部、固体事业部、系统事业部、激光技术研究组四大部门，主要产品包括光电倍增管、光电二极管、光IC、CCD图像传感器、发光器件、光源、大功率半导体激光器等光电器件，广泛应用于医疗、工业、环境分析、安防、IT、分析仪器、测量、石油、天文、高能物理等领域。/pp　　在交流过程中，关于span style="TEXT-DECORATION: underline"stronga href="http://www.instrument.com.cn/zc/255.html"近红外光谱/a/strong/span的市场前景等问题，专家们谈到，目前大众普遍关注的是食品中农残、微生物等含量及其检测，对于品质关注的不多，而近红外光谱技术可以解决食品等产品品质监测问题。国外近红外光谱在工业领域应用的很成熟，例如上海拜耳公司，其工业过程监测仪器有1300多台，其中180台是近红外光谱。国内也有近红外光谱应用较好的企业，如一家饲料企业就有70多台近红外光谱。不过，仪器、检测成本等问题还有待解决。而关于近红外光谱分析方法法规、标准少的问题，专家们认为，新的消费可以引领出新的需求，即使国家没有要求、标准，但是老百姓有意识、有需求，该问题可以由下向上进行解决。/pp　　据介绍，日本滨松每年将营业收入的12%、约为10亿元人民币投入到研发中，公司拥有着强大的技术储备，至于这些新技术的潜在市场在哪里、如何将其产业化等等，是滨松急于与专家们交流的另一个问题，希望产学研各方之间能够展开良好合作。而与会的专家们对于滨松的新产品新技术非常感兴趣，尤其是指尖尺寸超微型光谱仪、傅里叶转换红外光谱仪等产品。在交流中专家们肯定的指出，微型光谱仪、微型光电倍增管等市场需求非常大。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 300px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618757.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"指尖尺寸的超微型光谱仪C12666MA/pp　　指尖尺寸的超微型光谱仪C12666MA，使用了MEMS技术，拥有20.1*12.5*10.1mm的超小尺寸，相当于成人小拇指指尖大小，重量也只有5g。波长范围为340-750nm，波长分辨率为12nm Typ(14nm Max)，可用于近红外拉曼光谱等便携仪器。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 300px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618820.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"傅里叶转换红外光谱仪C12606/pp　　傅里叶转换红外光谱仪C12606(MEMS-FTIR)是一个紧凑的，低成本的傅里叶转换红外光谱仪，一个迈克尔逊干涉仪以及红外探测器都打包在一个小小的光谱仪中。通过USB连接到电脑上能够进行光谱测量以及吸光度测量。据介绍，正在研发中的C12606下一代产品将进一步小型化。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 495px HEIGHT: 316px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/2015316181124.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"世界上最小的超微型光电倍增管Micro & #956 -PMT/pp　　随着人们生活水平、医疗水平的提高，对于便携式、小型化医疗设备的需求逐步显现，POCT(Point-of-Care Testing，及时检测)作为新兴事物正在快速发展。日本滨松的Micro & #956 -PMT在小型的生化分析设备、血液分析设备甚至是分子诊断设备上都有着广阔的应用可能，其独一无二的微小体型以及优秀性能，能够使POCT设备在更加小型化、便携化的同时，又可以保证不牺牲仪器性能，甚至是优化仪器性能。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 600px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/20153161887.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"C12666MA可连接移动设备进行工作/pp　　而指尖尺寸的超微型光谱仪C12666MA也可连接智能手机进行床边POCT，以及其他多种轻便测量类应用。目前，C12666MA的价格还是2000元每只，专家指出，如果该价格能够进一步降低，将完全有可能进入到每个家庭中，进行身体健康、食品安全品质等检测，那么其市场需求量将非常大。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 600px HEIGHT: 450px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618949.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"参观北京滨松展厅/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 300px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618836.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"世界上最大的20英寸的PMT/pp　　交流结束后，专家们一行人参观了北京滨松的展厅和生产车间。在展厅中，专家们对于曾经帮助span style="TEXT-ALIGN: center"小柴昌俊教授获得2002年诺贝尔物理学奖的/spanspan style="TEXT-ALIGN: center"世界上最大的20英寸的PMT非常感兴趣/spanspan style="TEXT-ALIGN: center"，/span使用滨松11200支20英寸光电倍增管进行的中微子实验的东京大学小柴昌俊教授获得2002年的诺贝尔物理学奖。而且，在因发现“上帝粒子”而获得2013年诺贝尔物理学奖的研究工作中，由于滨松集团做出的卓越贡献，欧洲核子中心对此专门予以特殊表彰。/pp　　日本滨松非常看重中国市场，认为，中国光子产业市场的发展非常迅速，未来市场会越来越大，会有高速的增长。为了应对中国这样巨大的市场，1988年，日本滨松在中国建立了技术型的合资企业——北京滨松光子技术股份有限公司。2011年，日本滨松在京成立滨松光子学商贸(中国)有限公司，整合国内营业资源，加大了销售部门的权限与自由度，在中国销售日本滨松及北京滨松的产品，同时把北京滨松的产品推向亚洲其他地区。/pp　　北京滨松已建成年产40万支、生产能力超过世界需求1/3的光电倍增管生产线，同时不断向光子技术领域应用的系列产品发展。公司经营领域包括：光电器件、闪烁体、弱光探测器、核辐射探测器及电子玻璃 食品安全和环境测试仪器及核医学影像设备等光子技术领域高新技术产品。产品广泛应用于医疗卫生、石油勘探、精密分析、环保监测、生物光子、生命科学、工业测控、激光加工、高能物理、宇宙研究、地矿探测等诸多领域。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 600px HEIGHT: 400px" alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/old/NewsImags/images/201531618104.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"合影/p

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队与美国布鲁克海文国家实验室Yimei Zhu教授团队等开展合作，基于自主开发的4D超快透射电镜，观测到了银膜上飞秒激光诱导表面等离激元的分布及动力学过程，为等离激元器件的设计和应用提供了指导。该研究于近日以“Nanoscale-Femtosecond Imaging of Evanescent Surface Plasmons on Silver Film by Photon-Induced Near-Field Electron Microscopy”为题，发表在国际重要学术期刊《Nano Letters》。近年来，付学文教授研究团队与合作者在4D超快透射电镜中发展了基于自由电子-光子强相互作用的光子诱导近场电子显微镜（PINEM）技术，并提出了一种新型双色光子超快泵浦-探测方案，将四维超快电镜的时间分辨提升了一个数量级（达到50飞秒），在飞秒与纳米时空尺度揭示了单个Mott绝缘体VO2纳米线的绝缘体-金属相变动力学过程（Nat. Commun. 2020, 11, 5770）。在本工作中，研究团队进一步用PINEM成像技术研究了银膜上表面等离激元的分布及超快动力学过程。表面等离激元是金属表面自由电子的集体共振振荡，可以将光限制在非常小的尺寸，实现在纳米尺度操纵光场。这些独特的优点使得表面等离激元在表面增强拉曼光谱、传感器、光伏器件和量子通信等领域具有广阔的应用前景。由于银纳米结构具有从可见光到近红外光范围内可调谐的表面等离激元共振特性，因此被认为是最重要的表面等离激元材料之一。银纳米结构表面等离激元的共振特性可以通过改变其形态、大小和其他参数来调节。为了更好地设计和使用等离激元器件，理解表面等离激元的产生、传播和衰减过程是至关重要的。然而，所有这些过程都发生在飞秒的时间尺度和纳米的空间尺度上。因此，以合适的时空分辨率直接表征和捕获不同银纳米结构的表面等离激元具有重要的意义。研究团队利用配备了电子能量损失谱仪的4D超快透射电子显微镜，通过PINEM技术研究了银膜上飞秒激光（波长515 nm）诱导的表面等离激元。实验得到的电子与表面等离激元近场相互作用后的能谱呈现出典型的PINEM能谱特征：电子能谱零损失峰（ZLP）两侧出现一系列离散的峰，其间隔为入射光子能量的整数倍，意味着电子在与表面等离激元近场相互作用中吸收或放出了多个光子（图1a）。通过改变泵浦激光的能量密度并对电子能量谱中的PINEM部分积分， 他们发现PINEM强度首先随激光能量密度线性增长，在15mJ/cm2达到饱和（图1a、b）。在15mJ/cm2的入射激光能量密度下，通过改变激光的偏振研究了PINEM强度的偏振依赖性。发现与纳米线、纳米棒等结构的偏振依赖性不同，激光偏振方向的改变不会影响银膜上的PINEM强度（图1c）。图1：a、不同入射激光能量密度下的电子能谱；b、相对PINEM强度与入射激光能量密度的关系；c、PINEM强度与入射激光偏振方向的关系。通过只选择吸收光子能量的电子进行能量过滤成像，他们直接观测到了表面等离激元的空间分布，并通过改变入射激光的偏振方向揭示了激光偏振方向对表面等离激元分布的影响（图2a）。表面等离激元在产生后首先沿着激光的偏振方向传播，然后在垂直于偏振方向的晶界处发生散射，在能量过滤图像中表现为偏振依赖的条纹。通过改变激光脉冲和电子脉冲之间的时间延迟，他们跟踪了光激发表面等离激元随时间的演化，实现了在纳米飞秒尺度对表面等离激元的直接可视化（图2b）。图2：a、t=-1.2 ps（左）和t=0 ps（中、右）时的能量过滤图像，激光偏振方向如绿色箭头所示；b、不同时间延迟下的能量过滤图像，其中激光脉冲的偏振方向与a（中）的偏振方向相同。棒状纳米结构的PINEM效应被广泛用于识别4D超快电镜中泵浦激光脉冲和探测电子脉冲的时空重叠。但是在这些实验中激光脉冲的偏振应该垂直于纳米结构的纵向轴，以最大限度地提高近场激发，这就使得这种方法在实际使用中受到一定限制。相比之下，银膜的PINEM信号不存在偏振依赖性，即入射飞秒激光的偏振可以是任意方向的，这使得银膜成为识别4D超快电镜时间零点的更好平台。此外，能量过滤PINEM图像上观察到的条纹也可能与光诱导周期表面结构(LIPSS)的机理有关，而LIPSS的形成过程是一个复杂的非平衡过程，其物理机制尚不清楚。鉴于PINEM成像的高时空分辨率，未来可进一步用PINEM技术从实验上探索LIPSS的物理机制。该研究工作不仅为各种微纳结构与超材料的表面等离激元分布及动力学研究提供了高时空分辨手段，同时对于银膜表面等离激元的激光能量密度和偏振依赖性，以及超快动力学过程的研究结果对微纳尺度表面等离激元器件的设计和应用具有重要指导意义。南开大学物理科学学院付学文教授为论文第一作者兼通讯作者，Yimei Zhu教授为共同通讯作者，南开大学2020级硕士生孙泽鹏为共同一作，南开大学为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。（戴建芳）视频S1：通过 PINEM 成像 ( AVI )获得的飞秒激光激发下银膜上消逝表面等离激元的时间演化视频 S2：通过 PINEM 成像 ( AVI ) 获得的飞秒激光激发下银膜上消逝表面等离激元的时间演化，其中激光偏振与视频S1 中的偏振正交。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c04774付学文，南开大学物理科学学院教授，博士生导师，南开大学超快电镜实验室负责人，国家“四青”人才，天津市杰出青年基金获得者，担任国家重点研发计划青年首席科学家，入选2021强国青年科学家提名。2014年博士毕业于北京大学凝聚态物理专业（导师：俞大鹏教授），曾先后在美国加州理工学院和美国布鲁克海文国家实验室从事研究工作。2019年受聘于南开大学物理科学学院，建立了南开大学超快电子显微镜实验室和超快动力学研究团队，长期从事4D超快电子显微镜、超快阴极荧光等超高时空分辨电子成像与探测技术开发及其在低维量子功能材料的结构、载流子及自旋等动力学中的应用研究，在国际上率先发展了液相4D超快电镜技术、双色近场光学超快电镜技术和基于微波脉冲电子发生器的新型4D超快电镜技术。在Science、Science Advances、Nature Communications、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、PNAS等具有影响力的国际期刊发表学术论文近50篇，其中第一/通讯作者论文26篇，申请发明专利5项。

国外某研究机构的最新市场研究显示， 2020年全球红外光谱市场预计10亿美元，2025年将达13亿美元，复合年增长率为4.1%。作为一类比较成熟的仪器分析方法，红外光谱已经得到了广泛的应用，特别是在制药、生物研究以及食品和饮料的终端用户中应用非常广泛。而同时，这些相关行业严格的法规，以及对质量水平越来越高的追求都推动了红外光谱市场的增长。　　虽然2020年COVID-19的爆发和蔓延影响了很多行业发展，也使很多工厂停工或者关闭，但同时也导致了药品和其他医疗设备产量的增加，这在一定程度上也增加了红外光谱在医疗保健和制药终端行业的需求，进而导致市场对红外光谱产品和解决方案的需求增长。　　基于市场的需求，各大仪器厂家也在不断的推出新的产品。据统计，申报仪器信息网2020年度“科学仪器优秀新品评选”活动的红外/近红外光谱类仪器共计11台，其中红外光谱仪9台，近红外光谱仪2台。值得一提的是，不管是小型化、云数据管理、专用化及在线仪器等，以上新品特别注重从用户的角度考虑问题，从应用的角度着手进行产品的开发和设计。以下将根据2020年度申报新品的情况进行简单的概述：　　近年来，小型化一直是仪器设计和制造的一个重要发展趋势，仪器小型化不仅能满足空间有限的分析测试现场使用需求，而且便于集成拓展，非常适合手持式/便携式仪器开发。　　在本年度申报的仪器新品中，滨松光子学商贸(中国)有限公司推出了FTIR光谱仪引擎 C15511-01。基于精心重构光学干涉仪的设计思路，并采用独特的MOEMS技术，滨松光子成功开发出了一款高性能的微型化FTIR引擎。迈克尔逊光谱干涉仪和控制电路内置其中，仅手掌大小，却实现了在1.1-2.5μm区域超高的灵敏度，具有远超同类产品的高信噪比表现(10000:1)，以及高光谱重现性。据悉，该产品可内置于便携式FTIR仪器中，实现整机小型化的同时，也可保证高性能的实现。　　此外，荧飒光学仪器(上海)有限公司也推出了两款便携式的仪器新品：便携式傅里叶红外气体分析仪+Mobile10-G、便携式傅里叶变换红外光谱仪 Mobile10。其中，前者集成小体积长光程的9.8米气体池及内置抽气泵、电池，现场开机即可工作；后者不仅集成平板及电池，现场开机即可工作，而且具有与台式红外光谱仪一样的性能。　　对于科学仪器而言，软件是一个绕不开的话题，随着应用需求的提升，用户不仅关注仪器硬件的改进，对软件及数据的云端管理也提出了新的需求。　　软件在云平台和云服务方面的创新，是现代仪器发展的一个重要方向。珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司推出的Spectrum 3™ 傅立叶变换红外光谱仪不仅提供全集成的热重-红外(TG-IR)联用(EGA4000)解决方案的FT-IR平台，涵盖近、中、远红外三个波长范围，软件自动切换光源、分束器、检测器等部件。而且，特别值得一提的是，该仪器首次将云办公软件“NetPlus”引入红外光谱检测领域，数据实现云端连接。基于Web的应用程序，允许从任何设备查看、上传/下载和管理云端数据，提供更加准确的结果、整合的工作流和团队成员间跨实验室/设备实时协作。　　对于中药材的分析而言，数据分析是重点也是难点。北京鉴知技术有限公司(原同方威视拉曼)推出的IT2000中药分析仪，针对中药材质量控制，通过丰富的数据库和识别算法，一键分析实现中药饮片的真伪鉴别、品种识别、产地溯源和品质分析，光谱采集、分析、测试报告等同步自动完成。　　应用拓展一直是近红外人努力的方向和目标，而找准应用环境对近红外仪器而言至关重要。很多业内人士指出，专用化和在线仪器的发展存在着较强的生命力和巨大的潜在应用市场。　　瑞士万通中国有限公司推出了DS2500 L近红外光谱液体分析仪，在上一代产品的基础上，该仪器由分体式改为了一体机的形式，使得仪器本身防护等级达到了IP65。另外，其智能附件设计，为分析液体样品设计了不同光程的附件，每个附件上都带有芯片，附件插入仪器后可以被读取；荧飒光学仪器(上海)有限公司推出了为工业在线用户设计的8通道在线检测近红外光谱仪--傅里叶变换在线近红外光谱仪MASTER10-Pro，其采用完全国内自主的傅里叶变换技术，自主国产的干涉仪，立体角镜，永久准直，抗震性强。　　除了红外透射、红外反射、衰减全反射(ATR)、漫反射等大家熟悉的测量方式，在本次申报的新品中，荧飒光学仪器(上海)有限公司还推出了傅里叶变换红外发射光谱仪和傅里叶变换光致发光光谱仪。红外发射光谱虽然应用范围不如红外吸收光谱广，但在一些特定研究领域有其独特的优势。荧飒光学仪器(上海)有限公司推出的傅里叶变换红外发射光谱仪 FOLI 10-RE是独立式、专用型红外发射光谱仪，其光路设计紧凑，可以明显降低辐射损失，提高辐射通量；作为一种有效的无损光谱检测手段，光致发光光谱广泛应用于半导体的带隙检测、杂质缺陷分析等。荧飒光学仪器(上海)有限公司推出的傅里叶变换光致发光光谱仪 FTPL-10具有弱信号探测能力强、测量速度快和用户操作使用简单等优势。在仪器性能方面，该仪器的光谱分辨率达到0.8nm以上，测量速度达到每秒1张谱图，信噪比超过500：1。　　此外，荧飒光学还推出了旋转透射红外液体分析仪+FOLI10-RT，该仪器最多可同时配置4个不同光程的光学窗，非常适合液体的定量测量；天津恒创立达科技发展有限公司推出了MATRIX-50 傅里叶红外光谱仪，该产品采用专利的高能量红外光源，内置独特设计的反射镜，光源能量利用率远高于传统设计，可为傅立叶变换红外光谱仪的ATR及显微红外应用提供足够的能量。

p style="text-align: justify "　　近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员韩克利、朴海龙与深圳晶泰科技有限公司(XtalPi)的科研团队合作，发现谷胱甘肽转移酶(GST)荧光探针分子的整体识别性能受控于传统意义上的识别基团，且与荧光团的缺电子性相关。/pp style="text-align: justify "　　GST是一种重要的II期解毒酶，通过催化谷胱甘肽(GSH)亲核进攻并加合到目标物的亲电中心，增加其亲水性以便于运输和排出细胞外，从而达到解毒目的。相比于正常组织和细胞，GST在多种癌症中的过表达，成为重要的多药抗性癌症标记物。近红外荧光探针具有高穿透性、低背景荧光、便于活体成像等优点，因而更具实用价值 然而，文献中对检测GST的该类探针鲜有报道。/pp style="text-align: justify "　　研究人员在前期工作(Research，2020)的基础上，以保持系列识别基团不变为前提，通过引入带正电荷的近红外菁类荧光团HCy以替换先前的双光子荧光团NI，发现HCy系列探针均比相应的NI系列探针具有更强的非酶促和酶促反应性。从实验和理论计算两个层面，对该研究及相关文献中的反应动力学结果进行分析推理论证，研究人员发现，上述现象源于荧光团更强的缺电子性而非亲水性，由此导致HCy系列探针中兼具高灵敏度和低背景反应噪音的实用探针为识别基团亲电性更弱的HCy2(对位取代基为三氟甲基)和HCy9(对位为氢原子)，这与对位取代基为氰基的NI3形成对比，打破已有研究中科研人员对氰基的固有依赖。在该现象的“信号放大”效应下，识别基团之间反应性差异导致的其对不同亚型同工酶的选择性区别得以显现，该结论得到分子对接模拟结果的印证。研究人员进一步通过细胞、组织及模式小鼠活体成像的结果，验证HCy2和HCy9检测GST的实用性。此外，尽管学界普遍认为不易通过光致电子转移(PET)调控近红外探针的荧光传感，该研究通过超快光谱和量化计算，证明HCy系列探针的传感机理的确是PET，且识别基团的亲电性也会影响荧光传感效率。该研究为荧光探针的整体设计观提供启示和借鉴。/pp style="text-align: justify "　　相关研究成果发表在《化学科学》(Chemical Science)上，研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等的资助。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 368px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202012/uepic/2d332ee2-7b8b-43b3-8023-34bf05daf078.jpg" title="1000.jpg" alt="1000.jpg" width="600" height="368" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong图.荧光团缺电子性在近红外荧光探针识别机制中的作用/strong/ppbr//ppbr//p

仪器信息网讯2020年11月8日，全国第八届近红外光谱学术会议成功落下帷幕!本次会议规模空前，报名人数超过2000人!　　全国第八届近红外光谱学术会议由中国仪器仪表学会近红外光谱分会主办，仪器信息网承办，暨南大学、广东药科大学、广东星创众谱仪器有限公司、广州讯动网络科技有限公司、《分析测试学报》杂志等协办。　　会议为期3天，共安排了72个高质量的报告，得到与会代表的一致认可。在大家回看的呼声下，会议主办方特别安排了视频回放，希望大家可以在会后加深学习，并与报告人进行深入的沟通交流，共同提升近红外光谱技术和应用的研究水平。　　以下会议日程中，可回放视频已经标蓝色，并加超链，各位可以点击超链直接观看回放。另外，还有一些报告涉及老师没有发表的工作，不方便回放，有希望深入交流的老师们可以与报告人直接沟通，感谢各位的理解。11月6日上午8:00－8:30开幕式：中国仪器仪表学会张彤秘书长致辞回放：第三届“陆婉珍近红外光谱奖”颁奖仪式中国仪器仪表学会张建副秘书长宣布获奖名单；介绍获奖人的科研工作成就主持人：褚小立博士主持人：袁洪福教授时间报告人报告题目8:30－9:00邵学广南开大学回看：温控近红外光谱技术及应用研究9:00－9:30马雁军上海烟草集团北京卷烟厂有限公司回看：制定GB/T37969-2019《近红外光谱定性分析通则》的意义与应用实例9:30－9:50兰树明无锡迅杰光远科技有限公司回看：IAS近红外产品的研发与应用9:50-10:10朱莹新加坡南洋理工大学AfinitemixturemodelforgeographicalorigindiscriminationofGanodermaLucidumusingFTIRspectroscopy10:10-10:30龙秀芬《分析测试学报》编辑部回看：关注学科热点创品牌特色期刊---《分析测试学报》助力创新中国建设主持人：邵学广教授10:30－10:50陈孝敬温州大学回看：Applicationofconsensusalgorithminnearinfrared10:50－11:10毕一鸣浙江中烟工业有限责任公司回看：一种不使用参考值信息的变量选择方法11:10－11:30卢坤俊海洋光学亚洲公司回看：小型光谱技术在近红外光谱中的应用11:30－11:50孙菁中国科学院西北高原生物研究所红外光谱分析技术在藏药资源质量评价中的应用11:50－12:10张皋西安近代化学研究所基于近红外光谱技术的某炸药关键组分快速检测12:10－13:30休息11月6日下午主持人：潘涛教授13:30－14:00陈斌江苏大学回看：小微型NIR光谱仪现状与选型时考虑的问题14:00－14:30杜一平华东理工大学回看：仪器噪声在近红外光谱偏最小二乘模型内的传播效应14:30－14:50王东布鲁克（北京）科技有限公司回看：近红外光谱技术在乳制品检测领域的最新应用进展14:50－15:10颜辉江苏科技大学回看：近红外光谱在现代蚕桑业中的应用初探15:10－15:30赵武善福斯回看：福斯云服务数字化解决方案15:30－15:50李志刚燕山大学基于血液FTIR-ATR光谱的疾病筛查应用研究15:50－16:05徐君丽爱尔兰都柏林大学回看：PredictionofcellfocaladhesionsusingFouriertransforminfraredspectroscopy16:05－16:20杨林德国联邦物理技术研究院基于超快激光与单光子计数技术的近红外光谱探测深层脑区血氧量的研究主持人：臧恒昌教授16:20－16:40杨敏西安建筑科技大学回看：近红外光谱用于黄绵土重金属污染检测16:40－16:55施小文暨南大学回看：Vis-NIR光谱应用于珠三角滩涂土壤重金属的快速检测16:55－17:10郑文瑞安徽农业大学土壤速效磷近红外迁移学习预测方法研究17:10－17:30王睿瑞士万通中国有限公司回看：近红外技术在半导体行业的应用新进展17:30－17:45李朵中国科学院西北高原生物研究所近红外光谱测定藏药全缘叶绿绒蒿总黄酮含量17:45－18:00李佩佩中国科学院西北高原生物研究所藏药川西獐牙菜环烯醚萜苷类成分含量的多光谱快速检测11月7日上午主持人：吴志生教授8:00－8:30臧恒昌山东大学回看：近红外光谱分析技术在制药过程中的建模难点与应用8:30－8:50李文龙天津中医药大学回看：基于近红外光谱技术的中药制药工艺多变量统计过程控制策略8:50－9:05李页瑞苏州泽达兴邦医药科技有限公司回看：针对中药在线监测的讨论9:05－9:20王薇青海军军医大学在线近红外光谱技术监测硫酸羟氯喹颗粒生产过程9:20－9:35曾敬其北京中医药大学回看：一种智能制造黄柏提取过程沸腾时间NIR在线监测方法与装备9:35－9:50王学重北京石油化工学院化学工程学院回看：在线紫外光谱和显微镜成像用于药物结晶的实时监控主持人：杜一平教授9:50－10:20潘涛暨南大学回看：近红外光谱变量优选的大尺度策略分析—回顾与思考10:20－10:40卞希慧天津工业大学回看：基于群体智能优化的变量选择及集成方法研究10:40－11:00云永欢海南大学回看：基于联用策略的变量选择方法及其在罗非鱼片新鲜度检测研究11:00－11:20罗海峰珀金埃尔默回看：光谱技术在白酒行业应用新进展11:20－11:35高乐乐山东大学回看：利用近红外水光谱组学理解中药提取过程11:35－11:50韩丽南开大学利用温控近红外光谱技术对多扰动下的水溶液进行定量分析11:50－12:05孙岩南开大学利用近红外光谱理解水在蛋白质聚集过程中的作用12:10－13:30休息11月7日下午主持人：杨增玲教授13:30－14:00王家俊云南中烟工业有限责任公司烟草近红外光谱分析网络化及其应用前瞻14:00－14:30杨辉华北京邮电大学回看：面向药品监督的近红外光谱深度学习建模方法研究14:30－14:50郑开逸江苏大学近红外光谱模型转移算法的优化研究14:50－15:10周学秋赛默飞世尔（中国）科技有限公司回看：傅里叶变换近红外光谱定量分析的误差来源解析15:10－15:30陈华舟桂林理工大学理学院回看：近红外光谱在鱼粉质量检测中的应用15:30－15:50李跑湖南农业大学柑橘及其副产物近红外光谱无损检测主持人：邹小波教授15:50－16:20唐荣年海南大学基于高光谱空谱特征融合的橡胶树叶片氮素含量预测16:20－16:40吴静珠北京工商大学基于太赫兹时域光谱反射成像技术的玉米种子活力探索16:40－17:00张良晓中国农业科学院油料作物研究所我国油料产品品质近红外速测技术研究进展17:00－17:20李鸿强中国农业大学回看：基于高光谱的马铃薯微型种薯分类检测17:20－17:35馬特名古屋大学基于近红外高光谱的木材中自由水和吸着水的分子动力学研究17:35－17:50王晗名古屋大学基于太赫兹时域光谱法评估木材结晶度17:50－18:05刘文湘潭大学化工学院基于太赫兹频段介电谱鉴别蜂蜜中掺入果葡糖浆的可行性分析11月8日上午主持人：闵顺耕教授8:00－8:30韩东海中国农业大学果实近红外检测五点思考8:30－9:00邹小波江苏大学回看：近红外光谱图像及其在食品质量与安全检测中的应用9:00－9:20黄玉萍南京林业大学空间分辨光谱和可见/近红外光谱的番茄成熟度判别分析9:20－9:40孙旭东华东交通大学水果最佳采收期NIRS预测研究9:40－9:55田喜中国农业大学基于短积分全透射光谱的果蔬多品质在线检测9:55－10:10王明明江苏大学回看：基于表面增强拉曼光谱技术的苹果优势腐败真菌快速判别研究主持人：杨辉华教授10:10－10:40杨增玲中国农业大学在线近红外光谱/显微近红外成像在智慧畜牧业中的应用10:40－11:10倪力军华东理工大学回看：一种无标样波长筛选方法建立近红外光谱共享模型11:10－11:25郑一航四川威尔检测技术股份有限公司回看：鱼粉近红外光谱模型传递应用研究11:25－11:40王恺怡天津工业大学回看：一种用于复杂样品近红外光谱定量分析的集成极限学习机方法12:10－13:30休息11月8日下午主持人：王家俊高工13:30－14:00袁洪福北京化工大学回看：近红外化学图像融合深度学习的分类方法与应用14:00－14:30刘燕德华东交通大学回看：果蔬光特性无损检测技术及装备14:30－14:50刘鸿飞奥谱天成（厦门）光电有限公司回看：微型红外光谱仪与0.2-11μm超宽波段光谱仪14:50－15:05武新燕天津工业大学回看：灰狼算法用于玉米样品近红外光谱变量选择15:05－15:20李佳琪暨南大学Vis-NIR光谱结合Bayes分类法运用于葡萄酒多品牌鉴别15:20－15:35张静暨南大学Vis-NIR光谱判别分析的模型融合法用于血清乳腺癌筛查主持人：陈斌教授15:35－16:05闵顺耕中国农业大学回看：近红外光谱多元校正定量模型建模流程规范研究16:05－16:25李文霞北京服装学院基于CNN与谱库法的废旧纺织品在线高效识别与自动分选技术研究16:25－16:40万顺宽中国科学院合肥物质科学研究院回看：基于近红外光谱温度修正模型的柴油凝点快速检测方法16:40－16:55胡晓云天津工业大学回看：基于萤火虫算法的极限学习机用于近红外光谱定量分析16:55－17:10陈为洪宁夏瑞泰科技股份有限公司回看：在线近红外用于吡虫啉原药生产过程检测17:10－17:25马玉涵中国科学院合肥物质科学研究院液体发酵灵芝菌丝体三萜含量的近红外光谱检测17:25－17:40优秀青年报告奖颁奖暨闭幕式袁洪福教授致闭幕词主持人：褚小立博士

南开大学化学学院 安宏乐 段潮舒 孙岩 (导师：邵学广)　　2020年11月6-8日，为期三天的全国第八届近红外光谱学术会议在线上召开，共计2000余人报名参会。会议共安排了72个报告，内容丰富，包含温控近红外光谱技术、在线近红外光谱技术、近红外模型的建立及转移、近红外光谱相关标准的制定等。此外，各位专家还介绍了近红外光谱技术在农业及食品、疾病筛查、生物制药、环境、半导体材料等领域取得的最新应用进展。　　为期两天的会议，与会专家学者与参会代表进行了深入的交流与讨论，群策群力，共同助力我国近红外光谱分析技术的发展。以下从技术、方法、应用、仪器等几个角度分别介绍参加全国第八届近红外光谱学术会议心得体会：　　温控近红外光谱、在线近红外光谱、高光谱成像等新技术引关注　　本次会议中，多位专家分享了温控近红外光谱、在线近红外光谱、高光谱成像等新技术的研究进展，吸引了大家的关注。　　其中，南开大学邵学广教授进行了题为《温控近红外光谱技术及应用研究》的报告，基于近红外光谱的温度效应，使用高维算法、互因子分析(MFA)、连续小波变换(CWT)、蒙特卡洛无信息变量消除(MC-UVE)、基于知识的遗传算法等化学计量学方法，邵学广教授对温控近红外光谱技术进行了深入的研究，其指出温控近红外光谱技术在定量分析、结构与相互作用分析、蛋白质凝聚、LCST过程、疾病诊断等方面具有很好的应用前景，其中特别提到，CWT计算简单，可以有效提高光谱分辨率，有助于提取物质的结构信息。报告最后，邵学广教授还从扰动光谱学、化学计量学、水光谱探针三个方面进行了展望，呼吁广大学者积极拓展近红外光谱的应用领域。　　北京中医药大学的曾敬其介绍了一种智能制造黄柏提取过程沸腾时间NIR在线监测方法与装备，其首先指出沸腾时间NIR在线监测的可行性，NIR光谱的水分子特征吸收强，液态水中水分子氢键受温度影响，达到沸腾后基本稳定；然后对黄柏中小檗碱含量进行NIR在线监测，发现提取过程在线NIR光谱有效、稳定，可实现APIs过程监测；最后，建立了沸腾时间NIR在线监测MBSD模型，并验证了其耐用性。　　从“点”到 “面”再到“空间”的高光谱成像技术在本次会议中同样吸引了参会者的眼球，高光谱技术为待测样品带来了丰富的数据信息，其数据立方体同时包含了二维空间图像数据和光谱数据，展现了“空谱融合”和“时频融合”的特点。会议中，相关专家学者分别介绍了高光谱技术在橡胶叶片、木材、马铃薯等分析中的应用。　　化学计量学、变量选择、模型转移等关键点需重视　　化学计量学在近红外光谱技术的研究分析中起到重要作用，山东大学臧恒昌教授作题为《近红外光谱分析技术在制药过程中的建模难点与应用》的报告，分别从近红外光谱模型质量问题，近红外光谱分析技术在固体制剂、中药、生化药物中的建模难点与应用几个角度进行了报告，并指出近红外光谱在制药领域中的应用存在三大难点，分别是药品的复杂性、模型质量和药品法规约束。臧恒昌教授进一步介绍说，以上难点可通过工艺提升、过程分析和智能控制等技术的进步，得到大量有效数据，通过数据采集、信息挖掘和数据标准保证数据质量，在数据的有效支撑下产生适应性的法规，可达到释放技术生产力的目标。　　在变量选择方面，暨南大学潘涛教授报告了《近红外光谱变量优选的大尺度策略分析—回顾与思考》，基于变量优选的搜索算法是采用直观特征参数进行搜索，具有通俗、便于程序化的优点。“大尺度”策略，体现在一次优化(大范围变量筛选)和二次优化(接近全局的变量筛选)；天津工业大学卞希慧博士介绍到，目前近红外光谱领域广泛应用的变量选择方法有区间偏最小二乘回归(iPLS)、竞争性自适应重加权采样(CARS)、MC-UVE、随机检验(RT)等。报告中，卞希慧博士重点介绍了群体智能优化(swarm intelligence)算法，包括布谷鸟搜索、蝙蝠算法、萤火虫算法、灰狼算法、鲸鱼算法等。此外，卞希慧博士还对集成建模方法和集成预处理方法进行了讲解，并分享了自己参加学术会议的学习情况和做算法的心得体会；南开大学韩丽重点介绍了利用多级同时成分分析(MSCA)方法来处理复杂的高维光谱数据。实验测量了脯氨酸水溶液在温度、浓度、pH扰动下的近红外光谱，得到四维光谱数据，通过建立三级MSCA模型，分析不同扰动对光谱的影响，并做了定量和结构分析，结果表明水结构随着扰动发生了变化，进一步证明了水作为水溶液体系探针的可行性。　　模型转移同样是解决近红外光谱实用性的重点与难点问题之一，越来越多的学者就模型转移算法的优化进行了相关的研究。其中，深度学习作为当代的科技发展热点，凭借其出色的数据挖掘能力成为今后建模方法的重要发展方向。模型转移、变量选择以及各种定性定量模型的建模方法，对拓展近红外光谱的应用范围和改善近红外光谱模型具有非常重要的作用，但其种类繁多、对使用者经验要求高，难以被广泛接受和使用。当前,化学计量学方法的培训和普及仍是近红外光谱应用领域中的重要任务之一。　　农业与食品、疾病筛查、生物制药等多领域应用取得新进展　　本次学术会议的大量报告属于“农业与食品”主题，中国农业大学田喜利用短积分全透射光谱对苹果糖度进行在线检测，结果表明苹果是一个不均匀的结构体，采用局部区域的光谱是不能对整果糖度进行高精度的预测。透射光谱番茄糖度和成熟度在线检测，结果表明绿果的检测精度较高，粉果和浅红色果检测精度较低。通过苹果内部霉心病在线检测，采集不同姿态下苹果的透射光谱，结果表明，整果和核心区域光谱优于霉心病果；暨南大学李佳琪的报告题目为：《Vis-NIR光谱结合Bayes分类法运用于葡萄酒多品牌鉴别》，该报告提出一种简便的Bayes光谱多分类判别方法，这种方法是基于单波长吸光度服从正态分布和概率独立性假设，并结合等间隔组合的波长选择方法，应用于葡萄酒品牌的5分类判别分析，结果明显优于经典欧式距离法。该方法可望用于多品牌葡萄酒的快速鉴别，对于规范酒类市场，促进食品安全具有重要意义；中国科学院合肥物质科学研究院马玉涵博士找到了灵芝多糖中红外和近红外光谱的特征性位点，用近红外光谱分析技术实现了对灵芝多糖的定量分析。此外，本次会议中多位老师还介绍了近红外光谱技术在罗非鱼片新鲜度检测、鱼粉质量检测、玉米种子活力研究、果蔬无损检测、乳制品检测、现代蚕桑业、油料产品品质检测和烟草等方面的应用。　　近红外光谱在疾病筛查领域具有广泛的应用前景，东北大学的李志刚博士利用FTIR-ATR光谱技术，通过对血糖、甘油三酯、胆固醇的分析来进行糖尿病和心血管疾病的筛查，对导数光谱的获取与集成建模进行了介绍。报告特别指出多项式平滑(SG)算法虽然被广泛使用，但是该算法具有一些缺陷，比如数据截断、多项式阶次与数据窗口宽度参数缺乏标准化选取方法、欠缺噪声抑制能力等，因此他们设计了基于奇摄动理论和泰勒级数的高精度、抗干扰性强的导数光谱估计器DSE，用来平滑实测光谱以求取实测光谱的导数；德国联邦物理技术研究院的杨林博士报告题目为：《基于超快激光与单光子计数技术的近红外光谱探测深层脑区血氧量的研究》，报告介绍到，近红外光谱技术具有携带方便，选择性好，非渗透性，强穿透性(约3-4 cm)，高时间分辨率(约100 ms)等优点，因此可用于脑部神经活动监测和疾病创伤诊断；南开大学孙岩指出近红外光谱对于水分子的结构变化非常敏感，其利用近红外光谱研究了肝素诱导的R2/wt聚集过程水结构的变化，使用尿素和海藻糖作为渗透剂，用来减缓或者加速聚集。通过主成分分析方法(PCA)提取与蛋白质相互作用的水的光谱信息，观察到了不同结构水的光谱特征，并通过二维相关光谱分析了聚集过程中水分子的变化顺序，发现与NH基团形成氢键的水分子比疏水基团周围的水分子更早的发生改变；暨南大学张静博士基于PLS-DA方法，探讨了Vis-NIR光谱分析方法用于血清乳腺癌样品判别分析的可行性，等间隔组合的波长筛选方法可用于提高血清乳腺癌筛查判别模型的效果，采用模型融合的分析评价方法，可取得良好的补偿效果，张静博士提出的方法框架对于血液定性分析方法的发展具有重要意义。　　近红外光谱在生物制药领域的研究进展也引起了与会者的关注。其中，天津中医药大学李文龙博士提出近红外光谱能够充分反映物料的动态变化，信息丰富，适用于中药制药工艺动态复杂体系，尤其对于状态的监控和批次一致性评价至关重要。李文龙博士指出基于NIRS的MSPC技术非常适合中药制药工艺的在线监测；爱尔兰都柏林大学的徐君丽博士报告题目为：《Prediction of cell focal adhesions using Fourier transform infrared spectroscopy》(利用傅里叶变换红外光谱预测细胞的粘着斑)，其指出细胞必须首先与材料粘附，才能进行下一步的迁移、分化和增殖，粘着斑是细胞与周围介质表面最主要的结合方式，是一个大分子复合体，连接着细胞骨架和细胞外基质。材料表面的形貌、亲疏水性、表面基团和表面电负性会影响细胞在生物材料表面的粘附，该报告利用傅里叶变换光谱技术实现了预测细胞粘附在生物材料表面的情况的研究目标，揭示了细胞与生物材料表面相互作用的机制；中国科学院西北高原生物研究所的李朵采集了青海省14个不同地区的637份样品进行研究，利用近红外光谱技术结合化学计量学方法，开展了全缘叶绿绒蒿原药材中活性成分-总黄酮近红外定量检测工作，实现了全缘叶绿绒蒿中总黄酮含量的快速、准确检测，有助于从源头控制药材的品质，为后期生产高品质成药奠定基础。　　土壤重金属污染是我们需要亟待解决的环境问题之一，近红外光谱技术在检测土壤中重金属污染情况也具有较大的应用前景。西安建筑科技大学的杨敏博士介绍了矿物的近红外光谱现状和研究意义，指出在2000-2500 nm范围内产生近红外谱带的矿物主要有碳酸盐矿和含羟基的矿物。杨敏博士通过选择典型区(约127 km2)进行无人机高光谱数据获取，得到高光谱反射率图像，通过地面土壤采样，进行室内光谱测量，建立光谱-重金属含量模型，最终实现高光谱重金属含量预测，进而检测土壤重金属污染情况；暨南大学的施小文指出土壤中重金属含量超标，会导致土壤及农产品中有害物质增加，危机人类健康，常规的检测方法成本昂贵、耗时、专业性强，不适用于大规模土壤检测，而近红外光谱具有可直接测量样品、快速简单、可多指标同时分析等优点，可用于土壤中重金属分析。他们利用Vis-NIR光谱建立珠江三角洲滩涂土壤重金属指标(Cu、Zn、Ni、Cr)同时快速分析模型，该模型是基于SG平滑参数优化和EC-WSP-PLS建立的，具有良好的预测效果，有助于实现近红外光谱技术在土壤分析方面的广泛应用。　　此外，会议还邀请了知名企业仪器专家进行了交流，罗海峰经理针对光谱技术在白酒行业应用新进展进行了报告，指出光谱技术在白酒行业可以应用于提前预测可能的造假、失误、反常的粮食原料及酒制品，可以使用近红外定量分析来检测原粮、酒中间体以及成品的营养组成。罗海峰在报告中介绍了近几年近红外光谱分析技术在白酒行业的应用情况，尤其在高粱原粮中直链淀粉的开发、大曲的定标开发、成品酒的各种风味指标开发、成品酒的年份分级等方面得到广大学者的关注；王睿经理介绍了近红外技术在半导体行业的应用新进展，指出近红外光谱技术在半导体行业中清洗液、刻蚀液等方面进行定性和定量分析具有其独特的优势：无需稀释样品，可实现无损、在线检测，具有良好的应用前景，并为大家介绍了DS2500L近红外分析仪具有仪器校验更加简便、自动识别附件种类、恒温速度快、抗震防尘、友好交互界面等优点。　　小微型近红外光谱新仪器值得期待　　仪器的小型化一直是一个重要的发现方向，在本次会议中，小微型近红外光谱仪器也是一个重要的主题。江苏大学陈斌教授的报告就聚焦了小微型近红外光谱仪现状与选型时考虑的问题》。　　近年来，不同分光原理的小微型光谱仪数量逐年增加，其应用领域越来越广泛，智能水平也在逐步提高。陈斌教授回顾了近红外光谱仪的发展，从几十年前的滤光片型、光栅型、傅里叶型、AOTF型，再到如今的MEMS型等，充分展现了光谱仪器的演变过程与应用的新水平和新局面。陈斌教授介绍说，未来小微型仪器将在现场检测、实时分析中发挥重要作用，更多的新方法、新原理也将用于指导新仪器的软硬件设计。不过同时，陈斌教授也指出小微型近红外光谱仪的产业化应用才刚起步，其仪器的稳定性、分析模型的可靠性、规模化应用的一致性等很多挑战性难题还需要科研人员去攻克。　　本次会议内容充实，报告严谨认真，参会人员线上讨论激烈，热情高涨，为近红外光谱技术的发展起到了积极的推动作用。会议闭幕式还评选了10位优秀青年报告奖，值得我们学习。相信本次会议的顺利进行，将吸引更多的研究者加入到近红外光谱技术研究的队伍中，共同推动我国近红外事业的蓬勃发展，实现近红外光谱的技术转化，达到更好的服务社会的目标。

p　　近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所陈沁课题组联合东南大学的王琦龙教授紧密合作，在低成本高效硅基热电子红外光电探测器方面取得了系列进展。他们首先提出了Au纳米颗粒修饰Si金字塔结构的方案，实验证明他们制备的这些器件的性能与那些精心设计、成本高昂的Si基近红外光电探测器性能相当，有望应用在大规模热光伏电池和低成本红外检测中。相关研究成果发表在近期的Nanotechnology期刊上。/pp　　据悉，科研团队所采用的工艺十分简单：通过使用标准的各向异性化学湿蚀刻法来实现Si基金字塔的构建 然后在其表面溅射一层Au薄膜 接着通过快速热退火法形成修饰的金纳米颗粒 随后在金字塔那面通过磁控溅射沉积ITO薄膜，在另一面通过热蒸发沉积铝膜作为背电极 最后，样品通过铟锡焊接到芯片载体上，就完成了探测器的制作。/pp　　他们发现金字塔表面增强了入射光子与Au纳米颗粒之间的耦合效应，因为这种金字塔表面减少了背反射光并使得光子在Au纳米颗粒内部多次反射，增加了入射光走的距离，而且Au纳米粒子的引入还使得器件的局部电磁场产生了增强，从而使光子可以被显著吸收，提高了光电转换量子效率。/pp　　科研团队进一步采用了Au纳米颗粒—介质—金反射镜的结构，利用无序金属纳米颗粒的宽带高光学吸收和Au/TiO2/Si组成的全向肖特基结，在光学与电学两个方面同时入手提高光电转换的内外量子效率。这种密集的随机热点分布大大提升了光吸收与热电子发射的效率，光电响应度是目前最高结果之一，硅光电响应截止波长扩展到近2um，展示了有效的近红外硅基光电应用。/pp/p

仪器信息网讯 2023年3月25-26日，由江苏大学食品与生物工程学院、近红外光谱技术服务平台主办，近红外光谱苏沪工作站、江苏科技大学粮食学院协办，中国仪器仪表学会近红外光谱分会提供技术支持的“第三届小微型近红外光谱仪器研发与应用交流会”在江苏省镇江市召开，吸引了160余人参会。仪器信息网作为会议支持媒体参加了本次会议。会议现场江苏大学食品与生物工程学院陈斌教授主持开幕式并介绍了大会情况，中国仪器仪表学会近红外光谱分会秘书长、教授级高工褚小立，江苏大学食品与生物工程学院党委书记万由令博士发表了致辞。中国仪器仪表学会近红外光谱分会秘书长 褚小立 教授级高工致辞中国仪器仪表学会近红外光谱分会秘书长、教授级高工褚小立在致辞中表示，微型/便携式光谱仪和工业在线分析仪是近红外光谱腾飞的两个翅膀，特别是小微型的光谱仪正在改变或即将改变人们的生产生活方式。从另一个层面而言，小微型光谱仪的用户可能不是专业的分析工作者，而是各行各业的普通工作者，基于此，小微型光谱仪有着明显的特殊性，其研制面临极强的挑战性。此外，褚小立秘书长还提到，党中央和国家相关部委都密集发布了很多利好的消息，近红外光谱技术正在迎接着千载难逢的新机遇，希望各位同仁继续努力，抓住风口，用实打实的成果迎接明年的第十届全国近红外光谱学术会议和陆婉珍院士诞辰100周年！江苏大学食品与生物工程学院党委书记 万由令 博士致辞江苏大学食品与生物工程学院党委书记万由令博士在致辞中表示，近年来，国内涌现出了许多采用各种原理研发的小微型近红外光谱仪器，在一些领域得到了广泛的应用。不过，现在我国红外光谱仪器研发方面相比很多发达国家还有一些弱项，特别是核心元器件很多还是依靠进口。希望通过这次会议，各产学研单位可以加强合作，在引进、吸收、创新等方面加速国产仪器的发展，早日拥有核心自主知识产权，让仪器仪表，特别是近红外光谱仪器在国内仪器市场占有一席之地，更好的引领我国智能制造工业的数字化转型。会徽 揭幕让需求面对面，本次会议安排了多位代表分别从仪器生产商及用户两个角度分享最新的技术、方法、标准、应用，以及当前的需求和未来的发展趋势等，旨在给近红外光谱相关从业者搭建一个自由交流的平台，创造一个面对面对话的机会，为中国近红外光谱分析技术的发展贡献每一位“近红外光谱人”的力量。山东大学 臧恒昌教授 主持会议仪器生产商发言各大企业在分享的过程中，不仅介绍了最新的产品和技术，还从多个角度对小微型近红外光谱仪器的研发思路、技术指标、数据标准化、网络化等进行了探讨，引发了大家的思考和关注。其中，上海昊量光电设备有限公司王亮经理介绍了低成本光波导型微型近红外光谱仪；奥谱天成（厦门）光电有限公司董事长刘鸿飞分享了国产中短波红外光谱仪的研制及其应用；杭州谱洋光电科技有限公司总经理石清海介绍了在线近红外水份仪应用案例；无锡迅杰光远科技有限公司技术总监兰树明分享了IAS-PAT100 在线分析仪设计与应用；滨松光子学（商贸）中国有限公司业务经理张顺斌展示了滨松近红外光谱技术与应用示例；天津九光科技发展有限责任公司总经理倪勇与大家探讨了“便携的”实验室近红外仪器的研发与应用；深圳谱研互联科技有限公司总经理沈玉杰就微型近红外光谱仪的技术指标与大家进行了讨论；北京与光科技有限公司技术经理朱志强介绍了超表面结构微型光谱仪及其应用；上海创和亿电子科技发展有限公司副总经理石超提出了便携近红外应用在线化属性的几点思考；北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司产品总监田燕龙介绍了傅立叶变换红外气体分析仪；ABB 近红外主管邹贤勇经理分享了“ABB OEM-KIT 助力开发您的FTIR 分析仪”；福斯华（北京）科贸有限公司鄂东梅经理给大家展示了FOSS 云服务数字化解决方案；蓝星智云（山东）智能科技有限公司艾宏高工分享了光谱和模型文件格式标准化。云南中烟工业有限责任公司 王家俊 教授级高工 主持会议应用方需求发言作为一类应用导向型的技术，近红外光谱的发展与用户的应用需求紧密关联。不同的应用场景对仪器有什么不同的需求？这些需求又将会衍生出哪些仪器技术的进步？7位专家从烟叶、香精香料、制药、粮食、植物提取物、火炸药、果泥加工等多个应用场景分别分享了最新应用进展，并且针对当前近红外的现状提出了切实的建议与需求。其中，云南中烟工业有限责任公司王家俊教授级高工介绍了烟叶收购质量管控中的应用；常州工学院张建平教授分享了数字化调香技术的思考与探索；中国食品药品检验院尹利辉主任讲述了近红外光谱仪器在药品CMC 中的应用进展；中国粮食科学研究院韩逸陶副研究员分享了粮食快检产品评价验证及应用；晨光生物科技集团股份有限责任公司质量主管石文杰介绍了微型光谱仪在植物提取生产过程控制中的应用；西安近代化学研究所火炸药一级计量站张皋总工介绍了科学仪器设备验证评价中心并提出了近红外技术在火炸药行业的需求；南京农业大学兰维杰副教授分享了近红外光谱技术对果泥加工品质快速评估的优缺点分析及应用展望。在此过程中，多位专家在分享的同时特别提出了目前近红外应用存在的问题，比如王家俊教授级高工提出应重视一些采样附件的光学性能，规范相关光学材料的性能指标；近红外检测分析的网络化信息处理能力有待提升；仪器操作指南需要进一步完善等。不仅如此，值得一提的是，本次会议多位专家也分享了近红外分析方法未来极具诱惑的应用前景和市场机会。其中，尹利辉主任指出，近红外是目前应用最广泛且最有前景的过程分析技术工具，近年来欧洲EMA和美国FDA都在大力推行在PAT中应用近红外技术，而且中国药典也新增了过程控制附录（含红外和近红外方法）；韩逸陶副研究员分享到，中储粮正在做粮食收储过程中的近红外方法评价，其指出，目前近红外光谱方法在全国粮食收储系统，特别是品质评价方面使用还比较少，基于近红外技术的优势，未来该方面的应用可以逐步加强。江苏大学食品与生物工程学院 陈斌 教授标准是产业发展的必由之路，为了规范傅立叶变换近红外光谱仪器的性能测定方法，确保仪器性能的可靠性，中国仪器仪表学会于2020年正式立项《傅里叶变换近红外光谱仪通用技术规范》团体标准。经过3年的筹备工作，该标准于2023年2月8日正式发布，对我国近红外光谱分析技术及其应用的可持续发展具有重要意义。本次会议中，江苏大学食品与生物工程学院陈斌教授特别介绍了《傅里叶变换近红外光谱仪器技术通则》团体标准的制定和颁布情况，并同大家一起探讨了小微型近红外光谱仪器的发展思路。陈斌教授介绍道，当前小微型近红外仪器已出现了井喷的前兆，比如，元器件日新月异的技术催助着仪器的开发；智能制造、数字化转型的刚性需求，智慧生活、智慧健康、智慧家庭新要求，国产化替代的刚性需求等，推动着市场的发展。同时，他指出未来市场拓展的几个重要方向：小型近红外仪器是目前国内错位发展的机遇；在线检测装置的开发是新的热点，可以为智能制造提供待测物质的化学组分感知；低价位的普及型仪器大有可为，或可变仪器为家电；工业在线需要应用简单、安装方便、使用可靠稳定，变仪器为传感器的理念值得探索；台间差问题需要彻底解决，智能建模值得思考等。原中国仪器仪表学会近红外光谱分会秘书长，原中国人民解放军后勤总后油料所教授级高工刘慧颖发言华东理工大学 杜一平教授 发言最后，华东理工大学杜一平教授进行了总结发言，就近红外光谱技术的多方合作，以及未来传承表达了期许。除此之外，本次会议还特别设置了讨论环节，各应用单位和仪器企业根据具体应用需求、互动对接。交流现场

近日，中国石油炼油与化工分公司首次主办“中国石油自主先进分析技术推介会”，并向中国石油所属30余家炼化、销售企业重点推介由石油化工研究院自主开发的“重油四组分自动快速分析技术”和“近红外快速分析技术”。本次推介的两项技术不仅是集团公司炼化技术、装备自主创新的重要成果，也是炼化技术开发、推广一体化解决方案的有益尝试。其中，“重油四组分自动快速分析技术”是中国石油在炼化领域首个实现自主技术开发、自主装备开发和标准引领的技术，为全球首创，已列入集团公司国际标准培育项目。与现行标准相比，这项技术测定时间和人工分别减少80%以上，且精密度更高。“近红外快速分析技术”可部署面向装置采样口的在线应用模式，为用户提供炼化物料数据在线、全面、实时的分析数据，为炼化智能化最为基础的“感知能力”的建设提供了有力支撑。目前，这两项技术已在国内5家企业应用。大连石化和庆阳石化代表使用单位在会上分享应用效果时均表示，新技术有效缓解了质检部门样品分析检测压力，缩减了数据反馈时间，可实现传统方法无法实现的高频次分析，为装置操作调整优化提供了更加及时、准确的数据支持。炼油与化工分公司主办这次推介会，旨在落实集团公司“科技自立自强上要见到新气象”的要求，加强生产企业和科研单位之间的沟通，确保科研投入能够有的放矢，鼓励企业积极了解并尝试新技术，开拓应用市场，促进自主创新成果的高效转化。据悉，多家与会企业对此高度关注，纷纷表示希望尽快实现先进分析技术的落地实施。这两项先进分析技术的推广应用，是中国石油先进标准引领技术进步、掌握市场话语权的重要步骤，将为集团公司建设智能炼厂和引领炼化转型升级提供有力支撑，也为科研单位与企业用户充分交流、实现科技与生产融合发展开辟了新天地。

p style="text-indent: 2em text-align: justify "成品油常规实验室检测一直是市场监管部门主要的质量检测方式，在成品油质量监管工作中发挥了重要作用。但是，随着环保政策的不断变化和成品油标准的频繁升级，常规实验室检测逐步暴露出检测周期过长、行政资源投入较大、震慑力度不强等突出问题，制约了油品质量监管效能提升，需要进一步提升油品质量检测能力。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "近日，山东省市场监管局在滨州市博兴县举行山东省成品油质量快速检测启动仪式，并strong正式实施《车用汽油快速筛查技术规范》等6项地方标准（见附件），标准中均采用近红外光谱对油品进行检测/strong。据悉，这6项地方标准于2019年8月6日发布，9月6日起正式实施，是strong全国首个关于成品油快速检测的标准体系/strong，包含了成品油质量快速检测技术方法和处置规范。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 369px height: 349px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/3ecbdd36-0a5f-40c4-bc40-0239fe91e012.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="369" height="349"//pp style="text-align: center "近红外光谱 油品综合快速分析仪/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "2019年4月份起，山东省市场监管局委托省质检院，在滨州市沾化区政府的全力配合下，开展成品油质量快速检测能力建设试点活动，5月至7月，通过反复摸索实践和大量实验验证，积累了可复制、可推广经验，逐步规范提炼出油品快速检测技术标准和工作规范。在经过技术论证、征求意见、专家评审、社会公示等规定程序要求，8月6日正式发布了6项地方标准，分别是strong《DB37/T 3636—2019车用汽油快速检测方法 近红外光谱法》、《DB37/T 3635—2019 车用汽油快速筛查技术规范》、《DB37/T 3638—2019车用柴油快速检测方法 近红外光谱法》、《DB37/T 3637—2019 车用柴油快速筛查技术规范》、《DB37/T 3640—2019 车用乙醇汽油（E10）快速检测方法 近红外光谱法》、《DB37/T 3639—2019车用乙醇汽油（E10）快速筛查技术规范》/strong。strong标准规定的检测指标覆盖了硫含量、烯烃、芳烃、辛烷值、十六烷值、闪点等环保、安全、质量等重点指标，同时规定了其采样及快速筛查的明确方法。/strong经大量实验数据验证，快速检测指标的准确性、可靠性也能够达到常规实验室检测水平。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "据了解，这次活动山东省正式推出了油品快检车，由济南弗莱德科学仪器有限公司提供改装，车内配备了包括近红外油品快速分析仪等成品油检测的全套设备，其中的弗莱德油品综合分析仪FISA-2000 采用国际光谱测量平台、配备石化样品检测专用的进样模块、以及自主研发的石化专用软件和经政府认证的成品油数据库。常规的实验室检测需要抽样两升油品，而快速检测设备只需要抽200毫升左右的样品三分钟内就可以检测出8个项目。因为缩短了检测的周期，同时也缩短减少了取样的量，降低了检测成本，这样就可以使检测更加有效、更加快速。既可以对加油站等涉油单位进行100%全覆盖检测，也可不定期进行抽查暗访。可以有效阻止不合格的样品流入市场。使用快检车可以为成品油检验提供全套的解决方案，加上采样及出报告时间大约20分钟即可完成一座加油站的快速检测。/pp style="text-align: center"img style="width: 446px height: 297px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/5ab56e30-4c98-49d6-aed2-5e6eb2f521ba.jpg" title="3.jpg" width="446" height="297"//pp style="text-align: center"img style="width: 474px height: 270px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/8d7d6751-1161-496a-abc3-96c90ec6a1fc.jpg" title="2.jpg" width="474" height="270"//pp style="text-align: center "油品快速检测车/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "自今年4月份起，山东省市场监管局委托省质检院对山东省内多市进行的随机快速检测中，共检测约3000个样品，发现了4个加油站存在涉嫌非法添加甲醇、以92号汽油冒充95号汽油、运输过程中汽柴油混装等问题，当地市场监管部门立即予以查封、扣押，确保了不合格油品不再流入消费市场，降低了损坏车辆和污染大气的风险隐患。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "附件：/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/01766c1e-2bf8-44d6-9ae3-48d353d0d947.pdf" title="山东省市场监管局关于批准发布《车用汽油快速筛查技术规范》等11项地方标准的公告.pdf"山东省市场监管局关于批准发布《车用汽油快速筛查技术规范》等11项地方标准的公告.pdf/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif" style="text-indent: 2em vertical-align: middle margin-right: 2px "/a href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/54a6155d-9a77-4d1e-9922-5f9011b0c5a3.doc" title="DB37T 3636—2019 车用汽油快速检测方法.doc" style="text-indent: 2em font-size: 12px color: rgb(0, 102, 204) "DB37T 3636—2019 车用汽油快速检测方法.doc/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/8250a1f7-fabb-457b-9b5b-0f8101bd52b5.doc" title="DB37T 3637—2019 车用柴油快速筛查技术规范.doc"DB37T 3637—2019 车用柴油快速筛查技术规范.doc/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/e486d742-4a69-41d2-805c-ac38ee4ea87d.doc" title="DB37T 3635—2019 车用汽油快速筛查技术规范.doc"DB37T 3635—2019 车用汽油快速筛查技术规范.doc/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/c224bd5f-d2af-458f-ba93-5828d0ac0d59.doc" title="DB37T 3638—2019 车用柴油快速检测方法.doc"DB37T 3638—2019 车用柴油快速检测方法.doc/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/b6b625af-df7e-42ac-b10a-49609badc130.doc" title="DB37T 3639—2019 车用乙醇汽油（E10）快速筛查技术规范.doc"DB37T 3639—2019 车用乙醇汽油（E10）快速筛查技术规范.doc/a/pp style="line-height: 16px text-indent: 2em "img style="vertical-align: middle margin-right: 2px " src="/admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_doc.gif"/a style="font-size:12px color:#0066cc " href="https://img1.17img.cn/17img/files/201909/attachment/b1022b8d-ea0e-42c9-8aa3-330e1cfd6ab8.doc" title="DB37T 3640—2019 车用乙醇汽油（E10）快速检测方法.doc"DB37T 3640—2019 车用乙醇汽油（E10）快速检测方法.doc/a/p

HAMAMATSU（滨松） PHOTONICS近红外光谱在食品分析中的作用近红外光谱（NIR）是指在750至2500 nm的电磁光谱近红外区域内研究物质和光之间的相互作用[1]。当红外光与样品分子相互作用时，每个波长反射、透射和吸收的电磁能的量取决于样品中存在的键类型[1]。C-H、N-H和OH振动键在近红外区域最普遍，决定了给定物质的光谱形状。近红外光谱通常用于测量和量化样品的近似成分，如蛋白质、水分、干物质、脂肪和淀粉。此外，近红外光谱反映了其物理性质或特性[1]。因此，当应用于食品时，样品的近红外光谱不仅可以提供有关食品化学成分的信息，还可以通过不需要使用试剂的无损、快速和清洁的方法提供有关其功能的信息[2]。便携式仪器的影响直到最近，近红外技术才向小型化设备发展，使近红外分析从实验室进入现场成为可能。便携式近红外光谱是监测作物质量、确定最佳种植条件和收获时间的绝佳工具。鉴于食品易受含量变化的影响，需要保持新鲜以防止质量损失，以及非法掺假的可能性，控制食品质量的重要性怎么强调都不为过。此外，食品生产、配送链的复杂性以及将分析时间降至最低的需要，使便携式光谱仪在该领域向前迈出了革命性的一步[5][6]。用于食品分析的近红外光谱示例Parastar等人将计算技术应用于近红外分析仪获得的吸收光谱，能够准确区分新鲜肉和解冻肉，并根据鸡的生长条件对鸡柳进行正确分类[3]。使用类似的工具，Kucha和Ngadi能够评估猪肉末的新鲜度[4]。这些计算方法，通常被称为“化学计量学”，使用多种算法和统计技术，如多元线性回归、偏最小二乘回归和主成分分析来分析来自光谱仪的数据。这些方法将光谱信息转化为与样品相关的化学和功能特性[2]。便携式近红外分析仪改善奶牛健康，优化灌溉和收割时间便携式近红外分析仪已被用于饲料和牧草的农场监测，以评估其质量。在这个过程中，将饲料样本放在扫描仪前进行分析，并将结果提供给农民或营养学家。这使他们能够及时做出有关提要的管理决策，将获得结果所需的时间从几天缩短到几秒钟。例如，牛饲料中玉米青贮饲料的干物质含量每天变化很大，在六个月内高达41%。通过现场调整，奶牛可以获得更一致的口粮，从而改善牛群的总体健康状况。这是通过血液参数的变化和乳腺炎的减少来观察的，从而增加了产奶量。此外，这项技术可以潜在地减少饲料浪费，从而降低成本并增加收入[7]。便携式近红外光谱法的另一个有价值的应用领域是对作物生长各个阶段的实地评估。Tardaguila等人研究了在不同环境条件下生长的八个不同品种的160片葡萄叶片的吸收波长。他们专门针对含水量评估来确定葡萄酒行业灌溉的优化策略[8]。在收获季节，近红外光谱已被用于评估橄榄果实[9]、葡萄[10]和番茄[11]在树上的成熟度，从而优化收获时间，甚至使用农业机器人实现自动化水果采摘。收获后，近红外光谱技术有助于农民、消费者和质量控制官员对产品质量进行快速无损检测。这项技术还允许检测由于将传统生产的水果错误标记为有机水果而导致的菠萝欺诈[12]。FTIR光谱提供更高的通量和更好的灵敏度在近红外光谱中，分析有机材料的吸收光谱主要有两种方法。第一种方法是基于二极管阵列的光谱学。该技术使用色散光栅将从样品反射或透射的光分离为其波长分量。然后将每个分量聚焦在线性检测器阵列的不同像素上。这种方法速度相当快，可以用于实时测量。然而，二极管阵列光谱仪的光通量与其光谱分辨率成反比，这限制了其有效性。此外，在近红外区域敏感的线性阵列的高成本可能会限制其在某些应用中的应用，特别是在农业和食品中。获得吸收光谱的第二种方法是傅立叶变换干涉测量法。在这种方法中，入射光被分成两条路径，一条指向固定反射镜，另一条指向可移动反射镜。当这些路径被重新组合时，就会得到干涉图。通过对该干涉图进行傅立叶变换，可以获得入射光的光谱，并且通过适当的校准，可以确定样品的吸收光谱。使用这种技术，可以同时测量所有波长，在不影响光谱分辨率的情况下提供更好的吞吐量和更高的灵敏度（通常被称为“Fellgett的优势”）。在该技术中，仅使用单个NIR光电探测器而不是阵列，从而保持低成本。滨松光子的FTIR引擎为食品行业带来了新的曙光滨松的FTIR引擎C15511-01是一个紧凑的傅立叶变换红外光谱模块，对1.1µm至2.5µm范围内的近红外光具有灵敏度，并具有USB连接。该设备的特点是在手掌大小的外壳中有一个迈克尔逊光学干涉仪和控制电路。为了补偿元件小型化造成的光损失，滨松光子公司的工程师为FTIR引擎配备了一个大型可移动MEMS反射镜和一个高灵敏度InGaAs PIN光电二极管。这种MEMS元件的特殊设计抵消了外部振动和器件内部杂散光反射的影响。可移动MEMS反射镜的位置使用专用激光系统进行连续和精确的监测，以确保最高的波长再现性。一般来说，滨松的FTIR引擎可以提供与更大、更昂贵的台式设备相当的高灵敏度、高分辨率和高速测量。使用FTIR引擎进行红外光谱分析有两种测量方法：“反射测量”和“透射测量”。使用这些方法，我们测量了坚果（杏仁、腰果、核桃）和酒精饮料（啤酒、清酒和白兰地）的光谱。透射测量：酒精饮料吸收光谱的比较及其酒精浓度的估计FTIR引擎C15511-01用于观察几种酒精饮料产生的吸收光谱的差异。将液体放入对近红外透明的石英池中，提供1mm的光路长度。使用卤素灯作为本实验的光源。来自灯的宽带光部分被液体吸收，并通过光纤部分传输到FTIR引擎。图中所示的吸收光谱是在室温下获得的，平均128次扫描，并减去参考测量值。这些光谱的形状主要受水中的OH基团（吸收波长：1450 nm和1900 nm）和醇中的CH基团（吸收光谱波长在2100 nm和2500 nm之间）的影响。还测量了纯水和乙醇的光谱，并将其添加到图中进行比较。此外，使用2300nm处的吸收峰来估计每种饮料中的酒精浓度。该测量显示的值与液体中酒精的实际存在一致，证实了使用这种紧凑的设备和方法进行精确估计的可能性。漫反射测量：使用近红外光谱对坚果进行分类当照射到样品上的光的一部分被其表面颗粒有规律地反射时，其余的则穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。漫反射信号通常比通过透射获得的信号弱。因此，使用这种方法的主要挑战之一是提高照明效率。在传统配置中，使用光纤将来自单个卤素灯的宽带光引导到样品。滨松光子最近设计了L16462-01，这是一种针对漫反射测量进行优化的创新光源。该装置配备了多个灯，以特定角度靠近样品。通过光纤收集从样品散射的光，并将其引导至NIR光谱仪。这种配置可测量信噪比，最大限度地减少杂散光的影响。e照射到样品上的部分光被其表面颗粒规则反射，其余部分穿透样品。在这里，光通过折射透射、光散射和表面反射反复散射，直到它离开待测量的样品。通过该测量获得的漫反射光谱与样品的吸收光谱相似。食物过敏是一种遗传易感个体在食用某些食物成分后出现不利免疫反应的情况。这种反应可能导致立即或延迟的症状，可能是严重或致命的[13]。在过去的几十年里，这种免疫紊乱已经成为全世界关注的一个重要问题，在西方国家，至少有8%的儿童和5%的成年人受到影响。它给医疗系统带来了相当大的压力，并可能严重限制日常甜梅干动[14]。许多种类的坚果，包括核桃（胡桃）、腰果（西方腰果）和杏仁（甜梅干），都被欧洲法规1168/2011列为过敏原，只要存在于食品中，就需要添加到成分表中[15]。出于这些原因，坚果的检测和分类对于食品工业来说是必要的。滨松利用近红外光谱对杏仁、腰果和核桃的吸收光谱进行了研究和分类。使用FTIR引擎C15511-01和新的灯L16462-01获得测量结果。将坚果放置在光源上，无需任何预先准备，平均进行128次扫描以获得每个样品的吸收光谱。所获得的光谱的特征在于1600-1800nm处的峰，这是由从脂质和蛋白质拉伸的CH的第一泛音引起的。当观察光谱的二阶导数时，各种光谱之间的差异更加明显。通过主成分分析法可以对不同种类的坚果进行分类。结论近红外光谱在食品工业中的潜在应用已经被许多科学出版物广泛记录了几年。便携式仪器的出现正在将分析从实验室转移到现场，将结果的时间从几天大幅缩短到几秒钟。最值得注意的是，这种由滨松MEMS技术驱动的硬件小型化在不影响灵敏度或分辨率的情况下实现。新的计算技术正在不断发展，以分析和比较吸收光谱，并估计食品中特定化合物的含量。这些方法使整个行业的非技术用户越来越容易访问该技术。便携式FTIR分析仪是解决食品行业许多重大挑战的宝贵工具。例如，它们可以帮助提高作物产量，从而在面临粮食需求增加时提供一种替代毁林的方法。将这些技术融入农业可以在优化灌溉和限制整个供应链的食物浪费时限制水浪费。最后，FTIR分析仪可以帮助改善我们的食物质量，使其对我们和所有依赖我们的动物更安全、更健康。参考文献[1] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Near-Infrared Spectroscopy in Bio-Applications”, Molecules, vol. 25, no. 12, p. 2948, Jun. 2020, doi: 10.3390/molecules25122948.[2] D. Cozzolino, “The Ability of Near Infrared (NIR) Spectroscopy to Predict Functional Properties in Foods: Challenges and Opportunities”, Molecules, vol. 26, no. 22, p. 6981, Nov. 2021, doi: 10.3390/molecules26226981.[3] H. Parastar, G. van Kollenburg, Y. Weesepoel, A. van den Doel, L. Buydens, and J. Jansen, "Integration of handheld NIR and machine learning to 'Measure & Monitor' chicken meat authenticity" in Food Control, vol. 112, pp. 107149, 2020. doi: 10.1016/j. foodcont.2020.107149. [4] Kucha, C.T., Ngadi, M.O. “Rapid assessment of pork freshness using miniaturized NIR spectroscopy”. Food Measure 14, 1105–1115 (2020). https://doi.org/10.1007/s11694-019-00360-9 [5] J.-H. Qu, D. Liu, J.-H. Cheng, D.-W. Sun, J. Ma, H. Pu, and X.-A. Zeng, "Applications of Near-infrared Spectroscopy in Food Safety Evaluation and Control: A Review of Recent Research Advances" Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 55, no. 13, pp. 1939-1954, 2015. doi: 10.1080/10408398.2013.871693.[6] K. B. Beć, J. Grabska, and C. W. Huck, “Miniaturized NIR Spectroscopy in Food Analysis and Quality Control: Promises, Challenges, and Perspectives,” Foods, vol. 11, no. 10, p. 1465, May 2022, doi: 10.3390/foods11101465.[7] "Can On-Farm NIR Analysis Improve Feed Management?", Penn State Extension. [Online]. Available: https://extension.psu. edu/can-on-farm-nir-analysis-improve-feed-management.[8] J. Tardaguila, J. Fernández-Novales, S. Gutiérrez, and M.P. Diago, "Non-destructive assessment of grapevine water status in the field using a portable NIR spectrophotometer", J. Sci. Food Agric., vol. 97, pp. 3772-3780, 2017. doi: 10.1002/jsfa.8241.[9] A. J. Fernández-Espinosa, "Combining PLS regression with portable NIR spectroscopy to on-line monitor quality parameters in intact olives for determining optimal harvesting time", Talanta, vol. 148, pp. 216-228, 2016. doi: 10.1016/j.talanta.2015.10.084.[10] G. Ferrara, V. Marcotuli, A. Didonna, A. M. Stellacci, M. Palasciano, and A. Mazzeo, “Ripeness Prediction in Table Grape Cultivars by Using a Portable NIR Device”, Horticulturae, vol. 8, no. 7, p. 613, Jul. 2022, doi: 10.3390/horticulturae8070613.[11] H. Yang, B. Kuang, and A.M. Mouazen, "In situ Determination of Growing Stages and Harvest Time of Tomato (Lycopersicon Esculentum) Fruits Using Fiber-Optic Visible—Near-Infrared (Vis-NIR) Spectroscopy", Applied Spectroscopy, vol. 65, no. 8, pp. 931-938, 2011. doi: 10.1366/11-06270.[12] C. L. Y. Amuah, E. Teye, F. P. Lamptey, K. Nyandey, J. Opoku-Ansah, and P. O. Adueming, "Feasibility Study of the Use of Handheld NIR Spectrometer for Simultaneous Authentication and Quantification of Quality Parameters in Intact Pineapple Fruits", Journal of Spectroscopy, vol. 2019, Article ID 5975461, 9 pages, 2019. doi: 10.1155/2019/5975461.[13] Z. Husain and R.A. Schwartz, "Food allergy update: more than a peanut of a problem", International Journal of Dermatology, vol. 52, pp. 286-294, 2013. doi: 10.1111/j.1365-4632.2012.05603.x.[14] S. H. Sicherer and H. A. Sampson, "Food allergy: Epidemiology, pathogenesis, diagnosis, and treatment", The Journal of Allergy and Clinical Immunology, vol. 133, no. 2, pp. 291-307.E5, Feb. 2014. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaci.2013.11.020 [15] A. Luparelli, I. Losito, E. De Angelis, R. Pilolli, F. Lambertini, and L. Monaci, “Tree Nuts and Peanuts as a Source of Beneficial Compounds and a Threat for Allergic Consumers: Overview on Methods for Their Detection in Complex Food Products”, Foods, vol. 11, no. 5, p. 728, Mar. 2022, doi: 10.3390/foods11050728.本文来源：HAMAMATSU PHOTONICS（滨松电子），Applications for portable NIR spectroscopy in food analysis，www.hamamatsu.com供稿：符 斌，北京中实国金国际实验室能力验证研究有限公司

中红外（2.5-25 μm）波段能够覆盖复杂分子的振动和转动能级跃迁，揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征。因此，高效分析工具——超灵敏中红外光谱探测，成为智能生化传感、新兴材料研究、环境气体监测、高精度医学层析成像等领域的重要测量手段。近年来，随着非线性频率上转换技术的进步，基于频率上转换的中红外光谱探测技术表现出显著的科研潜力。该技术利用强泵浦光场作用于非线性光学材料，将中红外光子耦合转换至近红外或可见光波段进行探测，从而规避了现有中红外探测器噪声大的不足，成为了一种有效的中红外直接光谱探测的替代方案，有望在中红外光谱探测灵敏度、探测效率、响应速度、成本效益等方面取得重要突破。现有对中红外光谱探测系统的研究成果表明，进一步扩大中红外频率上转换技术的超灵敏、宽频段的优势，可使其更广泛适用医学、生物、国防等领域的应用。然而，基于多种非线性光学材料的宽带中红外频率上转换系统往往需要强泵浦场来提升宽带转换效率，且系统在短波泵浦模式下工作，强泵浦场导致的非线性参量噪声将覆盖中红外波段，使得实现超灵敏的宽带中红外光谱探测极具挑战。为解决上述问题，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕、陈昱、蔡羽洁等研究团队基于非简并光子对的时间-光谱量子关联技术，提出了一种低功耗、强鲁棒性的高灵敏中红外单光子光谱探测方案，实验验证了单光子水平光子通量下的中红外样品光谱测量。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第11期。该文章报道了一种极低光子通量条件下的中红外上转换光谱测量方案。该方案利用结合同步频率上转换技术的非简并关联光子、对时间-光谱量子关联特性实现了单光子水平的中红外上转换光谱探测，降低了强泵浦非线性噪声和环境噪声对中红外光谱测量的影响，大幅度提高单光子水平下的中红外光谱测量灵敏度和鲁棒性。图（a）展示了基于时间-光谱量子关联的宽带中红外单光子上转换光谱探测系统光路图。利用啁啾极化铌酸锂晶体中的非线性过程，自发参量下转换产生非简并宽频带的关联光子对，光子对产生率6.76×106 counts s-1 mW-1。其中，中红外信号光子覆盖3.14-3.80 μm中红外波段，提供了大于660 nm的光谱探测波长窗口。图（a）单光子频率上转换量子光谱系统图；（b）38 μm厚聚苯乙烯薄膜透射光谱实验基于同步脉冲泵浦技术实现了中红外信号光子的非线性频率上转换，验证了中红外上转换光子（0.78-0.81 μm）与共轭的近红外预报光子之间的非经典相关性得以保留，展示了基于时间-光谱量子关联的中红外单光子上转换光谱测量的可行性。利用该系统对38 μm厚的聚苯乙烯样品进行透射光谱的测量，如图（b）所示。入射样品的中红外光子通量低至每脉冲0.09光子。实验表明，中红外单光子上转换光谱与傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的测量结果吻合，系统的光谱分辨率约为11.4 nm（10.5 cm−1）。相比于传统FTIR光谱探测方案，基于时间-光谱量子关联技术的宽带中红外单光子上转换光谱系统，既能够利用光子对的时间关联、频率关联量子特性降低频率上转换过程中多种噪声的影响，将中红外光谱测量灵敏度推进至单光子水平；又能使单光子探测器和单色仪等元件工作在其最优的工作波段，无需受待测样品特征波长的限制，拓展了系统的应用场景。系统高灵敏、低噪声、强鲁棒性、结构简单的优势，为光敏生化样品的中红外光谱测量提供了新的技术方案。后续将进一步开展更宽中红外带宽、更高灵敏度、更高信噪比的上转换光谱成像研究。

p style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/08f40a91-c813-4e8b-9c84-d50fdccd4a36.jpg" title="陈星旦院士.jpg"//pp style="text-align: center "strong陈星旦院士/strong/pp　　长春光机所建所之初(1952年)，就确定了光谱仪的研究方向。至1958年完成中型和大型摄谱仪研制后，王大珩先生提出光谱仪器自动化，要我去北京请教自动化所杨嘉墀先生。杨先生建议研制自动记录红外分光光度计。在此项目的牵引下，光机所开辟了一些新的技术领域。1963年红外光谱仪通过鉴定，1964年获国家科委、计委、经委联合颁发的工业新产品一等奖。此后，长春光机所相继开展了多类光谱仪器的研制。/pp　　1980年代初，成立光谱仪器研究室。当时，近红外分析技术引起国内许多行业的重视，大量购进国外仪器。注意到这种情况，研究室开始招收研究生。在中国农科院吴秀琴女士的协助指导下，最早由研究生设计研制的实验装置，分析烟草的糖、油菜籽的油及小麦的蛋白质，相关系数分别达到0.91，0.88，0.86。/pp　　1989年，商业部按“七五”国家科技攻关课题“近红外谷物品质分析仪研制”的要求，和我们签订研制两台仪器的协议，1991年在长春验收，用48份小麦粉，56份面粉，30份油菜籽预测，标准差均小于0.2%。/pp　　1990年代期间，由四川省成都粮食储藏研究所出面组织，我们合作承担完成了“八五”国家科技攻关课题“饲料生产近红外快速分析检测技术的研究”及“十五”国家科技攻关计划课题“粮食品质快速检测技术和仪器的研究与开发”。研制的仪器，得到粮食及饲料部门的认可。/pp　　本世纪初的十多年，我们先后招收了十多位博士生及博士后，他们对茶叶、燃煤、人参、红枣及土壤等某些参数进行了近红外光谱分析并研制了相关仪器，都取得了较为满意的成果。也开展了近红外无创伤血液成分检测等前沿性科研工作。/pp　　总之，几十年来，我们承担过多项国家及地方的近红外项目。这些项目的本意是要制造产品在社会应用，但最后都是研制一两台通过鉴定就结题了。为什么会这样呢?主要是相关部门没有持续支持的计划，课题组成员结题后就各奔东西了。也许当时的领导们不知道，从研制一两台样机到做成产品，是要付出创造性劳动的。另外，也曾有一些企业家和我们商谈过合作。一开始，他们认识到近红外的市场潜力很大，愿意出资 但一知道投资不能短期内收回并赚钱，就退却了。/pp　　2004年，我应聘去广州暨南大学工作(双聘)，在那里建立了近红外光谱实验室，培养了近十名硕士、博士生。2013年，与广州市签订院士工作站协议。2014年注册成立以近红外光谱仪器为主要方向的公司，聘用了几位具有博士学位的科技骨干，开启了近红外光谱仪器研产结合的发展之路。2016年这个公司生产的仪器已经销售到多家饲料厂。在广东省的提倡和支持下，公司还成立了新型研发机构，进一步保障产品研发，支持近红外光谱仪在产业化道路上开疆拓土。看来，我们和近红外光谱仪器打的几十年交道，要开花结果了。/pp　　科研如同艺术创造，科研成果就是一种作品，比如一幅画、一件雕塑、一篇文章或一首诗歌。科研成果得到社会应用，也能获得自我欣赏或满足，这是我搞科研的兴趣所在。回顾我从事科研六十多年，经历了几起几落，在其它领域也有一些成果获得了认可。近红外应该是我科研事业的最后一部作品。我最大的心愿就是让国产近红外仪器遍地开花，走向国际。近年国内形势利好，国产仪器上升趋势已成。近红外同仁应抓住机遇，迎头赶上，加速核心元器件的自主化进程，谱写出国产仪器的新篇章。/ppbr//pp style="text-align: right "br//pp style="text-align: right "strong陈星旦 长春光机所/strong/p

p　　2014年，时近90岁高龄的陈星旦院士却在广州创办了一家仪器公司，可能是中国乃至全世界年龄最大的“创业者”了吧。凭借陈星旦院士的地位及其所做的贡献，名利已不可能成为他投身创业的原因。那么，陈院士为何会在如此高龄想到了创办公司?又为何将近红外光谱仪器作为公司首个转化成果?带着疑问，仪器信息网编辑采访了陈星旦院士，听他讲述了与近红外产业化的故事??/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b635c868-be42-456d-86fc-92e8a6c63617.jpg" title="陈星旦院士.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "strong陈星旦院士/strong/span/pp　　strong“科研成果不能产业化，对国家、对个人都是一种损失”/strong/pp　　在50-60年计划经济时期，陈院士承担的科研项目都是国家发展所需要的技术。“过去我只要潜心工作就好，成果能用上、能帮助国家解决问题，心里就满足了。”但是，如今的市场经济情况下，院士就经常担心成果研发出来后却用不上。“近红外就存在这个问题，这事让我很是着急。”/pp　　“做出来的东西社会用不上，我‘干哈’啊!”陈院士偶尔会冒出来一些典型的东北话。老人家着急的是国家的钱就这么浪费掉了，太可惜!而且，院士还很可惜、很无奈地说道，“这几十年来，和我干近红外的人转方向的很多。来一个项目就可能要换一批人，如此一茬一茬的浪费了很多人才。”说到这，陈院士用了一个时髦的名词“负能量”来形容，“科研成果不能产业化，对国家、对个人都是一种损失，是‘负能量’”。/pp　　“科研成果就是要进入市场的，研究所的成果到真正转化为产品还需要继续走一段路。所以，由企业‘搞’研发的做法，我认为是对的。当然，并不是说科研院所就没有了存在的必要，基础研究、大工程等研究工作还必须由科研院所来主持。而一些需要市场化的项目完全可以让企业去‘搞’，因为企业搞研究就是为了市场嘛。”/pp　　strong“我一定要把近红外技术产业化”/strong/pp　　回顾当初被评为院士的两项主要贡献，陈星旦院士自豪地、直接地说，“光冲量测量技术是我独创的，现在看来仍然是很先进的技术。”当年我国第一次核试验中，为了测定爆炸的光辐射威力，在没有任何资料可循的情况下，陈院士独创性地构思了测量方案，研制了两种光冲量计。任务的圆满完成令国家第一次原子弹爆炸的光辐射数据得到准确记录，用陈星旦院士的话说，“这是我一生中的亮点。”而对于另外一个主要贡献——短波光学技术，陈院士很坦荡的说到，“这个不是独创的技术，是跟踪国外的，我的作用在于开拓了该技术，为某些应用打下了基础。”/pp　　陈星旦院士可能是国内最早开展近红外光谱仪器研发的人了。八十年代至今，他一直致力于近红外光谱技术与应用研究。在过去主持了“七五”、“八五”国家科技攻关专题，以及主持完成了“十五”国家科技攻关计划课题“粮食品质快速检测技术和仪器的研究与开发”，先后研制了“三代”近红外光谱分析仪，可用于饲料、粮食、土壤养分、人参、血液、茶叶、煤、纺织品、面料等领域。但是，陈星旦院士却这么说到，“我评院士的材料中，一点儿也没提近红外。”从话语中不难听出，这也正是院士难以言说的一块“心病”。/pp　　就像陈院士的弟子们说的，近红外技术产业化是老人家一直以来的心愿。近红外研究国家花了那么多的钱，那么多的人才投身其中，最终却没有产业化，陈院士的心中很不是滋味。“我一定要把近红外技术产业化”这句话就像是一句誓言，时刻在陈院士及其弟子心中回响。在不断尝试下，这个誓言也终于于近年得以实现。/pp　　2013年3月，陈星旦院士团队与广州市光机电技术研究院合作设立光学工程院士工作站，首期即以近红外光谱分析技术的成果转化和产业化为核心示范项目。为了更好的市场化运作，星创众谱公司随即成立。而且，经过一年多的时间，星创众谱对院士团队的成果进行反复验证，终于2015年12月，公司的首台产品正式交付客户。/pp　　strong“10-20年以后，近红外在我国一定有更大的市场”/strong/pp　　“近红外的前景当然是光明的，”不过陈院士的话锋却一转，“但是，现在在国内还看不太出来，可能还早些。”在2012年召开的“我国近红外光谱分析关键技术问题、应用与发展战略”香山科学会议上，陈院士曾经直言，现在在我们国家谈近红外大范围应用是否有点早?是否还没到时候?/pp　　在大家普遍认为近红外在我国的应用进入了快速发展期的环境下，陈星旦院士却为何会如此说呢?陈院士给我们举了个例子，例如在粮食收购领域，制作面包、点心、面条等不同用途的小麦，对其蛋白质等指标要求不同，这些正好是近红外可以发挥巨大作用的地方。但是，目前我国的小麦收购控制还比较粗放，没有精细控制到如此程度，换句话说就是，我们国家目前主要还处于“讲”产量而不是“讲”品质的阶段。/pp　　“如今，我国的近红外应用还没全部拓展开。10-20年以后，近红外在我国一定有更大的市场。”虽然如此认为，但是陈星旦院士却没有“什么也不干”、“只是净等”，而是成立了星创众谱公司，就是为了促进近红外这个市场的发展贡献一份力量，“赶快搞起来呗!”谈及星创众谱公司的发展方向，陈院士说，“高端的仪器方面，我们很难与国外竞争，而且我们也不想去竞争这块儿。站在我们的角度，为了在大范围内普及近红外，我们的目标是做国内市场普遍能接受的产品。”/pp　　strong“在我国，近红外是一个市场问题，而不是技术问题”/strong/pp　　别看陈星旦院士那么大的年纪，而且一辈子都是在做科学研究工作，但是他对企业的一些运营理念非常了解。/pp　　“市场拓展很重要，”陈院士经常与公司负责市场的人说，“你们让我们干什么，我们就干什么。而不是我们做出了什么，就让你们去卖什么。”因为，做市场的人了解哪些产品卖得好，而卖得好代表了用户需要。/pp　　市场推动技术发展，市场主导研发。“开拓市场要比仪器研发更难，在我国，近红外是一个市场问题，而不是技术问题。”因为，陈星旦院士确信，国外能做出来的技术，我们也都能做得出来!只是老人家也希望能够突破“探测器等一些关键零部件还需要进口的窘境。”/pp　　“企业购买近红外产品，够用就好。有的企业只关心一两个测量指标，专用仪器就很适合，没必要买个通用设备，价格很贵，维护也困难，很浪费。不同原理类型的近红外产品都有适合自己的领域，各有优劣，没有高低之分。”陈星旦院士搞了几十年的近红外研发，话题必然离不开对近红外仪器研发的看法。“近红外关键问题在于保证样本信息采集的准确性、稳定性、完整性，否则分析结果的可靠性无法得到保证。”而对于目前大家普遍担心的近红外仪器台间差问题，陈院士认为可以通过模块化设计来解决。/pp　　strong后记/strong/pp　　采访的最后请陈星旦院士对年轻科研工作者说几句话时，老人家却说，“我不说‘空话’，因为如今年轻人的生活压力确实要比我们那时候大得多，分心之处太多，不能一味的多做要求。如果能够让年轻人按照自己的兴趣去工作就太好了!”/pp style="text-align: right "　　编辑：刘丰秋/ppbr//p

聚光科技近红外产品销量取得新突破 由聚光科技（杭州）股份有限公司生产，北京吉天仪器有限公司负责推广的近红外产品，日前传来重大喜讯，2017年近红外产品销量突破200台，实现了业绩大幅增长的业绩目标，一定程度上实现了“好仪器中国造”的美好愿景。聚光科技作为国内最早从事近红外研发生产的企业，深知国产设备发展的不易，20年如一日，坚守着“国产近红外代表”的大旗，砥砺前行，靠着良好的口碑，取得了丰硕的成果，目前聚光科技的近红外产品市场容量超过千台，服务了不同类型的客户，大型如益海集团，大北农、三维集团等集团性企业；江西出入境，中山出入境等质检机构，清华大学，中国农业大学等知名学府，国家粮食局粮科院，四川省粮食局等事业单位。小到东北近200多个小规模的大豆收储用户；大大小小不同用户单位的认可，是对聚光近红外的最高赞誉！也是聚光品牌对“好仪器中国造”的又一次强力证明。近红外光谱分析技术具有快速、多功能、方便、准确和环保的特点，是企业和单位降本增效，品质分级的最好工具，尤其是企业以质论价、指导生产的指挥棒，更有机会在未来解决全球农业分析的问题。聚光科技近年来将粮食收储及加工领域、粮油、饲料及深加工领域作为重点开发领域，开发出适应本土的专用仪器，取得了很大的突破，其中聚光科技产品SupNIR-1230大豆蛋白仪，在东北大豆收储领域实现了消费级市场的突破，给收储农户奉上了高品质的“公平秤”，保障了农户因缺少化验手段，从而损失的利益，为“中国好粮油”的建设贡献力量。SupNIR-1230大豆蛋白仪SupNIR-1520近红外纺织品快检仪，在纺织品检测领域，发挥自己的快检、无损特点，解决了很多单位样品繁多，试剂污染及成本消耗问题，解放了化验人员的高强度的、无意义的重复性工作。2017年11月29日～30日，全国纺织品标准化技术委员会基础标准分会（TC209/SC1）在镇江召开了《纺织品 纤维定量分析 近红外光谱法》等8项标准审定会，其中近红外光谱法被建议作为推荐性标准报批。SupNIR-1520近红外纺织品快检仪SupNIR-3000网络化近红外专用仪，是国家粮食局科学研究院承担的“十二五”科技支撑课题“粮食收储近红外检测技术设备及组网研究开发的成果结晶；开发出适于我国国情的粮食收储质量数字化网络支撑技术与平台，全面开展基于我国水稻和小麦品种的快速检测模型和相关技术，进而基于新型数字化技术装备与网络支撑平台，在水稻和小麦收储环节开展质量数字化获取技术、校正支撑技术以及物流衔接技术进行示范，为我国粮食物流数字化提供快速质量感知与配套技术与装备提供支撑。SupNIR-3000网络化近红外专用仪 国家品牌计划宣传中曾提到，未来的中国制造业将从“中国制造强国”转向“中国创造强国”，聚光作为典型的实体制造企业，也必将随着国家的号召，加入到中国创造的热潮中去。未来将继续与国内外高校、科研院所和企业进行广泛的科研合作，构建近红外产业发展的生态体系，创造出更多适应于国内、国际的新应用、新突破。也希望更多的聚光用户朋友，加入聚光，为聚光近红外献计献策。

p　strong　1、初识神奇/strong/pp　　在读博时的主攻方向聚焦在分子光谱分析同时测定多组分的研究工作上，主要手段是荧光(FL)与共振瑞利散射光谱(RRS)分析技术。我曾做了很多同系物、相似物、同分异构体的同时测定的工作，以及后来专攻手性对映体不经分离而同时测定的研究。读博时我师从刘绍璞先生，研习RRS分析方法。这项有意思的工作非常满足我的好奇心，因为在日常生活中我们所看到的灿烂朝阳、绚丽晚霞、蓝天白云、湛蓝大海等等都可以用瑞利散射(RS)去分析解释。可是在荧光分析仪上，共振瑞利散射(RRS)一直是令人讨厌的杂散光，直到上世纪九十年代初，美国人Pasternack才把它用作为定量分析手段，随后刘绍璞先生又发展了二级散射(SOS)和倍频散射(FDS)等共振非线性散射(RNLS)分析技术，把RRS分析方法的研究推向了极致。为此我对分子光谱分析的研究保持了极大的兴趣，并激发集聚起我潜在的巨大能量。而在把RRS用于多组分同时测定的长期研究工作中，我一直很困惑的是RRS的灵敏度虽很高，但并不很快捷，且利用单一的RRS分析技术乏陈特异性和选择性。/pp　　当我在查阅参考文献拓展其他分子光谱分析同时测定的工作之时，偶看到近红外光谱分析的参考文献，其中也有袁洪福、韩东海、梁逸曾、邵学广、吴海龙等老师的大作，更有国内近红外光谱研究的大师、令人钦佩的陆婉珍院士和严衍禄教授的经典著作。神奇的近红外光谱使我眼前一亮，它本身就是一种多种组分同时测定的快检方法。于是我订购了大量的近红外光谱分析的书籍，开始了废寢忘食的恶补近红外光谱基础知识。机缘巧合我就这样结识了近红外工作且深陷不能自拔。/pp　　近红外光谱是神奇的，有人说近红外光谱就好似一锅粥，在我看来，它好似婉约飘逸的彩虹，风姿绰约述陈着它本身的曼妙和神奇。形同诗人观瀑布，疑是银河落九天。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/f833d39d-e4ad-4f79-9b54-585a0719b2a6.jpg" title="图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库.jpg"//pp style="text-align: center "strong图谱. 自建中成药多组分体系的近红外光谱图数据库/strong/pp　　因为在近红外波段内若干X-H键的倍频与合频的共舞构成近红外光谱尤如远处的崇山峻岭，神奇峰叠嶂，美仑美奂。近红外光谱分析非同于常规的特征分析方法我们虽然找不到一个特征峰来入手作分析，也难怪这是人类最早发现的一段可见光外的光波段(1800年)，却一直莫可奈何，无助于分析。现在有了化学计量学帮忙把近红外光谱的美与数学建模的妙，有机关联起来，于是演变成了一个让人无限推测暇想近乎完美的二次分析。/pp　　正因为它是大量样本的多指标统计建模，从大数据中抽取有效信息，所以它不需要再作选择性实验，直接可得出定性定量的结果 正因为它是大量校正集样本的近红外光谱与经典方法测量的标准值相关联建模，所以它的分析精度直接依赖于经典方法，所以它不需要再作针对性的偏差分析 也正因为它是大量样本的多组分的可区分指标的统计建模，可以从相互重叠的信息中提取差异信息，所以它能够按模型进行混合物中多组分定性定量分析，也可以进行区分真伪或优劣的聚类分析鉴定。/pp　　近红外光谱分析有独特的分析过程，由于是大量样本的统计建模后，须经内部校正和外部检测，得到精干的数学模型，能够做出快速、简便、准确、无损、清洁的分析，同时由于它的精干建模可搭载光纤的轻便，最适宜承载互联网加进行远程在线分析。/pp　　正是近红外的这些不含糊的优势吸引了我，或许可以开辟一条多组分同时测定的便捷之路，于是我安排研究生和我一起着手近红外光谱分析的研究工作。后来我就开始招收近红外光谱分析方向的研究生，开始了饶有兴趣的新知识的学习研发和拓展，每一个假期带领我的研究生参加近红外光谱培训，于是我的团队开启了在近红外领域里的长途跋涉。终于在2008年我带领学生参加了全国近红外光谱第二届年会，学生杨琼带着我们的第一篇论文《近红外光谱法同时测定废水中的化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)》与会交流，获得了梁逸曾等老师的好评，得到优秀墙报奖鼓励，并得到了陆婉珍院士的赞赏。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/c239b545-2968-4877-ab1b-3c5a3e0c938e.jpg" title="10.jpg"//pp　　这以后我们每届都参加国内的近红外光谱大会，也出席了在泰国、南非、法国和韩国等国际近红外光谱大会，在学术届广泛交流我们的研究成果。/pp　　strong2、拓展关联/strong/pp　　记得师从刘绍璞老师读博前，曾有同门师姐报道过两篇近红外光谱的研究论文，经查阅文献那实际是在近红外波段内的分光光度法测定白酒的纯度以及物理参数，尚未涉及近红外建模解决问题的实质进展的方法。而我所关注的是用近红外光谱建模的方法建立多组分体系同时快速检测的方法，在我看来这是近红外光谱分析技术应用的特点，建模分析解决问题也是近红外光谱分析过程的特色和优势，也是我的兴趣所在。当然在短波长的近红外光谱中也是能找到分析特征峰的，这说明在短波近红外波段内是可以发展分光光度法分析，近年来报道近红外成像分析如雨后春笋、朝霞璀璨，也说明近红外光谱分析方法尚有广阔的拓展空间。/pp　　我们也注意到同样是散射分析方法，拉曼光谱(RS)与红外光谱(IR)有内在关联，RS与IR存在互补关系 而共振瑞利散射(RRS)与荧光(FL)确有内在关联，与荧光相互作用，存在能量转移和补偿。而在生物大分子参与作用的体系中，多有本源荧光，则多发生在近红外波段内，尤其是上转换荧光神奇地在红外、近红外、可见与紫外多个波段内的受激与发光的特异转换，这似乎在荧光或散射与近红外之间有一定的内涵关系，值得我们去探索，这样或许会更好地利用近红外光谱的分析作用和功能。/pp　　目前，在我们的工作中，荧光散射与近红外的做法上是迥然不同的，但在我看来，它们彼此是内涵相通的。受神奇峰叠嶂的近红外光谱分析技术的鼓舞，我一直在寻求两者之间融合。为此这使我愿意乐此不疲的探窥其中的奥秘和精华。于是我将每一届研究生都分为两组两个方向，而在多组分体系的同时测定的方法推进演变中，致力寻求高灵敏度与特效选择性的结合，或许在近红外波段内建塑荧光、散射方法的运用是一个不错的选择 同样在生物大分子参与作用的体系中，多有近红外波段内的本源荧光，或许我们在这特定的波段范围内找到特效的区分方式，来仿生解决同时测定中较难的手性识别问题。因而我在申报第三项自然科学基金资助上表述了“探索在近红外波段内利用荧光、散射方法仿生检测生命体中的手性环境”的设想。事实上这几年要感谢国家自然科学基金委连续资助我们在这方面的探索工作。/pp　strong　3、明确方向/strong/pp　　实际上我们于2004年在长江师范学院建立起近红外光谱分析实验室，在市地两级政府和中央与地方共建项目资助下已逐步培育建设市级重点实验室。一直致力于近红外光谱、荧光、散射和化学发光等分子光谱分析，以及化学计量学方面的研究工作。经过多年的努力攀登，并与太极集团和涪陵乌江榨菜集团合作，形成高校与企业结合的产学研一条龙研究体系，组建一支研究服务地方充满活力的可持续发展的研究团队，这得到重庆市科委、市教委的大力支持，在2010年获批重庆市高校创新团队。团队在近红外光谱检测技术发展及应用的长期探索中，结合三峡库区和乌江流域资源丰富的地方特点，形成以下三个具有地域特色的研究方向：/pp　　(1)以近红外光谱分析技术同时测定水环境中的多种监控指标/pp　　利用近红外光谱技术具备多组分多指标同时检测、测定速度快、测试重现性好等优点开发水环境中多种监控指标的同时测定的研究。我们试验以近红外光谱分析技术结合多种分析手段开发了垃圾处理声渗滤液中多种组分如金属离子和有机多苯酚、酸类的快速监测。尤以近红外光谱分析技术建立同时测定垃圾渗滤液中的COD和BOD指标，经《理化检验.化学分册》、《JWARP》报道后得到国内外广泛的转录引用。这项工作在2010年得到重庆市政府科技进步三等奖的表彰。/pp　　(2)以近红外光谱分析技术同时测定中成药中的多种活性成分/pp　　在重庆市科委攻关项目的资助下，利用近红外光谱分析技术对各种天然药用植物进行品质和产地鉴定，以及对中成药的活性成分发展了快速检测。根据近红外光谱分析技术的特点，建立天然药用植物和中成药的多种活性成分与近红外光谱数据之间的数学关联模型，从而建立起其中多种组分的定性鉴别和定量测定的新方法。至今为止，我们已经建立了近红外光谱快速分析检测藿香正气液、黄芪精口服液、通天口服液等九种中成药口服液以及药丸、片剂的活性成分，对本地区盛产的黄莲、虎杖等二十多种地方天然药用植物进行品质和产地鉴定，同时开发集成了天然药用植物的近红外光谱谱图数据库。为进一步实现中药现代化的质量监控研究奠定了基础，并对中药化学动力学和药理学的研究提供科学依据。/pp　　(3)以近红外光谱分析技术同时测定榨菜品质的多种成分/pp　　创新团队协同太极集团、涪陵榨菜集团，利用近红外光谱分析技术对地方农副产品如涪陵榨菜和山地烤烟品质进行分析测定，通过实验采集榨菜和烤烟品质指标的近红外光谱图数据，建立榨菜品质指标与近红外光谱数据之间的关联模型，建立对榨菜中多种指标的定性鉴别和定量测定的新方法，并开发近红外光谱分析测定榨菜品质的简便快速、在线及无损检测的实用技术。对享有中国榨菜之乡涪陵的榨菜做了深入的研究，利用近红外光谱技术评价涪陵榨菜品质、同时测定了涪陵榨菜中果胶和总糖的含量、快速鉴别涪陵榨菜品牌的研究。/pp　　strong4、工作成就/strong/pp　　自团队被批准为重庆市高校创新团队以来，以《近红外光谱分析检测技术及其应用研究》的平台建设工作取得较大成果。主持完成了重庆市科委攻关项目《快速无损在线检测中成药活性成分的研究》(CSTC, 2010AC5170)和重庆市教委攻关项目《近红外光谱快速在线检测榨菜品质的研究》(KJ101303)，以及在研其它省部级项目和地方合作项目十余项。近年来在国内外发表近红外领域专业论文三十余篇，曾在泰国(2009年14届国际近红外学会)和南非(2011年15届国际近红外光谱学会)两次国际学术会上交流论文。/pp　　令人欣慰的是，我们在融合荧光、散射与近红外光谱分析技术推进多组分体系同时测定的研究中取得长足的进展，受近红外光谱“神奇峰叠嶂”的启发，我们自主研发了“同原射线计量分析法”，并申报发明专利《谱峰完全重叠的双组分混合物同时测定的光谱分析方法》，解决了教科书中谱峰完全重叠的双组分混合物不能同时测定的岐见，也使我们在“不经分离而同时测定手性对映体”的研究有重大突破。之后我们又相继申报了《近红外光谱法同时测定废水中的COD和BOD指标》、《近红外光谱法测定农副食品中的无机盐》、《一种增氧缓释肥的制备和应用》、《一种利用污水处理产生的淤泥生产肥料的方法》等十一项发明专利，现已获授权八项 自2009年以来曾三次获重庆市、区两级政府科技进步奖项 培养近红外方向的硕士生6名，博士生2名，这些学生毕业后都继续从事近红外研究工作。与此同时，与国内外同行广泛交流，2009年在泰国参与14届国际近红外光谱学会，2013年赴法国、2015年赴韩国参与两次国际学术会，并交流论文 国内每两年一届的近红外光谱学会都有大会交流文章，所带研究生的报展均获优秀奖。与此同时，创新团队也在发展壮大，近年来晋升高级职称多人。使团队切实形成了充满活力而具备可持续发展的研究队伍。/pp　strong　5、研究展望/strong/pp　　目前，创新团队将继续发展对三峡库区生态的各种环境指标、区域天然植物的药用成分和地方农副产品质地检测的研究工作，并致力于更深入的与太极集团、涪陵乌江榨菜集团合作，力争尽快把近红外在线检测推广应用到制药和农副产品加工的生产线上。同时拓展近红外光谱的研究工作：①加强基础研究，攻克近红外光谱分析理论上的局限。如近红外光谱与分子结构的关联，近红外光谱与其它光谱的联系，近红外光谱技术与其它分析技术的联用。这些研究工作的突破都有可能推进近红外光谱分析技术更加完美和更为广泛的应用。②加强应用推广，促进近红外光谱分析的实际应用。结合我们已在环境监测分析、中成药活性成分分析和榨菜品质分析上做了大量的前期研究工作。我们期待把近红外光谱分析的实用技术真正推广到实际生产线上，要解决建立一些实际分析模式，利用近红外光谱分析的优势，切实解决实际应用上的难题。③加强自主创新，开发和改进近红外光谱分析的硬软件。要加快推广近红外光谱分析应用，要发展普适的近红外光谱仪器和便携式分析仪器，以及对某些专门特殊的仪器的改进 建立适宜筛选各种算法的建模软件，建立普适的分析模型 研究改进适应各种分析对象的光谱采集手段。④近红外用于生命和生物科学的选择性分析，这是我的第三个自然科学基金的出发点。为探索生命体系中自然的手性匹配、手性降解和手性转化的选择性行为，及其自发的手性拆分和自聚集的手性复制的自然规律，以启迪人们对生命体系天然手性识别的新思维，这将破解手性均一化机制对生命进化的重要作用。为此本项目利用近红外波段内的吸收、荧光和散射光谱分析及其成像技术对生命体中的手性环境进行测量及其相关检测研究，建立近红外光谱检测生物大分子手性及其手性识别的新方法。前期研究已表明，近红外光谱分析技术适宜生物活性分析，结合多种光谱分析拓展技术手段的优势，可作为探究生命体中手性环境的特效工具，检测生命体中的手性环境及其机制效能，或将有利于人类进一步窥见生命的奥秘，揭示手性起源，也有助于开启手性分析应用的广阔前景。/pp　　回顾与展望，结识近红外，人生平添翼。驾驭新技术，学研任翱翔。感谢近红外领域里的前辈和同仁，有你们结伴同行真好!/pp style="text-align: right "　　杨季冬 重庆三峡学院环境与化学工程学院/pp style="text-align: right "二〇一七年三月三日　于重庆三峡学院 芳香居　成稿/ppbr//p