乌替普利拉

引言包裹体（inclusion）是指矿物中由一相或多相物质组成的并与宿主矿物具有相的界限的封闭系统，包裹体中的物质成分是研究相关地质过程中的密码，它可以揭示不同时期成岩成矿的物化条件和物质来源。激光拉曼光谱作为一种高精度、原位、无损和便捷的分子谱，现已成为研究包裹体的重要手段[1]。利用激光拉曼光谱，可以获得包裹体中分子和化学基团信息，了解其成分、结果和对称性；也可以对包裹体进行一些定量分析，比如利用特征峰与浓度、内压之前的线性关系，对其盐度和压力等性质进行分析[2]。此外激光拉曼光谱系统与其他设备联用还可以获得更多的材料信息。卓立汉光的应用团队成功地将拉曼光谱技术应用于矿物包裹体的鉴定与分析中，获得了以下研究成果：利用拉曼光谱技术，实现对天然绿辉石包裹体的组分鉴定，其中不仅可以对裸露在外的包裹体进行光谱测量，而且还可以对隐藏在样品内部的包裹体进行光谱测量；利用Mapping自动分析功能，实现矿物包裹体的空间结构分析。实验方案　　实验设备采用的是卓立汉光“Finder930”全自动化拉曼光谱分析系统，测量过程均为共聚焦检测；激发波长为532nm；激发功率：~6.5mW；光谱仪参数：320mm焦长，600g/mm光栅刻线；物镜：50X长焦物镜；针孔大小：50μm；狭缝宽度：100μm。图1 “Finder930”全自动化拉曼光谱分析系统实验主要对绿辉石（主晶）的矿物包裹体进行拉曼光谱研究。选取了3个包裹体进行单点检测和Mapping扫描，采集时间依样品的实际拉曼光谱而定。结果分析1、包裹体的单点拉曼光谱分析天然绿辉石会因为其无序-有序的相变而表现出不同的拉曼光谱特征。一般而言，绿辉石的拉曼光谱可以分成四个部分：100cm-1~300cm-1区域内存在一些低强度的拉曼峰；300cm-1~450cm-1区域内会出现一组重叠峰；在600cm-1~800cm-1区域内存在一个强的非对称特征峰（~680cm-1）；在800cm-1~1300cm-1区域内会出现一个强的非对称特征峰（~1010cm-1）[3]。当绿辉石内部的有序性发生变化时，其特征拉曼光谱也会产生些许变化。图2为绿辉石（主晶）和其包裹体的拉曼光谱图，与之相对的包裹体图像也附在图中。图2 绿辉石（主晶）和包裹体1-3的拉曼光谱图2、包裹体的Mapping拉曼光谱分析从包裹体的拉曼光谱可以发现，包裹体的谱图区别在于主晶（绿辉石）的特征峰（具体已在图中使用蓝色三角进行标识），因此我们可以选取这三个特征峰，对不同包裹体的共焦拉曼光谱数据进行处理，得到如图3所示的Mapping图像。图3 包裹体1-3的Mapping结果从以上结果可以看出，“Finder930”全自动化拉曼光谱分析系统可以持续稳定地对样品材料进行Mapping扫描。结论拉曼光谱作为一种无损的分子检测光谱，可以简单快速地对样品进行定性定量分析。通过以上实验研究，可以看到通过搭配透射式光源，“Finder930”全自动化拉曼光谱分析系统可以非常好地对岩石包裹体进行检测，在这一过程中我们不仅可以对裸露在外的包裹体进行检测，而且可以对隐藏在岩石切片内部的包裹体进行检测；此外还可以对相应的包裹体进行持续稳定的共聚焦拉曼成像扫描，得到更为丰富的数据信息。共聚焦拉曼成像数据是一个多维数据，一般包含样品点位置（X、Y轴坐标点）、光谱、强度和时间等信息，无法直观地对空间样品进行显示，但可以针对性地对拉曼成像数据进行选取，即降低成像数据维数以显示信息。在这一过程中，一般会选取位置、波数、强度信息来进行二维Mapping成像，比如上文中的Mapping成像便是以样品的位置、特征峰波数、特征峰强度等信息实现的。

粒度指常指矿物或颗粒的直径(毫米、微米)大小。沉积物颗粒的大小对沉积物的成岩作用有较大的影响，因此沉积岩矿物组成的粒度大小可以反映沉积岩结构的主要特征，是岩石岩性的主要评价指标，同时对于其性质和潜在用途有着非常重要的影响，例如，在同等孔隙度条件下，颗粒越粗，对应的渗透率越大。石灰岩是一种典型的沉积岩，在建筑、冶金、化工、塑料、涂料、食品等工业领域有着广泛应用。而粒度是石灰岩的分类与利用的关键因素之一，不同工业用途对于矿物粒度的要求也不同。如在冶金工业中，炼铁所需的石灰石粒度在15-60mm，烧结则要求粒度≤3mm。以往的研究表明，拉曼光谱信号和背景的强度取决于所测试样品的颗粒及其大小。研究人员在此基础上研究了钙质材料的拉曼信号强度变化和相关背景强度随晶粒尺寸的变化，并开发出一种可以从拉曼光谱中提取平均晶粒尺寸定量信息的方法。研究人员对来自不同意大利采石场的一组沉积钙质岩样品进行岩石学分类，然后进行拉曼光谱分析，同时还对相应的微球和结晶方解石粉末样品进行了分析，发现拉曼信号与粒径之间存在明显的相关性，并获得了校准曲线。实验实现了拉曼信号和背景强度对晶粒和粒径的可重复行为，因此证明了从前者的测量中获得后者的半定量信息的可能性。该成果可以在石灰工业领域以及各种科学环境和其他材料生产链中加以利用。由于设备便携，该技术在采石时期就可以对石灰岩进行快速分析并分类，有利于有利于缩短石灰石材料的生产周期，减少成本。

在生物制剂领域，尤其是注射制剂当中，颗粒污染物可谓是安全与质量方面的关键问题。当含有颗粒物的生物制剂被注射到人体内后，颗粒物可能在注射部位或血管内引起局部刺激和炎症反应，进入微血管的颗粒物可能造成血管堵塞，对于重要器官如心脏、大脑、肾脏等的微血管堵塞，可能会引起严重的功能障碍。 生物制剂中的颗粒物分类 按大小： 可见异物（注射剂中可见异物是指在一定条件下目视可观测到的不溶性颗粒物质，通常粒径或长度为 100μm ） 不溶性微粒（通常指的是亚可见的颗粒异物，粒径或长度为1~100μm ） 按来源： 外来颗粒：不是配方、包装或组装过程的一部分 内源颗粒：来源于配方成分、装配过程或主要包装材料 固有颗粒：是有意存在的或预期存在的，包括溶液、悬浮液、乳剂和其他被设计为颗粒组件(团聚体、聚集体)的药物输送系统 产品配方相关颗粒：如蛋白质聚集体或赋形剂相关降解产物，如脂肪酸颗粒) （Collaborative Study for Analysis of Subvisible Particles Using Flow Imaging and Light Obscuration: Experiences in Japanese Biopharmaceutical Consortium） 对各种颗粒特性进行分析与表征，在制药领域乃是一项极为重要的研究工作。当前，在颗粒物检测方面拥有广泛的技术手段，主要的检测方法主要包括光阻法、光学显微镜、微流成像、显微红外光谱以及显微拉曼光谱。其中显微拉曼光谱技术在颗粒物检测的计数、形貌以及成分鉴定方面展出了明显的优势。 不同颗粒物检测技术的优势与局限 业内通常采用光阻法、光学显微镜以及微流成像技术进行颗粒物计数或者形貌分析，但这些技术在颗粒物检测中存在局限，且却无法对颗粒成分进行鉴定。而显微红外光谱和显微拉曼光谱技术，将 “显微”计数、形貌分析，与结合“分子光谱”鉴定结合，除了能够对颗粒物进行计数、形貌分析之外，还具备成分鉴定的功能。 MicroRaman颗粒物检测仪的专有方案 针对制药领域颗粒物检测开发中显微拉曼光谱技术存在的挑战，长光辰英研发出了专门的解决方案。 扫码下方二维码体验免费样品检测！ END 往期推荐 你见过“人参”颗粒物吗？2024-08-09 这些“奇形怪状”的可见颗粒究竟是什么？2024-09-05 用户文章《AAPS PharmSciTech》丨基于拉曼光谱和机器学习对可见颗粒物的快速鉴定2024-05-31 《Talanta》丨基于拉曼光谱和数字微流控芯片结合机器学习方法对亚可见颗粒物的智能鉴定2023-07-28

近日，多家媒体就三星及苹果公司正在研发的可检测血糖的智能穿戴设备进行报道，据悉，这两家公司最新款的智能手表可能将借助光学传感器，采用拉曼光谱法进行人体血糖无损检测。消息一出，引来多方关注和议论，为此我们采访了多年从事光学无损检测相关研究的清华大学物理系联合培养博士后王成铭，请其为我们答疑解惑。王成铭博士　　王成铭，物理学博士，现任北京鉴知技术有限公司光学工程师，毕业于清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室，清华大学物理系联合培养博士后。多年从事光学相干层析成像(OCT)临床应用方向，有丰富的临床医学合作经验，就光谱方法在血糖检测中的应用做过深入研究。　　仪器信息网：采用拉曼光谱法检测血糖是否可行?　　王博士：方法原理是可行的，使用激发光照射皮肤后收集得到的拉曼光谱(经皮测量)可以反映出皮肤组织中的许多化学物质，例如真皮内的胶原蛋白，真皮下脂肪中的三油酸甘油酯，表皮角质层的胶质蛋白，皮肤血管中的血红蛋白，以及分布于组织液和血液中的葡萄糖等。在血糖无创检测的诸多光学方法之中，拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱，是未来最有希望实现高精度测量血糖浓度的方法之一。拉曼经皮测量无创血糖检测示意图　　Pandey, Rishikesh, et al. "Noninvasive monitoring of blood glucose with raman spectroscopy." Accounts of chemical research 50.2 (2017): 264-272. 葡萄糖分子位于皮肤真皮层中的组织液与血液中，葡萄糖的浓度可从其产生的拉曼光谱信号推断。　　仪器信息网：请介绍目前拉曼光谱法检测血糖的最新研究进展?　　王博士：麻省理工学院(MIT)在使用拉曼光谱测量无创血糖已研究了20多年，他们系统研究了皮肤拉曼光谱的成分、经皮血糖探测的定量化分析和矫正算法、动物血糖测量临床实验等等。去年三星和MIT研究人员在SCIENCE ADVANCES杂志上发表了最新的无创血糖检测的研究，通过对猪的活体葡萄糖钳制实验，从猪耳的拉曼信号图中直接观测到了葡萄糖的拉曼特征峰及其随血糖浓度的变化，这终结了长久以来关于拉曼光谱测量得到的是否是真实的葡萄糖浓度信号的争论，也为这项技术的应用带来一大突破。　　除MIT外，还有一些公司曾经或正在尝试将拉曼血糖检测技术产品化，包括C8 Medisensors，Diramed, LLC和RSP Systems等。C8 Medisensors公司曾推出的可穿戴拉曼无创血糖检测设备　　仪器信息网：拉曼光谱法检测血糖在实际应用中还有哪些问题亟待解决?　　王博士：虽然利用葡萄糖的多个拉曼特征峰与皮肤组织中的其他物质信号峰的差异可做定量分析，但这一研究距离实际应用仍有一定的距离，主要有以下几个难题：　　①葡萄糖浓度低信号弱，并且有可能被其他物质的拉曼信号掩盖和干扰，如真皮层的胶原蛋白和真皮皮下脂肪的三油酸甘油酯，二者合计贡献了超过90%的皮肤拉曼光谱信号。　　②经皮测量还需要解决皮肤的荧光信号干扰，激发光功率的皮肤安全剂量限制以及皮肤表皮层黑色素对激发光和拉曼光的吸收效应等等问题，此外，不同种族之间肤色的差异，加大了这项技术的应用难度。　　③为解决以上两点问题，必然需要使用极高灵敏度的探测器，以及较长的积分时间，这给仪器尺寸及使用便利度带来挑战。　　仪器信息网：据悉，目前已经有一些厂家在进行基于拉曼光谱原理的血糖仪器的研发，您认为可行性如何?有什么新的进展?　　王博士：最近，有报道称三星和苹果将在其智能可穿戴设备上集成拉曼无创血糖检测技术。三星近几年和MIT研究组合作，从发表的公开学术文章看，已经进入临床实验阶段。曾有报道称苹果公司招募过C8 Medisensors公司的前员工，以此猜测苹果很有可能在继续发展可穿戴拉曼技术的路线，但具体进展不得而知。　　虽然基于拉曼技术的无创血糖监测仪器在原理上是可行的，并且在过去十多年内虽然有很多拉曼血糖检测的学术文章报道，检测精度在不断提高，但尚未有成功的获得医疗器械资格的仪器出现，说明相关产品研发的难度确实较大。　　仪器信息网：您对可检测血糖的智能手表这项技术的未来发展如何看待?　　王博士：如上一个问题所讲，这个技术本身存在一定的技术难度，并且在可穿戴设备上集成低功耗的小型化拉曼光谱仪在工程上的难度也较大，但随着深度学习技术的飞速发展和大数据的不断积累，未来基于卷积神经网络的算法可能会替代当前拉曼葡萄糖浓度直接量化算法或者回归量化算法，使得智能穿戴设备的高精度无创血糖测量成为可能。　　附：王成铭博士讲座回顾：《光学无创技术在临床检测中面临的挑战与未来》　　在临床医学实践中，医疗影像(MRI、超声、CT)和病理切片对疾病的诊断起着至关重要的作用，而基于光与生物组织的散射、吸收、相干、偏振效应的光学无创方法，很有希望成为沟通影像学和病理学之间的重要桥梁。本次会议报告对光学无创方法进行概述，着重探讨其在实际临床应用中面临的困难和挑战，从发展的角度探讨技术的未来发展趋势和临床应用前景。

作为一种无创、快速、非损伤性的分析方法，拉曼光谱正逐渐成为生物医学领域中不可或缺的技术之一，在生物大分子（蛋白质、核酸等）及单细胞代谢研究，生化分析、疾病检测及诊断、药物检测及分子相互作用研究等多方面都彰显了极具诱惑的应用前景。相关论文信息显示，目前拉曼光谱分析技术已经在乙肝、登革热、阿尔茨海默症、肿瘤等疾病诊断方面进行探索。同时，拉曼光谱分析的对象，也不止是血清样本，还可以是唾液、尿液、人体分泌物甚至是活体组织等。不过，现阶段，拉曼光谱在医学领域的应用还不完善，还有很多亟待解决的问题。基于此，近年来，越来越多的专家在开展相关的课题攻关工作，为药物研发和疾病诊断等提供越来越深入的潜在方法和理论依据。第五届拉曼光谱网络会议（iCRS2023）期间，多位专家将现场分享，就拉曼光谱在生物和医学领域的应用展开探讨，点击报名》》》部分报告提前看：武汉纺织大学 沈爱国教授《高特异性SERS生物分析》（点击报名）武汉纺织大学生物工程与健康学院沈爱国教授，主要从事面向生命健康、环境和食品安全的生化传感、多光谱成像和仪器研制以及文物科技考古等领域的研究工作。先后主持1项国家重大科学仪器设备开发专项子项目，5项国家自然科学基金项目，1项中石油科技创新项目和2项国家重点实验室开放基金项目；参与1项国家自然科学基金仪器专项重点项目和1项国家重大研究计划培育项目。迄今已在Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Advanced Functional Materials, Analytical Chemistry和Chemical Communications等杂志上发表SCI论文100余篇，他引2800余次，H因子35。特异性是复杂样品精确定量分析的先决条件。沈爱国教授的报告针对贵金属和无机半导体SERS基底的痼疾以及当前SERS检测方法鲜少商业化应用的现状，从SERS 识别或量化复杂体系中分子/分子集群的直接或间接测量的一般性原理入手，探讨标记、赋能、响应和锁定四种路径策略提高SERS生物分析的思路、原理、分子设计、材料制备和应用领域。本报告介绍的重点将聚焦响应型SERS和有机表面增强拉曼散射（OSERS）两种测量技术，它们的检测优势、具体应用场景和未来的发展趋势等。海军军医大学 陆峰教授《药物分子间相互作用研究新方法》（点击报名）海军军医大学陆峰教授，从事药物/生物的谱学研究20余年，近年致力于药物/毒物分析以及药物分子间相互作用研究的新原理、新方法、新技术、新产品等基础与应用研究。近五年主持国家科技部重大新药创制科技重大专项、国家自然科学基金、国家科技部重点研发计划、军队生物安全重点专项等10余项课题。在Anal Chem、Sensor Actuat B、中国科学等期刊发表论文90余篇，授权国家发明专利30余项。获中国发明协会发明创业奖创新一等奖、上海市科技进步三等奖、中国药学会科学技术三等奖、上海市优秀教学成果一等奖等。药物分子之间特定的相互作用既是全面了解细胞过程和潜在疾病治疗的基础，也是生物传感器检测目标分子的基础。分子相互作用研究是药学重要的研究领域之一，其研究方法也一直是国内外众多生命科学家关注的重要工具之一。本报告，重点介绍了表面增强拉曼光谱法(SERS)、生物膜干涉法(BLI)、分子动力学模拟(MD)及其协同方法，并初步应用于药物-核酸适配体、生物毒素药物-核酸适配体、siRNA-药物相互作用等研究对象。三种方法在研究分子间相互作用方面各有所长，可以发现互作表象、定量描述强度、揭示分子机制，有望成为阐明其分子机制的得力工具。吉林大学 韩晓霞教授《蛋白质拉曼光谱：从结构表征到功能探测》（点击报名）韩晓霞教授，2014年入职吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室。迄今为止已在Nat. Rev. Methods Primers、Angew. Chem. Int. Edit.、Nano Lett.、ACS Nano等学术期刊发表论文100余篇，参与撰写英文专著4部，获省部级奖励4项，主持国家自然科学基金5项。目前研究兴趣主要集中在拉曼光谱在生命科学领域的应用研究。蛋白质是生命活动的主要承担者，研究蛋白质的结构和功能对于理解生命过程及其机理具有重要意义。快速灵敏的蛋白质鉴定和结构表征技术是蛋白质组学和生物医学迅速发展的关键。韩晓霞教授课题组以表面增强拉曼光谱（SERS）为主要研究手段，建立了一系列蛋白质标志物的检测方法，推动了SERS在生物医学领域的应用。近几年他们探索了凋亡信号通路中蛋白质–配体间的相互作用及其调控细胞凋亡的分子机制，阐明了关键调控因子在线粒体内以及线粒体–内质网互作调控细胞凋亡过程中所发挥的重要作用，为癌症靶向治疗相关的促凋亡药物的设计和筛选提供了实验方法和理论依据。上海师范大学刘新玲 副教授《表面增强拉曼光谱法检测唾液中D型氨基酸标志物》（点击报名）刘新玲，上海师范大学化学与材料科学学院教师，主要从事拉曼光谱和手性材料研究。拉曼光谱是一种分子指纹光谱分析方法，在分子检测中具有独特优势。然而，拉曼光谱法难以直接区分手性分子对映体。本研究通过引入手性选择剂，发展了几种用于手性分子识别的表面增强拉曼光谱分析方法，并用于检测唾液中D型氨基酸，通过临床唾液样本分析，发现胃癌患者中D氨基酸浓度显著高于非胃癌患者，为胃癌无创诊断提供了一种潜在方法。上海交通大学生物医学工程学院副院长 叶坚教授《Volume-active SERS nanoprobes for bright and supermultiplexed bioimaging》（点击报名）叶坚教授上，海交通大学生物工程学院副院长、上海交通大学医学院附属瑞金医院“广慈教授”、上海交通大学医学院附属仁济医院兼职研究员，国家自然科学基金委优秀青年基金获得者。目前的主要研究方向是等离激元纳米材料和拉曼光谱（表面增强拉曼光谱、缝隙增强拉曼探针）的生物医学应用。在Nature Communications、Nano Letters、ACS Nano、Small、Biomaterials等期刊上共发表论文70多篇，被引用次数近3000次，H因子为30。曾被ACS Nano期刊邀请撰写Perspective文章一篇，被邀请为Springer出版社撰写英文专著一章。本次会议中，叶坚教授的报告题目是《Volume-active SERS nanoprobes for bright and supermultiplexed bioimaging》。雷尼绍（上海）贸易有限公司 李兆芬 高级工程师《雷尼绍拉曼在生物医药领域的最新应用进展》（点击报名）李兆芬，现任雷尼绍光谱产品部应用工程师，主要负责拉曼技术在各个领域的应用开发及使用，拥有多年的拉曼光谱分析测试经验，具有丰富的理论知识及测试技巧，致力于拉曼光谱在各个领域应用解决方案开发和推广。多次协助老师在Nature，Advanced material，等期刊发表论文。显微共焦拉曼光谱系统因为其无需前处理，无损，快速，准确等优异的性能，受到各个领域科研人员的广泛关注，在生物和制药领域分析中也有其独特的优势，例如可以直接对活的细胞等进行检测，可以通过拉曼成像给出药物的工艺等。本次报告就Renishaw拉曼光谱仪在生物以及制药领域中最新的应用做简单的分享。安捷伦科技（中国）有限公司分子光谱产品工程师 裴金菊《空间位移拉曼和透射拉曼在制药上的应用》（点击报名）裴金菊，安捷伦分子光谱产品工程师，2012年毕业于武汉大学化学学院，研究生课题是拉曼等分子光谱技术新型分析方法开发，毕业后一直在国际知名的仪器公司从事分子光谱的应用开发与支持工作，2017年加入安捷伦科技，主要负责红外、紫外、拉曼等分子光谱在制药/生物制药行业的应用开发和技术支持工作。空间位移和透射拉曼均被最新中国药典收录，USP1858重点介绍药厂正在使用的三大拉曼之一——空间位移拉曼，独具直接穿透不透明外包装鉴别原辅料的功能，加速原辅料鉴别放行，解决原辅料100%鉴别最大的痛点。透射拉曼，穿透整个样品，结合化学计量学算法，无需前处理，无损、快速定量检测片剂、胶囊、粉末等样品中的活性成分含量。 蔚海光学仪器（上海）有限公司 应用主管 卢坤俊《海洋光学拉曼解决方案及应用分享》（点击报名）卢坤俊，现任海洋光学亚洲公司应用工程师主管，主要负责光谱仪相关产品的技术支持与光谱解决方案的应用开发工作，有着10年以上的环境、智能农业、化工、消费电子、半导体及生命科学领域的光谱应用背景。本报告将介绍海洋光学公司及客户合作模式，并分享了海洋光学微型光谱仪在拉曼方向的各类应用，包括生物医学、食品安全、制药、安检刑侦以及化工领域。另外，报告还将分享海洋光学在拉曼方向的解决方案模式，包括模块化拉曼、手持式拉曼、便携式拉曼、显微拉曼等。为了分享拉曼光谱技术及应用的最新进展，促进各相关单位的交流与合作，仪器信息网与上海师范大学将于2023年10月24-25日联合举办第五届拉曼光谱网络会议（iCRS2023） 。以上仅是部分报告嘉宾的分享预告，更多精彩内容请参加会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icrs2023/

据麦姆斯咨询报道，总部位于比利时的初创公司Axithra主要开发基于芯片的拉曼光谱技术来监测患者血液中的药物浓度，近期已筹集了1000万欧元的种子资金。由imec和根特大学（Ghent University）孵化而出的Axithra表示，其平台可以为更快、更个性化的疾病护理铺平道路，例如确保患者接受正确剂量的抗生素来治疗感染，从而减少重症监护的时间。据称，Axithra的拉曼光谱方法将imec世界领先的半导体工艺知识与根特大学的光子学研究（独特的片上拉曼专业知识）相结合。Axithra核心团队成员此轮种子资金包括日本滨松光子（Hamamatsu Photonics）的支持，预计将确保为期两年的治疗药物监测（TDM）应用领域的研发工作。imec自己的风险投资部门与专注于医疗保健的Kurma Partners共同领投了本轮融资，并得到了Qbic、Noshaq、White Fund、Wallonie Entreprendre和总部位于西班牙的测试巨头Werfen Diagnostics的支持。Axithra首席执行官（CEO）Leander Van Neste（曾任根特大学客座教授，拥有癌症遗传学背景）表示：“我相信，Axithra可以共同打造治疗药物监测平台，成为真正的‘游戏规则改变者’。由于我们平台的简单性和快速性，即使在快速变化的条件下或在各种环境中（包括传统医院实验室之外），我们也可以为每个患者定制药物治疗方案。”根特大学硅光子学教授Roel Baets补充道：“我们的片上拉曼技术是Axithra解决方案的基础。集成在光子芯片上使这项技术更加灵敏。”Axithra解释说，对于许多药物来说，正确的剂量对于确保患者获得最大利益至关重要。这是患有重病或虚弱患者的医院单位持续关注的焦点，这些患者经常随着时间的推移表现出生理变化，例如重症监护室或肿瘤科的患者。“当剂量不足时，药物就会失去效力，而剂量过多则可能会导致有毒的、可能致命的副作用。”Axithra继续说道，“Axithra的拉曼光谱平台旨在快速、准确地测量血液中的药物浓度，从而能够根据需要及时调整剂量。”Axithra拉曼光谱平台的第一个应用将是测量患者血液中β-内酰胺抗生素的浓度，以便个性化剂量。此类抗生素是迄今为止最常用于治疗或预防细菌感染的抗生素，每年有数百万重症监护患者使用。Axithra拉曼光谱平台将确保能够针对个体患者提供最佳的治疗方案。随着时间的推移，其它药物类别将被纳入治疗计划中。根特大学医院教授、欧洲重症监护医学会候任主席Jan De Waele在imec宣布本轮融资时表示：“鉴于重症监护患者之间的巨大差异，这一发展将使我们能够更好地治疗严重感染的患者，并保护他们免受可能的伤害。由于当前的解决方案周转时间较长，Axithra拉曼光谱平台将帮助我们更快地进行干预，改善严重感染的结果并缩短患者在重症监护病房的住院时间，从而降低成本。”imec表示，Axithra是一个为半导体行业开发的工艺现在如何应用于生命科学的“完美例子”。imec风险投资基金imec.xpand合伙人Frank Bulens表示：“很高兴看到投资者对imec和根特大学的这一新孵化项目给予如此广泛的支持。这一轮融资将使这家初创公司Axithra实现其原型概念验证的里程碑，为筹集进一步融资以将产品推向市场奠定了良好的基础。”

仪器信息网讯 2024年3月29-30日，由中国物理学会光散射专业委员会主办，上海交通大学、武汉大学、上海师范大学和华中农业大学联合承办的第三届全国生物医学拉曼光谱学术会议在上海召开。本次会议给国内外拉曼光谱在生物学、基础医学、临床医学以及生命科学相关领域的学者和拉曼仪器制造商提供了一个直接交流与合作的平台，也让各与会嘉宾充分挖掘拉曼光谱技术在生物医学领域的潜在应用需求。跨界，让拉曼光谱与生物、医学、人工智能等多个学科融合发展，引领科研前沿。而恰恰因为多学科的交叉融合，让本次会议的报告极具看点。30日上午的跨界论坛，5位嘉宾分享了精彩的报告。海军军医大学陆峰教授主持跨界论坛。浙江大学 周民研究员报告题目：《表面增强拉曼光谱的肿瘤及细菌感染成像及治疗》浙江大学周民教授在报告《表面增强拉曼光谱的肿瘤及细菌感染成像及治疗》中讲述了表面增强拉曼光谱在肿瘤及细菌感染成像及治疗中的应用，其详细介绍了SERS 材料设计制备，微小肿瘤病灶成像及术中导航、细菌成像及治疗、干细胞长期活体示踪等内容。西安电子科技大学 陈雪利教授报告题目：《计算拉曼光谱与成像》西安电子科技大学陈雪利教授的报告题目是《计算拉曼光谱与成像》，其介绍说，基于拉曼散射效应和投影断层成像技术的发展，将投影断层成像策略与拉曼光谱技术相结合，可实现大体积复杂系统的高速、无标记和高分辨率的体积化学成像。基于此，他们开展了一系列的研究工作。上海交通大学 林俐助理教授报告题目：《深穿透拉曼技术的活体无创病灶成像及定位》上海交通大学林俐助理教授以《深穿透拉曼技术的活体无创病灶成像及定位》为报告主题，介绍在深穿透活体拉曼成像技术领域的一系列新进展，这些进展在深部病灶的检测、定位和重建方面展示了显著的潜力。据介绍，该工作是拉曼光谱技术向临床转化的一大迈进，也给无创光学诊断和精准医学提供新的思路。上海交通大学医学院附属仁济医院 包州州副主任医师报告题目：《拉曼探针用于肿瘤转移前哨淋巴结的原位活检》本次报告上海交通大学医学院附属仁济医院包州州副主任医师介绍了基于拉曼探针比率式成像方法的前哨淋巴结定位及诊断。该工作开发了缝隙增强拉曼探针，并证实其具有良好的稳定性，能提供较长时间的手术窗口，在诊断SLN转移方面可能优于现有的组织病理学评估，有望指导未来的外科手术。上海交通大学医学院附属仁济医院 潘家骅主治医师报告题目：《拉曼光谱技术在前列腺癌早期诊断和肿瘤评估的研究》上海交通大学医学院附属仁济医院潘家骅主治医师在报告中介绍到，他们利用拉曼光谱技术所围绕前列腺癌早期诊断、肿瘤评估、药物治疗反应等进行的一系列研究，揭示了拉曼光谱技术具有很强的临床转化价值和应用前景。不仅如此，30日上午会议还安排了拉曼与生物医学其他相关、拉曼相关显微技术及生物成像、拉曼光谱与疾病诊断等主题论坛，多位专家的报告也充分显示了跨界的力量，比如海军军医大学陆峰教授、昌平国家实验室王平教授、复旦大学季敏标研究员、上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所陈昌教授和上海交通大学医学院肖泽宇教授等20位专家分享各自领域中的进展和经验。海军军医大学陆峰教授报告题目：《拉曼光谱药理学研究的可行性探讨》昌平国家实验室 王平教授报告题目：《超快超分辨受激拉曼成像应用于生物医学》复旦大学 季敏标研究员报告题目：《受激拉曼显微镜用于快速无标记病理成像与诊断》上海交通大学医学院附属瑞金医院医学芯片研究所 陈昌教授报告题目：《基于光谱技术的无创血糖检测的机遇和挑战》上海交通大学医学院 肖泽宇教授报告题目：《肿瘤治疗的活体拉曼成像分析》本次跨界论坛不止邀请学术界专家，还特别邀请了医学界救死扶伤的专家医师进行交流分享，可谓是一场行业跨界盛典。会议吸引了全国各地专家参与，现场气氛热烈，互动频繁，提问接连不断。通过跨学科的交流，增强了合作，专家学者们互相学习，大家都满载而归。

作为分子光谱领域最为活跃的仪器类别之一，拉曼光谱的发展一直在吸引业界的目光。一方面，科研级拉曼光谱仪性能不断提升以探索科学前沿；另一方面为了解决实际应用问题，相关仪器及解决方案也在不断提升和完善中。从实用的角度出发，拉曼光谱一直彰显着极具诱惑的发展前景，高灵敏、低成本、快速检测一直都是大家努力的方向。食品农产品、生物医药、环境、材料、石油化工、毒品……甚至是最近比较热门的无创血糖检测等相关的拓展一直都在进行中。当然，从科研走向应用的道路总是充满着挑战，比如SERS体系的可靠性、普适性，分子之间的相互作用，复杂基质的检测等，各位科研专家正在为解决这些问题不遗余力地努力着。第五届拉曼光谱网络会议（iCRS2023）期间，多位专家将现场分享，就拉曼光谱在环境、食品、消费品等多个领域的应用拓展及技术突破等展开探讨，为下一步的工作开展和应用推进提供新思路，点击报名》》》部分报告提前看：西南交通大学 范美坤教授《SERS，从单一化合物的高灵敏度分析到复杂体系的区分和识别》（点击报名 ）西南交通大学范美坤教授长期从事环境监测检测技术研究，已主持承担国家级课题6项，获授权发明专利10余项，在国际期刊上发表论文80余篇，2021和2022年度两次荣登斯坦福大学发布的年度科学影响力全球前2%顶尖科学家榜单。本次会议中，范美坤教授将给大家分享《SERS，从单一化合物的高灵敏度分析到复杂体系的区分和识别》的主题报告。华中师范大学 高婷娟教授《土壤重金属与石油类污染物的界面微传感成像》（点击报名 ）华中师范大学高婷娟教授研究领域涉及分子内增强拉曼散射、高灵敏快速多色拉曼成像、超容量拉曼编码，以及分子间相互作用、表界面化学反应、细胞生理过程的原位光电测量等。近三年以通讯作者在JACS、ACS Central Science、Chemical Science、Analytical Chemistry、Water Research等化学、环境类期刊发表系列研究论文。重金属和石油烃是典型土壤污染物，严重影响土壤环境质量。研究重金属与石油烃的土水界面微传感成像，有望提供土壤重金属与石油烃的现场快速检测方法，是土壤分析与污染控制领域的迫切需求。本次会议中，高婷娟教授将分享《土壤重金属与石油类污染物的界面微传感成像》主题报告。针对土壤六价铬和土壤铅的研究对象，她提出固相微传感探针的策略，这种策略集土壤六价铬和土壤铅的提取、富集、分离和后续检测于一体；针对土壤石油烃的研究对象，她采用共聚焦显微拉曼成像，观察石油烃污染的土壤地下水界面原位修复动力学过程。中国检验检疫科学研究院、工业与消费品安全研究所 席广成研究员《基于准金属纳米结构的表面增强拉曼光谱分析研究》（点击报名 ）中国检科院首席专家席广成研究员，长期从事消费品安全相关研究，在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.,等国际期刊发表论文100余篇(其中SCI一区论文40余篇)，授权发明专利12件（转化2件），制定国家标准9项，主持应对“真假珍珠粉”、“化妆品纳米粒子”等消费品重大安全事件的技术研发。本次会议中，席广成研究员将分享《基于准金属纳米结构的表面增强拉曼光谱分析研究》。表面增强拉曼光谱(SERS) 具有高灵敏和现场检测等优点，在痕量测定、真伪鉴别等领域具有广泛的应用前景，但仍然存在瓶颈问题束缚了其大规模应用。针对以上问题，席广成研究员研究团队以公共安全检测领域国家重大需求为导向，以发展 SERS 新原理和新方法为目标，开创了准金属 SERS 研究，并取得了系列成果。浙江大学刘湘江教授《柔性SERS传感器》（点击报名 ）浙江大学刘湘江教授的工作围绕农业信息智能感知技术与装备的薄弱环节，聚焦研发柔性传感器，突破了作物生理信息的长期活体无损感知（茎流、叶温等）、农产品安全信息的原位快速检测（化学残留、重金属、亚硝酸盐等）的难题，在Science Advances、Advanced Science(IF=17.521)、Advanced Functional Materials、Advanced Optical Materials发表论文多篇。本次会议中，刘湘江教授将围绕《柔性SERS传感器》给大家做分享。 瑞士万通中国有限公司 产品经理 王睿《用于农残检测的表面增强技术》（点击报名 ）瑞士万通中国有限公司拉曼光谱产品线产品经理王睿，从事分子光谱技术的产品开发，仪器销售和应用推广工作十余年。在农业、食品、化工、高分子等行业有丰富的产品应用开发和实测经验。从2014年入职瑞士万通中国有限公司，王睿一直负责近红外光谱和拉曼光谱产品的推广工作。 快速检测农药残留一直是政府和企业关心的应用方向。瑞士万通公司在2018年就推出了基于SERS技术的可以稳定分析农药残留的表面增强试剂和试纸。本报告王睿将介绍基于该技术的几项成熟应用，以及相关的光谱仪发展现状。为了分享拉曼光谱技术及应用的最新进展，促进各相关单位的交流与合作，仪器信息网与上海师范大学将于2023年10月24-25日联合举办第五届拉曼光谱网络会议（iCRS2023）。以上仅是部分报告嘉宾的分享预告，更多精彩内容请参加会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icrs2023/

了解固体药物的晶型有多重要？简单回答，合适的药物晶型能够提高药物的生物活性、API的热力学稳定性、制剂的稳定性，且利于制剂成型，故其重要性，不言而喻。近年来，固体药物晶型专利授权门槛的提高，也能看出国家知识产权局对于药物晶型领域新颖性、创新性研发越来越重视，所以如何才能搞明白在研药物的晶型呢？下面小编列出了目前检测固体药物晶型的常用方法，一起来看看吧。检测方法原理优点缺点XRD通过X射线衍射分析晶体结构能精确计算晶体间距无定型结构难以用XRD进行评估DSC通过晶体的吸热/放热反应分析晶体的稳定性和熔点能观察晶体的属性无法定义晶体的结构红外吸收光谱利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析。能提供丰富的结构信息研磨可能会导致药物晶型的改变Raman通过分析受激光辐射产生的散射光来分析化学结构样品制备简单，没有特殊要求难以通过Raman分析晶体的jue对结构近几年，由于拉曼光谱指纹图谱的特性，利用拉曼光谱法来识别固体药物不同晶型的研究和应用层出不穷。近日，我们利用如海光电的高性能便携式拉曼光谱仪Raman11510成功地区分了包括谷氨酸、氯霉素、阿立哌唑在内的固体药物的不同晶型，充分展示了拉曼光谱法在鉴别不同药物晶型应用场景中的发展前景。Raman11510Raman11510是一款具备专业水平的便携式拉曼光谱检测系统，内置高性能红外增强型光纤光谱仪，提高了800nm的近红外波段的信号灵敏度，使得785 nm拉曼光谱的信号得到显著增强。在面对需要高灵敏度的研究场景，如晶型鉴别、蛋白质研究时，能够捕获到细微的拉曼信号。不同晶型的固体药物仅仅有晶型上的区别，而物质组成没有区别，其差异非常小，但我们使用Raman11510便携式拉曼光谱仪的检测结果表明，这种细微的差异在拉曼光谱的“火眼金睛”下还是无可遁形。不同晶型固体药物的拉曼谱图如下图所示，在谱图中我们标出了较为显著的光谱差异部分。图1：谷氨酸α晶型和β晶型的拉曼光谱图图2：氯霉素A、B两种晶型的拉曼光谱图图 3：阿立哌唑A、B、D三种晶型的拉曼光谱图2019年11月至2019年12月期间我们进行了多次药物晶型拉曼光谱的测定的实验。实验数据表明，谷氨酸、氯霉素、阿立哌唑不同晶型的单晶在每次测定所得拉曼光谱图中的主要散射峰的形状、位置、强度及其差别均明显可辨。由此也说明了拉曼光谱法具有良好的准确性、重现性和耐用性，从而可以为原料药成品的晶型分析，结晶过程中离线与在线原位监测控制等过程分析技术的建模提供依据。随着拉曼光谱法在药物分析研究中的不断深入，可以说目前在药物分析领域，拉曼光谱技术是一项未来极具发展潜力的药物分析方法。拉曼光谱法最早被美国药典（USP）收载为通用分析方法，随后又被《欧洲药典》和《英国药典》等收载为药物晶型检测方法。值得关注的是，2010年版的《中国药典》将拉曼光谱法作为指导原则收载，2015年版修订为理化分析通则方法，2020版又再次对拉曼光谱法部分进行修订，这无疑会大大推动拉曼光谱法在药品全生命过程中的应用发展。国家药典委员会官网截图：药典摘文：现代拉曼光谱仪使用简单，分析速度快（几秒到几分钟），性能可靠。因此，拉曼光谱与其他分析技术联用比其他光谱联用技术从某种意义上说更加简便（可以使用单变量和多变量方法以及校准）。拉曼光谱既适合于化学鉴别和固体性质如晶型转变的快速和非破坏性检测，也能够用于假药检测和质量控制，例如：化学分析：原料药活性成分，辅料的鉴别和定量；物理分析：固态（如多晶和水合物）和晶型的鉴别和量；过程分析：生物和化学反应，合成、结晶、制粒、混合、干燥、冻干、压片、装填胶囊和包衣。在《中国药典》2020修订版中介绍了拉曼光谱的很多优势，而手持式拉曼光谱仪能更好的诠释这些优势：如海光电的蓝牙手持式拉曼光谱仪将光谱仪器、采集分析软件、光谱数据管控三个核心功能有机结合，实现了设备管理、用户管理以及数据管理分层级管理，为现场检测提供了方便、有效的工具。《中国药典》zui新修订版中还增加了低波数包括太赫兹光区的拉曼光谱对于鉴定、表征药品有重要意义的表述，如海光电的低波数拉曼光谱仪EVA3000-LW能够检测到66—200cm-1波数范围内显著的拉曼光谱，在药物分析和晶型鉴别领域有巨大的应用潜力。相信未来拉曼光谱定能成为制药行业中药物研发与生产过程中最有力的工具之一！

上篇我们了解到，利用拉曼光谱可以确定巴黎圣母院大教堂在火灾中屋顶结构燃烧时达到的最高温度，这对于安全高效地完成重建工作非常重要。此外，科学家们还分析了法国南部布吕尼屈厄洞穴 (Bruniquel caves) 中的烧焦物遗迹，以揭示它们的前身是动物还是植物。考古学家利用拉曼光谱研究烧焦物遗迹考古学家通过研究烧焦物遗迹来了解史前人类的生活。在探寻早期火驯化痕迹的研究中，烧焦物可证明火的踪迹。烧焦物是有机物发生热解产生的固体残留物。它可能是木炭，也可能是烤焦的肉或脂肪。通过分析这些残留物可以揭示考古遗址的古代居住者使用的燃料类型和饮食习惯。显微拉曼光谱技术非常适合对烧焦物进行考古研究。它对碳化合物的芳香环纳米结构非常灵敏，同时又不具破坏性。拉曼分析只需要几微克的样本，但空间分辨率优于1 µ m。拉曼光谱能否区分木炭和骨炭？拉曼光谱在表征史前炉膛或火炉中的碳化残留物方面很有前景。即使风化改变了烧焦物的有机物前身的特征形态，但仍可确定它是植物源还是动物源。D. Deldicque和他的同事们开发了一种方法，可区分植物源或动物源风化炭。他们发现，在风化木炭(植物源)的拉曼光谱中，1,700 cm&minus 1处的羰基谱带强度更高。而在动物源风化烧焦物的拉曼光谱中，同一谱带的强度则弱很多。此外，动物源风化烧焦物拉曼光谱的HD/HG比率通常高于风化木炭。通过绘制1,700 cm&minus 1处谱带强度随HD/HG高度比的变化关系，他们可以将木炭和动物烧焦物的拉曼光谱区分开。17.65万年前尼安德特人在布吕尼屈厄洞穴建造的环形岩洞结构遗址然后，他们将这种方法应用于布吕尼屈厄洞穴的炉膛中的两块风化烧焦物上。布吕尼屈厄洞穴是一处耐人寻味的旧石器时代考古遗址。这些洞穴因由断裂石笋组成的环形结构而闻名。这些结构距今约17.6万年，经证明是由早期尼安德特人建造的精致建筑。布吕尼屈厄洞穴的两种非晶烧焦物都是模糊的球状形态，没有任何明显的植物或骨骼结构。利用这些样本的拉曼光谱，他们绘制了i1700/iG比率与HD/HG比率的函数关系图。从图中可以看出，第1种非晶烧焦物是动物炭，第2种非晶烧焦物是植物炭，也就是所谓的玻璃化炭。在布吕尼屈厄洞穴的火炉中发现的非晶烧焦物。由于具体形态已经丢失，因此很难明显地识别它们的前身是什么，既可能是玻璃化木炭，也可能是烧焦的脂肪或肉。(a) 第1种非晶烧焦物；(b) 第2种非晶烧焦物(a)第1种非晶烧焦物的拉曼光谱。(b) 第2种非晶烧焦物的拉曼光谱。(c) 拉曼参数图，第1种非晶烧焦物被归为动物类，第2种非晶烧焦物被归为植物类。(d,e) 分别为第1种和第2种非晶烧焦物的能量散射谱为了验证这一结果，他们使用扫描电子显微镜和X射线能量散射谱仪 (SEM-EDS) 对这两种非晶烧焦物进行了分析。第1种非晶烧焦物的EDS分析结果显示其中含有磷、钙和硫，这证实它是一种动物碳。第2种非晶烧焦物的EDS分析结果显示其中含有钙和镁，这证实它的前身是一种植物。通过这种方法，利用拉曼光谱可以区分动物源和植物源的烧焦物遗迹。即使特征形态随着时间推移已经消失，但本质也不会改变。拉曼光谱是研究高度碳化物质的结构和化学成分的理想方法。未来，拉曼测量还可揭示更多人类历史。

法国科学家利用拉曼光谱对考古遗址中的烧焦物质进行了研究。研究表明，利用拉曼光谱可以确定烧焦的是什么物质，以及烧焦温度有多高。2019年法国巴黎圣母院大教堂大火后，研究人员采用这项技术确定了屋顶结构燃烧时达到的最高温度。使用拉曼光谱对烧焦物进行考古研究法国巴黎高等师范学院地质实验室 (Laboratoire de Géologie de l'Ecole Normale Supérieure de Paris) 的D. Deldicque和J.-N. Rouzaud一直致力于研究烧焦物，以测量最高碳化温度。在高温和无氧条件下，有机材料将碳化形成含有多环芳烃层的烧焦物。这些层的生长是不可逆的，并且取决于碳化温度。拉曼光谱对碳化程度非常灵敏。研究人员将这种方法称为拉曼古温度测定法。巴黎高等师范学院地质实验室的D. Deldicque使用inVia&trade 共焦显微拉曼光谱仪研究烧焦物他们使用一台高灵敏度inVia 共焦显微拉曼光谱仪采集了多种烧焦物的拉曼光谱。碳的光谱中包含两个主要谱带，即D谱带和G谱带，分别位于大约1,350 cm&minus 1处和1,590 cm&minus 1处。G谱带与芳香环中sp2杂化碳的振动模式相关，D谱带与芳香环边缘的振动模式相关。拉曼光谱对烧焦物中多环芳烃层的生长非常灵敏。温度越高，碳光谱在1,350 cm-1处的D谱带强度就越高。HD/HG高度比随热处理温度升高而单调增加，温度最高可达1,300&ring C。使用校准曲线，这种方法可以确定碳化温度，精确度为±20 &ring C。因此，HD/HG比率是一种合适的古温度计或“化石热电偶”。聚焦巴黎圣母院火灾中最高燃烧温度巴黎圣母院中殿的碳化横梁（感谢Damien Deldicque和Jean-Noë l Rouzaud提供图片）巴黎圣母院大教堂是始建于中世纪的历史性地标建筑。2019年4月15日的一场大火烧毁了建于12世纪的大部分橡木框架结构。巴黎圣母院的标志性新哥特式尖塔倒塌了。然而，石灰石结构大部分得以保存。为了帮助圣母院的后续重建工作，必须确定火灾期间达到的最高温度。高温可能会导致大教堂屋顶上的铅气化，从而对周边地区的公共健康造成影响。此外，大火还可能损坏了剩余的石灰石砖石结构。拉曼古温度测定法是唯一一种可估算圣母院的框架结构和拱顶所达到的最高燃烧温度的方法。Deldicque和Rouzaud对火灾后收集的烧焦物进行了拉曼古温度测定。他们首先对大教堂中未燃烧的橡木碎片进行了碳化处理，以获得500&ring C至1,300&ring C的校准曲线。然后使用配备热电偶的实验火焰验证了校准曲线。通过拉曼古温度测定法得出的温度与直接测量的温度一致。研究人员分析了大教堂耳堂、中殿和交叉口的烧焦物样本。在巴黎圣母院大教堂的烧焦物中，交叉口的烧焦物燃烧温度最高，达到1,200&ring C；中殿和北耳堂的最高燃烧温度分别为1,088&ring C和1,105&ring C。根据交叉口（绿点）、北耳堂（蓝点）和中殿（卡其色点）的HD/HG比率得出的古温度测定结果火灾对圣母院结构完整性的影响准确确定最高燃烧温度对于安全高效地完成重建工作非常重要。拉曼古温度测定法的结果表明，最高燃烧温度约为1,200&ring C。1,200°C的高温足以烧融大教堂屋顶上的铅。大教堂墙壁上的液态铅溶解流证实了这一点。不过，这些温度均低于1,740&ring C，不足以发生铅气化。圣母院大教堂周边地区的任何铅污染都不可能归因于屋顶上的铅在火灾中发生直接气化，进而导致气溶胶污染。高温还可能损坏石灰石砖石结构的机械强度。由于热应力的作用，石灰石内部在超过300&ring C的温度下可能会出现微裂缝。这会导致孔隙率增加，而密度和强度降低。超过900&ring C之后，固体石灰石 (CaCO3) 则会脱碳，产生粉状石灰 (CaO)。而圣母院大火的温度持续超过了1,000&ring C。因此，这些热变质作用可能会对圣母院的石灰石框架结构产生长期影响。拉曼光谱是研究高度碳化物质的结构和化学成分的理想方法。不仅能提供有关物质本身的线索，还能探知其前身和最高碳化温度。

在 BBC 纪录片《蓝色星球》第二季中，担任解说员的“世界自然纪录片之父”大卫爱登堡（David Attenborough）为了探究二氧化碳对海洋的危害，拜访了一位科学家。▲图 | 大卫爱登堡（左一）和一位海洋科学家（来源：见水印）后者把稀释的酸倒向水中，结果贝壳开始“消失”。贝壳由碳酸钙构成，而酸会溶解它们。构成珊瑚礁的材质，和贝壳是一样的。科学家认为，在 21 世纪之前，珊瑚礁有可能会消失。背后的“罪魁祸首”便是二氧化碳，它们溶解在海水中会变成碳酸。空气中的二氧化碳越多，海水酸性就越强，“死去”的珊瑚礁就越多。有证据显示，燃烧矿物燃料是造成二氧化碳浓度上升的主要原因。因此，全球许多国家都在致力于碳中和。实现“双碳”目标（2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和）是中国为应对全球气候变化做出的重大战略决策和庄严承诺，也是构建人类命运共同体和促进人与自然和谐共生的必然选择。其中的战略路径选择之一，是实现碳化工与碳利用产业结构重构，比如利用风能、水能、太阳能等可再生能源，将CO2电催化成为高附加值的化工产品和化学燃料。目前，在用于CO2还原反应的各类催化剂中，铜（Cu）基材料是最具潜力的催化剂，因为其能直接将CO2电催化还原为多种高碳氧和碳氢化合物。此外，人们还可通过调整铜催化剂的形貌、晶面、孔径、颗粒间距离、次表面原子和晶界等参数，来实现特定的催化反应活性和选择性。因此，在实际的电化学反应条件下，原位研究铜表面上CO2的电催化反应、及其反应中间体是非常重要的，这有助于我们更深入地了解 CO2电催化反应机理，并借此设计出更合理、高效的催化剂。尽管目前许多原位表征测试技术，比如表面增强拉曼光谱（SERS，Surface-Enhanced Raman Scattering）、表面增强红外吸收光谱（SEIRAS，Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy）、衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR，Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared）、X射线吸收光谱、和X射线光电子光谱等，在研究CO2电催化还原反应中取得了快速的发展。但是，如何全面识别其众多表面反应中间体、理解其表面吸附物种之间的相互作用，仍然是一个巨大的挑战。基于此，南京工业大学材料化学工程国家重点实验室邵锋团队及其合作者针对上述挑战，结合运用电化学-壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱 （EC-SHINERS，electrochemical shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy）技术、以及从头算分子动力学（ab initio molecular dynamics，AIMD）模拟，对铜表面的一氧化碳电催化反应过程进行系统而深入的研究，首次用全光谱（40-4000cm-1）观测了多种关键反应中间体，指认了中间体的特征拉曼峰，提出了表面吸附物种相互作用机理，并通过同位素标记实验进一步获得证实。▲图 | 大卫爱登堡（左一）和一位海洋科学家（来源：见水印）概括来说，本研究主要关注CO2电催化还原反应中间体和机理的基础研究，以期指导新型高效铜催化剂的设计与制备。▲图 | EC-SHINERS 技术示意图、（FDTD，Finite-difference Time-domain）以及 AIMD 模拟示意图（来源：PNAS）近日，相关论文以《原位光谱电化学探测铜单晶表面一氧化碳氧化还原过程》（In situ spectroelectrochemical probing of CO redox landscape on copper single-crystal surfaces）为题，发表在 PNAS 上[1]。邵锋教授（南京工业大学）担任第一兼通讯作者，李景国博士（瑞典乌普萨拉大学）和兰晶岗博士（瑞士洛桑联邦理工大学）担任共同通讯作者。▲图 | 相关论文（来源：PNAS）邵锋表示：“（投稿期间）印象最深的一个插曲，是在我们的返回第一轮审稿意见大概两个月后，编辑给我发来邮件说其中的一个审稿人失去联系了，准备再重新找一个新的审稿人开启新一轮的审稿。”而当时正是俄乌冲突发生最激烈的时候，并且欧美也开始了各类制裁和限制俄国和俄裔人士的风潮。课题组担心其中之一的审稿人可能是俄国或俄裔科学家，因此，或多或少会受到了一点影响，也耽误了审稿的进程。“因此我们的论文从投稿到接收，确实经历耗时很久。虽然虚惊一场，好在最后还是得到了编辑的肯定，最终论文被接收了！”邵锋说。同时审稿人表示，论文的光谱实验部分非常令人兴奋，包含大量有价值的信息，对研究反应机理非常有帮助。此外，理论计算部分质量也很高，预测了各种可能中间体的特征振动图谱，并能与实验结果很好地吻合。其还称，这是一项非常扎实的工作，进行了大量的控制实验和对比实验，同时结合了 AIMD 计算，故论文的论证路线和数据分析令人信服。此外，审稿人也提出了非常重要的建议：即对于特征拉曼峰的归属指认，如何排除其他接近的拉曼峰的重叠与干扰？例如，课题组首次观测并指认了 1220 和 1370cm-1 处的拉曼峰，为 CO-CO 耦合后迅速夺取表面水分子的质子而形成的*HOCCOH 中间体的特征峰。然而，这些峰的位置与反应过程中共存的 *HCO3–/*COOH /*CO32–/*CO2– 等表面中间体的拉曼峰十分接近。因此，该团队需要进行严格的对比实验，来排除可能的重叠与干扰。通过控制实验和理论计算相结合，课题组对这些中间体的特征拉曼峰进行了明确归属，并由此提出了相应的电催化反应机理和路径。研究中的第一步是对原位检测技术的选择。鉴于其具有明确的表面状态以及光电性质，铜单晶表面被用作电催化反应基底。常用的 SERS 技术很难应用于单晶界面研究，而基于红外的光谱技术又难以提供低波数范围（至-0.8 V）；2. 不同反应氛围（CO 与 Ar 饱和溶液）；3. 不同反应阳离子（CsOH、KOH 与 LiOH）；4. 不同反应晶面（Cu(100）、（111）与（110）晶面5. 不同反应 pH 值（CsOH、CsHCO3 与 CsCl 溶液）；6. 不同同位素标记（13CO 与 D2O 溶液）；7. 不同中间体的稳定性（*OCCO、 *HOCCO, 和*HOCCOH物种）。8. 不同特征峰的重叠（*HCO3–/*COOH /*CO32–/*CO2– ）等。值得注意的是，课题组的 AIMD 的计算还表明，溶剂水分子不太可能与铜表面吸附的一氧化碳形成氢键，这意味着 *CO 在较低的过电位下，难以直接从溶剂水分子里得到质子进而形成 *COH/*CHO。与此同时，之前文献报道的 *OCCO 和 *HOCCO 作为 C-C 耦合的关键中间体，它们在铜表面依旧拥有较高的反应活性而发生进一步的反应，最终形成 *HOCCOH 中间体。其中，吸附于铜表面的水分子可以作为质子源参与反应，同时还能留下 Cu-OHad 这一表面吸附物种。下一步，该团队计划开展基于新材料的 CO2捕获富集、催化转化与产物分离耦合的过程研究，以提高传统反应过程的资源和能源利用率为目标，助力“双碳”目标的高质量实现。参考资料：1.Shao, F., Wong, J. K., Low, Q. H., Iannuzzi, M., Li, J., & Lan, J. (2022). In situ spectroelectrochemical probing of CO redox landscape on copper single-crystal surfaces. Proceedings of the National Academy of Sciences, 119(29), e2118166119.

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。本次会议中，上海交通大学长聘教轨助理教授林俐特别分享了题为《活体透射表面增强拉曼光谱：深层病灶的无创检测与定位》的报告，引发行业极大关注。会后，我们也特别邀请了林俐教授再次给大家做深入的分享。1、成果简介检测体内病灶并获取其深度信息，对于临床诊疗至关重要。拉曼光谱具有实时采集和无电离辐射等优势，但传统背散射拉曼光谱不具备实现深层病灶无创实时定位潜力。我们开展了基于透射拉曼光谱的深层检测研究。成果及优势如下：成果1：开发了超高亮度拉曼造影剂，结合表面多支化结构的金纳米花和银壳结构，利用“缝隙增强”的效应极大增强造影剂的亮度，检出限fM级别。结合大光斑激发的策略，可以在满足临床安全光照剂量要求下实现高检测深度，最高14cm；成果2：开发了“谱峰比值法”病灶深度预测模型；结合多点检测误差校正模型、多谱峰对的非匀质组织深度预测模型和平面多点检测方法，最终完善为一套“谱峰比值法”病灶三维定位策略。成果3：首例基于透射拉曼光谱的大鼠前哨淋巴结的无创定位和手术导航，活体实时定位误差小于1%。2、产业化探索未来准备将整套病灶检测方法集成为集造影剂、检测装置、定位算法为一体的拉曼病灶定位系统，最终可以将系统应用于临床肿瘤的前哨淋巴结定位手术导航。当前，高亮度造影剂已完成了中试生产，病灶的定位方法已申报专利。该系统具备很高的应用前景，仅以前哨淋巴结活检手术为例，研报显示全球每年手术台次超1000万例，总市场规模超1000亿，手术辅助设备规模超100亿。3、课题组未来研究计划最看好的光谱技术仍是拉曼光谱技术。因为拉曼光谱作为一种分子指纹光谱，具有高特异性，无标记检测方法可以直接展示生物分子的特征。作为一种光学检测技术，对于人体较为无害。在未来，我们将会进一步完善拉曼造影剂安全性验证，以及病灶三维定位模型，并尝试结合CT、MRI等常见医学成像手段，开发拉曼多模态成像方法，将拉曼光谱技术真正推向临床。4、合作意向① 和仪器设计厂商合作，共同研发集成拉曼病灶定位系统，最终可以形成可出售的产品；② 和研究光学重建算法以及多模态成像的老师合作，共同开发出拉曼多模态成像方法。5、专家简介或者课题组介绍上海交通大学生物医学工程学院拉曼医学及纳米光子学研究中心叶坚教授，课题组PI，博士生导师，上海交通大学医学院附属瑞金医院“广慈教授”、上海交通大学医学院附属仁济医院兼职研究员、国家重点实验室PI、国家自然科学基金委优秀青年基金获得者。联系方式：yejian 78 @sjtu.edu.cn 林俐助理教授，博士生导师，上海市教委“晨光计划”学者。研究兴趣为基于光学方法的无创病灶定位和检测，包括近红外二区拉曼响应纳米探针的设计开发、深穿透拉曼光谱技术、拉曼图像重建和术中活体定位病灶。联系方式：linli92@sjtu.edu.cn

作为分子光谱领域最为活跃的仪器/技术类别之一，拉曼光谱一直引领着学科发展的热点，相关的新技术、新应用层出不穷，特别在物理材料、生物医药、环境、食品等多个领域发挥着越来越重要的作用。一方面，科研级拉曼光谱仪性能不断提升以探索科学前沿；另一方面为了解决实际应用问题，相关手持/便携仪器也在不断的提升和完善中。为了分享拉曼光谱技术及应用的最新进展，促进各相关单位的交流与合作， 仪器信息网(https://www.instrument.com.cn/)与上海师范大学将于2023年10月24-25日联合举办第五届拉曼光谱网络会议（iCRS2023）。立即报名》》》本次会议特别邀请拉曼光谱技术及应用领域的知名专家，就SERS与TERS、拉曼光谱在物理与材料领域的应用、拉曼光谱在环境与食品领域的应用、拉曼光谱在生物与医药领域的应用等主题，以在线网络报告交流的形式展开探讨，为拉曼光谱的相关从业人员搭建沟通和交流的平台，促进我国拉曼光谱相关仪器技术及应用的发展。会议日程公布如下（更新中）：第五届拉曼光谱网络会议会议日程（更新中）时间报告主题姓名单位10月24上午大会开幕（我要报名》》》）08:50--08:55开幕致辞姚建林苏州大学 教授10月24上午 SERS与TERS （我要报名》》》）08:50--08:55会议主持张华厦门大学 教授09:00--09:30基于半导体增强拉曼的疾病体外分析检测郑婷婷华东师范大学 教授09:30--10:00更新中张月皎厦门大学 助理教授10:00--10:30更新中待定安东帕10:30--11:00等离激元纳米材料的可控构筑及其SERS应用郑广超郑州大学 副教授11:30--12:00基于单分子TERS技术的单个化学键成断键过程研究张尧中国科技大学 教授2023年10月24下午 拉曼光谱在物理与材料领域的应用（我要报名》》》）13:55--18:00会议主持尤静林上海大学 特殊钢国重实验室常务副主任 / 教授14:00--14:30二维材料光谱学与光电器件倪振华东南大学 教授14:30--15:00等离子体纳米颗粒与J聚体及激子的强耦合研究王培杰首都师范大学 教授15:00--15:30拉曼光谱&TERS在材料研究中的应用周琰HORIBA 博士15:30--16:00关联量子材料中的声子瓶颈效应：超快光谱与超快动力学研究赵继民中国科学院物理研究所 研究员16:00--16:30更新中待定北京鉴知技术有限公司16:30--17:00等离激元纳腔与确定性单激子的室温强相互作用刘仁明河南大学 教授17:00--17:30国产共聚焦显微拉曼光谱成像仪刘鸿飞奥谱天成（厦门）光电有限公司 总经理17:30--18:00表面增强拉曼光谱调控策略张超山东师范大学 教授2023年10月25上午 拉曼光谱在环境与食品领域的应用（我要报名》》》）08:55--12:00会议主持方吉祥西安交通大学 教授09:00--09:30SERS，从单一化合物的高灵敏度分析到复杂体系的区分和识别范美坤西南交通大学 教授09:30--10:00土壤重金属与石油类污染物的界面微传感成像高婷娟华中师范大学 教授10:00--10:30用于农残检测的表面增强技术王睿瑞士万通中国有限公司 产品经理10:30--11:00基于准金属纳米结构的表面增强拉曼光谱分析研究席广成中国检验检疫科学研究院/工业与消费品安全研究所 副所长/研究员11:30--12:00更新中刘湘江浙江大学 教授2023年10月25下午 拉曼光谱在生物与医药领域的应用（我要报名》》》）13:25--18:00会议主持杨海峰上海师范大学 处长／所长／教授13:30--14:00更新中沈爱国武汉纺织大学 教授14:00--14:30药物分子间相互作用研究新方法陆峰海军军医大学 教授14:30--15:00更新中待定英国雷尼绍公司15:00--15:30蛋白质拉曼光谱：从结构表征到功能探测韩晓霞吉林大学 教授15:30--16:00空间位移拉曼和透射拉曼在制药上的应用裴金菊安捷伦科技（中国）有限公司 分子光谱产品工程师16:00--16:30表面增强拉曼光谱法检测唾液中D型氨基酸标志物刘新玲上海师范大学 副教授16:30--17:00海洋光学拉曼解决方案及应用分享卢坤俊蔚海光学仪器（上海）有限公司 应用主管17:00--17:30Volume-active SERS nanoprobes for bright and supermultiplexed bioimaging叶坚上海交通大学生物医学工程学院 副院长/教授2023年10月25下午 闭幕（我要报名》》》）17:30--17:40闭幕致辞陈建中山大学 研究员　会议报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icrs2023/

---ETD技术发明人做技术报告 2013年2月17日，第十届乌普萨拉电子捕获与电子转移裂解国际会议(UPPCON 2013)在北京友谊宾馆召开，由北京生命科学研究所(NIBS)和中科院计算技术研究所合作承办。UPPCON 2013是一个偏重质谱基础研究的国际会议，围绕离子-离子和离子-电子的气相反应的理论、实验、仪器开发和应用，数位最著名的资深的学者介绍他们最新的研究工作。 会议现场 赛默飞展台 赛默飞展板 赛默飞科技ETD技术发明人 John E.P.Syka博士 　赛默飞科技ETD技术发明人John E.P. Saka博士的报告题目是《Instrumental Approaches to Improving ETD Spectral Quality》，介绍了ETD技术的最近进展。ETD是基于离子/离子气相化学一种碎裂多肽的新方法，是鉴定蛋白及其翻译后修饰强有力的工具。ETD通过从阴离子自由基到质子肽转移电子的化学能量将肽碎裂，引发多肽骨干分裂，获得蛋白质翻译后修饰的重要序列信息。 LTQ Orbitrap 系统结构 　传统的诱导活化裂解(CAD)常用来鉴定蛋白，并试图确定和找到它们修饰的位点，但CAD技术有其固有的缺点。与线性离子阱的结合使用的ETD，可以很容易鉴定用CAD不能鉴定的多肽。 　ETD是由电子捕获解离ECD 发展而来，但ECD 仅能在高端的FT ICR 高分辨质谱上使用，而ETD 的诞生，可以较为经济的在低分辨离子阱质谱上实现同样的功能。报告讨论了在质谱上提高ETD产生离子的数量的方法。分别从两个方面，一是最大化进入ETD的离子数量，一是最大化ETD产生的m/z离子的数量。 赛默飞Demo实验室 张伟博士 　　 赛默飞Demo实验室张伟博士做了题为《Method Development of Typical ETD Experiments for Proteomics Applications》的报告。 　张博士认为，ETD的发展非常迅速，能获得更丰富的系列碎片。在蛋白质组学等领域，ETD与CID是很好的互补，30%蛋白质组学的用户都在使用这个技术。 　 ETD产生离子的反应机理 ETD产生离子的反应机理很简单，当电子轰击氮气的时候，会产生一个热电子，热电子很容易被捕获，肽段发生断裂反应。相对于传统的CAD技术， ETD提供了更稳定的方法来定性PTMs，鉴定大型多肽或甚至整个蛋白质。ETD能够将普通翻译后修饰的多肽，或者多个碱性残基的多肽甚至整个蛋白质生成离子。 ETD也可以轻易碎裂含有二硫键的的多肽。 ETD中电子转移裂解原理 　　ETD达到最佳状态的途径 　ETD实验达到最理想的状态，主要通过四个部分的调节，一是对ETD源的调谐和优化，二是建立合适的Tune文件，三是建立分析方法，最后是数据处理、搜库软件。 　 ETD应用的例子 CID+ETD、CID-NL-ETD、DDDT的磷酸化蛋白质组的分析。从老鼠睾丸体中取出全蛋白，通过胰蛋白酶分解后，用IMAC富集，然后数据处理就用PD Workflow。通过一系列的数据处理之后就得到所有谱图的鉴定结果。CID+ETD、CID-NL-ETD、DDDT三种策略也是很好的互补。 CID+ETD、CID-NL-ETD、DDDT的互补性

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。TZW和环球水源研究联盟（GWRC）的Forian R. Storck博士说 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。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。

微波合成拉曼光谱“安东帕将微波合成技术带向新征程，迈向化学信息精准监测阶段。来看看这种联用技术在制药领域的巨大应用潜力吧！ 微波化学是什么？ 频段为2450MHz的电磁波与溶剂分子产生穿透、反射以及吸收，产生了特殊微波效应、热效应以及非热微波效应，可以对化学合成发挥巨大作用。穿透反射吸收常规合成的瓶颈在于如何优化反应条件，从而以合适的产率和纯度得到所需的产物。由于很多反应序列需要至少一步的长时间加热步骤，因此反应条件的优化通常耗时且困难。但利用微波辅助加热技术，可以将数天或数小时的反应缩短至几分钟甚至几秒钟，并可以快速测定反应参数，进而快速优化药物生产反应条件，提升化学制药的整体质量。与此同时，微波化学还能够提升化学反应的纯度。此外还可以通过产生新的化学反应，推动新产物的研发。 拉曼光谱是什么？ 当入射激光照射物质时，存在着极少数的光子与物质分子发生非弹性碰撞，反射出的光线频率就会发生变化，这种光散射现象就是拉曼散射。反射光线与入射光线的频率差被称为拉曼位移（cm-1）。拉曼位移与分子结构有一一对应的关系，因此物质的拉曼光谱能够表示物质分子的指纹特征。在化学药物合成中，溶剂和反应物、生成物一般都有很强的拉曼散射效应。因此，可以利用拉曼光谱检测各组分含量，还可以检测生成物的晶型，判断反应终点等。安东帕 Cora 5001 拉曼光谱仪微波合成-拉曼光谱联用技术 微波合成的典型应用领域就是为委托性合成进行工艺开发，并确保其能够符合GMP的要求。为了能够获得GMP程序的批准，必须确保能对每一过程无一遗漏地反向追查以保证重现性。在以往安东帕微波合成技术中，我们采用精准的传感器来测量重要反应参数如温度和压力，并以图示来确保反应的高重复性。而如今，安东帕将微波合成技术带向新征程，迈向化学信息精准监测阶段。借助拉曼光谱这一有利的分子指纹信息，用于实时监测化学变化，其光谱响应时间快，测量精准，并且能够监测反应体系真实状态下的化学数据。因此，微波合成-拉曼光谱联用技术对于药物化学合成具有重要意义。 应用案例：Biginelli环缩合反应 该反应可用于构建功能化嘧啶支架，它是多组分反应中很具代表性的实例。在反应过程中，乙酰乙酸乙酯、芳香醛、脲被连接，生成二氢嘧啶酮（DHPM），体系溶剂为乙腈。Biginelli的反应过程该反应可以获得很多功能化嘧啶，这种成分在维生素、核苷酸、蝶呤和一些天然抗生素中广泛存在，因此获得一种高效的合成路线对于制药企业来说是非常需要的。实验方法微波合成-拉曼联用系统的耦合方式将Cora 5001 Fiber拉曼光谱仪和Monowave 400 R微波合成系统耦合。安东帕使用了特殊的非金属拉曼探头，可以防止传统探头对于微波合成的干扰。入射激光会聚焦在玻璃反应管内用于收集反应腔中的样品的拉曼信号。1.微波合成参数如下：微波化学合成的反应条件2.拉曼实验参数拉曼光谱使用785 nm激发波长，功率为450 mW。拉曼测量与微波加热同时开始，光谱采集时间为500ms，每隔100s采集一次，直到1000s时微波加热程序结束。所有的光谱扣除基线，并以溶剂乙腈在2253.7 cm-1处的峰强进行归一化处理。溶剂乙腈的浓度在反应过程中基本不变，该信号是一个非常理想的内标参数。3.实验结果不同反应时间下的拉曼光谱：箭头指示的是不断上升的产物DHPM的特征峰反应终点时的拉曼光谱特征峰1650cm-1强度的增加表明了产物DHPM的生成。而在1150cm-1~ 1230cm-1光谱区域的信号强度下降与苯甲醛的消耗有关。4.化学反应监测数据的生成数据1：反应过程中的几个拉曼特征峰的强度变化数据2：反应工艺参数的详细视图使用微波合成-拉曼联用技术将会最终得到2组重要的监测数据。“数据1”为特征拉曼峰信号强度与时间的变化曲线，再结合“数据2”可以得到化学合成的进展。反应刚开始时，由于还没有达到所需的最低反应温度，所以代表产物DHPM的特征峰1650cm-1的强度只是缓慢增加；在300s时，体系中的动能达到阈值，反应开始明显加快；400s后，产物的特征峰变化曲线开始出现平台；随后进入到长达600s的保持时间；直到1000s时，DHPM的转化全部完成。微波合成对温度和压力的精准调控，允许实验人员进行复杂的合成反应控制。通过在微波腔中引进一个特殊的光谱仪端口，就可以实现在线拉曼光谱监测。微波合成-拉曼联用技术可用于研究化学反应动力学，即参与反应的物质的量随时间的变化量，以及反应参数（如温度、压力、浓度、介质）对反应速率的影响，帮助企业提高优化合成路线的工作效率。

了解拉曼超光谱成像在药物中的应用！拉曼超光谱成像技术可以反映样品的空间（成像）信息和光谱（拉曼）信息，因此越来越多的R&D和工业用户将它用于表征固体样品的诸多特性。拉曼超光谱成像技术为药物固体制剂的定性和定量分析提供了准确的工具。在此次讲座中，Ziemons副教授将介绍高光谱成像的数据分析及其在制药和生物医学领域的主要应用。时间：3月30日星期四 北京时间16:00或23:00语言：英语报名：https://events.r20.constantcontact.com/register/eventReg jsessionid=1637759E2AC18945DF3B5666B987B842?oeidk=a07edws7owufc7c08bd&oseq=&c=&ch=主要学习目标近些年来，拉曼超光谱成像技术一直被认为是一项昂贵且需要专业人员操作的复杂技术。事实上，对于常规样品的分析来说，这是一个误解。本次讲座将以制药和生物医学样品的多个应用来阐述这个技术，并分析其优势和局限性。谁应该参加只要您从事制药相关的工作，无论是实验室技术人员、科研人员、经理、还是研发专家和质控人员，都可以在Ziemons副教授的网络讲座中学到丰富的、具有启发性、且具有挑战性的知识。讲师Eric Ziemons 博士副教授University of Liège (ULg)Center of Interdisciplinary on Medicines Research on Medicines,Laboratory of Pharmaceutical Analytical Chemistry Mathieu Boiret 博士HORIBA Scientific应用经理 HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识，其旗下的Jobin Yvon有着近200年的光学、光谱经验，我们非常乐意与大家分享这些经验，为此特创立 Optical School（光谱学院）。无论是刚接触光谱的学生，还是希望有所建树的研究者，都能在这里找到适合的资料及课程。 我们希望通过这种分享方式，使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解，不断提高仪器使用水平，解决应用中的问题，进而提升科研水平，更好地探索未知世界。

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。

主题：Quantitative Raman spectroscopic analyses of geologicalfluids 如何采用拉曼光谱定量分析地质流体 时间：2013年12月11日 15:00~16:30 地点：HORIBA 北京办公室（建国门外大街甲6号SK大厦1801室） 主讲人：Prof. I-Ming Chou (周义明教授) 网络直播：无法莅临北京现场的用户可就近选择HORIBA其他办公室，参加网络视频会议并进行交流 &diams 上海：天山西路1068号联强国际广场A栋1层D单元 &diams 广州：天河区体育东路138号金利来数码网络大厦1612室 报名联系: 联系人：Ms. Zhao 邮箱：shifang.zhao@horiba.com 电话：010-85679966-212 报名截止：12月9日（含当天） 注：本次讲座名额有限，有意者请尽快报名，额满为止。 报告摘要 Standards were prepared infused silica capillaries for the calibration of Raman systems for quantitativeanalyses of geological fluids, such as those found in fluid inclusions in minerals. The standards include fluids in unary (CH4, CO2), binary (CH4-CO2, CH4-H2O, CO2-H2O,CH3COOH-H2O) and ternary systems (CH4-CO2-N2). Three different ways of standards preparation were introduced andcompared. After calibrating the Raman spectroscopic system with some of thesestandards, it is credible to determine, for example, (1) the pressures of CH4 in fluidsamples, (2) the diffusion coefficient of CH4 in water at room temperature, and (3) the solubility of methanehydrate in water. Fluid standards prepared in fused silica capillaries arereliable for calibration of Raman systems and small enough to be used forinter-laboratory comparisons. 主讲人简介 周义明，男，1945出生，台湾省新竹县人。1974年毕业于美国约翰霍普金斯大学地球与行星科学系地球化学专业，获博士学位。先后担任美国约翰霍普金斯大学博士后、美国国家研究委员会、驻太空总署詹森太空中心博士后、美国洛奇电子公司首要科学家、美国内政部地质调查局研究地质学家、美国卡耐基学院、地球物理研究所访问学者，在包括《Science》在内的国际学术刊物上发表学术论文130篇。现为美国内政部地质调查局&ldquo 荣誉退职&rdquo 研究地质学家、中国科学院三亚深海科学与工程研究所一级研究员兼深海端环境模拟实验室主任。 曾任NorthAmerica Chinese Earth Scientists Association主席(1998-1999)，现任Overseas Chinese Earth Science and TechnologyAssociation主席 (1998至今)。 主要研究方向： (1) 矿物及气体水合物（包括天然气水合物）在不同的温度、压力、共存流体组分及氧逸度下的稳定性和物理化学性质。 (2) 地质流体的物理化学性质。 (3) 矿物及地质流体的热力学数据的取得、评鉴及应用。 关注我们： 邮箱：info-sci.cn@horiba.com 新浪官方微博：HORIBA Scientific 微信二维码：

近日，美国约翰霍普金斯大学的一项检测新冠病毒（SARS-CoV-2）的科学成果引发了拉曼光谱圈的热议。文章中描述，这是一个基于大面积纳米压印光刻技术、表面增强拉曼光谱学（SERS）和机器学习技术（Machine learning）的传感器，可快速、准确地检测新冠病毒，仅需25分钟即可得到结果，准确率高达92%——与 PCR 测试的准确性相当。这种传感器不需要样品制备或复杂的操作技能，特别适用于大规模群体检测，与现有的测试方法相比具有强大的优势。该研究成果使用到的是HORIBA的拉曼光谱仪器，文章发表在Nano Letters上[1]。小编查到，该团队2021年还在medRxiv杂志上发表了文章，当时该项技术的检测准确率为83%[2]。新冠病毒的检测通常使用RT-PCR，尽管检验的准确性很高，但需要复杂的样本制备，多次的温度变化，出具结果仍需数小时甚至数天。而这项新技术几乎与 PCR 检验一样敏感，同时又与快速抗原检验一样方便。但该技术仍存在无法区分SARS-CoV-2、H1N1以及变种病毒等的问题。据悉，该团队目前正在寻求专利许可和商业化的机会。约翰霍普金斯大学的Ishan Barman 和 David Gracias专家使用HORIBA XploRA INV多功能拉曼及成像光谱仪据相关报道，目前已经有不少基于SERS方法检测新冠病毒的科研成果产出，小编也搜集了部分知名期刊上发表的一些文章，整理了相关内容以及其中涉及到的光谱仪器，如有遗漏需添加请留言。国外的研究团队在近期发表了哪些文章呢？新加坡南洋理工大学的研究团队日前设计出一款基于表面增强拉曼散射（SERS）的呼气分析模组，可在5分钟内完成新冠病毒的筛查，文章中描述，这是比鼻咽拭子和聚合酶链式反应（PCR）检测更优的方案。此项研究成果已发表于ACS Nano杂志[3]。该呼气分析模组包含了搭载三组SERS探针分子的芯片，SERS探针分子附着于银纳米立方体上。当被测者向设备呼气10秒，呼气中的新冠病毒生物标志物会与传感器发生化学反应。然后，将呼吸分析仪装入便携式拉曼光谱仪中，再根据SERS信号的变化对反应后的化合物进行表征。实验结果表明，假阳性率为0.1%，假阴性率为3.8%，这与实验室PCR检测的准确性相当。加拿大蒙特利尔理工学院的研究人员开发了一种基于激光拉曼光谱的新型无试剂检测技术，发表在Journal of Biomedical Optics上[4]。与使用咽拭子的PCR技术不同，该技术采用唾液样本，更加安全且无创。研究人员根据分子的特征拉曼指纹光谱来感知和识别样品。COVID-19能引起唾液成分的化学变化，基于此，研究小组分析了33个COVID-19阳性样本与513个COVID-19阴性唾液样本，将获得的拉曼光谱整理成实例学习模型。这种方法的结果表明准确率约为80%。作者称：“这种无标签方法克服了RT-PCR测试的许多限制。我们正在努力将其商业化，作为一个更快的、强大的、低成本的系统，并可能具有更高的准确性。” 该研究成果中使用到了雷尼绍（Renishaw）的inVia™ 共聚焦拉曼显微镜，如下图所示。雷尼绍 inVia™ InSpect共焦显微拉曼光谱仪早在2020年12月的时候，美国北亚利桑那大学（NAU）的物理学家和材料科学家Miguel José Yacamán带领团队使用单分子表面增强拉曼光谱（SM-SERS）开发针对SARS-CoV-2的新测试技术。这是一种基于物理而非生化试剂的冠状病毒新测试技术，该技术可以克服当时试剂盒和测试功效短缺带来的挑战。该项目获得了美国国家科学基金会快速响应研究（RAPID）资助计划的20万美元资助。（未查到该团队的相关成果，如有了解，可留言联系小编。）以上均为国外的科研团队使用SERS方法针对SARS-CoV-2的测试方法，国内也有很多团队都在进行相关的研究，并产出成果。（本文将尽量按照文章发布顺序进行排列）清华大学环境学院张大奕团队开发了一种采用表面增强拉曼散射(SERS)结合多变量分析的方法，该成果发布在Water Research上[5]。这是一个搭载了ACE2（angiotensin-converting enzyme 2）修饰的SERS传感器的便携式拉曼光谱设备，在不进行任何预处理(如提取RNA)的情况下，能在5分钟内检测出SARS-CoV-2。文章中使用的是探头上放置了ACE2@SN-SERS衬底（苏州一清环保科技有限公司）的卓立汉光Finder Edge手持式拉曼光谱仪。卓立汉光 便携手持式拉曼光谱仪Finder Edge 中国科学院上海硅酸盐研究所黄政仁团队杨勇研究员自新冠疫情爆发以来，一直进行着基于SERS诊断新冠病毒的研究。与安徽省疾病预防控制中心、上海交通大学仁济医院、华南理工大学、日本名古屋工业大学及美国纽约市立学院科研人员合作，联合开发了一种新冠病毒表面增强拉曼散射(SERS)传感器及快速检测新技术，研究成果发表在Nano-Micro Letters[6]。该工作给出了灭活新冠病毒及其表面刺突蛋白(S)、核衣壳蛋白(N)各自独立的标准Raman光谱以及峰位归属理论分析，对于SERS研究领域进一步开展病毒检测研究具有重要指导价值。通过机器学习手段建立了病毒信号诊断标准和方法，其对SARS-CoV-2病毒最佳检测限优于100 copies/mL，检测时间少于5分钟，这对新冠病毒现场临床检测具有重要意义。文中提到在BSL-2实验室中使用的是如海光电（Oceanhood）的SEED 3000便携式拉曼光谱仪进行SERS实验。如海光电 SEED3000 便携式拉曼光谱仪另外，杨勇研究员与安徽省疾病预防控制中心、上海交通大学仁济医院以及中国科学技术大学第一附属医院团队共同合作，在国际权威学术期刊Matter[7]上也发表了文章。该工作开发了一种新型SnS2超敏半导体SERS基底活性材料及新冠病毒传染性诊断新技术。简单来说，这是一种两步检测法：通过第一步SERS检测，区分出具有极高传染风险的活病毒样本（含S蛋白信号、无RNA信号）；再通过去除RNA和对病毒样本进行裂解后开展第二步SERS检测，可区分出具有一定传染风险的“死活共存”的混合病毒样本（含S蛋白、RNA信号）及不具传染性的死病毒样本（含S蛋白信号、无RNA信号），从而避免了PCR检测技术把环境中已裂解病毒样本误判为阳性的情况。这为判断环境中冷链食品、快递物品、气溶胶等病毒污染物的传染性开辟了新途径，对在当前新冠病毒肆虐局势下避免疫情误判具有重要意义。文中使用到了雷尼绍的inVia Reflex显微拉曼光谱仪。 雷尼绍 inVia Reflex显微拉曼光谱仪中国工程物理研究院激光聚变研究中心杜凯团队开发了一种基于深度学习的表面增强拉曼光谱技术（SERS）可用于快速和现场检测新冠病毒，该项成果发表在Analytical Chemistry上[8]，相关成果还申请了发明专利：一种基于增强拉曼光谱和神经网络的新型冠状病毒检测方法及系统。该研究中使用到的是雷尼绍Virsa拉曼分析仪。这是一种基于深度学习的表面增强拉曼光谱技术，可快速在现场检测30名COVID-19确诊患者的咽拭子或痰中SARS-CoV-2抗原。通过实验和理论计算，建立了以SARS-CoV-2刺突蛋白为基础的拉曼数据库。建立的模型对SARS-CoV-2抗原的预测准确率为87.7%。该方法在全球SARS-CoV-2的诊断、监测和控制方面具有很大的潜力。雷尼绍 Virsa拉曼分析仪哈尔滨医科大学药学院李洋团队在Chemical Engineering Journal杂志上发表了文章[9]，研究成果是一种基于表面增强拉曼光谱（SERS）的检测平台，通过将溴离子、乙腈和钙离子引入银纳米颗粒增强基底体系，实现对包括SARS-CoV-2在内的多种呼吸道病毒的快速检测。文中提到，对SARS-CoV-2, Human Adenovirus 3, and H1N1这三种病毒的识别可在2分钟内完成。文章使用到的是WITec alpha 300R。Witec共焦拉曼显微镜 Alpha300R相较国外，由于国内P3实验室等条件限制以及仪器经费等问题，目前研究范围还不是很广泛。有相关人士称：“国内研究团队也想重复操作唾液检测实验，但是P3实验室规定非常严格，仪器经过消杀程序会影响使用，目前也没有条件把仪器永久放在P3实验室中。”综上，从目前发布的科研成果上看，基于SERS方法检测新冠病毒SARS-CoV-2的方法具有不少优势，当然也还存在许多不足，目前大多仍停留在科研层面。小编也期待更加方便、快捷，并且检测准确率高的SERS技术能够尽快落实到新冠病毒应用层面上，愿新冠病毒检测更加方便，“大白”稍加轻松，疫情早日结束！文章链接汇总：[1] Label-Free Spectroscopic SARS-CoV-2 Detection on Versatile Nanoimprinted Substrates | Nano Letters (acs.org)[2] Label-Free SARS-CoV-2 Detection on Flexible Substrates | medRxiv[3] Noninvasive and Point-of-Care Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)-Based Breathalyzer for Mass Screening of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) under 5 min | ACS Nano[4] Saliva-based detection of COVID-19 infection in a real-world setting using reagent-free Raman spectroscopy and machine learning (spiedigitallibrary.org)[5] Ultra-fast and onsite interrogation of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in waters via surface enhanced Raman scattering (SERS) - ScienceDirect [6] Human ACE2-Functionalized Gold “Virus-Trap” Nanostructures for Accurate Capture of SARS-CoV-2 and Single-Virus SERS Detection | SpringerLink [7] Identifying infectiousness of SARS-CoV-2 by ultra-sensitive SnS2 SERS biosensors with capillary effect: Matter (cell.com)[8] On-Site Detection of SARS-CoV-2 Antigen by Deep Learning-Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy and Its Biochemical Foundations | Analytical Chemistry (acs.org) [9] Rapid detection of viruses: Based on silver nanoparticles modified with bromine ions and acetonitrile - ScienceDirect

拉曼光谱技术被称为分子指纹谱，可以对目标分子进行准确的定性分析，因而用途广泛。但是其固有的特点，例如拉曼散射信号弱等，限制了其应用范围，尤其是在气体检测领域的应用。气体分子密度低，透光度高，作为激发光源的激光在气体中可以传输较长距离，而拉曼信号作为散射信号散射向四周立体空间，因此不能通过像吸收光谱那样简单的通过增加光程来实现信号的增强。拉曼光谱应用于气体检测具有以下优点：1、准确定性：可以根据特征光谱对除惰性气体外的所有气体进行准确的定性分析；并且气体分子受周围环境影响小，其分子结构均一性较高，因此其特征光谱单色性好；气体分子结构简单，其特征光谱峰较少，不同分子间特征峰重合较少，有利于混合气体的分析。2、准确定量：气体的透明度具有的优点之一是，气体检测过程中不会受到荧光干扰，优点之二即气体分子被激发出的拉曼信号在被收集过程中与其他气体分子发生相互作用的概率极低，所以拉曼光谱强度与分子数量及拉曼散射截面成正比。而拉曼散射截面是固定量，因此拉曼光谱强度的变化量正比于分子数量的变化量，可以用来准确的计算分子数的相对变化。3、无损测量：拉曼散射过程是分子振动-转动能级的跃迁过程，不会破坏分子结构。4、无接触检测：拉曼散射采用光作为信号载体，可以通过透光窗口等对特殊环境例如高压、高温、剧毒等样品进行测试。在气体检测领域，由于气体的流动性，更需要对特殊气体进行密闭处理来保证气体的稳定性，适合对有毒、腐蚀性等的气体进行检测。5、同位素分子的分析：同位素作为标记物而应用广泛，而对同位素分子进行区分往往需要气相色谱和高分辨质谱联用这种昂贵的技术来实现，而作为分子振动-转动谱的拉曼光谱，其同位素的不同质量在其特征峰的频移上表现明显，可以轻松的区分同位素的种类和相对含量。正因为以上原因，在二十世纪六十年代激光出现并且作为拉曼光谱的光源而广泛应用的时候，科学家尝试将拉曼光谱技术应用于气体检测领域。近共焦腔、逆向多重反射池、能量聚集腔、多通道拉曼增益池、改进型多通道拉曼光谱仪、空心光子晶体光纤等多种提高激光功率使用效率或拉曼散射收集效率的极具光学技巧的设计应运而生，提高了拉曼光谱技术对于气体分子的检测限并且取得了显著的效果。拉曼散射的特点，及用于拉曼光谱分析的光谱仪的特点决定了共焦型拉曼光谱仪的高效率、高空间分辨率和高光谱分辨率。光谱仪需要将入光狭缝开到50微米甚至更小来保证光谱分辨率，设计一套光学系统将较大空间的散射信号收集聚焦到狭缝这样的狭窄空间并不现实，因此将激光聚焦到一个微小空间并且将这一微小空间的散射信号收集后聚集到狭缝，成为一种可行性选择，这样既充分利用了激光的激发功率，又实现了散射信号的高效收集。因此共焦型拉曼光谱仪提高了拉曼信号的强度，扩大了拉曼光谱技术的应用范围。同样的设计也可以应用于气体检测当中，不同于固体的拉曼信号散射向空气中的部分会被收集，散射向固体内部的部分会被固体吸收或者漫反射，因此很难充分收集；气体的均一性及其透光性决定了其散射向四周的信号均不会受到较大干扰，因此使信号的更高效的收集成为可能。共焦激发收集系统正是为了解决气体的拉曼散射信号的高效收集而设计，散射向上下、左右、前后的信号被聚焦镜准直后传输向反射镜，最终传输向左方的光谱分析系统。根据光的可逆性原理，进入系统的激光也会被上下、左右、前后的聚焦镜聚焦到焦点，从而同时提高激发光功率的使用效率。此设计的优点是可以增加更多的聚焦镜和反射镜，最终实现焦点散射向四周立体空间的所有信号传输向同一个方向，从而实现球状散射信号的充分收集。激光在气体中的传输距离可以达到几十千米，因此共焦激发收集系统中的数次反射的光程远小于这个距离，很难实现激发光功率的充分利用。互相平行的光可以被聚焦到一个点，而激光光斑毫米级别的直径远小于聚焦镜的直径，因此如果能实现光的多次来回反射并且互相平行，其效果将等同于多台激光器并排放置。直角反射镜可以将光的前进方向偏转180度并且与原方向互相平行，传输方向相反，两个直角反射镜配合使用可以使激光多次来回反射形成一个平面，在外面再放置两个直角反射镜可以实现激光平面的纵向扩展，最终互相平行，方向相反的激光布满立体空间。因此，四个直角反射镜配合使用可以使1毫米直径的激光在1英寸的光学元件间来回反射百次以上，而这些光因为互相平行，因此都会被聚焦镜聚焦到焦点。将四直角反射镜增光程系统与共焦激发收集系统结合，形成的系统既能充分利用激发光的功率，又能充分收集散射信号，其结构类似一个球体，因此被称为“拉曼积分球”。目前该技术已经能实现常压下ppm量级的气体检测，还可以通过增加激光功率、对气体加压以提高气体密度，增加曝光时间等来进一步提高检测限。拉曼积分球适用于透明度高的样品，例如气体，上图为典型的空气的拉曼光谱图，包括氮气，氧气的振动峰、转动峰和振动峰耦合的转动峰，水分子的振动峰等，对其进行局部放大，能看到氧气同位素拉曼峰，氮气同位素拉曼峰，二氧化碳拉曼峰等。目前气体检测应用广泛，例如与碳循环相关的各种气体，在催化剂作用下，碳会转换成各种有机分子，拉曼积分球可以实现对反应物和产物的1秒钟内万分之一的浓度检测，而最小样品量只需要2毫升，完全实现原位监控的作用。即使碳循环成各种液体，根据液体的挥发性，即使不需要加热升华，类似甘油等难以挥发的液体的挥发物依然可以被检测到。而对于一些固体的碳化合物，例如塑胶跑道，其挥发气体的成分和浓度的检测方法正在进一步研究当中。土壤的有机污染检测是拉曼积分球的另一个重要应用方向，将被污染的土壤放到密闭加热腔中，使其中的有机污染物升华成气体，即可实现对有机污染物的定性、定量分析。汽车发动机的状态会通过其尾气的成分反映出来，燃料挥发物和一氧化碳含量高说明进气不畅通，氧气剩余多则说明燃料喷嘴的效率不够；氮氧化物的含量高说明排烟脱氮不彻底。其他方面的应用包括环境气体检测，化工厂废气排放监控等等，作为一种自主研制、具有自主知识产权的气体检测技术，相比于传统气体检测技术具有实时快速、无损、检测限好、能区分同分异构体和同位素取代分子等优点，实现了我国气体检测技术的弯道超车，而其应用场景正进一步拓展。三年来，该技术正从发明一步步走向完善，虽然没能争取到纵向项目的支撑，但是相关的科学家的持续投入和支持保证了拉曼积分球技术研发的顺利进行，检测限已经从最初的勉强万分之一到达目前百万分之一，并且还有进一步提高的空间。随着我国对技术研究的重视和大力支持，该技术将会在我国气体检测领域占有一席之地并将推向国际市场。后记我国的分析仪器，尤其是高端分析仪器主要依赖进口，随着我国科研水平的快速提升，仪器自主研发能力也得到了很大的提高。特别是，实验室具有丰富仪器使用经验，在外企中从事技术服务的科学家和工程师也越来越多，他们对高端分析仪器有自己的认识和见解。而且，部分科学家和工程师已经开始了自主仪器研制并取得了很好的成果。相信随着国家在仪器研制方面的大力支持，成果评价体制的进一步均衡，国产化仪器的提倡作用和科学家、工程师的共同努力下，不久的将来，我国会产生一大批自主设计，具有自主知识产权，具有明确应用领域的先进的分析仪器。作者简介黄保坤：博士，高级工程师，江苏海洋大学教师，huang_baokun@163.com。曾就职于中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和英国雷尼绍公司，作为技术负责人研制的深海紫外拉曼光谱仪实现下潜作业深度7749米，是目前世界上工作深度最深的拉曼光谱仪。为中科院、中石化、中核、上海市公安局、各大高校研制了拉曼积分球、显微拉曼、台式拉曼、便携式拉曼等多种类型的拉曼光谱仪。

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。

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各有关单位：为贯彻落实国务院《深化标准化工作改革方案》，根据新疆维吾尔自治区质量检验检测协会2023年工作要点和标准化工作相关要求，经我会标准化技术委员会专家对《牛奶中糠氨酸的快速测定方法 拉曼光谱法》1项团体标准（详见附件）进行立项评审，符合立项条件，现予以批准立项。同时欢迎与本标准有关的高校、科研机构、技术机构及相关企业单位或个人加入本标准的起草制定工作，有意参与本团体标准起草制定工作的请与协会联系。联系人：安雯雯，电话：18999997302,邮箱：58917696@qq.com附件：新疆维吾尔自治区质量检验检测协会立项团体标准目录 序号标准名称拟定实施日期1牛奶中糠氨酸的快速测定方法 拉曼光谱法2023年11月新疆维吾尔自治区质量检验检测协会2023年8月23日

光谱信息可视为材料的独特“指纹”，利用无处不在的智能手机，实现检测、记录、分析材料的光谱信息，一直是科学家和消费者所期待的。由于线上药店和药品供应链的不断增加，假药甚至已逐渐威胁到了公共健康安全。而拉曼光谱可以为药物分类识别提供有价值的信息。据麦姆斯咨询报道，近日，韩国三星综合技术院（Samsung Advanced Institute of Technology）、忠南大学（Chungnam National University）、成均馆大学（Sungkyunkwan University）和韩国中央大学（Chung-Ang University）组成的科研团队在Nature Communications期刊上发表了以“Drug classification with a spectral barcode obtained with a smartphone Raman spectrometer”为主题的论文。三星综合技术院的Un Jeong Kim和Suyeon Lee为该论文的共同第一作者，通讯作者为三星综合技术院的Hyuck Choo。这项研究重点展示了基于智能手机的拉曼光谱仪，该设备足以用于药物分类。该拉曼光谱仪是由三星Galaxy Note 9智能手机图像传感器上的二维（2D）带通滤波器周期阵列与紧凑型外置拉曼模块组成。该图像传感器所捕获的拉曼强度图被定义为类似于传统条形码的拉曼光谱条形码，即能够进行定位、识别和/或跟踪功能的机器可读光学标签。研究中，利用卷积神经网络（CNN）对药物的11种主要成分进行分类，准确率高达99.0%。光谱条形码的优势在于：它可以识别药物的品牌名称和未知药物的主要成分。将光谱条形码与红绿蓝（RGB）成像系统所获信息相结合，或直接应用图像识别技术，这种基于材料固有特性的标签系统将促进基础研究的进步并有望获得更多商业机遇。图1为基于智能手机的拉曼光谱仪和光谱条形码示意图。光谱条形码即通过智能手机拉曼光谱仪获取的2D拉曼强度图，智能手机内嵌了用于分类的人工智能（AI）算法。拉曼信号由一个集成了785 nm激光二极管的紧凑型外置模块来产生和收集。小型化的外置拉曼模块安装于Galaxy Note 9的后置摄像头上。图1 基于智能手机的拉曼光谱仪和数据处理分析的示意图研究人员演示了使用智能手机拉曼光谱仪进行药物分类的实验。该研究选择了三种常见疾病（高血压、糖尿病和高脂血症）最常用的处方药和三种非处方药（维生素B6、维生素C和对乙酰氨基酚）来进行药物分类实验。图2显示了在高血压、糖尿病、高脂血症和其他非处方药中发现的11种主要成分的代表性光谱条形码。图2 11种主要药物成分的代表性光谱条形码图3呈现了基于光谱条形码技术的药物分类数据处理示意图。当与CNN相结合时，拉曼光谱可成为预测药物主要成分甚至药物品牌的强大工具。图3 光谱条形码编码及数据处理分析的示意图图4展现了用于对药物主要化学成分进行分类的混淆矩阵。混淆矩阵主要用于评估药物分类的准确性、比较药物实际类别，并利用分类算法预测药物类别。图4 54种药物主要成分分类的混淆矩阵有时可能需要识别同一药物组中药物的名称和品牌，这是因为不同药物品牌特定的添加剂或涂层会影响药物在体内的作用过程，例如吸收速度或过敏反应。图5显示了三种品牌二甲双胍药物（Diabex 1000mg、Dybis、Glu-M SR）的光谱条形码及其光谱。图5 具有相同主成分的药物的光谱条形码比较综上所述，该研究介绍了利用基于智能手机的拉曼光谱仪获得光谱条形码的构想和实验。与安装光栅和CCD的市售光谱仪相比，尽管由于带通滤波器阵列和CMOS图像传感器的固有特性，智能手机拉曼光谱仪仍获得了相对较低的光谱分辨率和信噪比（SNR）；但作为便携式光谱仪，其品质因数（Q因数）仍足够高，而且功耗低。只需要外部光源和收集光学元件就可以从药物样品中激发并收集其拉曼信号，无需额外将电路板连接到智能手机。这使得这款智能手机光谱仪更为紧凑（外置模块最小化），用途更广泛。在智能手机光谱仪中集成人工智能功能，可使开发的光谱仪功能更加强大。实验结果表明：（1）利用包含弱拉曼信号的光谱条形码进行药物分类，对药物主要成分识别和药物品牌识别的准确率分别为99.0%和79.5%。（2）通过结合CNN处理药物的RGB图像，可将药物品牌识别的准确率提高到83.2%。未来，通过减小通道（CH）尺寸到像素级并增加通道阵列密度，利用智能手机摄像头有望同时测量目标的光谱和形态信息，即实现高光谱成像。这将大大提高光谱仪的便携性和可用性，在智能手机领域开辟新的应用。这项研究获得了韩国国家研究基金（NRF-2021R1F1A1062182、NRF- 2020R1A6A1A03047771、NRF-2021R1A2C1010747）和韩国卫生福利部（HR21C0885）的资助和支持。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40925-3

安东帕Cora 5001 药物辅料鉴定Cora 5001拉曼仪与符合制药要求的Spectroscopy Suite桌面软件一起，是一种快速鉴定药物辅料的工具，并且根据USP法规进行方法开发和验证是非常容易的。制药行业是世界上监管最严格的行业之一。从原料的交付到最终产品的包装，均需根据法律要求对生产过程进行监控，以确保产品质量，并将患者的风险降至最低。药物中使用的赋形剂以及不具有药理学活性的部分，需要根据国际药典和现行GMP指南的规定，对其化学特性进行测试。因此，需要快速准确的方法来评估该批次是否可以进一步使用或是否需要拒收。Anton Paar的Cora 5001拉曼光谱仪与Spectroscopy Suite桌面软件搭配使用，可用于基于算法数据库匹配方法的快速可靠的进行辅料ID测试。依靠直观的软件操作界面，拉曼法的方法开发和验证过程是非常方便和简单的。并且该软件完全符合FDA的CFR 21 part 11，因此它确保了数据完整性和审计跟踪。使用拉曼光谱进行辅料ID测试对于辅料的ID测试，使用激发波长为785nm的Cora 5001 Direct拉曼光谱仪。以三个成分十分相近的纤维素衍生物为例说明拉曼光谱技术的应用优势。首先获取三个纤维素衍生物，包括乙基纤维素、羟丙基纤维素以及微晶纤维素的参照拉曼光谱，再将每个样品的测试光谱与其他样品的参照光谱进行匹配。下图 2 为不同纤维素衍生物的拉曼光谱：乙基纤维素、羟丙基纤维素和微晶纤维素，该谱图说明了拉曼光谱的物质分辨能力。尽管这些化合物在结构上非常相似，但很容易通过它们的拉曼光谱指纹来进行区分。图2：不同纤维素衍生物的拉曼光谱，如在Anton Paar Spectroscopy Suite软件中所示。以上拉曼光谱均已进行最大值归一化。想要了解更多关于使用拉曼光谱进行药物辅料ID测试的详细应用报告，请点击查看！https://www.17m17.com/material/brochure?shareId=794Cora5001拉曼光谱仪用于根据物质的化学指纹快速、可靠地进行鉴定，晶型分析、杂质检测、中控以及终产品质控。选择 Fiber 模式，通过探头在仪器外进行灵活分析，或选择 Direct 模式则在密闭隔间中分析样品，同时已获 1 级激光认证，使用超安全。引导式分析程序意味着 Cora 5001 适合在经过少量培训的情况下进行操作。其小尺寸和电池选项使得该台式拉曼仪成为了室内或现场分析任务的多功能工具。❶ 最高安全级别-1级激光，极大保障使用者安全❷ 无需样品制备 — 提高效率的附件❸ 双波长可选—可配置两个波长，扩大样品范围❹ 制药合规性 — 尽在 Anton Paar Spectroscopy Suite 软件❺ 自动对焦 — 可重现结果的最强信号申请免费试用 400 820 2259

p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　作为分子光谱领域最为活跃的仪器类别之一，拉曼光谱仪器已经成为科学仪器行业的关注焦点之一，市场争夺也日益激烈。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　近几年，涌现了一批致力于拉曼光谱仪开发的国产仪器厂家，相继推出新产品新技术。作为为数不多的，同时具备科研级拉曼光谱仪到小型、便携式拉曼光谱仪的设计、制造能力的国产厂商，北京卓立汉光仪器有限公司(简称：卓立汉光)在拉曼光谱仪的开发和推广方面颇有心得，对中国市场也进行了深入的研究。 /span /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　据介绍，在拉曼光谱技术上，我国的研究工作起步并不晚，以张树霖教授为代表的老一辈科研工作者很早就展开了科研级别的拉曼光谱仪产品的研制工作，并取得了广泛的国际认同，但国产商业化的拉曼光谱仪在研发新技术上一直滞后于国外，例如差分技术、红外与拉曼联用技术、透射拉曼光谱技术、空间位移拉曼技术、超低波数、拉曼光镊技术、TERS等国外的厂商已经在国内有产品进行销售，而国内的厂商还处于对常规拉曼研发和完善阶段 在科研级别的大型显微共聚焦拉曼技术的研发上，国内目前只有少数公司在研发上投入去赶超国际科研级别拉曼光谱仪，比如，北京卓立汉光仪器有限公司研制了Finder Vista显微共聚焦拉曼光谱仪与雷尼绍、Horiba等厂家形成竞争优势，同时也在国内科研级别的拉曼形成一定的影响力。详情请见： /span a title=" " style=" TEXT-DECORATION: underline FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai COLOR: #e36c09" href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171030/232230.shtml" target=" _blank" span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai COLOR: #e36c09" strong 《国产拉曼光谱之仪器发展概况解析：成绩与挑战同在》 /strong /span /a /p p span style=" FONT-FAMILY: 楷体,楷体_GB2312, SimKai" 　　那么，卓立汉光在国产拉曼光谱仪开发方面都进行了哪些方面的工作?取得了什么样的成果?未来的发展规划又如何? /span /p p strong 　　仪器信息网：目前贵单位在拉曼光谱仪开发方面取得了哪些成果?参与了哪些项目? /strong /p p 　　 strong 卓立汉光： /strong 卓立汉光从2000年开始起逐步投入人力、物力到各种光谱系统集成领域；于2003年开始提供集成化的拉曼光谱测量系统，公司正式步入拉曼光谱领域。 /p p 　　2008年和中国科学院大连化学物理研究所合作成立“现代仪器联合实验室”，并于同年获得“紫外-可见拉曼光谱技术”专利转让，“微振”系列紫外共振拉曼光谱仪也随之研发成(专利：200920110696.8紫外拉曼光谱仪光路调节装置及紫外拉曼光谱仪)，彼时该仪器拉曼检测限低至25cm-1，“微振”系列紫外共振拉曼光谱仪于2009年研发成功由单波长激发光源拓展到双激发光源，为后期的多激光器连用提供了技术上的保障。此外，紫外激发光源在一定程度上避免了荧光干扰，某些特定研究对象存在的紫外增强现象提升了几个数量级的信号强度，极大提高了系统的灵敏度；2015年，经过长期的系统优化和改进，第二代“微振”系列紫外共振拉曼光谱仪在性能上得到了进一步的提升，系统首次采用了基于影像校正设计的光谱仪(专利申请：201510590560.1宽光谱影像成像装置)，低波数检测限降至15 cm sup -1 /sup 以下。基于上述拉曼光谱科研机的成功上市，卓立汉光的拉曼光谱技术逐渐走向成熟，并在此基础上进一步展开拉曼一体机和拉曼应用技术的开发。 /p p 　　2014年，成功研制“Finder Vista显微共聚焦激光拉曼光谱仪”，可同时配备紫外-红外4台激光器，高度集成化、智能化，卓立汉光的拉曼光谱技术也实现了质的飞跃。2015年在FinderVista显微共聚焦激光拉曼光谱仪的基础上衍生出“Finder One微区激光拉曼光谱仪”，运用了多项专利技术，是当前市场上性价比极佳的面向中高端科研市场的一体机产品。 /p p 　　2016年研制“Finder Insight小型拉曼光谱仪”(专利申请中：201610799758.5一种小型拉曼光谱仪的设计)，实现拉曼光谱集成技术的小型化、便携化，客户也从传统的高等院校、科学研究所的研究型客户逐渐拓宽至工业检测类型的用户，进入拉曼的商业检测领域。 /p p 　　2017年研制“Finder Edge手持式拉曼光谱仪”，目标是实现拉曼光谱的现场移动测量，将拉曼客户拓展至工业、安检等现场类型客户。 /p p 　　 strong 仪器信息网：贵公司最新的产品、技术、应用?主推的仪器?专利技术? /strong /p p 　　 strong 卓立汉光： /strong 公司最近推出两款最新的产品，一款名为“百变小金刚的”的便携式Finder Insight，一款名为“掌上小神探”的手持式Finder Edge。 /p p 　　Finder Insight采用自由空间光路的设计技术，将显微技术与之融合一体化，并构建多种测量附件，满足多样化的测试需求，并搭载了数据库功能，真正做到了科研级别的便携式产品。 /p p 　　Finder Edge为一款掌上型产品，超强的灵敏度实现毫秒级的速度完成现场检测，该仪器采用Android系统开发应用软件，采样、取证、定位、签名等功能于一身。 /p p 　　 strong 仪器信息网：贵公司在拉曼光谱方面，下一步有什么样的发展计划? /strong /p p 　　 strong 卓立汉光： /strong 在保障现有技术水平、现有客户群体稳定增长前提下，卓立汉光仍需投入精力对产品进行升级优化，此外也要抓紧前沿技术，不断开拓新产品。 /p p 　　下一步将投入精力至以下几方面： /p p 　　1) 硬实力升级优化：增强系统稳定性，增加仪器拓展联用性能，并根据客户需求升级打造应用一体机，实现越来越多客户寻求的一键式“傻瓜”操作，增加客户使用便捷、高效性。 /p p 　　2) 软实力稳步提升：计算机互联网等技术已成为当今主流技术，卓立汉光亦紧跟时代步伐，仍将投入大量人力在软件等方面，确保客户测试便携性、数据处理多样性、标准谱库建立实用性、云平台控管性，确保客户可在专用一体机上实现自身所有测试需求。 /p p 　　3) 稳固“售前+售后”服务：国产仪器最大优势之——服务的周到、及时性，因此，卓立汉光必将维持这一优势，“售前+售后”确保客户有人可寻，有人可依，保证24小时整装待发、高效完成客户的购机需求 /p p strong 　　仪器信息网：您对国产拉曼产业发展有什么样的看法和建议? /strong /p p strong 　　卓立汉光： /strong 目前来看，国家的政策法规为仪器的市场发展提供有力保障，大量的科研机构和企业也为仪器发展提供了源源不断的创新、创造力，相信未来，国产拉曼的需求量将递增不减，市场更广阔。仪器的设计开发将会更微型化、智能化、便捷化为一体，光谱产业发展平稳推进，在各个细分领域亦然取得可观的预测成绩。 /p p 　　国产拉曼产业发展规模化是不可阻挡的趋势，加快国产拉曼仪器的标准化，加快拉曼光谱方法的标准化，加快拉曼光谱行业检测的标准化是加强国产拉曼产业发展指向标。国产拉曼发展至今，但是真正掌握核心技术的拉曼厂家少之又少，而很多学校、研究所的科研成果并无转化为实际应用，所以亟需倡导将科研的光、机、电、算有效的输出到产业，提升中国创造的能力，使得国产拉曼保持其技术的先进性。一些关键配件要实现国产化，打破国际的垄断，以降低企业的成本，真正实现国产化的仪器，使仪器能够在各行业大规模的覆盖和应用。 /p p strong 　　仪器信息网：希望得到什么样的帮助? /strong /p p 　 strong 　卓立汉光： /strong 企业品质保证，国家政策支持是国产仪器全面发展的必备因素，所以需要国家对企业研发支持、市场支持。加大人才输入企业力度，将有创造力的科学家与有经验的公司组成团队，打造创新型的产品。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" （供稿：卓立汉光） /p

供稿：周雪冰成果简介中国科学院广州能源研究所天然气水合物重点实验室近期发布最新研究成果，利用高压原位拉曼测量技术成功获得了多种水合物形成/分解过程的原位拉曼图，揭示了气体水合物中气体分子的吸附和扩散特性。相关成果已在Energy Fuels, J. Phys. Chem. C, Chemical Engineering Journal, scientific reports等期刊上发表。背景介绍气体水合物是在一定压力和温度条件下在气-水混合物中自然形成的冰状固体化合物。在气体水合物晶体中，水分子依靠氢键相互结合在一起形成笼状晶格，而气体分子作为客体分子分布在晶格中并对水其稳定作用。例如，天然气水合物是人们在自然环境中发现的一类常见的笼状水合物，在科学和工业领域有着广泛的创新应用，有研究者就利用在海洋下形成的气体水合物来封存烟气中的二氧化碳。图1 气体水合物的三种主要的晶体结构。结构I（sI），通常由较小的客体分子（0.4–0.55nm）形成，是地球上最丰富的天然气水合物结构；结构II（sII），通常由较大的客体分子（0.6–0.7nm）和结构H（sH）形成，通常需要小分子和大客体分子形成。气体水合物的水合物热力学和动力学特性会直接受两种因素的影响：水合物中的气体种类、气体对水合物笼型结构的占有率。这也是气体水合物表征的重点。然而，由于晶体生长的环境条件比较苛刻，常规测量手段难以对上述表征重点直接观测。拉曼光谱能够根据气体水合物中客体分子的拉曼光谱特征峰和特征峰的峰面积来确定气体水合物的晶体结构，以及定量计算不同笼型结构中气体的孔穴占有率。近年来，耐低温高压的拉曼辅助测量装置的研发成功，水合物原位测量技术得以应用，这为研究气体水合物的形成/分解/置换等晶体结构的动力学行为提供了重要的研究途径。图文导读广州能源所天然气水合物重点实验室采用共聚焦拉曼光谱仪和原位拉曼光谱测量装置对甲烷、二氧化碳及其混合气体水合物的形成、分解和置换过程进行了测量和分析。实验中使用HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪，配备有开放式显微镜系统和高精度三维自动平台及Linkam BSC型冷热台，冷热台采用液氮冷却。图2 原位拉曼光谱测量装置1. 纯CO2、烟气和沼气中水合物的形成过程在271.6K温度下，以2800～3800cm-1的水分子拉曼特征峰为参考，对水合物相中气体的拉曼峰进行了表征和归一化。结果表明，水合物的形成过程首先是不饱和水合物核的形成，然后是气体持续吸附。在三种水合物形成过程中均发现，水合物核中的CO2浓度仅为对应饱和状态时的23-33%。在烟气合成水合物过程中，N2水合物相中的浓度在晶核形成时就达到饱和状态。在沼气合成水合物过程中，CH4和CO2分子会发生竞争吸附，而N2分子在水合物形成过程中几乎不发生演化。研究认为N2和CO2等小分子在水合物晶核形成过程中更为活跃，而CO2分子则在随后的气体吸附过程中发生优先吸附。[1]图3 271.6K下通过原位拉曼测量方法观察到的CO2、N2和CH4的特征峰图4 纯CO2水合物生长过程中的原位拉曼光谱。(a)CO2分子在水合物和气相中的拉曼特征峰 (b)水分子的拉曼特征峰2. CO2-CH4置换过程在273.2～281.2 K温度范围内对气态CO2置换CH4的过程进行了多尺度研究，并根据测量结果对基于气体扩散理论的水合物置换动力学模型进行了修正。原位拉曼测量发现，水合物大笼和小笼中的CH4连续下降，没有显著波动，这表明CH4的置换反应并非先分解再生成的过程。800小时的测量结果表明，置换过程首先是快速表面反应，随后是缓慢的气体扩散。温度的升高能有效提高水合物相的气体交换速率，增强水合物相的气体扩散。修正后的水合物置换反应动力学模型揭示了水分子的迁移率是限制了置换反应速率的主要因素。[2]图5 置换过程中CH4在水合物大笼和小笼中的比例变化图6 CO2置换水合物中CH4的原位拉曼光谱图7 水合物CO2-CH4置换反应机理示意图3. CH4-CO2混合气体水合物的分解过程对CH4-CO2混合气体水合物的分解过程进行了原位拉曼光谱测量并与纯CH4和纯CO2水合物的熔融过程进行了对比分析。研究结果发现，混合CH4-CO2水合物的晶体结构为Ⅰ型结构，且不随气体浓度的改变而发生变化。分解过程中，气体在水合物大笼和小笼中的特征峰强均会下降，同时峰面积之比始终保持稳定，表明水合物晶体以晶胞为单位解离。水合物晶体的分解时间具有随机性，与水合物粒子的多晶性质一致。有趣的是，在含有CH4的水合物中，水合物相中CH4和CO2的拉曼特征峰在水合物分解过程中出现了短暂的连续上升，表明位于样品颗粒内部的水合物发生了气体迁移扩散，这种现象的产生可以归因于水合物在样品颗粒内部的部分分解和“自保护”效应。[3]图8 CH4-CO2混合气体水合物在253K常压环境下分解过程的原位拉曼光谱图9 CH4（大笼: 2906cm-1）和CO2的在水合物中的特征峰（1383cm-1）随水合物分解的变化曲线。根据时间零点拉曼峰的强度，峰被归一化。总结展望拉曼光谱与表面增强拉曼光谱都是是非常强大的分析手段，凭借快速获取样品表面光谱信息的能力，拉曼测量技术在天然气水合物等矿物学领域颇受青睐。据了解，在接下来的研究中，天然气水合物重点实验室将应用原位拉曼测量技术对天然气水合物在多孔介质和添加剂等复杂环境中的反应动力学过程展开研究，以进一步揭示它的形成/分解/置换过程的动力学机理。中国科学院天然气水合物重点实验室简介中国科学院天然气水合物重点实验室是国内天然气水合物研究的重要基地。重点研究天然气水合物的物理化学性质、生长动力学、生成/分解过程等相关基础问题以及水合物开采、天然气固态储运、天然气水合物管道抑制、二氧化碳捕集与封存。联系作者周雪冰 Phone: 15002016003仪器推荐工欲善其事，必先利其器。本实验中全程使用了HORIBA LabRAM HR拉曼光谱仪进行原位拉曼光谱测量。作为升级版，LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪在保留了LabRAM HR所有性能的同时，实现了高度自动化。配备科研级正置/ 倒置显微镜，可实现UV-VIS-NIR 全光谱范围拉曼检测。焦长达到800mm，具有超高的光谱分辨率和空间分辨率。LabRAM HR Evolution 高分辨拉曼光谱仪如果您对上述产品感兴趣，欢迎扫描二维码留言，我们的工程师将会及时为您答疑解惑。文献信息[1] Zhou, X., Zang, X., Long, Z. et al. Multiscale analysis of the hydrate based carbon capture from gas mixtures containing carbon dioxide. Sci Rep 11, 9197 (2021). 文章链接：https://doi.org/10.1038/s41598-021-88531-x[2] Xuebing Zhou, Fuhua Lin, and Deqing Liang. Multiscale Analysis on CH4–CO2 Swapping Phenomenon Occurred in Hydrates. The Journal of Physical Chemistry C 2016 120 (45), 25668-25677. 文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.6b07444[3] Xuebing Zhou, Zhen Long, Shuai Liang et al. 1. In Situ Raman Analysis on the Dissociation Behavior of Mixed CH4–CO2 Hydrates. Energy & Fuels 2016 30 (2), 1279-1286. 文章链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.energyfuels.5b02119[4] Xuebing Zhou, Deqing Liang, Enhanced performance on CO2 adsorption and release induced by structural transition that occurred in TBAB26H2O hydrates, Chemical Engineering Journal, Volume 378, 2019, 122128, ISSN 1385-8947,文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719315220?via%3Dihub

近日，拉普拉斯光伏及半导体工艺设备研发制造基地项目签约落户西咸新区泾河新城。项目主要涉及太阳能光伏电池工艺装备(热制程、镀膜及配套产品)及核心零部件的研发及制造，计划投资15亿元，该项目建成达产运营后，预计年营业收入20亿元。西咸新区党工委书记杨仁华 党工委副书记、管委会主任姜建春 党工委委员，泾河新城党委书记、管委会主任张宏伟 隆基绿能科技股份有限公司董事长钟宝申 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司常务副总裁刘群共同鉴签。泾河新城党委委员、管委会副主任寻心乐与拉普拉斯副总裁张武代表双方共同签约。据悉，拉普拉斯光伏及半导体工艺设备研发制造基地项目分两期投资建设，一期为研发中心项目，投资约6000万元，2022年底运营 二期为生产基地项目，投资约14.4亿元，2023年底启动建设。项目投产达效后，将进一步助力泾河新城秦创原两链融合“促进器”示范区建设，助推千亿级光伏产业集群持续释放集聚效应，提升国际竞争力。该项目将重点瞄准光伏行业前沿尖端技术，在提升光伏电池转换效率和生产效率、降低制造成本等方面持续发力。此外，项目将围绕光伏电池制造过程中的热制程、镀膜等关键核心设备不断研发创新 同时，还将致力于攻克一批“卡脖子”关键零部件研发制造技术，进一步提高光伏和半导体设备的国产化率，不断提升和巩固我国光伏行业在国际上的领先地位。拉普拉斯是一家高端装备研发制造企业，拥有近300项知识产权，填补了国内该行业高端装备技术领域的多项空白。主要产品涵盖低压水平扩散系统、低压化学气相沉积水平镀膜系统、等离子体增强化学气相沉积水平镀膜系统等高端制造装备，其核心TOPCon设备市场占有率超过95%，2021年在光伏电池新技术部分设备市场占有率超过90%，位居国内第一。