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比拉米可

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比拉米可相关的资讯

  • HORIBA用户动态 | 表面增强拉曼光谱探究银@碳点核壳纳米粒子的催化性能
    撰文:金静碳点(CDs)作为小的碳材料之一,自2004年被发现以来,已逐渐发展成为一种明星材料。作为一种新型的量子点,CDs具有可实用的光电转化能力,良好的生物相容性和低毒性,双光子吸收和上转换荧光能力,以及易于化学修饰和功能集成性等优点,在光催化,光电器件,环境检测和生物成像领域有着广泛的应用。将CDs与金属复合,以表面增强拉曼光谱(SERS)技术来研究复合基底界面与分子的化学相互作用和化学反应以及催化反应的机理,将为SERS技术的发展带来新的契机。基于以上背景,吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的赵冰教授和宋薇副教授等人在这方面做了新的研究,有了新的发现。该研究利用碳点的还原性制备出了浓度和尺寸都可调控的核壳结构银@碳点核壳纳米粒子(Ag@CDs NPs),作为SERS基底,检测到PATP探针分子低浓度为10-9 M,增强因子达6.7*10-5M,获得了佳的SERS信号。接着,与相同浓度的银纳米粒子(Ag NPs)进行SERS对比,结果发现Ag@CDs NPs具有更好的SERS性能。同时CDs荧光被猝灭后得到了其本身碳材料固有的D带和G带。之后,研究人员以Ag@CDs NPs同时作为SERS基底和催化剂,成功监测了Ag@CDs NPs催化氧化TMB,催化还原PNTP-DMAB以及PNTP-PATP的过程。他们欣喜地发现:由于CDs和Ag NPs的协同作用和电荷转移作用,Ag@CDsNPs的催化效率比相同浓度的单独的Ag NPs和CDs要高很多,并且检测到非常具有意义的H2O2的低浓度为1.6*10-8 M。由此得出Ag@CDs NPs具有更优良的SERS和催化性能的结论。图2.(a)SERS监控Ag@CDs NPs催化氧化TMB,(b) 不同浓度的H2O2催化氧化TMB的SERS,(c)Ag@CDs NPs 等离子体催化耦合PNTP-DMAB,(d) 以NaBH4为还原剂,Ag@CDS NPs 催化还原PNTP-PATP。本研究利用拉曼光谱不仅得到了被催化分子的变化信息,对分子的定性和定量具有重要意义,而且促进了核壳结构SERS基底的发展,扩展了CDs在SERS和催化领域的应用。值得一提的是,本研究中,SERS光谱的采集使用了HORIBA激光共聚焦拉曼光谱仪,所有的拉曼数据通过LabSpec软件进行分析。此项研究工作得到了国家自然科学基金项目的资金支持。相关成果近期发表在杂志《ACS Applied Materials & Interfaces》上,受到了业界同行的广泛关注,同时受邀报道在HORIBA科学仪器事业部上。Jing Jin,Shoujun Zhu, Yubin Song, Hongyue Zhao, Zhen Zhang, YueGuo, Junbo Li, Wei Song,Bai Yang, and Bing Zhao,“Precisely Controllable Core?Shell Ag@Carbon Dots Nanoparticles: Application to in Situ Super-Sensitive Monitoring of Catalytic Reactions”.ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 27956?27965.HORIBA科学仪器事业部结合旗下具有近 200 多年发展历史的 Jobin Yvon 光学光谱技术,HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案。如:光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术。今天HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选。
  • 原位拉曼研究揭示纳米材料界面新奥秘
    p  拉曼散射谱是一种具有高能量分辨率的指纹谱,特别是引入具有表面等离子体共振(SPR)特性的贵金属纳米结构形成表面增强拉曼散射(SERS)体系后,其灵敏度可提高到准单分子水平,在界面行为和过程研究方面大有可为。中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘景富研究组利用纳米银的SERS活性,原位研究了影响纳米材料界面效应和环境行为的若干关键过程,并取得新进展。/pp  研究组刘睿等利用SERS的高能量分辨率,结合X射线吸收谱,提出并实现了通过Ag单原子层精细调控壳层金属原子与基底金属间的结合强度,从而在单原子层尺度调控壳层原子构象的新思路。他们在超细Au纳米线表面可控地构筑了高分散Pd原子和Pd团簇,并借助拉曼探针分子2,6-二甲基苯异腈分子对结合金属原子的指认和定量统计能力,发展了原位定性表征和定量测定不同构象Pd原子的新方法。利用该方法,揭示了催化硝基酚反应活性与单分散Pd原子以及电催化氧化乙醇反应活性与团簇态Pd的直接关系,从实验上明确了这两类反应的活性中心。该研究不但提供了一类可用于探测特定催化反应活性中心的模型催化剂,更重要的是揭示了精细界面调控在催化剂设计中的重要地位,以及SERS在此类研究中的独特作用。该研究受到审稿人的高度评价,认为其解决了非常重要且技术上非常具有挑战性的难题,论文发表在材料科学期刊《先进材料》(Advanced Materials,DOI: 10.1002/adma.201604571)上。/pp  研究组也借助SERS指纹谱对反应过程中多中间体的同时识别能力,建立了利用SERS原位追踪SPR生成热电子归趋的新方法。利用该方法,研究了光照下Ag基共振催化剂生成的热电子的分配-归趋行为,发现Ag针孔是决定热电子是否能有效传递给活性中心(例如Pd原子)用于催化反应的关键。此项研究为共振催化剂的设计提供了新的视角,并对Ag-Ag基半导体共振光催化剂的稳定性给出了新的解释,同时对阐明纳米银的环境稳定性也具有一定的意义。相关论文发表在Small, 2016, 12, 6378–6387。Wiley旗下“Materials views中国”以《雁过留影——基于SERS原位监控催化反应的热电子归趋追踪方法》为题详细介绍了该工作。/pp  研究组还利用SERS技术,高灵敏、原位追踪了痕量纳米银在水?气界面的迁移过程,揭示了纳米材料的水界面微层富集现象,发现纳米银进入环境水体后迅速向水?气界面迁移,形成厚度数十微米、纳米银含量高于下层水体15-30倍的富纳米银表面微层。研究结果以封面文章发表于ACS旗下环境科学期刊《环境科学与技术快报》(Environmental Science & Technology Letters,2016, 3, 381–385)。/pp  研究得到国家重大研发计划、国家自然科学基金委和中科院先导专项的资助。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="W020161213467523550467.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/8d370a3d-81f6-496c-8bbe-466d50151d3d.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"  SERS技术揭示了Ag单原子层对壳层金属与基底金属原子间界面作用的调控/ppbr//p
  • 普识纳米|通过拉曼光谱法实现金刚石微粉品级鉴定
    金刚石微粉是指粒度细于54微米的金刚石颗粒,有单晶金刚石微粉和多晶金刚石微粉。由于单晶金刚石微粉产量大,应用领域广,行业内一般将金刚石微粉专指单晶金刚石微粉,单晶金刚石微粉是由静压法人造金刚石单晶磨粒,经过粉碎、整形处理,采用超硬材料特殊的工艺方法生产。金刚石微粉硬度高、耐磨性好,可广泛用于切削、磨削、钻探、抛光等。是研磨抛光硬质合金、陶瓷、宝石、光学玻璃等高硬度材料的理想原料。随着科学技术的发展和进步,市场对金刚石微粉的需求量越来越大,对质量要求也越来越高。对于金刚石微粉来说,影响质量的因素有颗粒强度(品级)、粒度组成、颗粒形状、杂质含量等因素。对于微粉的粒度组成、颗粒形状、杂质含量等项目,均有比较成熟的检验方法,但对于微粉的颗粒强度(品级)没有方法对其进行检验。目前控制金刚石微粉品级的方法,只能是通过控制单晶金刚石原材料的品级,来控制微粉的品级。一旦单晶金刚石颗粒被做成微粉,就没有任何方法对其品级进行检验了。这给微粉的生产单位和使用单位的质量控制都带来非常大的麻烦和不确定性。金刚石微粉品质鉴定的难点使得交易不具备标准化。随着金刚石粉交易量逐年增长,品质鉴定需求正变得愈加迫切。拉曼光谱作为分子光谱技术,具有直接给出分子信息、谱图信息丰富、非接触无损检测、样品需求量少、灵敏度高等检测优势,厦门大学直属企业普识纳米,通过拉曼光谱法已经实现了金刚石粉品质鉴定的初步能力。近期我们对金刚石粉样品进行拉曼光谱分析,采用 532nm 波长的拉曼光谱仪检测 A-J 共计 10 个金刚石粉末样本,由下图可看出金刚石微粉拉曼图谱在1351cm-1附近、3130cm-1附近有两个明显的拉曼特征峰。利用与厦门大学共同开发的数学模型和计算方法进行计算,可鉴定出金刚石的品级。图 1 金刚石粉末样本拉曼谱图通过分析我们对10个样本进行归类,如下图,可将样品分为两类。其中编号1-10分别对应样本编号 A-J.图 2 主成分分析结果分类从图2 主成分分析结果我们可以看出,1-3-4-9归属一类,2-5-6-7-8-10归属一类。与单晶金刚石原材料的品级数据一致。普识纳米拉曼光谱检测方案是一种科学、有效、快速、无损的检测方法。该方案能够准确检测金刚石微粉的品级,实现了对金刚石微粉质量的控制;为金刚石微粉生产和应用企业的质量检验与控制提供了一种科学有效地检验方法。【相关产品】普识纳米PERS-RZ15系列科研型拉曼光谱仪(532nm)适用于对原材料的筛选、现场检测、石墨烯合成反应、生物医疗、体外诊断及物质分析鉴定等场景;对金刚石粉的检测结果客观准确,助力生产和应用企业对金刚石微粉的质量控制。
  • 默克密理博于2011年5月成功参展China Lab 2011 --MMblog
    默克密理博(Merck Millipore)于2011年5月16-18日全新亮相China Lab 2011 (广州国际分析测试及实验室设备展览会暨技术研讨会)。China Lab目前是华南地区最大的科学仪器及实验室设备展览会,是分析测试及实验室领域相关产品的高水平宣传平台。此次展会规模达到14000平方米,共设展位701个,参观观众突破了15000人次。展品范围覆盖整个产业链,从最尖端技术的科学分析仪器到实验室通用仪器再到相关试剂、耗材都一应俱全,应用领域涉及生命科学、医药医疗、食品环境、农林畜牧等行业。本次展会,默克密理博实验室基础业务(Lab Essentials)、实验室纯水(Lab Water)、生物监测(BioMonitoring)和生命科学(Bioscience)部门携手共同参展,并设有36平方米的展位和客户分享实验室解决方案。(展位号:1号馆1E20)。实验室基础业务部门以&ldquo i-lab&rdquo &ldquo 爱*实验室安全&rdquo 来展示主打品牌的高纯试剂溶剂,清洗剂,色谱耗品以及默克全球第三方合作伙伴的产品。实验室纯水部门在本次展会上设有两个展示区域,一个是以&ldquo 非常体验,非常1+6&rdquo 为主题的POD系列纯水系统展示,另一个则是&ldquo 专为中小型实验室设计&rdquo 的Smart系列水机展示。而生物监测业务在这次展会上则带您进入了一个全新的快速检测体验中以全面,高效,省时,节能的微生物检测解决方案,满足客户最苛刻的要求。还有生命科学部门的展示的创新产品,全新高通量样品处理工具-Samplicity,荣获多项殊荣的手持式自动细胞计数器Scepter以及除菌过滤的系列产品。新成立的默克密理博部门将继续为&ldquo 推动生命科学的发展&rdquo 而努力。本次参展的主题基于人类及环境的可持续性保护,我们倡导&ldquo 实验室生活,安全惬意的生活&rdquo 。许多来访的客户都对我们产品感兴趣的,也非常支持我们所提出的理念。还愿意与默克密理博一起为创造实验室环境而努力。默克密理博不仅为用户供应高品质的可靠的产品及解决方案,更关注用户的实验室安全问题,积极倡导安全、高效、灵活的实验室管理,同时也给用户带来安心与惬意的实验室体验! 转自:默克密理博中国博客
  • 福州大学通过代理商与汇美科签订1台LABULK 0335振实密度仪(堆密度仪)采购合同
    福州大学通过代理商与汇美科签订1台LABULK 0335振实密度仪(堆密度仪)采购合同振实密度仪产品简介LABULK 0335振实密度仪是用来测量粉体振实密度(堆密度)的仪器。该仪器由触屏操作面板、振动组件、电机、打印机、电子天平及量筒组成。根据国际及国内的标准研发的LABULK 0335振实密度仪按照设定好的转速及振实高度进行工作,使振动组件上面安放的盛装干粉样品量筒上下振动,从而测量出该粉体的振实密度。该仪器可以随意设定测量参数,并可以用户名登录、自动测量,数据库存储及查询、自动打印,除振实密度外,还可以自动测出粉体的流动性等指数。广泛用于金属、医药、食品、塑料、矿物等领域。仪器生产厂家与供应商为丹东汇美科仪器有限公司。型号为LABULK0335的振实密度仪采用国际先进的振实密度测试技术设计制造,仪器的主要参数性能超过外国进口设备,而且该仪器价格合理,生产商汇美科已经成为实验室振实密度分析及仪器采购的SHOU选品牌。汇美科LABULK 0335智能振实密度仪完全符合GB/T 5162金属粉末振实密度的测定(ISO 3953) GB/T 21354粉末产品振实密度测定通用方法(ISO 3953) GB/T 23652塑料氯乙烯均聚和共聚树脂振实表观密度的测定(ISO 1068)的要求。同时还符合ASTM B527、D4164、D4781、IDF 134、ISO 787-11、3953、8460、8967、9161、JIS K5101-12-2、Z 2512、GB/T5211.4、MPIF 46、USP616Part II、BSIB527、GB/T 21354、5162、14853、GB/T5162-2006/ISO3953:1993、GB/T5162-2006/ISO3953:1993中的各项指标技术参数测量特性:振实密度及流动性等装样量:5-250 mL(用户可以随意设定)计时范围:0-99999秒(用户可以随意设定)计数范围:0-99999次(用户可以随意设定)振动高度:3或14 mm振动频率:250或300转/分(用户可以随意设定)仪器尺寸:33x31x18cm(量筒高度未计)电压:220V/50Hz重量:16公斤产品特点新一代智能触屏,通过7英寸LCD显示屏精确控制操作。主机与配件通讯自检功能,让操作者一目了然。测量模式二选一,振实时间或振动次数随意设置测量过程中实时显示操作状态。通过RS-232与电子称相连,实时显示电子称数值。轻轻一触,详细的打印报告呈现眼前应用领域汽CHE与航空航天生物及药品研发能源及环境食品矿物与金属塑料及聚合物化学品等所有粉末或以颗粒状态存在的物质福州大学是国家“双一流”建设高校、国家“211工程”重点建设大学、福建省人民政府与国家教育部共建高校、福建省人民政府与国家国防科技工业局共建高校。学校创建于1958年,现已发展成为一所以工为主、理工结合,理、工、经、管、文、法、艺等多学科协调发展的重点大学。建校以来,一代代福大人秉承“明德至诚,博学远志”校训,践行以张孤梅同志为代表的艰苦奋斗的创业精神、以卢嘉锡先生为代表的严谨求实的治学精神、以魏可镁院士为代表的勇于拼搏的奉献精神等“三种精神”,积累了丰富的办学经验,形成了鲜明的办学特色,已为国家培养了全日制毕业生25余万人。
  • 大胆预测:拉曼光谱还能揭示“三星堆”的哪些秘密?
    “沉睡三千年,一醒惊天下。”3月20日,在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上,考古工作者宣布在三星堆遗址新发现了6座三星堆文化“祭祀坑”,并出土了巨型黄金面具、巨型青铜器等重要文物500余件,引起强烈震动,并持续霸屏网络热搜榜。那么这些出土文物有哪些寓意、象征和文化内涵呢?这还需要等待专家分析检测文物的材料和属性,以及结合更多的资料内容才能掀开古蜀文明的神秘面纱。图1 三星堆出土金面具(图片来源:新华网)图2 考古人员作业现场(图片来源:新华网)值得一提的是,这次三星堆遗址考古发掘和保护研究还有一大亮点,就是充分运用现代科技手段,实现考古发掘、科技考古与文物保护全过程紧密结合。在现代科技手段中,拉曼光谱作为一种无损、非破坏的分析技术,已被广泛应用在考古文物的材料鉴定和研究领域中。非常巧合的是,三星堆博物馆年初刚刚采购一台HORIBA的XploRA Plus 拉曼光谱仪,对于这批来自千年前的古代使者,如果使用了XploRA Plus 拉曼光谱仪,我们将会了解到哪些信息呢?让我们以这次三星堆出土的部分文物为例,大胆预测一下吧!预测一:丝绸——碳化机理有望揭示这次考古让人兴奋的是,在三星堆遗址祭祀坑终于发现了丝绸。而此前,在气候湿润的四川发现丝绸,似乎是遥不可及的难题。同时,埋藏地底的丝绸历经几千年,有的非常脆弱,有的甚至直接朽化,形貌很难保存,也就难以鉴别,本次丝织品痕迹也是在灰烬中被发现。如今拉曼技术却可以帮助我们做出一系列定性检测。对于最新出土的丝绸,拉曼可以帮助我们揭示古代丝织品的碳化机理,碳化程度的不同对于丝织品外观上的颜色有直接影响。而碳化过程中出现的非晶态碳质、碳化过程中蚕丝蛋白分子结构上酰胺键的变化等信息,都有助于我们了解碳化丝织品的微观上的特征,对古代丝织品的碳化机理和丝织品保护提供依据。除此之外,拉曼在古代丝织品文物的染料鉴定与分析方面也表现不凡,染料成分鉴定可以帮助我们了解其年代和工艺,为保护和修缮提供依据。 图3 三星堆发掘出的不规则碎块——丝绸的痕迹(图片来源:微博@新华视点)预测二:青铜器——制造工艺或可揭秘说起三星堆,就不得不说说青铜器。因为此前三星堆出土过大型青铜立人、青铜神树、青铜神像,轰动了国内外。另外,青铜器让人瞩目还因为青铜器时代有很多特征,开启了后来的历史。拉曼光谱在青铜器测试方面可说大有作为。譬如它在青铜器表面腐蚀物的锈蚀过程与机理的研究方面可以提供重要信息。拉曼测试可以获取腐蚀物的化学组成,这可以帮助我们了解青铜器制造工艺,例如在青铜冶炼中加入元素Pb提升流动性用于制成更精细的纹饰,青铜器表面出现PbO, PbCO3和PbCl2等腐蚀物。此外,拉曼还可以分辨有害锈蚀成分,推测青铜器的腐蚀原因,从而揭示不同地域环境影响下不同的腐蚀机理。这些信息对于文物的修复和保护极具意义。图4 此次出土的大型青铜器(图片来源:新京报网)番外:还原古风貌——XploRA Plus 优势多进入21世纪以来,拉曼光谱仪器的功能越发强大多样化,四川省文物考古研究院采购的LabRam Soleil和三星堆博物馆这次采购的XploRA PLUS全自动拉曼光谱仪,就非常具有代表性,尤其在考古领域中,优势突出:1. 针孔共焦,三维空间滤波它们的一大亮点体现在共焦针孔。共焦针孔在提升空间分辨率和抑制杂散光方面发挥着显著的作用。具体来讲,位于焦点处的信号恰好汇聚在共聚焦针孔处,全部通过共聚焦针孔,位于焦点之外的信号汇聚在共聚焦针孔以外,只有极少部分可以通过共聚焦孔。这样不仅提升了空间分辨率,适用于不均匀样品的微区分析,还能有效抑制周边物质的荧光干扰,一般文物如青铜器、象牙、丝织物等大都经历过漫长的土壤和水的侵蚀期,埋藏的环境十分复杂,会有一定的荧光背景,这正是它们的用武之地。2. 高度自动化操作, 功能强大的软件它们是一款高度自动化的拉曼光谱仪,激发波长和光栅均可一键切换,快速适应不同种类样品测试条件。功能强大的软件LabSpec 6, 提供完整的分析、测试功能,包括适用粗糙样品测试的新型EasyNav技术、数据采集、处理、分析和显示。LabStore中拥有丰富的可选应用,将软硬件智能化融合。图3 左:HORIBA拉曼光谱仪 XploRA Plus;右:LabRAM Soleil™ 高分辨超灵敏智能拉曼成像仪“蚕丛及鱼凫,开国何茫然。”古蜀国的文化起源一直披着神秘的面纱,此次考古新发现意义重大,一件件文物的亮相也逐渐揭开中华文明历史轴线。相信考古人员和现代仪器的合力,一定能够破解古蜀文明之迷。当然,希望拉曼光谱仪也可以在这次研究中助一臂之力,让炎黄子孙能够更好地了解古蜀文化,传承文明光辉。神秘的“堆堆”,拉曼光谱来了!
  • 基于V型纳米孔表面增强拉曼基底的微纳塑料检测
    微塑料通常被定义为尺寸小于5 mm的塑料碎片,在海洋、陆地、淡水系统中均有所发现,对环境安全和生物健康均有一定程度的影响。更令人担忧的是,微塑料通过机械磨损、光降解和生物降解等作用会进一步分解,形成尺寸更小的微塑料甚至是纳米塑料。它们的危害可能更大,因为它们可以穿过生物膜并容易在不同组织间转移,如果吸入空气中的微纳塑料甚至可以穿过肺组织。据已有的研究显示,应用在微塑料检测的传统技术仅能检测到10 μm 左右的大小,远远不能满足当前和未来研究的需要。因此,迫切需要开发适用于小尺寸微纳塑料的检测新方法。表面增强拉曼光谱(SERS)技术是一种强有力的基于拉曼光谱的原位分析技术。一般来说,分子的拉曼效应很弱。然而,当这些分子被吸附在贵金属(例如金和银)的粗糙表面时,分子的拉曼效应会大大提高。甚至可以在单分子水平上获得高灵敏度。在我们之前的研究工作中,首次报道利用SERS技术实现了环境纳米塑料的检测(EST, 2020, 54(24): 15594)。但是,采用的商业化Klarite基底的高昂成本使其不适宜广泛大规模的应用。因此,本研究利用一种低成本的具有大量有序的V型纳米孔阵列的阳极氧化铝(AAO)模板,通过磁控溅射或离子溅射将金纳米粒子沉积在模板上,开发得到用于小尺寸微纳塑料检测的 SERS 基底(AuNPs@V-shaped AAO SERS substrate)。由于AAO模板中纳米孔阵列特殊的V型结构以及有序规则的排列,使得AuNPs@V-shaped AAO SERS基底可以提供大量“热点”和额外的体积增强拉曼效应,在检测微塑料时表现出高 SERS 灵敏度。图1 摘要图本研究首先使用不同尺寸(1 μm、2 μm和5 μm)的聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种标准样品在AuNPs@V-shaped AAO SERS基底和硅基底上进行检测,并计算相应的增强因子(图2、图3)。结果显示,单个PS和PMMA两种颗粒在硅基底上均不能检测到1 μm的尺寸大小,且其他尺寸的拉曼信号强度也相对较弱。而在AuNPs@V-shaped AAO SERS基底上,在相同的检测条件下,各尺寸的单个PS和PMMA颗粒的拉曼信号强度大大增强,且1 μm的PS和2 μm的PMMA都有拉曼信号检出。增强因子的计算结果显示,使用AuNPs@V-shaped AAO SERS基底检测单个微塑料颗粒可获得最大20倍的增强效果。此外,通过比较磁控溅射和离子溅射两种沉积方式所分别形成的基底检测微塑料的拉曼光谱结果和增强因子计算结果,我们可以得出磁控溅射所形成的基底具有更好的检测性能。这个结果可以联系到SERS基底的扫描电镜表征结果(图4)进行解释,磁控溅射所形成的金纳米层更加细腻平整,而离子溅射所形成的金纳米层出现了一定的团聚,导致形貌结构较为粗糙,因此信号强度有所减弱。图2:PS的拉曼检测。(a)不同尺寸的单个PS颗粒在硅基底上的拉曼光谱;(b)显微镜下不同尺寸的单个PS颗粒在硅基底上的形态分布;(c)不同尺寸的单个PS颗粒在离子溅射形成的SERS基底上的拉曼光谱;(d)不同尺寸的单个PS颗粒在磁控溅射形成的SERS基底上的拉曼光谱;(e)显微镜下不同尺寸的单个PS颗粒在磁控溅射形成的SERS基底上的形态分布;(f)显微镜下不同尺寸的单个PS颗粒在离子溅射形成的SERS基底上的形态分布;(g)增强因子的箱线图。图3:PMMA的拉曼检测。(a)不同尺寸的单个PMMA颗粒在硅基底上的拉曼光谱;(b)显微镜下不同尺寸的单个PMMA颗粒在硅基底上的形态分布;(c)不同尺寸的单个PMMA颗粒在离子溅射形成的SERS基底上的拉曼光谱;(d)不同尺寸的单个PMMA颗粒在磁控溅射形成的SERS基底上的拉曼光谱;(e)显微镜下不同尺寸的单个PMMA颗粒在磁控溅射形成的SERS基底上的形态分布;(f)显微镜下不同尺寸的单个PMMA颗粒在离子溅射形成的SERS基底上的形态分布;(g)增强因子的箱线图。图4:AAO模板和SERS基底的扫描电镜表征。(a)空白的AAO模板;(b)经过离子溅射形成的SERS基底;(c)经过磁控溅射形成的SERS基底;(d)(e)微塑料标准样品在基底上的形态分布。之后,本研究采集了雨水作为大气样品,对基底检测实际样品的能力进行了测试。采集到的雨水样品经过过滤、消解等前处理后,被滴加在基底上进行后续的拉曼检测,获得若干疑似微塑料的拉曼光谱。通过将这些采集到的拉曼光谱与标准微塑料样品的拉曼光谱进行比对,找到了雨水样品中所含有的微纳塑料颗粒,证实了大气中微塑料颗粒的存在以及基底检测实际样品的能力。图5:雨水样品的检测。(a)在基底上发现的疑似微塑料颗粒,尺寸约为2 μm × 2 μm;(b)疑似微塑料颗粒的拉曼光谱。该研究了提出了一种新型的适用于环境微纳塑料检测的低成本SERS基底,具备热点均一、增强效果好的优点,有望推广到环境各介质中微纳塑料的检测,为尺寸更小的纳米塑料检测分析提供了新方法。
  • 亚微米光学光热红外技术O-PTIR——完美互补传统拉曼光谱技术
    拉曼光谱技术 近年来,拉曼光谱和成像技术, 得益于其相对于红外光谱技术优异的空间分辨率等优势,在研究样品的分子振动方向得到了广泛的应用,尤其是生物样品,因为水中的拉曼光谱背景信号更弱。相干拉曼散射显微技术(Coherent Raman scattering microscopy)近些年也得到了大力的发展,其基于相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering)或受激拉曼散射(stimulated Raman scattering),大大改善拉曼的成像速度。例如,蛋白质和脂肪在皮肤内的分布情况,可以通过两者在C-H伸缩振动区特征的拉曼谱带进行视频的高速成像来获得。然而拉曼光谱和成像技术也存在着自身的一些不足:(1)较低的拉曼散射截面,尤其是在指纹区,相对于红外技术弱5-10倍;(2)会受到荧光的干扰,由于拉曼信号偏弱,一些样品的荧光信号又宽又强,会一定程度上覆盖拉曼信号; 光学光热红外技术基于光学-光热红外技术(O-PTIR)的亚微米分辨率红外拉曼同步测量系统mIRage,使用宽可调谐的脉冲红外激光源激发样品,在样品中产生调制光热效应。通过光热效应提取并计算红外吸收, 通过检测反射探头光束强度的变化作为红外波数调谐的函数,从而提供红外吸收光谱。这种短波长脉冲探测光束(通常是532 nm)决定了红外测试空间分辨率,而不是传统FTIR/QCL显微镜中依赖的红外波长。由于其特的系统架构,短波长探测光束同样也能作为一个拉曼激光源,当集成拉曼光谱仪,mIRage系统可以提供同一地点,同一时间,同一空间分辨率的亚微米红外+拉曼显微镜的检测结果。mIRage光谱的显著优势:1. 和拉曼光谱一致的亚微米空间分辨率,比传统FTIR/QCL显微镜提高30倍,达到500 nm;2. 非接触式测量,非破坏性,反射(远场)模式测量,无须复杂的样品制备;3. 高质量光谱(测试可兼容粒子形状/尺寸和表面粗糙度),没有色散/散射伪影问题;4. 可直接在商业数据库中匹配搜索5. 可实现红外和拉曼光谱成像同步测量 单细胞光谱与成像——拉曼光谱技术 vs.光学光热红外技术 如上文所述,拉曼散射的横截面在指纹区相对于红外弱五到十倍,即相比于拉曼散射,红外吸收在指纹区域比在高波数C─H和O─H拉伸区有更大的横截面。以PMMA为例,C-H振动模式在3.39 μm的线性吸收系数为1396 cm−1,而在指纹区域,C=O拉伸振动模式在5.78 μm的线性吸收系数可达到7904 cm−1,约高6倍。PMMA的红外光谱和拉曼光谱的直接对比如下所示。指纹区域较大的红外吸收截面可以允许mIRage显微镜对单一病毒进行振动光谱的检测分析,而这对拉曼或相关拉曼光谱来说十分困难。在相同的激光功率和采集时间下,mIRage中红外显微镜比拉曼光谱具有更高的信噪比,进一步可以用于检测细菌对抗生素红霉素等药物的反应。综上所述,两种振动光谱技术并没有相互竞争,而是提供了互补的信息,现在越来越多的趋势倾向于同时获取拉曼光谱和红外光谱来全面研究样品的分子振动信息。参考文献:Bond-selective imaging by optically sensing the mid-infrared photothermal effect,Sci. Adv. 2021 7 : eabg1559.具体案例:1. 同位素标记的大肠杆菌单细菌细胞的mIRage显微红外谱图与成像近期,英国利物浦大学Roy Goodacre教授分享了关于同位素标记的细菌的振动光谱研究成果。该研究借助于单细胞亚微米分辨率红外拉曼同步测量系统mIRage,通过红外光谱和成像分析,来揭示细菌代谢的过程和机理,不仅包含细菌群落,还包含微生物之间的相互作用。由于传统显微红外光谱仪的空间分辨率较低,目前多数研究都集中在细胞群落的评估上,而该研究作为一个重大的突破,次使用亚微米光热红外光谱技术在单细胞水平上评估细菌对标记化合物的吞并行为过程。 参考文献:Imaging Isotopically Labeled Bacteria at the Single-Cell Level Using High-Resolution Optical Infrared Photothermal Spectroscopy,Anal. Chem. 2021, 93, 6,3082-3088. 2. mIRage显微红外谱与Raman光谱协同分析固定或活的单细胞英国曼彻斯特大学的Peter Gardner教授近期发表了他们关于活(和固定)细胞振动光谱分析的新研究结果。他们使用亚微米分辨的mIRage红外光谱及拉曼显微镜,并借助于两个激发源(QCL和OPO激光器),对细胞进行了宽光谱范围的覆盖,从而使所有与生物学相关的分子振动都能被检测到,且保持一致的亚微米的空间分辨率。此外,红外光谱采集与拉曼光谱有效的结合起来,在相同的激发位置,形成振动互补,得到一套完整的振动光谱信息。如下图所示,该红外和拉曼的组合方式可以用来分析液体环境中固定或活细胞的亚细胞结构,其中的蛋白质二次结构及富脂体均可以在亚微米尺度上被有效地识别出来。参考文献:Analysis of Fixed and Live Single Cells Using Optical Photothermal Infrared with Concomitant Raman Spectroscopy,Anal. Chem. 2021, 93, 8, 3938–3950. 3. 亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage用于微塑料鉴定等相关领域 美国特拉华大学Isao Noda教授课题组与Photothermal Spectroscopy Corp公司合作,利用基于光学光热红外技术的新一代非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage对聚乳酸(PLA)和聚羟基烷酸酯(PHA)的复合薄片进行红外拉曼同步成像分析,探究这两种材料结合的方式和内在机理。为探求界面处PHA/PLA组分的空间分布规律,同步和异步二维相关光谱(2D-COS,two-dimensional correlation spectroscopy)被用来分析羰基拉伸区域采集到的红外谱图。结果显示,在主要为PHA的混合界面区域同时观测到来源于PLA的1760 cm-1红峰外,表明部分PLA渗透到PHA层,且与PHA层的其余部分相比,界面附近的PHA结晶度明显降低。另外,作者还通过mIRage对该区域进行了同步红外和拉曼分析,两者选择性和灵敏度不同却可以很好的互补,进一步验证了这一发现的可靠性。结果证实,即使是表面上不混相的PHA和PLA聚合物对,也存在一定程度的分子混合,这种混合可能发生在界面只有几百纳米的空间水平上,很好的解释了这两种生物塑料之间的高度相容性。参考文献:Two-dimensional correlation analysis of highly spatially resolved simultaneous IR and Raman spectral imaging of bioplastics composite using optical photothermal Infrared and Raman spectroscopy,Journal of Molecular Structure, DOI: 10.1016/j.molstruc.2020.128045. 总结亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage作为一种新型的红外光谱技术,具有传统FTIR显微镜不可比拟的优点,并克服了许多限制。先,mIRage可以提供空间分辨率约为500 nm的红外谱图,远远超过了典型的红外衍射限空间分辨率,且不依赖于入射红外波长。更重要的是,它能够以反射/非接触(远场)工作模式简单快速的生成高质量的类似于FTIR的谱图,从而避免了制备样本薄切片的必要,且光谱与商用FTIR数据库搜索完全兼容和可译。另外,即使样品中包含易产生荧光干扰的组分(压制拉曼信号或造成其饱和),mIRage的可调制信号收集特性也确保它完全不受任何荧光的影响。IR和Raman在mIRage方法的结合下,可以充分利用这两种互补性技术的优势,实现同步的红外吸收和拉曼散射测量,并相互印证。
  • “纳米增强拉曼技术在食品安全检测中的应用”研讨会成功举办
    仪器信息网讯 2010年4月15-16日,由北京食品学会、北京食品协会主办,北京食品学会食品安全工作委员会、北京安凯信会展有限公司承办的“第三届国际食品安全高峰论坛”在北京新世纪日航饭店举行。论坛的主要内容由主题演讲、专题研讨、新技术推介、产品展览、技术论文交流等系列活动组成。中国政府高级官员、国际组织及国外驻华机构代表、中外著名专家学者、行业协会领导、食品企业和科研单位负责人等700余人参加了本次高峰论坛。拉曼光谱技术交流会现场    本次论坛同期举办了“欧普图斯光纳科技2010年春季拉曼光谱技术交流会”,技术交流会分三个部分进行:首先由欧普图斯光学纳米科技有限公司(光纳科技)副总经理陆惠宗博士做了题为“纳米增强拉曼技术在食品安全检测中的应用”的报告 然后,光纳科技应用工程师进行了“常规拉曼检测应用”、“纳米增强拉曼检测应用”的演示 最后是各位参会专家与光纳科技工程师现场交流。欧普图斯光学纳米科技有限公司(光纳科技)副总经理陆惠宗博士    陆惠宗博士的报告分为拉曼及纳米(表面)增强拉曼光谱技术、产品性能介绍、在食品安全检测中的应用等几个部分。拉曼光谱是1928年由印度科学家拉曼发现并由此获得了诺贝尔奖。在光与物质发生散射作用时,拉曼散射线的强度一般只有入射光强度的10-6,因而对微痕量物质检测不够灵敏。  陆惠宗博士在报告中提到,拉曼光谱作为一种研究分子及分子结构的光谱技术,除了具备指纹特性外,还具有很多其它的优越性:(1)快速、简单、可重复,一般样品的检测在1-3秒内可完成 (2)无需对样品进行前处理,并且可以通过光纤探头通过玻璃、石英、塑料袋等透明包装物进行无损测量 (3)拉曼光谱是研究水溶性或含水物质样品的理想方法,可以弥补红外光谱的不足。  纳米增强拉曼光谱简介    激光技术的发展使拉曼光谱技术获得了长足的进步,而纳米科技的迅猛发展使“纳米增强拉曼光谱(NERS)”在高灵敏度检测方面获得了突破性进展,可达到单分子的检测水平。陆惠宗博士还在报告中详细分析了与液相色谱、气相色谱、质谱、毛细管电泳、ELISA、红外光谱等常规分析技术相比较,纳米增强拉曼光谱在样品处理、检测时间、检测成本、仪器成本、重现性、现场检测等方面所具有的优点。光纳科技还积极与国家质检总局(AQSIQ)、首都医科大学等国内单位合作,共同开展了纳米增强拉曼光谱在检验检疫、唾液检测等方面的研究,并取得了很好的效果。  在技术交流会上,光纳科技应用工程师演示了利用光纳科技便携式拉曼光谱仪现场检测牛奶中的三聚氰胺、果汁中含超量合成色素等,从样品处理到最后检出结果,整个过程在3分钟内完成。  整个研讨会进行了约3小时,光纳科技的工作人员从拉曼光谱的基本原理到纳米增强拉曼光谱的实际应用进行了详细的讲解,并现场进行了实际样品的快速测试,给与会人员留下了深刻的印象。陆惠宗博士在报告中指出“食品安全检测面临的最大挑战不是能否检出,而是检测手段能否满足在生产、流通、销售等各个环节中进行有效的检测和监控” 纳米增强拉曼光谱作为一种新型的检测技术在这方面有巨大的潜力,同时需要加大在应用方面的基础研究以及该方法的推广工作,需要政府大力的扶持。随着技术的不断完善,相关标准的逐步建立,纳米增强拉曼光谱作为一种快速现场检测技术,具有非常好的发展前景。  欧普图斯(苏州)光学纳米科技有限公司    2003年创立于美国加州的硅谷,研发和制造中心位于美国加州的硅谷   2007年在北京成立了以产品推广为主的分公司   2009年初在苏州工业园区成立了以制造、应用开发、技术支持、售后服务、及国内销售为重点的苏州分公司   2009在上海设立了分公司   主要产品:便携式、高灵敏度、现场、快速的化学物检测系统   核心技术:纳米增强激光拉曼光谱(NERS)
  • 亚微米红外拉曼同步测量技术助力生物材料对骨组织矿化的研究取得重要进展!
    由于红外光谱技术对于分子结构的敏感性,能够在无任何标记的情况下实现对生物样品成分的鉴定和分布解析,对于不便于荧光标记的生物组分鉴别十分有利,使得其在生命科学领域的应用越来越广泛。 近期Maryam Rahmati等人使用亚微米红外拉曼同步测量技术在Materials Today上报道骨生物材料对骨骼再生的研究中成功揭示了红外显微镜在组织样品分析中的潜力。众所周知,生物骨骼有机材料能够模仿天然组织功能,是作为受损骨骼良好的替代物。Maryam等通过设计两个富含脯氨酸的无序肽(IDP2和IDP6)并将它们添加到SmartBone(SBN)生物杂交替代物中,成功合成了具备改善由于植入物导致的组织矿化问题的新型材料。通过对家猪开颅损伤后8周和16周愈合情况的研究,作者团队发现这种材料能够很好的帮助颅骨愈合,如下图所示。研究富含脯氨酸的无序肽的成骨和生物矿化作用。(a)四组监测骨愈合情况的代表图包括假手术、SmartBone(SBN)、SBN + P2和sbn+P6(n = 8)。(b,c) mCT分析骨容积比的代表图像和统计数据(Obj. V/TV)、骨表面/体积比(Obj.S/Obj.v)和骨表面密度(Obj.S/TV),比例尺: 4 mm,(N = 8)。(d–g)研究钙化样品的矿化/非矿化的代表图像和统计数据。(h)碱性磷酸酶(ALP)和抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色法研究脱钙骨中成骨细胞和破骨细胞的活性。 本文中作者认为通过亚微米红外拉曼同步测量技术检测,能够很好的评估IDP的结构变化,因为该技术能够很好的对组织进行高精度成像,并且不受组织粗糙度的影响。通过1037 cm-1的红外图分析,能够很好区别不同区域的磷酸酯和磷酸铵的分布。并通过数据对比实验组与对照组的分布来看,能够看到实验组的骨骼具有良好的矿化。对比1660 cm-1 和1546 cm-1的红外吸收峰可以证明肽发生了构象转变,而且这种转变是与磷酸盐的分布呈现明显相关的。说明了该材料具备良好的医疗价值,同时也说明了亚微米红外拉曼同步测量技术在评估植入生物材料和构象的影响中具备高的潜力。用亚微米红外拉曼同步测量技术研究IDP对的成骨和生物矿化效应的影响及其构象变化。红外40X光学图像和其上标记点的红外光谱(下)。两个单波长图像(1037/1660 cm-1)的比例图,突出显示了在光谱中观察到的富含矿物质和胺的区域。 美国Photothermal Spectroscopy Corp公司经多年潜心攻关,研发出的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统—mIRage凭借其有的亚微米红外拉曼同步测量技术能够直接对样品表面进行红外光谱测试,并且不受到水的干扰,该设备成功将红外光谱的空间分辨率提升至亚微米(~500 nm);得益于其非接触式测量特性,该系统无需制备薄片,直接测试较厚样品,大地简化了制样过程、提高测试效率;同时可实现无接触式地快速简易测量,有效避免了传统ATR模式下的散射像差和交叉污染。且该设备在反射模式下所得谱图与透射模式下FTIR完全一致,还可以选配透射模式,十分适用于液体样品和一些特殊混合样品,大的扩展了光热红外在生命科学领域的应用范围(如图1所示)。亚微米红外拉曼同步测量系统,工作原理及钙化乳腺组织的红外成像图 这项先进技术让mIRage有别于传统的红外测试设备,能够对生命科学领域的常用样本,诸如细胞爬片,病理组织切片,单细胞细菌等有良好的兼容性,并让活细胞观测成为可能。除此之外,mIRage还可与拉曼光谱进行联用,实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试,且无荧光风险,能够帮助研究者更快速全面的确定所分析生物样品的化学组成信息。 亚微米红外拉曼同步测量技术在生命科学领域应用的显著优势:☛ 亚微米的空间分辨率;☛ 可直接获取液体中活细胞的红外成像;☛ 灵敏度高,可直接观测单细胞 (如细菌、哺乳动物细胞等);☛ 无米氏散射干扰,即使在细胞边缘也不受影响;☛ 高的光谱分辨率;☛ 无需直接接触即可测量软组织的红外光谱;☛ 可实现红外和拉曼同步测量;☛ 可实现超过10 μm厚的样品测试,直接置于载玻片上观察分析;☛ 可配置化的红外光源;
  • 重磅|无锡中科光电拉曼米雷达荣获“气象专用技术装备使用许可证”
    “拉曼和米散射气溶胶激光雷达”荣获“气象专用技术装备使用许可证”近日,无锡中科光电的自产设备“拉曼和米散射气溶胶激光雷达”通过中国气象局的审查,荣获气象专用技术装备使用许可证,这标志着公司在气象领域的开拓迈出了具有标志性意义的一步。气象专用技术装备使用许可是指专门用于气象探测、预报、服务以及通信传输、人工影响天气、空间天气等多轨道气象业务的气象设备、仪器、仪表及消耗器材的使用许可。放眼未来,团队将以“监测精密,预报精准,服务精细”为目标,以气象行业需求为导向,坚持创新,聚焦气象和环境的监测与服务,努力推出更多监测装备,为气象和环境事业做出更多贡献。拉曼和米散射气溶胶激光雷达产品简介该产品针对我国大气污染重,细颗粒物分布多,灰霾层较厚的典型特征,创新性地采用高能量脉冲激光作为探测光源,通过测量氮分子振动的拉曼散射信号,计算雷达比;同时能够实时获得大气水汽混合比与相对湿度廓线数据,可用于扣除湿度对颗粒物浓度的影响,提高其反演精度,还可以研究大气中颗粒物吸湿增长特性以及对能见度的影响。主要优势 大功率激光器,适应复杂天气监测,拉曼通道探测4公里以上 三波长八通道探测,实现消光系数、多粒径颗粒物占比、水汽混合比探测 模拟+光子组合采集,避免近场信号饱和、远场信号弱,降低盲区、实现远距离探测 探测过程自动化,无需标定,支持长时间无人值守运行应用场景 提供气溶胶、水汽廓线,完善大气垂直观测系统,提升数据质量 支撑短临天气预报,特别是短期降雨、降雪、降雹等 支撑沙尘等极端天气传输过程分析,提前预警 多雷达联用评估天气过程、预测天气系统发展趋势 指导人工影响天气作业,评估作业效果 雷达质控标定,实现激光雷达远程控制和无人值守,监控激光雷达运行状态,保障数据输出标准化典型应用1、拉曼-米雷达可实时获得水汽混合比数据,进行气象要素探测、云相态识别、污染物识别和污染过程分析。2、以拉曼和米散射气溶胶激光雷达为核心,组建区域雷达监测网络体系,对不同传输通道的污染过程进行监测,通过模式溯源、通量反演,分析本地贡献和区域传输情况。3、作为区域质控雷达,构建区域雷达网质控体系,通过标准雷达控制器,解决目前各型号、厂家雷达台站数据输出格式不统一、监测方法和结果不统一、数据传输监测不完整、运行状态无法实时监控等问题,使得各类型雷达都可以接入气溶胶激光雷达数据质控及反演平台。
  • 亚微米分辨红外+拉曼同步测量技术——打破传统芯片/半导体器件失效分析局面
    前言芯片是科技领域核心技术,是电子产品的“心脏”,是“工业粮食”。在新一轮科技革命与产业变革背景下,大力推动高科技产业的创新发展对于抢占全球高科技领域制高点、增强产业发展优势和提高国际竞争力的战略作用更加凸显。 而如何解决芯片/半导体器件有机异物污染问题,成为众多科研工作者的研究难题。虽然元素和无机分析存在高空间分辨率技术,如SEM-EDX,但在微米和亚微米尺度上识别有机污染物一直是巨大挑战。在过去的几十年里,传统的傅里叶变换红外光谱FTIR/ QCL显微技术虽然得到了广泛的应用,但在关键问题上存在一些局限性,例如相对较差的空间分辨率(5-20 μm)和对 10 μm的样品测试灵敏度较低、坚硬的金属界面可能会在接触样品表面时损坏ATR探针,以及污染可能在凹凸的区域,甚至在狭窄的缝隙内,使得ATR接触式测量难以实现。所以,如何在亚微米分辨率别和非接触条件下,实现芯片/半导体器件的有机缺陷和污染物的识别和表征是非常重要以及创新的一种手段。此外,许多样品的厚度小于100 nm,这在传统的FTIR测量中也是不可能实现的。 仪器介绍图1. 设备及原理图 基于光学-光热技术(O-PTIR)的亚微米分辨率红外拉曼同步测量系统mIRage可实现远场红外+拉曼显微镜的同步测量,该技术具有非接触、免样品制备、亚微米分析等优点,已广泛应用于硬盘和显示器等器件的成分分析。mIRage扩展集成的同步拉曼显微镜,主要用于目标物的应变/应力、掺杂浓度、DLC等测试。获取的高质量反射模式光谱可以通过亚微米红外拉曼同步测量系统mIRage在商业数据库中进行光谱比对检索,终确定亚微米到微米的污染物成分。mIRage光谱的显著优势:1. 亚微米红外空间分辨率,比传统FTIR/QCL显微镜提高30倍,达到500 nm;2. 非接触式测量,非破坏性,反射(远场)模式测量,无须制备样品;3. 高质量光谱(测试可兼容粒子形状/尺寸和表面粗糙度),没有色散/散射伪影问题;4. 可直接在商业数据库中匹配搜索 的污染识别和控制对于把控制造过程以及高科技产品开发至关重要,随着愈发严格的标准和产品尺寸的缩小,识别较小的污染物变得越来越重要和困难。mIRage的先进光学光热红外(O-PTIR)技术的出现彻底改变了微电子器件微小缺陷的红外化学分析方法。mIRage的工作原理是用宽可调谐的脉冲红外激光源激发样品,在样品中产生调制光热效应。通过光热效应提取并计算红外吸收, 通过检测反射探头光束强度的变化作为红外波数调谐的函数,从而提供红外吸收光谱。这种短波长脉冲探测光束(通常是532 nm)决定了红外测试空间分辨率,而不是传统FTIR/QCL显微镜中依赖的红外波长。由于其特的系统架构,短波长探测光束同样也能作为一个拉曼激光源,集成拉曼光谱仪后,mIRage系统可提供同一地点,同一时间,同一空间分辨率的亚微米红外+拉曼显微镜的检测结果。 精彩案例分享 在本文中,我们将介绍通过亚微米红外+拉曼同步测量技术对只有几微米尺寸的缺陷进行电子器件失效分析的研究,案例中的硬盘组件和显示组件由希捷技术提供。 图2为微电子器件免制样,原位测量数据。该案例展示了互补的、验证性的mIRage红外光谱和拉曼光谱的信息。尽管mIRage红外光谱是在反射模式下采集的,但它完全可以与FTIR/ATR数据库中的光谱相媲美。通过与KnowItAll(Wiley)红外光谱和拉曼光谱数据库进行比对,确定这种特殊的污染物可能是一种聚醚(缩醛)材料。污染可能源于研发过程中的异物,包括聚合物、润滑剂等。在此次测试中,mIRage获取的谱图与标准谱峰位重合度超过95%。图2. 左:可见图像显示6 µm缺损位置,右上:与标准数据库比对未知物质的红外光谱;右下:与数据库比对未知物质的拉曼光谱 在许多情况下,传统红外仪器可能会收到一些物质的影响无法直接接触到污染物。图3显示了金属薄膜下20 μm的黑色污染,从金属薄膜的白色圆形分层中可以看到,这是由于有缺陷的薄膜晶体管显示器突出造成的。传统的ATR显微镜的使用将受到薄膜存在的限制,阻碍直接接触污染粒子。此类样品可以通过mIRage进行光谱焦平面定位实现光谱检查,无需额外的样品制备或对粒子进行物理提取。特别是在1706 cm−1波段有强宽红外吸收带的存在,表明污染粒子可能是硫化的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR),已氧化形成羧酸。图3. 左上角:样品和测量的示意图;左下:光学图像缺陷;右:缺陷区域不同位置的mIRage红外光谱。颜色对应于光学图像上的标记。 结论综上所述,我们引进的革命性红外拉曼同步测量系统mIRage在显微红外方面取得了重大进展,如亚微米分辨率测量(~500 nm)、非接触模式测量(非ATR)、非破坏性和免样品制备、点线/面多模式分析、无任何色散/散射伪影以及提供数据库检索等。希捷科技选择mIRage系统是为了研究制造工艺和产品早期开发的污染改善问题。本文介绍的基本原理和实例表明mIRage在识别硬盘和相关精细电子行业的缺陷和污染方面有诸多优势。在红外显微光谱的重要发展领域中,mIRage技术具有颠覆性的潜力。而拉曼光谱仪的联用进一步拓展了它的能力,实现亚微米红外+拉曼显微镜同步测量(同一时间、同一点、同一空间分辨率),以提供互相印证的补充和确认信息。亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage的应用领域正在不断扩大,涵盖了聚合物、药学、司法鉴定、半导体器件缺陷分析、生命科学、环境地质、古生物等众多传统领域。
  • 大米拉曼光谱不同预处理方法的相近产地鉴别研究
    大米是我国主要的主食来源,全国大米种植区域广、种类多,土壤、环境和水质等差异形成地域因素会导致大米的品质发生变化。但一些商家为了追求更高的利润,用相近产地的大米代替地域品牌大米,这不仅损害了粮农的利益,也不利于品牌产业链的健康发展。因此,研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度不同来识别分子结构,从而对物质内部官能团进行特定指纹标定。当前研究主要是集中在不同品种大米的种类区分、对南方和北方产地大米的产地区分、不同年份大米的新陈度区分,而基于相近产地对大米进行分类鲜有研究。王亚轩老师课题组比较四类九种不同的预处理方法结合偏最小二乘法建模,提出一种鉴别相近产地大米的预处理方法,为大米产地鉴别提供新的理论依据。实验设备实验中光谱采集使用厦门奥谱天成光电有限公司制造的波长785nm便携式拉曼光谱仪 ,检测范围在124.79~3324.66cm-1,在在最 佳测量条件下,测量标准峰的位移值偏差为零,符合位移准确度不超过±4cm-1的使用要求。三个产地的大米原始拉曼光谱图1 三个产地大米原始光谱图不同产地大米的营养成分基本一致,但各自的含量差异导致强度不同。图1所 示为200~3300cm-1范围内三个产地的典型大米原始拉曼光谱,可见不同产地的大米峰值强度不同,但产生峰值位置基本相同。大米典型拉曼峰值指认图2 大米拉曼光谱主要特征峰大米光谱特征峰对应着内部化学键振动方式及大米中营养成分的差异,如图2所示,采用多项式拟合去除背景后的大米拉曼光谱主要特征峰出现在200~1900和2800~3000cm-1这两个位置区间,根据主要特征峰值出现的波段,选择200~3100cm-1的全波段进行建模分析。大米拉曼光谱预处理方法当前常用的预处理方法包括一阶导数、二 阶 导 数、平 移平滑、小波变换、多项式 拟 合 等,结合大米光谱特征拉曼峰值的特点,下面选择四类九种预处理方法对光谱数据进行处理。1、一阶导数+平移平滑的预处理方法图3 一阶导数+平移平滑的预处理方法2、二阶导数+平移平滑的预处理方法图4 二阶导数+平移平滑的预处理方法3、小波变换+去除基线的预处理方法图5 小波变换+去除基线的预处理方法4、分段多项式拟合+去除基线的预处理方法图6 分段式多项式拟合+去除基线的预处理方法基于偏最小二乘法的不同预处理方法结果分析为了对比上述不同预处理方法的优劣,每份样本中随机选取33个作为训练集样本、其 余17个作为测试集样本。采用偏最小二乘法进行建模分析。并采用相关系数(r)、均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)来评价预处理的效果,其中r越大、MSE和RMSE越小说明样本的预处理效果越好。结论拉曼光谱技术结合不同预处理方法对相近三个产地的大米进行鉴别,分别采用一阶导数+平移平滑、二阶导数+平移平滑、小波变换+去除基线的方法进行光谱预处理,因为这些方法存在不能保持原有波峰的形状或基线漂移的现象,提出一种分段多项式拟合+去除基线的预处理方法,通过偏最小二乘法 PLS对150个样本三个产地大米建立拉曼模型,实验结果表明经过分段多项式拟合+去除基线中的3点2次多项式的预处理后建立的模型精度最 高,在训练集和测试集中三个产地的识别率均为1 00%,聚类效果好。通过3点2次多项式+去除基线的预处理为相近产地大米鉴别分析提供了一种有效方法,同时为近地域其他农作物鉴别提供技术参考。备注:文章内容节选自黑龙江八一农垦大学土木水利学院_王亚轩老师的成果——“大米拉曼光谱不同预处理方法的相近产地鉴别研究”。
  • 依拉勃为医院乳糜实验提供安全防护方案
    在现代医学的快速发展中,一项重要的临床检验实验被誉为检测和诊断许多疾病的“秘密武器”——乳糜检测,对于多种疾病的早期发现、诊断及治疗具有重要意义。今天依拉勃将带您初步了解其原理、步骤、操作过程中所存在的安全隐患及防护。◆ 实验步骤 & 原理 ◆乳糜检测实验旨在通过科学的方法,准确检测患者体液中的乳糜微粒含量,判断是否存在淋巴管阻塞、破裂等异常情况,从而辅助诊断丝虫病、腹腔结核、肿瘤压迫淋巴管、肾盂肾炎等多种疾病。乳糜实验通常用于诊断乳糜尿,这是一种尿液中含有脂肪颗粒和蛋白质的浑浊现象。通过乙醚萃取尿液中的脂肪,如果尿液变清澈,则为阳性。脂肪小滴还可以用苏丹Ⅲ染色,在显微镜下观察识别。应用范围:医院检验科、医学院实验室实验器材及试剂:显微镜、离心机、乙醚、苏丹Ⅲ乙酸乙醇染色剂、待测样本。实验步骤:结果判定:检测是否有红色脂肪滴乙醚安全隐患高度易挥发液体对人体有麻醉性能。当吸入含量为 3.5% 时,30 – 40 分钟就可失去知觉。短期暴露:当浓度达 7 – 10% 时,能引起呼吸系统和循环系统的麻痹,最后致死。长期暴露:人体过量吸入,会引起严重的急性中毒。呼气中带醚味,并出现呕吐、流涎、出汗、喷嚏、咳嗽、头痛、记忆力减退、 无力、兴奋,常并发肾炎、支气管炎、肺炎。乙醚同时还是高度易燃液体,与强氧化剂反应能起火爆炸。在空气中与氧长期接触或受光照会生成不稳定的过氧化物, 受热能自行着火爆炸。 根据《危险化学品安全管理条例》、《 易制毒化学品管理条例》乙醚属于管制类化学品,受公安部门管制。✚ 依拉勃安全防护方案 ✚ 针对以上风险,依拉勃提供全面、有效的安全防护,改善实验环境确保实验人员的安全与健康。依拉勃净气型通风柜从源头净化台面实验操作中的有毒挥发气体、颗粒物避免人员化学吸入风险依拉勃净气型储药柜24h持续净化柜内和实验室内空气污染实现化学品的规范存储和管理,安全合规依拉勃空气净化仪过滤有毒气体、细颗粒物、病毒、细菌污染物,释放洁净空气。优化实验室的新风,降低能耗。想了解更多方案的详细内容,请扫描下方二维码获取PDF↓
  • PSC发布非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统新品
    非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 — —mIRage O-PTIR系统 产品简介:美国PSC (Photothermal Spectroscopy Corp, 前身Anasys公司)最新发布的一款应用广泛的亚微米级空间分辨率的非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统。基于独家专利的光热诱导共振(PTIR)技术,mIRage产品突破了传统红外的光学衍射极限,其空间分辨率高达500 nm,可以帮助科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。 mIRageTM O-PTIR 光谱O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 光谱是一种快速简单的非接触式光学技术,克服了传统IR衍射的极限。与传统FTIR不同,不依赖于残留的IR 辐射分析,而通过检测由于本征红外吸收引发的样品表面快速的光热膨胀或收缩,来反映微小样品区域的化学信息。 mIRage工作原理:• 可调的脉冲式中红外激光汇聚于样品表面,并同时发射与红外激光共线性的532 nm的可见探测激光;• 当IR吸收引发样品材料表面的光热效应,并被可见的探测激光所检测到;• 反射后的可见探测激光返回探测器,IR信号被提取出来;• 通过额外地检测样品表面返回的拉曼信号,可以实现同时的拉曼测量。 O-PTIR克服了传统红外光谱的诸多不足:• 空间分辨率受限于红外光光波长,只有10-20 μm• 透射模式需要复杂的样品准备过程,且只限于薄片样品• 无传统ATR模式下的散射像差和接触污染 O-PTIR的优势之处在于: • 亚微米空间分辨的IR光谱和成像(~500 nm),且不依赖于IR波长• 与透射模式相媲美的反射模式下的图谱效果• 非接触测量模式——使用简单快捷,无交叉污染风险• 很少或无需样品制备过程 (无需薄片), 可测试厚样品• 可透射模式下观察液体样品• 可以与拉曼联用,实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试,无荧光风险mIRage 技术参数 波谱范围模式探针激光样品台最小步长样品台X-Y移动范围IR (1850-800 cm-1)反射 532 nm 100 nm 110*75 mmIR (3600-2700 cm-1)透射Raman (3900-200 cm-1)反射 重要应用实例分析: 1、多层薄膜 高光谱成像: 1 sec/spectra. 1 scan/spectra样品区域尺寸:20 μm x 85 μm size. 1 μm spacing.图谱中可以明显看出在不同区域上的羰基,氨基以及CH2 拉伸振动的分布。 2、高分子膜缺陷左:尺寸为240 μm的两层薄层上缺陷的光学图像;右:在无缺陷处(红色)和缺陷处(蓝色)的样品的IR谱图,998 cm-1处为of isotactic polypropylene 的特征红外吸收峰。 3、生命科学 左:70*70 μm范围的血红细胞的光学照片;中:红色条框区域在1583cm-1处的Raman照片;右:红血细胞选择区域的同步的IR和Raman图谱 上左:水中上皮细胞的光学照片;上右:目标分子能够在红外光谱上很容易的区分和空间分离,可以明显看到0.5-1.0 μm的脂肪包体;下:原理示意图:红外光谱测量使用透射模式,步长为0.5 μm。 4、医药领域 左:PLGA高分子和Dexamethasone药物分子的混合物表面的光学照片中:在1760 cm-1 出的高光谱图像,显示了 PLGA在混合物中的分布,图像尺寸40 μm * 40 μm右:在1666 cm-1 出的高光谱图像,显示了 Dexamethasone在混合物中的分布,图像尺寸40 μm *40 μm 5、法医鉴定 左:800 nm纤维的光学照片右:纳米纤维不同区域的O-PTIR图谱 6、其他领域• 故障分析和缺陷• 微电子污染• 食品加工• 地质学• 考古和文物鉴定 部分用户及发表文章 [1] Ji-Xin Cheng et al., Sci. Adv.2016, 2, e1600521.[2] Ji-Xin Cheng et al., Anal. Chem. 2017, 89, 4863-4867.[3] Label-Free Super-Resolution Microscopy. Springer, Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering.创新点: mIRage O-PTIR (Optical Photothermal Infrared) 是基于独家专利的光热诱导共振(PTIR)技术,m其突破了传统红外的光学衍射极限,空间分辨率高达500 nm,可有效助力科研人员更全面地了解亚微米尺度下样品表面微小区域的化学信息。非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统
  • 贵金属纳米结构组装及其表面增强拉曼散射应用研究获进展
    近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员孟国文课题组和美国西弗吉尼亚大学教授吴年强研究小组合作,在贵金属纳米结构组装及其表面增强拉曼散射(SERS)应用研究方面取得新进展,相关结果以封面论文发表在《纳米研究》(Nano Res. 2015, 8, 957-966)上。  由于电磁增强作用,位于贵金属纳米结构表面的分子拉曼信号会得到数量级的增强,从而产生表面增强拉曼散射效应。表面增强拉曼散射技术具有分子“指纹”识别能力,在化学和生物分析等领域拥有广泛的应用前景。贵金属纳米结构表面具有大幅度增强局域电磁场的位置(一般位于10nm的间隙处)称为表面增强拉曼散射“热点”,是表面增强拉曼散射信号的主要来源。因此,在三维空间内增加“热点”的密集度将有效提高表面增强拉曼散射灵敏度。目前,构筑三维SERS基底的主要方式是将球形贵金属颗粒组装到非金属纳米结构阵列上。相关理论和实验研究表明,与球形贵金属纳米颗粒相比,带有棱角或尖端的贵金属纳米结构能够产生更强的局域电磁场,因而其组装体在间隙处更易产生“热点”。如果将这些纳米结构组装成三维SERS基底,有望得到高灵敏度SERS基底。  该研究团队以ZnO纳米锥阵列作为牺牲模板,使用含有贵金属离子和特定表面活性剂的电解液,采用电沉积方法构筑多种贵金属纳米结构单元组装的纳米管阵列,例如由银纳米片、金纳米棒、铂纳米刺和钯纳米锥等结构单元组装的纳米管阵列。这些纳米结构单元具有显著的棱角和/或尖端 由其组装的纳米管阵列具有大量间隙,在三维空间内产生高密度的“热点”。因此所构筑的纳米管阵列具有很高的表面增强拉曼散射灵敏度。例如,银纳米片组装的纳米管阵列能够灵敏地检测浓度低至10fM的罗丹明6G (R6G)。这种银纳米片组装的三维SERS基底对高毒性有机污染物多氯联苯也表现出高表面增强拉曼散射灵敏度,并能够检测两种多氯联苯的混合物,表明该三维SERS基底在检测环境中高毒性有机污染物方面具有应用前景。  相关工作得到科技部“973”计划、“中国科学院、国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划”和国家自然科学基金等项目的支持。图1. 论文的相关图片被选作期刊封面  图2. (a)银纳米片组装的纳米管阵列的扫描电镜(SEM)照片 (b)折断的纳米管的SEM照片 (c)不同浓度R6G的SERS光谱 (d) 20μ M多氯联苯-77 (PCB-77)和10μ M多氯联苯-1 (PCB-1)的混合物溶液(曲线I) 以及30μ M的 PCB-1溶液(曲线II)的SERS光谱。
  • 拉曼光谱助力 新型纳米孔器件有望用于表观遗传学快速测序
    p  比利时校际微电子中心(IMEC)9日发表公报说,该中心成功开发出一种能直接读取单分子DNA(脱氧核糖核酸)碱基的新型光学纳米孔器件,有望用于遗传学研究快捷测序。/pp  据介绍,新型器件结合了表面增强拉曼光谱和纳米孔流体技术,能以超高分辨率,实现无标记检测DNA中的遗传编码以及表观遗传变异。研究近期发表在英国《自然· 通讯》杂志上。/pp  具体来说,这项技术通过纳米流体技术驱动DNA分子穿过一种拉长的纳米孔结构--表面等离子体纳米缝。而拉曼光谱是一种可反映分子特征结构的分子振动光谱。当DNA分子穿过纳米缝时,就会同时激发表面增强拉曼光谱,提供碱基分子的“指纹图”,以达到化学键水平的精准识别。/pp  据介绍,这种新型纳米孔器件不仅可以“读取”DNA编码,还可以“读取”碱基的各种化学修饰产物。这些修饰产物通常携带了与表观遗传变异相关的大量信息,同时它们也影响细胞中的基因表达,对进化研究和分析癌症等疾病的发展具有重要意义。/pp  表观遗传学是遗传学研究中最为前沿的领域之一,研究基因的DNA序列不发生改变的情况下,基因表达发生了可遗传的改变等现象。目前使用的表观遗传测序方法大都繁琐费时且价格昂贵。新型器件“是向开发可用于表观遗传学研究的快捷测序方案迈出的重要一步”,IMEC资深研究员陈昌博士说。/pp  比利时校际微电子中心成立于1984年,是一家在纳米电子、能源和数字技术研究和创新领域领先的独立研究中心,总部位于比利时鲁汶,并在荷兰、美国和中国等地拥有研发小组。/p
  • 用于表面增强拉曼散射检测的半包裹金纳米粒子
    研究人员一直在努力开发高度可靠和灵敏的表面增强拉曼散射(SERS)基底,用于检测复杂系统中的化合物。在这项工作中,我们提出了一种用不完全包裹的普鲁士蓝(PB)构建Au核的策略,用于高可靠性和高灵敏度的SERS衬底。包裹的铅层可以提供内标(IS)来校准SERS信号浮动,而金岩心的暴露表面提供增强效应。信号自校准和增强之间的平衡(因此SERS可靠性和灵敏度之间的折衷)通过Au核上PB层的近似半包裹配置(即SW-Au@PB)来获得。提出的SW-Au@PB纳米粒子(NPs)表现出与原始Au NPs相似的增强因子,并有助于使用R6G作为探针分子的校准SERS信号的超低RSD (8.55%)。SW-Au@PB NPs同时实现的可靠性和灵敏度还可以检测草本植物中的有害农药残留,如百草枯和福美双,平均检测准确率高达92%。总的来说,这项工作主要为不完全包裹的纳米粒子提供了一种可控的合成策略,最重要的是,探索了在具有不同溶解度的危险物质的精确和灵敏的拉曼检测中的概念验证实际应用的潜力。a)IW-金@PB纳米颗粒的制造。b)IW-金@PB纳米粒子系统信号自校准能力的原理。c)模拟原始金纳米颗粒、IW-金@PB纳米颗粒和基于核壳的FW-金@PB纳米颗粒的局部电场分布。d)IW-金@PB纳米颗粒的拉曼光谱。e)具有不同铅包裹度的IW-金@PB纳米颗粒的典型TEM图像,包括LW-金@PB、SW-金@PB和NFW–金@PB纳米颗粒。f)原始金纳米颗粒、PB纳米颗粒和具有不同PB层包裹程度的IW-金@PB纳米颗粒的紫外/可见吸收光谱。g)关于IW-金@PB纳米颗粒红移的吸收光谱的放大图。R6G的典型SERS光谱,其中原始Au NPs、LW-Au@PB NPs、SW-Au@PB NPs和NFW–Au @ PB NPs作为SERS基底。b)当在硅片上蒸发SW-Au@PB NPs/R6G时,R6G特征峰(612cm-1)和IS峰(2155cm-1)的SERS强度以及它们在随机选择的15个点上的强度比。c)当在硅晶片上蒸发Au NPs/R6G时,R6G特征峰(612cm-1)的SERS强度穿过随机选择的15个点。d)硅晶片上SW-Au@PB NPs分布的典型SEM图像。e-f)硅晶片上蒸发的SW-Au@PB NPs/R6G (e)的校准SERS信号和Au NPs/R6G (f)的SERS信号的映射结果。g)疏水纸上SW-Au@PB NPs分布的典型SEM图像。h-I)SW-Au @ PB NPs/R6G(h)的校准SERS信号和Au NPs/R6G (i)的SERS信号在疏水纸上蒸发的映射结果。a-b)在硅片(a)和疏水纸(b)上具有不同R6G浓度的SW-Au@PB NPs/R6G的典型SERS光谱。c)R6G特征峰的校准SERS强度与R6G浓度的对数之间的对应关系。d)基于SW-Au@PB NPs和疏水纸,跨10个批次的R6G特征峰的相对SERS强度,在每个批次中随机选择5个点。e)长期储存SW-Au@PB NPs和疏水纸后R6G的典型SERS光谱。f)长期稳定性试验中R6G特征峰的相应相对SERS强度。a)基于SW-Au @ PB NPs/疏水纸系统的不同浓度百草枯的典型SERS光谱。b)百草枯特征峰的相对SERS强度与百草枯浓度对数的对应关系。c)基于SW-Au @ PB NPs/疏水纸系统的不同浓度的福美双的典型SERS光谱。d)福美双特征峰的相对SERS强度与福美双浓度的对数的对应关系。三种草本植物中百草枯(e)和福美双(f)的典型SERS光谱。相关成果以“Semi-wrapped gold nanoparticles for surface-enhanced Raman scattering detection”,发表在国际学术期刊“Biosensors and Bioelectronics”上。
  • 中科院海洋所与物理所成功制备七星瓢虫斑点样的银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)基底
    近日,国际学术期刊《Surfaces and Interfaces》报道了中科院海洋所和中科院物理所合作,制备出七星瓢虫状银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)基底,在模拟高压下实现10-6 M磷酸乙醇胺分子的检测,具有良好的灵敏度和耐压性,为未来深海原位检测低浓度的微生物代谢产物提供了新手段。由于深海环境极端复杂,深海原位探测面临巨大挑战。研究组在之前的工作中,利用自主研发的深海拉曼探针系统,成功实现了高温热液喷口流体温度、成分、矿物和上覆生物群落水的物理化学参数的原位检测。但是缺乏对深海原位一些大分子,特别是深海极端环境下生存的各种微生物的相关代谢产物和中间体的检测手段。同时,在国际上深海微生物细胞外代谢产物也无原位检测方法,传统的检测方法耗时久、成本高、灵敏度低。因此深海细胞外代谢产物的原位探测十分困难,面临巨大的挑战。研究团队利用高温退火工艺对镀银膜的石英进行热处理,成功制备类似七星瓢虫斑点样的银纳米颗粒SERS基底材料。该基底材料具有强抗氧化性,且可耐受深海高压环境,保障了2022年南海冷泉生态系统原位探测航次的成功,在满足深海原位探测需求的同时,也适用于极端工业环境的检测。
  • 毒品检测限1ng/g!普识纳米拉曼技术再上一城
    1月3日,从云南省公安厅获悉,2020年,云南省缴获毒品共35.4吨,再创历史新高,占全国47.45%,继续保持全国第一。其中冰毒、海洛因等主要毒品缴获数占全国总数的80%以上。实施多层布网、多线设卡、多点查缉,完善“一线堵、二线查、三线截”的查缉机制,推进“陆水空邮物”立体查缉体系,始终保持对毒品走私贩运活动的强大威慑。  在常规毒品检测中,拉曼快检在海关、缉查、公安禁毒领域运用已经越来越成熟。随着技术的发展、毒品荧光干扰问题也得到了很好的解决。目前,低浓度毒品检测需求(目前快检灵敏度要求是1000ng/g,即百万分之一克)成为了当下亟待解决痛点难点。  普识纳米手持式痕量毒品检测装备【获得公安部认证】,由国际领先的厦大拉曼研究团队研发,核心技术登上世界最权威的《自然》杂志,并获得了国际专利和2019年国家科学技术奖。  对各种常见毒品、芬太尼类、易制毒化学品和新精活等物品进行快速检测和准确识别。该设备采用革新技术(表面增强拉曼光谱技术),能完美解决执法中遇到的实际样品毒品浓度低、海洛因和部分芬太尼药品等带有荧光物质干扰的常规拉曼无法检测的问题。  在对痕量毒品样品检测中,普识纳米针对舒芬太尼、4-苯胺基-N-苯基哌啶、硫代芬太尼、芬太尼进行测验。  低浓度毒品样品(芬太尼)  在低浓度毒品样品检测中(1ng/g,十亿分之一),普识纳米手持式拉曼光谱仪成功识别。  普识纳米表面增强拉曼光谱技术,相较于常规拉曼快检能力又提升一大步,目前能够检测60余种芬太尼以及140余种新精神活性物质,目前检测限可到10-9(1ng/g、十亿分之一),拥有国内外最全的痕量毒品检测数据库。目前已经在深圳海关、福建省公安厅、深圳市应急局、中国应急危化品管理司等单位采纳使用。
  • 【实验室动态】QD中国北京实验室引进美国PSC非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统-mIRage样机
    2020年,QD中国迎来了公司的十六个年头。为满足国内日益增长的红外仪器测试需求,更好的为国内的科研工作者提供专业技术支持和服务,Quantum Design中国子公司北京总部的样机实验室迎来了一个新的面孔——美国PSC公司(Photothermal Spectroscopy Corp., 前身Anasys)非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统 mIRage。 mIRage 红外拉曼同步测量系统是一个全新的光谱测试系统,基于的光热诱导共振(PTIR)技术, mIRage产品突破了传统红外光谱系统的两大难题:1. 无需接触式的ATR部件及AFM探针技术,即可实现亚微米空间分辨的红外光谱和成像分析;2. 非接触的反射测量模式,提供媲美透射模式的IR谱图质量和标准的谱图数据库,大大简化了样品制备和图谱分析过程,并支持厚样品和液体样品的测试。 图 1. mIRage系统及O-PTIR技术原理示意图mIRage采用可调脉冲式中红外激光器激发样品表面,产生光热诱导热膨胀效应,然后将可见光聚焦到样品上作为“探针”探测产生的光热效应,从而实现快速、简易的样品探测,且不接触样品。基于O-PTIR技术,mIRage可支持多种红外测量模式,包括反射模式下高速的单点(图2 A)和线性扫描红外谱图(图2 B)以及亚微米分辨的单一波长下的高光谱成像(图2 C和D),分析样品目标位置上的化学组成及分布。 图2. mIRage系统数据示例(A)单一纤维不同位置的O-PTIR谱图. (B)高分子薄膜红外线性扫描谱图.(C)多层薄膜单一波长下的高光谱红外成像及谱图. (D) 数据存储单元单一波长下的O-PTIR成像, 用于污染检测 另外mIRage可与拉曼联用,实现同时同地相同分辨率的IR和Raman测试(图3A),无荧光风险;且可选配透射模块(图3B),用于观察液体样品,满足科研工作者的不同测试需求。图3. 血红细胞的O-PTIR和Raman同步谱图测试及成像. (B) 透射模式下观察液体样品(上皮细胞) mIRage非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统,可以快速,准确的实现样品亚微米尺度的红外光谱和成像检测,被广泛应用于多层薄膜、高分子聚合物、生命科学(骨头,细胞,头发等)、医药、法医鉴定、缺陷分析、微电子污染、食品加工、地质学及考古和文物鉴定等多种应用领域。更多的应用仍在不断开发和探索中,我们期待与您早日合作,共同进步!
  • 侯建国领衔单分子尺度研究 实现亚纳米分辨拉曼成像
    目前,全球信息技术正跨入以量子效应为特征的&ldquo 后摩尔&rdquo 时代。单分子尺度体系具有丰富的功能结构和独特的量子性质,将成为量子计算和信息技术物质载体的最佳选择之一。  十余年来,中科院院士、中国科学技术大学教授侯建国领衔的&ldquo 单分子尺度的量子调控研究集体&rdquo 对单分子尺度体系进行不断的探索,取得了一批重要创新成果,并由此获得2014年度中科院杰出科技成就奖。  领先国际水平  单分子尺度量子调控研究是国家量子调控科学领域的重大科学问题和需求。近年来,该研究集体进一步发展和提升了单分子尺度量子态的探测、操纵及调控技术,率先实现了国际上最高水平的亚纳米分辨的单分子拉曼成像。  &ldquo 2013年,我们在单分子化学识别方面取得重大突破,实现了亚纳米分辨的单分子拉曼成像。该工作在《自然》杂志上发表后,立即引起国际科技界的广泛关注。&rdquo 中国科学技术大学教授杨金龙在接受《中国科学报》记者采访时表示。  &ldquo 我们通过技术上的创新和概念上的突破,将非线性效应融入到常规的针尖增强拉曼散射过程中,从而大大提高了拉曼信号的探测灵敏度和空间分辨能力,将光学光谱探测推进到前所未有的亚分子亚纳米水平,使单分子尺度的化学识别成为现实。&rdquo 中国科学技术大学教授董振超说。  团队成员之一、中国科学技术大学教授王兵表示,尽管科学发展进程非常快,但他们在拉曼成像方面取得的成绩迄今仍保持着世界纪录。  此外,该集体还利用单分子选键化学实现了单分子磁性自旋态控制 成功设计并实现具有多重功能集成的单分子器件 利用纳腔等离激元共振实现了单分子电致发光 揭示出氧化物表面光催化分解水的微观机制等。  团队建设尤为重要  &ldquo 我们能取得现在的成绩,离不开团队的长期密切合作。&rdquo 杨金龙表示,单分子尺度体系的研究并不是一项短平快的研究,这个&ldquo 硬骨头&rdquo 需要很多人一起慢慢地&ldquo 啃&rdquo 。  中国科学技术大学单分子尺度的量子调控研究集体由侯建国(实验)和杨金龙(理论)领衔,一共10位成员组成。&ldquo 团队合作对于整个研究获得新突破是非常重要的,协作是全方位的,贯穿了整个团队发展的始终。每一次新的发现,都是整个团队共同协作和努力的结果。&rdquo 王兵说。  其中一位团队成员告诉记者,每次新加入的成员都会带来新的思路,团队建设实际上也是一个逐渐积累和发展,然后不断提升创新研究能力的过程。  在董振超看来,团队的支持对自己的科研工作非常重要。&ldquo 在学术上,我们经常进行热烈的探讨和争辩,有时甚至争论得面红耳赤,大家都在试图攻击对方的弱点。待这些弱点被攻克后,课题研究自然也就往前迈进了一步。&rdquo   &ldquo 我们的团队研究有两个最鲜明的特色:一个是实验和理论紧密结合,因为量子里面有很多实验现象需要理论支撑 第二个是多学科交叉,包括物理、化学、电子、光学、生物等,这样才能有效促成技术的创新集成和知识的融会贯通。&rdquo 董振超说。  应用前景广阔  &ldquo 目前,我们的研究尚属于基础研究阶段。&rdquo 杨金龙表示,团队成员并不满足于现在的进步,会一直探究下去。  &ldquo 科学的魅力在于对未知的探索。&rdquo 董振超说,当你朝着某个方向努力,但作出来的结果与原来的想象和理论不一样时,就会出现新的信息,这样会反过来促进对一些现象新的理解,进而推动科研向前发展。  该团队一位研究人员表示,他们的目的是深刻理解和有效调控分子尺度上的量子行为。目前的研究离真正的应用还有一段距离,但是研究课题都是瞄准未来的能源、信息、生物等前沿领域,旨在为这些未来技术提供基本信息和科学依据。  &ldquo 比如单分子拉曼成像技术,其最主要的优点是能把微观世界里相邻分子的成分和结构&lsquo 看&rsquo 出来,这在材料科学、纳米催化、分子纳米技术、生物技术等领域可能都有很重要的应用前景。&rdquo 董振超介绍说。  &ldquo 在生命科学领域,拉曼成像的应用有可能提高疾病的早期检测技术水平。比如现有技术只能检测出已达到一定量的癌细胞,如果能事先对生命体作单分子检测,就能在癌变细胞极少的情况下将其检测出来,这对癌症早期治疗意义重大。&rdquo 杨金龙表示。  &ldquo 在研究过程中,我们一方面从科学角度出发,另一方面也从国家整体需求出发,在进行科学探索的同时,关注国家战略方向。&rdquo 王兵说。
  • 客户案例 | MIX观察如何为拉曼分析节省时间
    图1.取决于观察方法的外观差异(样品:金属基底上的锈迹)自1958年起,JASCO公司一直致力于开发和制造光学分析仪器和提供分析服务。他们的多种常用于材料分析的拉曼光谱仪产品中都采用了我们的一些显微镜技术。在这篇文章中,JASCO公司拉曼系统部门的Takeo Soejima探讨了我们的MIX观察技术是如何集成到JASCO的拉曼系统中及其如何协助提高了JASCO光谱仪的性能。以下是Takeo Soejima的讲解:更锐利的样品颜色、表面划痕和缺陷以及表面不平整度“MIX观察装置U-MIXR-2是我们的拉曼光谱仪的关键装置。与传统的明场或暗场观察相比,它能让我们更清晰地观察样品的颜色、表面裂纹和缺陷以及表面不平整度。2018年,我们首次将MIX观察装置(当时的型号是U-MIXR)纳入我们的NRS-4000/5000系列激光拉曼光谱仪(图2)中进行评估。这些系统拥有自动切换光学系统和自动光轴调整功能,软件操作简单,可用于从亚微米级微小异物分析到成像测量的多种应用。在图1显示的示例中,我们可在MIX观察下清楚地看到样品的颜色。红色的是红色锈迹,黑色的是黑色锈迹。在传统明场观察下,我们很难区分颗粒的颜色,而且必须测量所有位置。图2.JASCO激光拉曼光谱仪MIX观察:揭示隐藏的细节MIX观察组合了明场和暗场方法,得到了一个结合两者优势的视野。图3显示了另一个示例测量结果,其中仅对维生素的颜色增强部分进行拉曼测量。在拉曼测量中,样品的荧光有时会干扰测量,因此我们花了大量时间通过改变激光器(激光是拉曼测量的光源)的波长来研究测量条件。然而,MIX观察让我们能够更加轻松地根据样品的可见颜色来估计每个样品的出色激发激光。图3.维生素拉曼成像的示例我们一直专注于扩大拉曼光谱仪的应用范围,而且快速响应每个客户的请求对我们来说都非常重要。之前有一位客户曾向我们提供了一个样品。这个样品难以清晰观察,也很难在分析前定位,所以我们必须要在内部开发一个解决方案。最后,在我尝试用MIX滑块进行MIX观察时,这个问题得到了完美的解决。在传统暗场下,我们必须从明场开始物理切换光学系统,而且不可能进行MIX观察。只要将此装置插入转换器,即可轻松地进行暗场/MIX观察,这种方式具备很大的优势。这让我们能够轻松地在软件中选择明场/暗场/MIX观察。在MIX观察下,我们不仅能更清晰地观察样品,还可以大大缩短拉曼测量时间。图4.U-MIXR-2 MIX观察装置U-MIXR(图4)还有让客户利用支持暗场物镜的Evident转换器来低成本升级拉曼仪器的优势,因此我们立即决定采用这一装置。通过协助开发分析仪器业务Evident为我们提供了举办联合活动的建议,并在开发出更好、更快观察和测量样本的系统方面为我们提供了咨询。我希望我们将继续打造牢固的合作关系。”感谢Takeo Soejima为我们分享JASCO对于拉曼分析中MIX观察装置优点的看法。受访客户Takeo Soejima, JASCO公司拉曼系统部。Takeo Soejima是JASCO公司拉曼光谱仪应用开发部门的一员,现从事拉曼光谱仪系统的开发。
  • 普识纳米:785nm常规拉曼也能有抗荧光干扰能力
    拉曼光谱是表征分子结构的特征光谱,可以作为分子的指纹光谱,是物质定性和结构分析的依据,通过采集样品的拉曼光谱并与内置标准的数据库通过算法进行比对,即可确定被测样品的结构种类。发展高效和易于使用的小型便携式或手持式拉曼系统是拉曼光谱一个很重要的发展方向。  从理论来说,拉曼位移与激发光频率无关。拉曼散射强度与激光波长的四次方成反比,因此,蓝/绿可见激光的散射强度比近红外激光要强15倍以上。因此,在运用方案波长选择时,785nm是最佳波长选择。不仅在信号强度表现优异,而且技术成熟,性价比高超。但785nm有一个最为致命的缺点物质的荧光散射强度往往比拉曼散射大很多,容易把拉曼信号完全淹没。1064nm可以规避大多数的荧光干扰,但其信号强度弱,检测时间长,造价高昂,也成为不可规避的痛点。  普识纳米SERS智能处理强,基于785nm技术结合SERS解决方案,不仅保留了785nm波长的优势,而且解决了荧光干扰问题,从技术角度完全实现了对1064替代。普识纳米让785nm常规拉曼也能有抗荧光干扰能力。  不仅如此,普识纳米SERS智能处理器,还能对现有常规拉曼进行升级,兼容各大厂家产品,具有很强的普适性,目前能够检测60余种芬太尼以及140余种新精神活性物质,目前检测限可到10-9(1ng/g、十亿分之一),拥有国内外最全的痕量毒品检测数据库。  兼容性强,常规拉曼都可升级  步骤简单,检测时间短,检测限低  检测效果好,重复率高  普识纳米SERS智能处理器,由国际领先的厦大拉曼研究团队研发,核心技术登上世界最权威的《自然》杂志,获得了国际专利和2020年国家科学技术奖。
  • Bettersize2600激光粒度分析仪测试托拉塞米原料药
    托拉塞米为难溶性药物,原料药颗粒的大小不仅影响药品制备过程中的可加工性,更主要的是影响药物颗粒的溶解性,影响其生物等效性,因此对于托拉塞米颗粒粒度检测是非常重要的。本文使用Bettersize2600激光粒度分析仪测试两款托拉塞米颗粒的粒度,考察两款托拉塞米的差异。湿法或干法对粒度结果的影响湿法是把托拉塞米分散在水或有机溶剂中,通过搅拌、超声以及添加分散剂的方式使粉体颗粒达到良好的分散。图1. 1#托拉塞米样品随分散时间变化曲线(上) 2#托拉塞米样品随分散时间变化曲线(下)由上图来看,1#托拉塞米样品,随着分散时间的增加颗粒粒度逐渐变小,当超声时间达到90s以后基本达到稳定状态。而2#托拉塞米样品,随着分散的进行D10、D50和D90反而增大。图2. 1#托拉塞米样品(A)与2#托拉塞米样品(B)的显微图像这主要是由于两款托拉塞米微粉的粒径差异较大。1#托拉塞米颗粒较大,2#托拉塞米颗粒较小,小颗粒比表面积大,溶解较快,导致粒径逐渐变大。从样品的遮光率变化来看(图3所示),1#托拉塞米遮光率稳定不变,2#托拉塞米遮光率逐渐降低,也进一步证实了2#托拉塞米有溶解现象。图3. 1#与2#托拉塞米遮光率随时间变化曲线从湿法测试结果来看,1#托拉塞米分散90s后结果基本稳定,而2#托拉塞米由于有溶解现象,导致颗粒粒径逐渐变大,因此对于粒径较小的托拉塞米原料药不建议采用湿法测试。干法测试是把托拉塞米干粉直接放到干法进样器中,通过压缩空气将样品“吹过”测试区,从而实现粒度测试。干法测试时,气压将影响结果,我们先用压力滴定的方式,看看能不能找到结果稳定的压力。图4. 1#托拉塞米压力滴定曲线(上) 2#托拉塞米压力滴定曲线(下)从上面两个压力滴定曲线来看,1#托拉塞米随着分散压力增大颗粒粒度逐渐降低,无稳定的平台,这是因为1#托拉塞米的颗粒为片状。空气压力不断将颗粒打碎,导致无稳定的分散平台,这种现象在ISO13320中也给出提示,对1#托拉塞米分散压力选择要慎重。2#托拉塞米当分散压力在0.2~0.4MPa之间,粒度结果都处于相对稳定的状态,说明颗粒达到相对稳定的分散状态,未被进一步破碎,因此2#托拉塞米样品适合用干法激光粒度仪测试粒度。湿法和干法测试的粒度结果由于两款托拉塞米样品差异较大,建议选择丹东百特干湿法两用激光粒度仪Bettersize 2600激光粒度分析仪,用配备的湿法进样器测试颗粒较大的1#托拉塞米,用干法进样器测试颗粒较小的2#托拉塞米,这样对于两款原料药都可以得到较为准确的且具有良好重复性和准确性的粒度结果。图5. 1#托拉塞米样品粒度分布图(上) 2#托拉塞米样品粒度分布图(下)结论1.1#托拉塞米颗粒为片状,易碎,因此建议采用湿法激光粒度仪进行粒度测试,避免干法对颗粒造成破碎,从而影响粒度测试结果的准确性。2.2#托拉塞米样品颗粒较小,比表面积大,在水中有溶解现象,因此建议采用干法激光粒度仪进行粒度测试,避免因小颗粒快速溶解而影响粒度测试结果的准确性。3.选用既有干法进样器、又有湿法进样器的干湿法两用激光粒度仪Bettersize2600,能准确测试两款物性差异较大的托拉塞米样品的粒度。
  • 自动定位颗粒,一键获取拉曼光谱数据——HORIBA拉曼颗粒分析软件再升级
    在支持 r. j. lee(monroeville, pa)研究颗粒和微量化合物分析,协助tzw: technologiezentrum wasser(karlsruhe,germany)研究水中微塑料的过程中,horiba scientific与他们共同研发获得新版颗粒分析模块,进一步增强 labspec 6 拉曼软件包功能。我们希望获得从形态到成分的全部信息,这个新版颗粒分析较之前的版本有巨大的改进,帮助我们简化了研究过程。tzw和环球水源研究联盟(gwrc)的forian r. storck博士说 作为horiba颗粒分析的合作者和新用户,我们被它强大的功能震撼到了。它不仅能够帮助我们统计微米级的颗粒大小/形状信息,而且通过拉曼数据可同时获得化学组成及结构信息。r. j. lee group的咨询科学家/分析化学专家jason s. lupoi博士评论新版颗粒分析模块和horiba显微拉曼光谱仪的联用,使得化学表征操作更加自动化、简易化。它可以自动定位及鉴别颗粒分子,非常适合对医药材料、微量物证、地质岩石、矿物颗粒及过滤器上污染物等颗粒的分析。 新版颗粒分析模块具有简单清晰的操作界面,引导分析人员对成千上万个微米级别的颗粒,进行自动定位、统计大小/形状、基于大小/形状筛选目标颗粒等操作,并且一键获取颗粒拉曼光谱或整个颗粒的成像,终获取定制化报告(显示颗粒位置、大小、形状及拉曼指纹光谱等信息)。新版颗粒分析模块能够调用labspec 6软件的所有功能。单变量、多变量分析及knowltall数据库可根据每个颗粒的光谱指纹信息对颗粒进行简单便捷的分类。相同化学成分的颗粒以相同的颜色显示,相应的颗粒id可在成像图上进行快速识别和定位。新版颗粒分析模块具备三种拉曼采集方式:采集颗粒中心的拉曼光谱、采集颗粒的平均光谱;对颗粒进行成像,可以满足客户对目标颗粒的不同分析需求。新版颗粒分析模块已全面上市,如有需要,欢迎与我们联系:info-sci.cn@horiba.com。
  • 使用表面增强拉曼光谱检测瓶装水中的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米塑料
    近日,挪威科技大学与南开大学合作在Environmental Science & Technology上发表了题为“Identification of Poly(ethylene terephthalate) Nanoplastics in Commercially Bottled Drinking Water Using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy”的研究论文。研究合成了一种新型的表面拉曼增强光谱(SERS)衬底,该衬底可增强纳米颗粒的拉曼光谱信号,通过对不同粒径的聚苯乙烯(PS)纳米颗粒测试发现,粒径越小拉曼光谱信号增强因子越高。使用该SERS衬底,对经100 纳米滤膜过滤后瓶装水进行了检测,通过与标准谱图比对,发现瓶装水中的纳米塑料为聚对苯二甲酸乙二醇酯,浓度高达108 个/毫升。全文速览微纳塑料作为新型污染物,引起了全球范围的广泛关注。而作为微纳塑料研究的基石,检测分析方法一直是该领域的重点和难点,尤其是粒径更小的纳米塑料。本研究合成了一种新型三角孔隙阵列SERS衬底,该衬底可增强纳米塑料的拉曼信号。通过对不同粒径(50,200,500,1000 nm)的PS纳米塑料测试,发现粒径越小,拉曼光谱信号的增强因子越高。对于50 nm的PS纳米塑料检测限为0.001%,约为1.5×1011 个/毫升。使用该衬底,检测了市售的瓶装水,瓶装水经100 nm滤膜过滤后,滴加在衬底上,可直接检测到拉曼光谱信号,经过与标准谱图的比对,发现为聚对苯二甲酸乙二醇酯,该塑料主要为瓶身材质,浓度约为108 个/毫升。该研究提供了一种快速且灵敏的纳米塑料检测方法。引言微纳塑料由于其独特物化性质,分析检测一直是微纳塑料研究领域的重点和难点。拉曼增强由于其可对小分子有机化合物以及纳米颗粒的拉曼光谱信号进行增强,近年来也逐渐应用于纳米塑料的检测。但目前关于SERS测试纳米塑料多集中于实验室内的加标样品,对于实际样品的检测的研究仍然很少。本研究通过合成一种新型的三角孔隙阵列衬底,测试了其对PS纳米塑料的增强效果,并检测分析了市售瓶装水中纳米塑料的赋存。图文导读阵列合成Figure 1. A schematic illustration of fabrication process for the triangular cavity arrays (TCAs). First, close-packed polystyrene (PS) nanospheres are self-assembled on a silicon substrate (i). A thin silver (Ag) film is deposited over the nanospheres (ii), which are then tape stripped away, leaving Ag nanotriangle arrays (iii). A gold (Au) film is then deposited over the entire substrate (iv). An adhesive epoxy is applied on the top of Au and then peeled off, transferring two metals Ag and Au sitting in a complementary arrangement side-by-side on epoxy (v). Simply removing of the Ag parts using chemically etching, revealed gold triangular cavity arrays as shown in (vi).图1展示了该拉曼衬底的合成示意图,首先将一层500 nm的PS纳米微球平铺在硅胶板上,然后在表面添加一层Ag,去除掉纳米微球后,形成了Ag纳米三角阵列,再添加一层150 nm的Au薄膜,之后添加一层粘合剂环氧树脂,在紫外线照射下固化后剥离掉带着两层金属的环氧树脂,再去除孔隙中的Ag后,形成最终的三角阵列衬底。阵列表征Figure 2. Scanning electron micrographs (SEMs) of the corresponding processing steps in Figure 1 to fabricate gold TCAs substrate: (a) Close-packed PS nanospheres that corresponds to step i in Figure 1 (b) Ag triangle arrays after removing of PS nanospheres that corresponds to step iii in Figure 1 (c) Top-view of morphology after depositing Au layer that corresponds to step iv in Figure 1 (d) Au TCAs arrays after removing of Ag parts that corresponds to step vi in Figure 1. Scale bar in a-d: 250 nm. (e) Patterned gold TCAs over large area, scale bar in e: 1 µm.图2为经过图1合成的衬底的扫描电镜图,分别表示了衬底在不同合成阶段的扫描电镜图。从图中可清楚的表明于实际合成的衬底与图1中的示意图完全吻合。PS纳米颗粒测试Figure 3. (a) Raman spectra of PS nanoplastics with different sizes on Au TCAs substrates at concentration of 1%. (b) Enhancement factor (EF) as a function of PS size. (c) Raman spectra of 50 nm PS nanoplastics with concentrations varying from 1% to 0.001% on TCAs substrates and on plain glass substrate at the concentration of 1% (control line). (d-g) Raman mapping images of 50 nm PS nanoplastics on Au TCAs substrates with different concentrations from 1% to 0.001%. Scale bar in d-g: 200 nm.图3展示了不同粒径的PS纳米微球的增强测试,在50、200、500和1000 nm四个粒径中,50 nm的PS微球增强因子最高,随着粒径增加,增强因子变低。此外,还对50 nm的PS微球的不同浓度做了分析测试,发现在0.001%仍可检测到清晰的信号,特征峰1003 cm-1的信噪比为88。瓶装水前处理Figure 4. (a) Schematic of sample preparation from commercially bottled drinking water. (b-d) SEM images of an extracted sample that drop-casted on a silicon wafer after drying under ambient conditions. Scale bar: (b) 300 µm (c) 5 µm (d) 200 nm.图4为瓶装水的处理过程和SEM结果。在采购瓶装水后,取100 mL过100 nm的滤膜,对过滤后的水样进行SEM检测,从图中可看出,在扫描电镜下,存在大量的颗粒物,经过不同倍数的放大,粒径小的可低至几十纳米。同时,采用去离子水做了过程空白对照,在扫描电镜下,无颗粒物检出,排除了实验过程中外部的污染。瓶装水检测Figure 5. (a)Schematic of sample preparation from bottled drinking water. (b) Raman mapping image of sample extracted from bottled drinking water on TCAs substrate. Scale bar: 500 nm. (c) Raman spectra of sample extracted from bottled drinking water on TCAs substrate (red line) and plain glass substrate (brown line), and PET film (purple line). (d) Finite track length adjustment (FTLA) concentration/size image for NTA of sample extracted from bottled drinking water on TCAs substrate: indicating mean size of nanoplastics is ca. 130.8 ± 58.0 nm.图5为瓶装水的拉曼检测结果,将过滤后的瓶装水直接滴加在衬底上,经过拉曼检测后,可鉴别出1620和1760 cm-1两个峰,与PET纳米塑料标准品和PET膜进行对比,可知瓶装水中的颗粒物为PET,在检测空白和过程空白中均无信号。此外,水样还进行了NTA测试,平均粒径约为88.2 nm(三个平行样品的平均值),浓度为1.66×108 个/毫升。小结通过合成新的SERS衬底,可实现对纳米塑料的拉曼信号的增强,纳米塑料的粒径越小增强因子越高,且该衬底的灵敏度高,可对过滤后的水样直接检测,同时还可重复使用。瓶装水的检测结果表明塑料瓶身是水样中纳米塑料的主要来源。
  • 布鲁克叩响便携拉曼市场的门铃——访Bruker拉曼和气体分析部经理Armin Gembus博士
    pspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  随着技术的发展以及实际应用需求的变化,小型化已经成为分析仪器的发展潮流之一,这一点在拉曼光谱仪领域表现的尤其活跃。据SDI报告的数据显示,近年来/spanspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai text-decoration: none "a title="" href="http://www.instrument.com.cn/zc/34.html" target="_self"strong拉曼/strong/a/spanspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "光谱仪器的市场以两位数在不断增长,而可以“拿出去”、应用到各行各业的便携拉曼光谱仪市场规模更大。资料显示,目前便携拉曼光谱仪器全球市场规模约为2.5亿美元,而且未来的增长更是不可限量。/span/ppspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  正是看好了这样的市场商机,很多厂商已经开始了相关产品的布局。海洋光学、必达泰克、赛默飞等很多厂商都已经推出了便携/手持式的拉曼光谱仪,2014年,TSI、万通等一些厂商也开始涉足便携/手持式拉曼产品,此外,还有不少厂家也在观望中。/span/ppspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  其实,便携/手持拉曼光谱仪的这种发展趋势在近几年的展会中已经表现的非常明显,以Pittcon 2015为例,便携/手持拉曼光谱仪几乎“遍地开花。”其中,Bruker就在Pittcon 2015上发布了该公司首款便携拉曼产品BRAVO,并于2015年七月正式在中国推出。为了让中国的用户更好的了解这款产品,近期仪器信息网编辑采访到了Bruker拉曼和气体分析部门经理Armin Gembus博士,布鲁克(北京)科技有限公司FTIR& Raman北方区经理/应用专家王伟陪同。/span/pp style="text-align: center "img title="IMG_6541.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201507/insimg/ed400d09-f536-44e4-8fd1-7050a6902179.jpg"/ /pp style="text-align: center "strongspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "Bruker拉曼和气体分析部门经理Armin Gembus博士/span/strong/pp  strong看准市场 Bruker推出首款手持拉曼BRAVO/strong/pp  大家都知道,拉曼最大的优势是无损分析,可以通过玻璃瓶或者包装材料直接获取拉曼信号,而不需要打开包装袋。随着检测技术的成熟,人们对拉曼光谱仪又提出了新的要求,即系统的小型化、便携化、智能化,这在很多行业,尤其是制药行业对原材料的筛选、鉴别方面的需求非常明显。/pp  Armin Gembus博士介绍到,“虽然现在很难估计便携拉曼在制药行业的市场有多大,但据了解之前已经有不少同类便携拉曼产品卖到了制药行业,总体来说这个市场还是蛮大的。而且,2015版中国药典新增了拉曼光谱法,给用户提供了参考方法,对这个市场具有一定的指导意义,至少用户在选择的时候会减少一些犹豫。”/pp  很多仪器厂商都已经意识到市场对便携/手持拉曼光谱仪的需求越来越大,而且现在市场已经有很多品牌的相关产品,不过,在使用的过程中也还存在一些问题,比如荧光干扰等。对于便携/手持式拉曼光谱仪来说,由于受限于成本、体积、功耗以及使用环境等因素,不能使用实验室中常用的方法进行荧光抑制,从而导致仪器的一些性能并不能满足使用要求,特别是制药行业的要求。这些现状促使Bruker推出手持拉曼BRAVO来满足制药行业的需求,同时,从另一方面来看,Bruker也看中了已经购买该类产品的用户更新换代的需求。/pp  其实对Bruker而言,选择推出这样一款针对制药行业的便携拉曼也是基于既有客户群体考虑。Armin Gembus博士介绍到,“Bruker在红外、近红外制药行业已经有很多老客户,这些客户群体已经非常成熟,BRAVO的推出可以继续延续这个领域的优势。”/pp  strong“全新一代”手持式拉曼“新”在哪里/strong/pp  手持式拉曼光谱仪器的技术门槛虽然不高,但是真正做好也很不容易。布鲁克的这款BRAVO产品自称是“新一代”的手持式拉曼光谱,那么到底“新”在哪里?/pp  据Armin Gembus博士介绍,BRAVO的推出给用于原材料鉴定的拉曼分析仪的性能、安全性和易用性赋予了更新更高的标准:/pp  由于物质本身荧光效应的干扰,很多原材料鉴定不可能通过拉曼技术实现。针对这个技术瓶颈,BRAVO采用了SSEsupTM/sup(连续移频激发)专利技术来消除荧光干扰。与许多传统的产品相比,BRAVO可以获取更多种类、更广范围原材料的拉曼信息,可以得到高质量的谱图 双激发波长,只有A4纸一半大小的仪器中集成了双激光器,将光谱范围扩展到3200cm-1,可以很轻松的探索到C-H的伸缩振动,有利于制药行业的定性分析和样品分类,Duo LASERsupTM/sup 双激发波长技术确保整个光谱范围内具有最高的测量灵敏度 智能化的测试头,BRAVO的IntelliTipsupTM/sup 自动识别技术可以保证测量信息被自动保存,如果您已经定义了一个原材料, IntelliTipsupTM/sup 将建议您使用最合适的测试头进行测量,排除了误操作的可能 激光安全达到1M等级,全电子键盘输入,还有特别为医药市场设计的直观、向导式的大智能触摸屏和自动批量扫描模式等都增加了仪器操作的便利性。此外,据介绍,目前这款BRAVO新品已经通过了制药行业的3Q认证。/pp  手持式仪器追求小型化似乎理所当然,但是据介绍,Bruker未来的便携拉曼有可能会做得比现在大一些,听起来这似乎有点不合潮流。而且,通过Armin Gembus博士的演示我们也发现,BRAVO的触摸屏为7英寸,与其他公司同类产品相比,屏幕也稍微偏大。据王伟介绍,在手机行业有一个发展趋势,手机屏幕越做越大,便于用户的操作,如苹果公司也推出了大屏幕的iphone,甚至ipad。其实,在手持式拉曼仪器方面也存在这样的问题,触摸屏大一些,用户操作起来更直观,更方便,操作体验也会更好一些。/pp  在采访中,我们发现,与市场上同类仪器相比,BRAVO还有一个很大的不同,它本身不配备专门的谱图库,这是否会增加用户的使用难度或者工作量?对此,Armin Gembus博士介绍到,传统市面上的谱图库并不适合用户的分析工作,因为不同的配置条件下测出的谱图并不是完全一致的。对于BRAVO来说,灵敏度比较高,测量一张谱图仅需几秒,建立一个上百张谱图的数据库只需要半天的时间,而且采集一张将被录入谱库的谱图所需的时间和标准测量模式下的测量时间是相同的,最关键的是这个谱图库完全适合用户的要求。因此,用户不用担心工作量的问题,据悉,目前Bruker的技术人员正在做相关方面的培训。/pp  strongBruker布局高中低端俱全的产品线/strong/pp  一直以来,布鲁克都非常注重高端仪器及科研市场,此次推出的手持式拉曼光谱产品,其所面对的是普通用户的应用市场,这是否代表了布鲁克产品线的新布局?/pp  据Armin Gembus博士介绍,不管是红外还是拉曼,Bruker长期以来一直致力于研发市场(高端市场)的应用,不过近年来,随着市场格局的改变,现在也非常看重常规市场了,目前,Bruker在红外、近红外、拉曼领域已经布局了高、中、低端俱全的产品线。/pp  “高端主要是研究型的,中端面向做分析的用户,而低端主要是体验型的,要求既实用又好用。” 接着,Armin Gembus博士介绍了Bruker在红外、近红外以及拉曼方面这些年来产品的布局情况:/pp  在红外光谱仪器方面,Bruker有高端的IFS125HR、VERTEX系列红外光谱仪,2007年推出紧凑而智能的便携式傅立叶红外ALPHA,2012年又推出独立的傅立叶红外显微镜LUMOS,主打仪器的全自动化 /pp  对近红外市场而言,Bruker可以为石油、化工、制药、食品、饲料等领域的用户提供完整的解决方案。据介绍,近年来在Bruker的近红外在饲料行业卖出了80多台。除此之外,Bruker还有在线型及工业现场级傅立叶变换近红外光谱仪。2013年,Bruker还推出了便携的近红外光谱仪TANGO。/pp  在拉曼方面,Bruker在1988年就推出了傅立叶拉曼光谱仪,除此之外还有共聚焦拉曼和共聚焦拉曼显微镜等,除了高端市场之外,现在Bruker又推出了给用户带来全新体验的BRAVO产品,截至目前,Bruker可以为用户提供五款不同的拉曼产品,并将一直致力于更好地为客户服务,继续推出具有高附加值的仪器设备。/pp style="text-align: right "撰稿编辑:叶建/p
  • 拉曼光谱快速检测白酒中的非法添加“甜蜜素”
    2019年底曝出的酒鬼酒“甜蜜素”非法添加事件至今仍疑云重重,这是继2012年“塑化剂”事件之后,白酒业面临的又一个质量安全事件。“塑化剂”事件对整个白酒行业带来了严重不良影响,此次“甜蜜素”事件的影响也将难以估计。由于结论迟迟未定,公众猜测纷纷,该事件的不良影响还在继续发酵。如果在事件初始,有现场快速检测方法,白酒中是否有非法添加这一争议可立即获得结果,那么究竟是质量事件还是蓄意诽谤将得到最直接的证据支持。鉴知技术的拉曼光谱方法正适用于此场景,此方法可在半小时内检测完30个白酒样品,单个样品的平均检测时间仅1分钟。什么是甜蜜素?甜蜜素,是一种人工合成甜味剂,甜度是蔗糖的30-40倍,化学名称环己基氨基磺酸钠。它属于食品添加剂,常用于蜜饯、糕点、调味料等食品中,国标对其适用范围和最大允许使用量有明确限制。甜蜜素在配制酒中是允许使用的,但是在传统发酵生产出的白酒中,则是不允许添加的,属于非法添加剂。我国关于白酒产品的国家标准对于各种香型的白酒产品中也都有明确规定,不允许白酒产品添加任何甜味剂物质。此外,甜蜜素对人体是否存在危害目前仍无定论,《世界卫生组织国际癌症研究机构致癌物清单》中甜蜜素被归类在3类致癌物清单,即属于“对人类致癌性可疑,尚无充分的人体或动物数据”。甜蜜素非法添加仍时有出现但近年的食品安全抽检中,白酒、红酒中检出甜蜜素的情况仍时有出现,是酒类的主要抽检项目之一,在国家市场监管总局最新发布的《关于公开征求2020年食品安全监督抽检计划意见的公告》中,此项亦被列入其中。国家抽检一般采用GB 5009.97-2016中规定的气相色谱法、高效液相色谱法、或者液相色谱/质谱法对白酒中的甜蜜素进行定量检测。这种检测方法成本高操作复杂,需要实验室大型设备,一个样品需要专业人员耗时3-4小时才能完成检测。并且样品处理过程中,需要用到大量有机试剂,废料处理难。这给基层监管机构的检测带来很多阻碍和不便。白酒中甜蜜素的快速检测方法鉴知技术的拉曼光谱方法正是在此情况下专项开发的成果,实现了白酒中甜蜜素的简单快速检测。整个流程操作简单,30个样品在30分钟内即可迅速得出检测结果,大大提高了检测效率,并且节省了检测成本。未知白酒样品检测之后,与数据库中的数据进行自动比对,通过特征峰和特有算法,即可立即得出样品中是否含有甜蜜素的结论。便携拉曼光谱设备近年在食品安全快检领域应用越来越广泛,鉴知技术的RT5000食品安全检测仪利用拉曼光谱的特异性识别,专注于提供多目标物、非特异性痕量筛查的食品安全现场快速解决方案。除白酒中的甜蜜素外,还可检测农药残留、非食用化学物质、易滥用食品添加剂、兽药残留、保健品非法添加、有毒有害物质等六大类100余项物质,为消费者提供安全保障,为监管人员提供有效工具!【鉴知技术简介】北京鉴知技术有限公司,简称“鉴知技术”,是一家以光谱检测技术为核心的专业公司,产品已广泛应用于安检、食品、药品、毒品、医疗等诸多领域,公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。鉴知技术公司源自同方威视技术股份有限公司与清华大学共建的“清华大学安全检测技术研究院”,历经10余年的孵育,公司的核心关键技术达到国际领先水平,专利累计申请数达140余件。公司所拥有的技术获得了国家科学技术委员会科技成果鉴定证书及中国专利优秀奖,相关产品获得了国际发明展览会金奖、北京市新技术新产品证书、中国科学仪器年度优秀新品奖、朱良漪分析仪器创新奖之“创新成果奖”等。【延伸阅读】“鉴知”首次亮相——访北京鉴知技术有限公司总经理王红球从威视到鉴知 150余项专利技术铺就拉曼发展之路乳品中三聚氰胺拉曼快检 全流程只需5分钟同方威视拉曼光谱检测出某壮阳保健品中含有非法添加他达拉非类物质
  • 2012年拉斯克奖揭晓
    基础医学奖获得者临床医学奖获得者 特殊贡献奖获得者  美国拉斯克基金会近日公布了2012年拉斯克奖(Albert Lasker Award)的获奖者,今年共有7位科学家获奖。  今年拉斯克基础医学奖授予美国哥伦比亚大学Michael Sheetz、斯坦福大学的James Spudich和加州大学旧金山分校的Ronald Vale 。获奖理由是在“细胞骨架马达蛋白”研究方面取得新发现。  来自英国剑桥大学的Roy Y. Calne和美国匹兹堡大学的Thomas E. Starzl,因在肝脏移植方面的成就获得2012年拉斯克临床医学奖。  拉斯克医学特殊贡献奖颁给了卡内基科学研究所的Donald D. Brown和哥伦比亚大学的Tom Maniatis,以表彰他们在生物医学领域所表现的杰出的领导才能。  拉斯克奖是生理学和医学领域除诺贝尔生理学及医学奖外的又一顶级大奖。该奖项始于1946年,由纽约的艾伯特-玛丽• 拉斯克基金会设立。拉斯克奖最初分为基础医学奖、临床医学奖和公众服务奖,后又增设特殊贡献奖,其中前两项专门授予科学家。值得注意的是,迄今为止,共有超过300人次获得拉斯克奖,而其中有81位在后来获得了诺贝尔奖,所以该奖项也被看作诺贝尔奖的“风向标”。出生于中国香港的华裔科学家简悦威曾获得了1991年度的拉斯克奖,中国科学家屠呦呦凭借青蒿素的发现获得2011年拉斯克临床医学奖。
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