水化过程研究

7月2日，中科院大连化学物理研究所与四川农业大学动物营养研究所、中泰和(北京)科技发展有限公司在四川农业大学成都校区签署三方协议，共同成立“中国碳水化合物动物营养研究中心”。　　合作中，中科院大连化物所将承担碳水化合物分离、分析、检测和规模化制备等相关研究工作，四川农业大学动物营养所将负责对结构明确的碳水化合物进行动物营养学评价，以求筛选出优质的可应用于畜牧饲养的碳水化合物，中泰和(北京)科技发展有限公司除负责新产品的设计和市场推广外，还将为该中心提供必要的科研经费支持。　　四川农业大学动物营养研究所1986年成立，主要从事猪、禽、反刍动物和水生动物的营养物质代谢、营养需要、营养调控、饲料营养价值等评定。先后承担完成了国家973、国家自然科学基金等部省级科研项目近三百项，获得国家科技进步二等奖3项、四川省科技进步一等奖3项、以及其它省部级奖励共计二十余项。已出版教材及专著40余部，每年发表论文130余篇。　　中泰和(北京)科技发展有限公司是专注于糖工程技术在畜牧业应用研发、推广的专业服务商，以“前沿智慧，成就客户”的核心价值观，为商业饲料企业和饲料养殖一条龙企业提供动物营养/健康的解决方案。

每天清晨6点30分，张家口怀来地震台后郝窑水化监测站观测员程德庆准时下到了监测井的地下一层，猫下腰，看看水位仪运转是否正常，检查机器、预热机器、下热井、采水样、保存水样、化验水样、收集数据，守着两口高温监测井，上井、下井，一天6次，在怀来郊外人迹罕至的地震监测站里，仅有一人值守的地震监测站，在河北省是唯一一个，在全国也少见。42岁的程德庆就这样独自一人工作了20年。　　上世纪90年代，程德庆从当了30年观测员的老父亲程有增手中接过接力棒，登上了后郝窑这个地震监测的预报前哨，开始他的漫长而枯燥的工作。后郝窑水化监测站位于怀来县桑园镇郊外，地下是歪头山---万家窑等3条地质断裂带的交会处。这里地壳活动频繁、地热温泉资源丰富，是开展地震水化监测的理想场所。　　监测站承担的主要任务是水化观测，靠的就是院里的两口高温自流井(即怀3#和怀4#)。监测站通过井上架设的自动化仪器设备和人工观测项目，每天测量地下水中的氡、汞等物理量的变化，为研究、监测、预报地震提供数据积累和支撑。每天将精准的数据记录下来送传到上级部门。　　在这里没有节假日，自接班起，20年里，程德庆只有23天没在站里值守，其中结婚占了2天，自己生病住院4天，3次外出培训共10天，其余7天是去开会领奖。　　谈到丈夫，妻子勾丽娜深情地说：“十几年前，经朋友介绍认识了程德庆，第一次见面就在这里，他的工作岗位上，别人谈恋爱去电影院、公园，可我们只能在这里陪着机器、看着设备，因为他的肩上担负着责任，我能理解他。”

01 摘要碳水化合物化合物可利用 RediSep Gold Amine 色谱柱结合蒸发光散射检测（ELSD）进行简便的纯化。该色谱柱采用亲水相互作用液相色谱（HILIC）梯度洗脱法，以乙腈或丙酮与水的梯度进行操作。将待纯化的样品溶解于 DMSO 中，不仅允许大量样品加载，同时还能保持良好的分辨率。02 背景碳水化合物通常采用氨基柱进行分析，该方法具有良好的分辨率。这种分析方法一般使用乙腈和水作为流动相，样品通常溶解在水中。由于样品注射量较小，样品有机会吸附在固定相上。在制备色谱中，相对于色谱柱尺寸而言，样品负载和注射体积要大得多，因此将样品溶于水中注射可以防止碳水化合物吸附在柱子上，导致它们在空隙处洗脱。干法加载样品到固体装载小柱上通常用于快速色谱，但用户需要自己用氨基介质填充他们的小柱。样品仍然溶解在水中进行加载，这需要很长时间才能在运行样品前蒸发。二甲基亚砜（DMSO）常用于反相色谱的样品溶解，因为它能溶解大多数化合物。DMSO 能够溶解碳水化合物，但在 HILIC 中是一种弱溶剂，因此它允许样品吸附在柱子上。在使用氨基柱时，DMSO 在洗脱早期被洗脱；然而，在采用非氨基介质的其他 HILIC 运行中，它可能在梯度洗脱的后期才被洗脱。03 结果与讨论虽然亲水相互作用液相色谱（HILIC）属于正相色谱，但它使用的溶剂通常适用于反相色谱，因此需要根据表 1 中的设置调整蒸发光散射检测器（ELSD）的参数，以保持基线稳定的同时维持灵敏度。表1. 纯化碳水化合物的蒸发光散射检测器（ELSD）设置。ELSD控制设置值Spray Chamber20℃Drift Tube60℃Gain1SensitivityHigh样品均溶解于 DMSO 中。如有必要，将样品在热水浴中加热以促进溶解。使用 PeakTrak Flash Focus 梯度生成器在系统上开发方法。运行了一个亻贞查梯度以验证样品能够被洗脱，并证明化合物之间有足够的分辨率以实现成功的纯化。所需化合物的保留用于计算聚焦梯度的溶剂组成。所有运行均使用 RediSep Gold 氨基柱。运行完成后，用2-丙醇洗涤并储存柱子，2-丙醇与有机溶剂混溶，可实现较少极性化合物的快速纯化。第一个实例使用了核糖和葡萄糖。亻贞查梯度和聚焦梯度都使用乙腈作为弱溶剂。亻贞查运行只用了少量几毫克，并且为了提高这个小样品负载的灵敏度，ELSD 增益被调高到 3。第二个洗脱峰用于聚焦梯度；计算梯度后，ELSD 增益被重置为 1 以保持 ELSD 响应在量程内。总样品负载为 100 毫克，使用 50 克 RediSep Gold Amine 柱。果糖和蔗糖通常一起出现在样品中。图 2 展示了从葡萄糖杂质中纯化果糖的过程。该混合物以与核糖-葡萄糖样品类似的方式运行，梯度聚焦于葡萄糖。在约 1.8 柱体积（CV）出现的峰是用于溶解样品的 DMSO。图1. 核糖和葡萄糖在 5.5 克 RediSep Gold Amine 柱上运行亻贞查方法（上图），并聚焦到 50 克 RediSep Gold 胺柱上。样品总负载量为核糖和葡萄糖各 50 毫克。聚焦梯度中约 1.8 柱体积处的小峰是 DMSO。图2. 使用 RediSep Gold Amine 柱和乙腈/水梯度从蔗糖中纯化不纯的果糖。04 丙酮作为弱溶剂丙酮也是 HILIC 的弱溶剂，可以替代乙腈使用。尽管醇类可以用于 HILIC，但这些溶剂对于在胺柱上纯化碳水化合物来说太强了。使用丙酮纯化了一个果糖和葡萄糖的样品。该混合物的纯化方式与之前的例子相似，除了亻贞查梯度使用了一根 15.5 克的 RediSep Gold Amine 柱，因为 PeakTrak 允许使用任何尺寸的 Teledyne ISCO 柱进行亻贞查运行。聚焦梯度使用了一根 50 克的 RediSep Gold Amine 柱，但计算出的梯度需要较低的水浓度来纯化葡萄糖，这表明对于这些化合物，丙酮是比乙腈更强的溶剂。图3. 使用丙酮/水梯度纯化的果糖和蔗糖。亻贞查运行使用了一根 15.5 克的 RediSep Gold 胺柱。05 结论使用 NextGen 300+ 配备蒸发光散射检测器（ELSD）和 RediSep Gold 胺柱，通过 HILIC 梯度方法可以高效纯化碳水化合物。使用 DMSO 溶解样品既保证了高样品负载量，又保持了良好的分辨率。PeakTrak Flash Focus 梯度生成器使得 Teledyne ISCO 制造的所有色谱柱都能快速开发和放大方法。

来自悉尼大学的一项新的全球研究着眼于大量营养物质（蛋白质、碳水化合物和脂肪）如何与不同年龄段的死亡风险联系在一起。这是迄今为止最广泛的宏观营养素供应、生存统计和经济数据分析。悉尼大学查尔斯珀金斯中心（Charles Perkins Centre）和悉尼大学科学院（University of Science）的研究员Alistair Senior博士领导的这项研究发现，即使在2016年全球数据中，营养不足的证据也很普遍；尤其是在蛋白质供应方面，“最佳”供应量随着年龄的增长而变化。Senior博士说：“我们发现，在脂肪和蛋白质供应相对较高（分别占能量的40%和16%）的地方，早年死亡的风险会降至最低。然而，在晚年，减少脂肪的能量供应并用脂肪代替碳水化合物，死亡率最低。”这项研究发表在今天的《PNAS》上。“这是一个引人入胜的故事，从国家粮食供应的层面反映了一个事实，即宏观营养需求随年龄而变化，”Senior博士说。“考虑到各国的粮食安全，以及供应的变化如何转化为死亡率的模式，这也可能是一个有趣的问题。”合著者Stephen Simpson教授补充说：“这项研究很吸引人。我们可以看到从中年到晚年碳水化合物比蛋白质比率的增加与死亡率的减少有关，对应了实验室的衰老生物学研究。”与Simpson合著《像动物一样吃》的David Raubenheimer教授指出：“虽然食物供应数据并不是饮食的直接指标，但它们能很好地衡量各国食物环境的差异。令人难以置信的是，我们在这个水平上也看到了个人饮食的详细研究的影响。这证明了食物环境对饮食和健康的影响，这是我们新书的中心主题。”为什么大量营养物质很重要大量营养素是我们所吃食物的主要能量来源，并分为三大类：蛋白质、脂肪和碳水化合物。研究发现，随着年龄的增长，与最低死亡率相关的人均总热量供应相对稳定（约3500kcal/cap/天），但就饮食蛋白质、脂肪和碳水化合物而言，热量摄入的组成并不稳定。在50岁之前，40%到45%的能量来自脂肪和碳水化合物，16%来自蛋白质，可以最大限度地降低死亡率。然而，对于晚年，脂肪和蛋白质的供应量分别为22%和11%，而用碳水化合物来代替这些与死亡率最低有关。Senior博士说：“真正令人高兴的是，我们看到了一个明显的变化，这使得50岁以上的死亡率降至最低，高碳水化合物的供应似乎变得很重要。”我认为有必要指出的是，尽管这并不是一个个人应该吃什么的指南——我们研究了一个国家在人均水平上的供应量。这在理论上设定了人们吃什么的上限，但有一系列因素可以将一个国家的粮食供应转化为最终实际消费的粮食。”从方法论的角度来看，这篇论文也很有趣。研究人员利用全球供应数据和来自103个国家的1879个生命表，在宏观层面测试了能量摄入（卡路里的数量）和宏观营养素的平衡：在国家的营养供应和它们的年龄别死亡率之间。他们发现，即使在校正了时间和经济因素后，宏观营养供应仍然是年龄别死亡率的有力预测因子。Senior博士说：“我们在这里应用的相同的统计方法可以重新应用于研究死亡风险的模式和各种饮食方面，包括不同的食物类型（例如植物和动物蛋白质），或者更广泛的饮食模式（例如‘地中海式饮食’）。”

在液相色谱分析中，极性和亲水化合物的有效保留和分离是一个难点和热点。常见的应对手段是使用亲水分离模式（HILIC），但该模式平衡时间较长、作用机理复杂以及分离能力有限。反相（RPLC）是应用最多的一种分离模式：1.优异普适性；2.柱效高，重现性好；3.平衡时间快。目前常见的C18色谱柱对极性化合物的保留较弱，导致分离能力有限。开发一款能够有效提升极性和亲水化合物保留和分离的C18色谱柱，具有重要的应用价值。因此，纳谱分析研发团队凭借深厚的专业知识以及对色谱分析技术领域的不懈的创新精神，经过精心研发与严格测试，推出了全新的ChromCore T3色谱柱！下面跟着小编，一起来目睹下纳谱分析的这款重磅新品吧！纳谱分析ChromCore T3色谱柱基于孔道结构特殊设计的单分散、多孔、硅胶微球，表面键合十八烷基，优化装填而成，适用于反相模式下极性和亲水化合物的保留和分析。 对极性和亲水化合物表现优异的反相保留耐受100%水相柱流失低，质谱兼容性良好柱间一致性佳由以上测试数据和应用案例可知，ChromCore T3色谱柱表现出良好的100%水相耐受性和批次间一致性，能够有效实现极性和亲水化合物保留，对三种中药配方颗粒的分析结果完全满足国家标准要求，表面该款色谱柱在极性和亲水化合物在内的小分子化合物分析方面具有广阔的应用前景。产品名称粒径(µ m)柱长(mm)内径 (mm)4.6ChromCore T3 5250A711-050012-04625S150A711-050012-04615S100A711-050012-04610S50A711-050012-04605SGuard Cartridge510A711-050012-04601SGuard Holder (Stand-alone)/10 Guard-04601S-C1*更多产品详情，欢迎咨询我司当地销售人员或拨打400 808 3822服务热线，纳谱分析将竭诚为您服务。

2017年12月15日—2017年12月17日辽宁省水处理协会在沈阳建筑大学逸夫楼举办城镇供水化验培训课程，培训主要为了贯彻落实“十九大”提出的“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神”，进一步规范城市供水管理工作，确保饮水卫生安全，保障人民生命健康。培训期间所使用上海光谱生产的分光光度计为培训过程保驾护航，培训还正在进行中，我司预祝本次培训课程圆满成功！

国土资源部组织修订的《地下水质量标准》(GB/T14848-2017)，经国家质检总局、国家标准化管理委员会批准发布。该标准于2018年5月1日正式实施。此标准规定了地下水质量分类、指标及限值，地下水质量调查与监测，地下水质量评价等内容。新版《地下水质量标准》的主要修改点：①水质标准由GB/T 14848-1993的39项增加至93项，增加了54项。②参考GB749-2006《生活饮用水卫生标准》，将地下水质量指标划分为常规指标和非常规指标；③感官性状及一般化学指标由17项增至20项，增加了铝、硫化物、钠3项指标；其中，高锰酸盐指数的名称变更为耗氧量，对总硬度、铁、锰、氨氮4项指标的限值或计量分子量进行了修订；④毒理学指标中无机化合物指标由16项增加至20项，增加了硼、锑、银和铊4项指标；对亚硝酸盐、碘化物、汞、砷、镉、铅、铍、钡、镍、钴和钼11项指标的限值进行了修订。⑤毒理学指标中有机化合物指标由2项增加至49项，将原滴滴涕和六六六的名称分别修改为滴滴涕（总量）和六六六（总量），并对相应限值进行了修订。⑥放射性指标中修订了总α放射性的限值；⑦修订了地下水质量综合评价的有关规定。另外新标准增加了地下水样品保存和送验要求，特别是对地下水定期监测频率进行了规定，潜水监测频率不应少于每年2次（丰水期和枯水期各一次），承压水监测可以根据质量变化情况确定，宜每年1次。LGC作为全球最大的能力验证提供商，在地下水能力验证项目经验丰富，不但基本涵盖了标准中的项目，而且采用多轮次发样的形式，完全满足监管和外部质控的要求。为答谢新老客户，此次安谱实验与LGC为您隆重推出LGC PT八月份AQUACHECK能力验证计划，每个样品测试均减免国际运费和清关服务费（共计RMB1850元）。LGC PT 八月份水化学能力验证AQUACHECK项目如下：注：①上表中价格已经减免国际运费和清关服务费。②本次LGC PT 八月份水化学能力验证AQUACHECK项目轮次为AQ552。相关标准品推荐活动说明1）本次活动于2018年8月27日前和安谱实验签订合同并付款才能享受减免运费和清关服务费的优惠。2）仅针对从未参加过LGC AQUACHECK PT的新客户。3）原价+国际运费+清关服务费，促销期间减免国际运费和清关服务费。额外增加重复样品1500元/个（可以用作质控样）。4）体验趋势分析的功能最少需要参加两个轮次。如需了解此促销活动或更多LGC能力验证项目，请联系安谱实techservice@anpel.com.cn。关于LGC能力验证LGC是全球知名的能力验证提供商，有着其他品牌无可比拟的独特优势，就像LGC标准品一样，始终致力于为客户提供卓越价值和最佳体验。为什么选择LGC作为您的实验室能力验证提供方？项目多、周期短、报告全面全球领先的数据分析系统PORTAL报告生成周期快速-平均报告生成周期5天可以对一个分析物的不同分析人员、不同方法或者不同仪器的结果进行比对，生成多种样式的报告智能导入之前需要录入的数据，节省数据录入时间多种样式的报告格式，包括主体报告（体现所有实验室结果），个体报告（您实验室特有）和能力趋势报告提供的方法总结可以与其他方法的结果进行比较每一轮截止日期前，提交结果完全自控支持提取所有数据转化为Excel格式所有的报告均存放于您的安全网络账户，方便您随时存取在线数据趋势分析工具提供各种形式的图表类型在英国和您所在地的员工提供免费支持和指导LGC可以提供多种形式的报告，保证您能够获得所有能够您的质量管理体系提供支持的信息。主体报告个体报告性能趋势报告集团报告

日前，中国建筑材料科学研究总院有限公司绿色建筑材料国家重点实验室低碳水泥研究团队在《Cement and Concrete Research》发表了题为“Influence of free calcium sulfate levels on the early hydration of sulfate-rich belite sulfoaluminate clinkers: A comparative study with anhydrite and gypsum”（游离硫酸钙含量对富硫型高贝利特硫铝酸盐熟料早期水化的影响：与硬石膏和二水石膏的比较研究）的论文。富硫型高贝利特硫铝酸盐水泥（sulfate-rich BSAC）是在高贝利特硫铝酸盐水泥的矿物组成基础上，提高熟料中SO3含量，并使之以高温煅烧游离硫酸钙形式存在的一种新型水泥。高温煅烧游离硫酸钙对熟料组成、水化有重要影响。同时硬石膏和二水石膏又是调节硫铝酸盐水泥性能的重要组分。因此，研究新型熟料中高温煅烧游离硫酸钙与硬石膏/二水石膏共同作用下，富硫型高贝利特硫铝酸盐熟料的水化机理具有重要意义。为此，绿色建筑材料国家重点实验室张文生团队探讨了sulfate-rich BSAC这种新型水泥熟料中游离硫酸钙含量对熟料水化的影响，研究了石膏种类和掺量对水泥水化过程中的水化放热、水化产物的演变和水泥的物理性能的影响。研究取得的成果如下：1. 不含游离硫酸钙BSA熟料在6h内的水化速度较慢。与硬石膏相比，二水石膏能显著提高BSA熟料的早期水化速度[图1(a)]。2. 随着sulfate-rich BSAC中游离硫酸钙含量的增加，熟料中高活性c-C4A3$含量增加，熟料的早期水化速率也相应提高。此外，游离硫酸钙促进了熟料的水化和AFt的生成。游离硫酸钙含量低时，由于SO42⁻ 离子不足，导致浆体中逐渐形成AFm相，样品抗压强度降低。反之，充足的游离硫酸钙含量可确保C4A3$充分反应，从而提高早期抗压强度[图1(b、c)]。3. sulfate-rich BSAC中的游离硫酸钙溶解较快，可以使溶液中的Ca2+和SO42⁻ 离子快速饱和，从而抑制二水石膏的溶解[图2(a)]。4. 与二水石膏相比，高溶解度的硬石膏能提高溶液中Ca2+和SO42⁻ 浓度，促进C4A3$的水化。因此，硬石膏对sulfate-rich BSAC的早期性能的提高更为明显[图1(d)]。图1 硬石膏(A)/石膏(G)对熟料早期水化放热与抗压强度的影响图2 硬石膏(A)/石膏(G)对熟料水化产物的影响该成果有以下主要创新点：通过对比研究游离硫酸钙sulfate-rich BSAC与BSA熟料早期水化，以及游离硫酸钙与硬石膏/二水石膏协同作用下sulfate-rich BSAC的早期水化特征。发现，sulfate-rich BSAC较BSA水泥具有更好的小时级强度，其6h强度超过15MPa。此外，sulfate-rich BSAC中掺加硬石膏能进一步提高早期水化速度，使6h强度达到20MPa。研究阐明了硬石膏和二水石膏影响sulfate-rich BSAC早期水化的机制，为sulfate-rich BSAC熟料制备水泥时，选择石膏种类和掺量提供了理论支撑。

2021年，《高分子学报》邀请到国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读。期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来。高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！ 原文链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304.2020.20248《高分子学报》高分子表征技术专题链接：http://www.gfzxb.org/article/doi/10.11777/j.issn1000-3304 石英晶体微天平在高分子研究中的应用袁海洋 1 ,马春风 2 ,刘光明 1 , 张广照 2 , , 1.中国科学技术大学化学物理系 合肥微尺度物质科学国家研究中心 安徽省教育厅表界面化学与能源催化重点实验室　合肥 2300262.华南理工大学材料科学与工程学院　广州 510640作者简介: 刘光明，男，1979年生. 2002年于安徽师范大学获得学士学位，2007年于中国科学技术大学获得博士学位. 2005~2006年，香港科技大学，研究助理；2008~2010年，澳大利亚国立大学，博士后；2010~2011年，中国科学技术大学，特任副教授；2011~2016年，中国科学技术大学，副教授；2016年至今，中国科学技术大学，教授. 获得2011年度中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)(二等奖)，2013年入选中国科学院青年创新促进会，并于2017年入选为中国科学院青年创新促进会优秀会员. 近年来的研究兴趣主要集中于高分子的离子效应方面 张广照，男，1966年生. 华南理工大学高分子科学与工程系教授. 1987年本科毕业于四川大学高分子材料系，1998年在复旦大学获博士学位. 先后在香港中文大学(1999~2001年)和美国麻省大学(2001~2002年)从事博士后研究. 2002~2010年任中国科学技术大学教授，2010至今在华南理工大学工作. 曾获国家杰出青年基金获得者(2007年)，先后担任科技部重大研究计划项目首席科学家(2012年)，国际海洋材料保护研究常设委员会(COIPM)委员(2017年)，中国材料研究学会高分子材料与工程分会副主任，广东省化学会高分子化学专业委员会主任，《Macromolecules》(2012~2014年)、《ACS Macro Letters》(2012~2014年)、《Macromolecular Chemistry and Physics》、《Chinese Joural of Polymer Science》、《高分子材料科学与工程》编委或顾问编委. 研究方向为高分子溶液与界面物理化学，在大分子构象与相互作用、高分子表征方法学、杂化共聚反应、海洋防污材料方面做出了原创性工作 通讯作者: 刘光明, E-mail: gml@ustc.edu.cn 张广照, E-mail: msgzzhang@scut.edu.cn 摘要: 石英晶体微天平(QCM)作为一种强有力的表征工具已被广泛应用于高分子研究之中. 本文中，作者介绍了QCM的发展简史、基本原理以及实验样品制备方法. 在此基础上，介绍了如何基于带有耗散测量功能的石英晶体微天平(QCM-D)及相关联用技术研究界面接枝高分子构象行为、高分子的离子效应以及高分子海洋防污材料，展示了QCM-D技术在高分子研究中的广阔应用前景. QCM-D可同时检测界面高分子薄膜的质量变化和刚性变化，从而反映其结构变化. 与光谱型椭偏仪联用后，还可同步获取界面高分子薄膜的厚度变化等信息，可以有效解决相关高分子研究中的问题. 希望本文能够对如何利用QCM-D技术开展高分子研究起到一定的启示作用，使这一表征技术能够为高分子研究解决更多问题.关键词: 石英晶体微天平 / 高分子刷 / 聚电解质 / 离子效应 / 海洋防污材料 目录1. 发展简史2. 石英晶体微天平基本原理3. 石英晶体微天平实验样品制备3.1 在振子表面制备化学接枝高分子刷3.2 在振子表面制备物理涂覆高分子膜4. 石英晶体微天平在高分子研究中的应用4.1 界面接枝高分子构象行为4.2 高分子的离子效应4.2.1 高分子的离子特异性效应4.2.2 高分子的离子氢键效应4.2.3 高分子的离子亲/疏水效应4.3 高分子海洋防污材料5. 结语参考文献1. 发展简史1880年，Jacques Curie和Pierre Curie发现Rochelle盐晶体具有压电效应[1 ]. 1921年，Cady利用X切型石英晶体制造出世界上第一个石英晶体振荡器[2 ]. 但是，由于X切型石英晶体受温度影响太大，该切型石英晶体并未被广泛应用. 直到1934年，第一个AT切型石英晶体振荡器被制造出来[3 ]，由于其在室温附近几乎不受温度影响，因而得到广泛应用. 1959年，Sauerbrey建立了有关石英晶体表面质量变化和频率变化的定量关系，即著名的Sauerbrey方程[4 ]，该方程的建立为石英晶体微天平(QCM)技术的推广与应用奠定了坚实基础. 20世纪六七十年代QCM技术主要被应用于检测空气或真空中薄膜的厚度[5 ]. 1982年，Nomura和Okuhara实现了在液相中石英晶体振子的稳定振动，从而开辟了QCM技术在液相环境中的应用[6 ]. 1995年，Kasemo等开发了具有耗散因子测量功能的石英晶体微天平技术(QCM-D)[7 ]，实现了对石英晶体振子表面薄膜的质量变化和结构变化进行同时监测. 近年来，随着科学技术的发展，出现了QCM-D与其他表征技术的联用. 如QCM-D与光谱型椭偏仪联用技术(QCM-D/SE)[8 ]、QCM-D与电化学联用技术[9 ]等，这些联用技术无疑极大地拓展了QCM-D的应用范围，丰富了表征过程中的信息获取量，加深了对相关科学问题的理解. 毋庸置疑，在过去的60年中，QCM技术已取得了长足进步，广泛应用于包括高分子表征在内的不同领域之中[10 ~14 ]，为相关领域的发展作出了重要贡献.2. 石英晶体微天平基本原理对于石英晶体而言，其切形决定了石英晶体振子的振动模式. QCM所使用的AT切石英振子的法线方向与石英晶体z轴的夹角大约为55°[15 ]，其振动是由绕z轴的切应力所产生的绕z轴的切应变激励而成的，为厚度剪切模式，即质点在x方向振动，波沿着y方向传播，该剪切波为横波(图1 )[15 ~17 ].图 1Figure 1. Schematic illustration of a quartz resonator working at the thickness-shear-mode, where the shear wave (red curve) oscillates in the horizontal (x) direction as indicated by the two blue double-sided arrows but propagates in the vertical (y) direction as indicated by the light blue double-sided arrows. The two gold lines represent the two electrodes covered on the two sides of the quartz crystal plate, and the dashed line represents the center line of the quartz crystal plate at the y direction. (Adapted with permission from Ref.[16 ] Copyright (2000) John Wiley & Sons, Inc).当石英振子表面薄膜厚度远小于石英振子厚度时，Sauerbrey建立了AT切石英压电振子在厚度方向上传播的剪切波频率变化(Δf)与石英压电振子表面均匀刚性薄膜单位面积质量变化(Δmf)间的关系，称为Sauerbrey方程[4 ]：其中，ρq为石英晶体的密度，hq为石英振子的厚度，f0为基频，n为泛频数，C = ρqhq/(nf0). Sauerbrey方程为QCM技术的应用奠定了基础. 值得指出的是，此方程一般情况下仅适用于真空或空气中的相关测量.当黏弹性薄膜吸附于石英振子表面时，振子的振动受到其表面吸附层的阻尼作用，因此需要定义一个参数耗散因子(D)来表征石英振子表面薄膜的刚性：其中，Q为品质因数，Es表示储存的能量，Ed表示每周期中消耗的能量. 较小的D值反映振子表面薄膜刚性较大，反之，较大的D值表明振子表面薄膜刚性较小.当QCM用于液相中的相关测量时，Kanazawa和Gordon于1985年建立了石英压电振子频率变化和牛顿流体性质间的关系，即Kanazawa-Gordon方程[18 ]：其中ηl代表液相黏度，ρl为液相密度. 1996年，Rodahl等建立了有关耗散因子变化与牛顿流体性质间关系的方程[19 ]：在液相中，石英振子表面黏弹性薄膜的复数剪切模量(G)可表示为[20 ]：G′代表薄膜的储存模量，G″代表薄膜的耗散模量，μf代表薄膜的弹性模量，ηf代表薄膜的剪切黏度，τf代表薄膜的特征驰豫时间. 因此，石英压电振子的频率变化和耗散因子变化可表示为[20 ]：其中ρf代表薄膜密度，hf代表薄膜厚度.石英压电振子的频率与耗散因子可以通过阻抗谱方法加以测量[16 ]，也可以通过拟合振幅衰减曲线获得[7 ]. 以后者为例，当继电器断开后，由交变电压产生的驱动力会突然消失，石英压电振子的振幅在阻尼作用下会按照下面的方式逐渐衰减[21 ].其中t为时间，A(t)为t时刻的振幅，A0为t=0时的振幅，τ为衰减时间常数，φ为相位，C为常数. 注意此时输出频率(f)并非为石英振子的谐振频率，而是f0和参照频率(fr)之差[21 ]. 通过对石英压电振子振幅衰减曲线的拟合，可以得到f 和τ.耗散因子可以通过如下公式求得[7 ]：3. 石英晶体微天平实验样品制备在QCM-D表征高分子的研究过程中，需要在石英振子表面制备高分子膜，所制备高分子膜的质量对相关实验测量有重要影响. 下面以在石英振子表面制备化学接枝高分子刷和物理涂覆高分子膜为例，介绍相关高分子膜的制备：3.1 在振子表面制备化学接枝高分子刷高分子刷可以通过“grafting to”或“grafting from”方法接枝于石英振子表面. 一般情况下，前者的接枝密度较低，而后者的接枝密度相对较高. 对于金涂层的石英振子而言，巯基和金表面可以生成硫金键，在基于“grafting to”技术制备高分子刷时，可以将含有巯基末端的高分子溶液添加至自制的QCM反应器中. 在该自制的反应器中，石英振子正面接触溶液，利用橡胶圈对石英振子的背面加以密封. 在接枝反应充分完成后，取出振子，利用大量溶剂冲洗振子表面，随后使用氮气吹干振子，即可完成相关高分子刷的制备. 此外，也可以在QCM检测模块中完成利用“grafting to”策略制备高分子刷，此时可实时监测高分子接枝过程中的频率以及耗散因子变化[22 ,23 ].在利用“grafting from”策略在振子表面制备高分子刷时，可采用活性自由基聚合等方法加以实现. 以表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备高分子刷为例，首先利用自制的反应器将引发剂接枝于振子表面，然后将振子放置于相应的包括单体的溶液中，并通过SI-ATRP方法在振子表面引发单体聚合，制备高分子刷. 在采用SI-ATRP方法在振子表面制备高分子刷的过程中，除去溶液中溶解的氧气这一步骤非常关键，需要加以特别注意，否则可能会导致制备高分子刷失败. 在反应结束后，需要采取相应的程序进一步纯化振子表面制备的高分子刷. 类似于“grafting to”策略，利用“grafting from”策略在振子表面制备高分子刷也可以在QCM检测模块中完成[24 ~26 ].3.2 在振子表面制备物理涂覆高分子膜以旋涂法在振子表面制备高分子膜过程中，首先将振子放置于旋涂仪上，抽真空使振子固定，将高分子溶液滴在振子表面后，启动旋涂仪，高分子溶液将沿着振子的径向铺展开来. 伴随溶剂的挥发，可在振子表面制备一层物理涂覆的高分子薄膜[27 ,28 ]. 在利用旋涂法制备高分子膜时，溶剂的选择、高分子溶液的浓度以及环境的湿度等都会对振子表面的成膜情况产生影响，需要加以注意.4. 石英晶体微天平在高分子研究中的应用QCM在高分子薄膜研究中得到了广泛应用，已有一些国内外学者对相关方面的研究进展进行了总结. 例如，Du等总结了QCM在聚合物水凝胶薄膜等研究中的应用[29 ]；He等总结了QCM在表面引发聚合反应动力学等研究方面的进展[30 ]；Sun等总结了QCM在生物医用高分子材料中的应用[31 ]；Marx总结了QCM在生物高分子薄膜等研究方面的进展[32 ]. 另一方面，在高分子研究中，QCM-D的测量结果不但与其振子表面的高分子薄膜密切相关，也与QCM-D检测模块中高分子溶液的非牛顿流体行为有关，例如，Munro和Frank研究了聚丙烯酰胺分子量及溶液浓度对其在QCM-D振子表面吸附的影响[33 ]；为了阐明大分子溶液非牛顿流体行为对QCM-D振子表面与大分子间相互作用的影响，Choi等研究了QCM-D特征参数S2对聚乙二醇溶液浓度的依赖性[34 ]；更多相关方面的研究可参阅有关文献，在此不作详细讨论. 本文将以作者的相关高分子研究工作为例，介绍QCM-D在界面接枝高分子构象行为、高分子的离子效应以及高分子海洋防污材料研究中的应用，进一步展示QCM-D在高分子研究中的广阔应用前景.4.1 界面接枝高分子构象行为众所周知，界面接枝高分子的构象行为对界面性质至关重要[35 ]. 然而，对界面接枝高分子的构象行为进行实时原位表征一直面临许多挑战. 研究界面接枝高分子的构象行为，首先需要理解高分子在界面接枝过程中的构象变化. 在低接枝密度下，由于链间距离大于链本身的尺寸，链间不发生交叠，此时，根据高分子链节与界面间相互作用的强弱，高分子会形成“煎饼”状构象(pancake)或“蘑菇”状构象(mushroom)[36 ]. 具体而言，如果高分子链节与固体表面间相互作用强时，接枝高分子会形成“煎饼”状构象；若高分子链节与固体表面间无明显相互作用时，接枝高分子则形成“蘑菇”状构象[36 ]. 随着接枝密度增加，当接枝高分子链间距离小于其本身尺寸时，由于链间排斥作用，接枝高分子链会形成“刷”(brush)状构象[36 ]. 因此，随着接枝密度增加，接枝高分子将展现出pancake-to-brush或mushroom-to-brush转变. 利用QCM-D研究相关高分子接枝过程中的构象变化，对于理解高分子刷的形成机理十分重要.图2(a) 为巯基末端聚(N-异丙基丙烯酰胺) (HS-PNIPAM)在金涂层石英振子表面接枝所引起的频率变化情况[23 ]. 很明显，接枝过程经历了3个不同的动力学阶段. 在区域Ι阶段，Δf 快速下降，表明HS-PNIPAM链快速接枝到振子表面. 在区域ΙΙ阶段，Δf 缓慢下降，说明已接枝高分子链阻碍HS-PNIPAM链的进一步接枝，因而接枝速率变慢. 在区域ΙΙΙ阶段，Δf 再次出现相对快速的下降，表明已接枝的HS-PNIPAM链进行构象调整，从而使得后续的HS-PNIPAM链能够继续进行接枝反应. 对于HS-PNIPAM接枝过程中的耗散因子变化情况而言(图2(b) )[23 ]，在区域Ι阶段，ΔD快速上升；在区域ΙΙ阶段，ΔD缓慢增加；在区域ΙΙΙ阶段，ΔD相对快速增加. 显然，ΔD与Δf 变化的快慢趋势相一致，反映类似的HS-PNIPAM链在振子表面的接枝过程.图 2Figure 2. (a) Frequency shift (Δf) and (b) dissipation shift (ΔD) of the gold-coated quartz resonator immersed in a HS-PNIPAM solution as a function of time (c) ΔD versus −Δf relation for the grafting of HS-PNIPAM to the surface of the gold-coated quartz resonator (Adapted with permission from Ref.[23 ] Copyright (2005) American Chemical Society) (d) Schematic illustration of the pancake-to-brush transition for the grafting of HS-PNIPAM to the surface of the gold-coated quartz resonator (Adapted with permission from Ref.[37 ] Copyright (2015) Science Press).然而，HS-PNIPAM链在振子表面接枝过程中Δf 与ΔD间的关系只包含2个不同的过程(图2(c) )[23 ]. 在区域Ι和ΙΙ阶段，随着−Δf 的增加，ΔD缓慢增加，−Δf与ΔD间关系相似，表明在这两个阶段中接枝HS-PNIPAM链的构象接近，即，由于HS-PNIPAM链节与金表面间有较强的吸引作用，HS-PNIPAM链在区域I阶段形成“煎饼”状构象；随着接枝密度增加，其在区域II阶段转变成“蘑菇”状构象. 在区域ΙΙΙ阶段，ΔD随着−Δf 的增加快速增加，说明接枝HS-PNIPAM链变得越来越伸展，即形成了高分子刷构象. 图2(d) 展示了从区域I到区域III阶段，接枝HS-PNIPAM链的构象转变过程[37 ]. 同样，如果高分子链节与固体表面间无明显吸引作用时，随着接枝密度的增加，接枝高分子链将展现从无规“蘑菇”状构象到有序“蘑菇”状构象，再到“刷”状构象的转变[22 ].另一方面，PNIPAM为典型的热敏型高分子，其在水中具有最低临界溶解温度(LCST，约为32 °C). 在温度低于LCST时，溶液中自由的PNIPAM链呈无规线团状(coil)，但当温度高于LCST时，PNIPAM链塌缩成小球状(globule)，且coil到globule转变是不连续的. 与溶液中自由的PNIPAM链相比，由于空间受限效应，界面接枝PNIPAM链将展现出不同的热敏性构象行为. Zhang和Liu利用QCM-D研究了界面接枝PNIPAM随温度的变化情况[38 ,39 ]. 如上所述，PNIPAM链可以通过“grafting to”或“grafting from”策略接枝到振子表面，前者可以形成接枝密度较低的“蘑菇”状构象，而后者则可以形成接枝密度较高的“刷”状构象.图3(a) 为利用“grafting to”策略将PNIPAM链接枝到振子表面形成“蘑菇”状构象后，频率随温度的变化情况[38 ]. 在加热过程中，−Δf 随着温度增加逐渐降低，表明接枝PNIPAM链发生了去水化. 在降温过程中，−Δf 随着温度降低逐渐增加，表明接枝PNIPAM链的水化程度再次增加. 最终，−Δf 能够回到原点，说明降低温度可以使得接枝PNIPAM链从高温时的弱水化状态回到低温时的强水化状态. 图3(b) 为振子表面接枝PNIPAM链形成“蘑菇”状构象后，耗散因子随温度的变化情况[38 ]. 在升温过程中，ΔD随着温度增加而减小，表明升温导致接枝PNIPAM塌缩成更加致密刚性的薄膜. 在降温过程中，ΔD随着温度降低而增大，表明降温使得塌缩的PNIPAM逐渐溶胀成更加蓬松柔性的薄膜. 另一方面，在图3(c) 中，Δf与ΔD成线性关系，表明随着温度变化，接枝PNIPAM链的伸展/塌缩与其水化/去水化间的协同性强[40 ].图 3Figure 3. Temperature dependence of the shifts in frequency (Δf) (a) and dissipation (ΔD) (b) of the PNIPAM mushroom. (Reprinted with permission from Ref.[38 ] Copyright (2004) American Chemical Society) (c) ΔD versus −Δf relation of the PNIPAM mushroom (Reprinted with permission from Ref.[40 ] Copyright (2009) John Wiley & Sons, Inc.) Temperature dependence of the shifts in frequency (Δf) (d) and dissipation (ΔD) (e) of the PNIPAM brush (f) ΔD versus −Δf relation of the PNIPAM brush (Reprinted with permission from Ref.[39 ] Copyright (2005) American Chemical Society).利用“grafting from”策略将PNIPAM链接枝到振子表面形成“刷”状构象后，其频率和耗散因子随温度的变化情况示于图3(d) ~ 3(f) 中[39 ]. 在图3(d) 中，−Δf 随着温度增加而降低，表明PNIPAM刷在升温过程中发生了去水化；−Δf 随着温度降低而增加，表明PNIPAM刷的水化程度在降温过程中再次增加. 在图3(e) 中，ΔD随着升温而减小，表明加热使得PNIPAM刷塌缩成更加致密刚性的结构；在降温过程中，ΔD逐渐增加，表明降温使得塌缩的PNIPAM刷溶胀为更加蓬松柔性的结构. 与图3(b) 不同的是，在图3(e) 中，降温过程中的ΔD比升温过程中同一温度下的值要大，这是降温过程中在PNIPAM刷外围形成“尾”(tail)状结构造成的[39 ]. 另外，在图3(f) 中，Δf与ΔD的关系也与图3(c) 中的不同，PNIPAM刷在升温过程中展现出3个过程，从A到B，ΔD随着−Δf 的减小而降低，表明在此过程中PNIPAM刷的塌缩和去水化协同性较强；从B到C，ΔD随着−Δf 的减小而轻微地降低，表明在此过程中立体位阻效应使得PNIPAM刷在去水化的同时只有轻微塌缩发生，即PNIPAM刷的塌缩和去水化协同性较差；从C到D，ΔD随着−Δf 的减小而再次降低，表明在此过程中PNIPAM刷克服立体位阻，在去水化的同时伴随进一步塌缩. 在降温过程中，可以观察到2个过程，从D到E，ΔD随着−Δf的增加而显著增大，表明PNIPAM刷开始溶胀时在其外围形成了蓬松的“尾”状构象；从E到F，ΔD随着−Δf的增加而逐渐增大，表明降温导致PNIPAM刷的进一步水化和溶胀. 此外，QCM-D还可应用于表征界面接枝带电高分子的响应性构象行为，如pH响应性[41 ]、盐浓度响应性[42 ]等.4.2 高分子的离子效应高分子的离子效应是理解高分子物理化学基本原理的重要基础，并在生物、环境以及能源等领域中扮演着重要角色. 然而，经典德拜-休克尔理论中所运用的一些假设，例如，仅考虑离子的静电相互作用，忽略离子-溶剂间相互作用，以及认为正负离子间的静电吸引能小于其热运动能量等，使得该理论难以全面正确理解高分子体系中除离子强度效应以外的其他离子效应. 相比于一些传统的研究高分子溶液的表征技术(如激光光散射等)，利用QCM-D研究界面高分子体系中的离子效应，可以有效避免如带电高分子相分离等不利因素，从而可以更加全面清晰地解析高分子的离子效应. 此外，将QCM-D与其他界面表征技术联用，可以从不同角度表征高分子的离子效应，加深对相关离子效应作用机理的理解. 在本节中，我们将以离子特异性效应、离子氢键效应以及离子亲/疏水效应为例，介绍如何基于QCM-D/SE联用技术研究高分子的离子效应.4.2.1 高分子的离子特异性效应由于离子普遍存在于不同体系之中，自1888年捷克科学家Hofmeister首次发现离子特异性效应以来[43 ]，其已引起了包括高分子在内的不同领域科学家的广泛兴趣[44 ~50 ]. 为了阐明离子特异性效应的相关机理，Collins基于离子水化程度不同，提出了经验性的离子水化匹配模型，即阴阳离子水化程度相近时可以形成紧密离子对，反之，则难以形成紧密离子对[51 ]. 相对于离子水化匹配模型主要用于理解水溶液中带电体系的离子特异性效应，Ninham等提出的离子色散力理论则可以用于理解几乎所有体系的离子特异性效应，即离子尺寸不同，极化能力各异，导致特异性的离子色散相互作用[52 ].对于高分子体系而言，阐明离子特异性作用机理，是理解高分子体系离子特异性效应的关键所在. Kou等以阳离子型聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)(PMETAC)刷为模型体系，利用QCM-D/SE联用技术研究了强聚电解质刷的离子特异性效应(图4 )[53 ]. 在图4(a) 中，对于同一盐浓度而言，Δf 的变化呈现“V”型的阴离子序列SO42−HPO42−CH3COO−Cl−Br−NO3−I−SCN−，这与经典的Hofmeister离子序列不一致. 在“V”型序列的右边主要为“结构破坏型”阴离子，从CH3COO−变化至SCN−，Δf 依次增加，说明PMETAC刷的水化程度依次降低. 一方面，阳离子型季铵基团为弱水化基团[54 ~56 ]；另一方面，从CH3COO−变化至SCN−，阴离子的水化程度依次降低[54 ~56 ]. 依据水化匹配模型[51 ]，季铵基团与阴离子间的“离子对”相互作用强度从CH3COO−到SCN−依次增强，导致PMETAC刷的水化程度依次降低. 同样，基于离子色散力理论[52 ]，也可以得到类似的结论. 因此，上述研究结果表明，对于“结构破坏型”阴离子而言，PMETAC刷的离子特异性效应由直接的“离子对”相互作用主导. 在“V”型序列的左边为“结构构造型”阴离子，从CH3COO−变化至SO42−，Δf 依次增加，同样说明PMETAC刷的水化程度依次降低. 然而，阴离子的水化程度从CH3COO−到SO42−依次增强. 显然，对于“结构构造型”阴离子而言，PMETAC刷的离子特异性效应无法基于水化匹配模型加以理解. 实际上，Δf 随离子种类的变化情况表明，对于“结构构造型”阴离子而言，PMETAC刷的离子特异性效应由阴离子对强聚电解质刷水化层中水分子的争夺作用主导. 类似地，ΔD (图4(b) )和湿态厚度(图4(c) )随离子种类的变化情况再次从不同角度说明了“结构破坏型”和“结构构造型”阴离子分别以不同方式与PMETAC刷进行特异性相互作用. PMETAC刷的离子特异性效应作用机理展示在图4(d) 中. 基于同样原理，QCM-D/SE联用技术还可应用于研究弱聚电解质刷[57 ]以及聚两性离子刷体系的离子特异性效应[58 ].图 4Figure 4. (a) Salt concentration dependence of (a) the frequency shift (Δf), (b) the dissipation shift (ΔD), (c) the wet thickness of the PMETAC brush in the presence of different types of anions with Na+ as the common cation. In parts (a), (b), and (c), salt concentration: 0.001 mol/L (open symbol), 0.01 mol/L (half up-filled symbol), 0.1 mol/L (half right-filled symbol), and 0.5 mol/L (filled symbol) (d) Schematic illustration of the specific interactions between the PMETAC brush and the different types of anions (Reprinted with permission from Ref.[53 ] Copyright (2015) American Chemical Society).4.2.2 高分子的离子氢键效应在带电高分子体系，当抗衡离子具有氢键供体或受体时，其既可以与高分子链上的电荷基团产生静电吸引作用，也可以与高分子链上的氢键受体或供体发生氢键相互作用，从而对带电高分子的性质产生重要影响，此种由带电高分子体系抗衡离子产生的氢键效应被定义为高分子的离子氢键效应[59 ]. 以强聚电解质刷为例，由于强聚电解质的电离度与pH无关，因此，传统观念上认为强聚电解刷无pH响应性. 但如果从离子氢键效应的角度出发，氢氧根离子(OH−)和水合氢离子(H3O+)不但可以通过“抗衡离子凝聚”吸附到接枝强聚电解质链上[60 ]，同时也可以和接枝强聚电解质链发生氢键作用. 当溶液pH发生改变时，在保持溶液离子总浓度不变的情况下，OH−和H3O+的浓度会发生变化，导致抗衡离子与强聚电解质刷的氢键相互作用发生改变，从而使得强聚电解质刷产生pH响应性[61 ,62 ].如图5(a) 所示，PMETAC刷的Δf 随着pH的增大而增加，反之亦然. 同时，PMETAC刷的ΔD随着pH的增大而减小，反之亦然. 因此，PMETAC刷的水化程度和刚性对pH有明显的依赖性. 但是，图5(b) 表明PMETAC刷的表面电荷密度(σ)以及湿态厚度(dwet)与pH无关，因此，pH引起的PMETAC刷的水化程度和刚性变化并非由强聚电解质刷的电离度变化或塌缩/溶胀引起的. 事实上，PMETAC刷的pH响应性是由OH−产生的抗衡离子氢键效应导致的(图5(c) ). 具体而言，随着pH增大，更多的OH−离子通过“抗衡离子凝聚”方式吸附在接枝PMETAC链上，并与接枝链上的羰基产生氢键作用，从而削弱了PMETAC刷与其周围水分子间的作用，降低其水化程度，导致Δf 增加. 同时，随着pH增大，接枝链间的氢键作用使得PMETAC刷产生物理交联，即其结构变得更加刚性，导致ΔD减小. 与阳离子型PMETAC刷类似，H3O+产生的抗衡离子氢键效应使得阴离子型聚(3-(甲基丙烯酰氧基)丙磺酸钾)刷具有pH响应性[61 ].图 5Figure 5. (a) Shifts in frequency (Δf) and dissipation (ΔD) of the PMETAC brush as a function of pH (b) Changes in surface charge density (σ) and wet thickness (dwet) of the PMETAC brush as a function of pH (c) Schematic illustration of the pH response of the PMETAC brush induced by the hydrogen bond effect generated by the hydroxide counterions (Reprinted with permission from Ref.[61 ] Copyright (2016) American Association for the Advancement of Science).为了验证带电高分子体系中抗衡离子氢键效应具有普适性，Zhang等将研究体系拓展至弱聚电解质刷以及OH−和H3O+以外的其他种类离子[63 ]. 从图6(a) 可知，CH3SO3−无法和PMETAC发生氢键作用，但是HOCH2SO3−上的羟基却可以和PMETAC链上的羰基形成氢键. 类似地，在图6(b) 中，Na+无法与聚甲基丙烯酸钠(PMANa)发生氢键作用，但是胍离子(Gdm+)上的胺基却可以和PMANa链上的羰基形成氢键. 在图6(c) 中，随着CH3SO3−-HOCH2SO3−混合抗衡离子中HOCH2SO3−摩尔分数(x)的增加，Δf 逐渐增大而ΔD逐渐减小，表明HOCH2SO3−产生的离子氢键效应导致PMETAC刷发生去水化，且PMETAC刷的结构变得更加刚性. 在图6(d) 中，随着x的增加，PMETAC刷的dwet逐渐减小，表明HOCH2SO3−产生的离子氢键效应导致PMETAC刷逐渐塌缩.图 6Figure 6. (a) The HOCH2SO3− counter anions with the hydroxide group can form hydrogen bonds with PMETAC, whereas no hydrogen bonds can be formed between the CH3SO3− counter anions and PMETAC (b) The guanidinium+ counter cations with the amino groups can form hydrogen bonds with PMANa, whereas no hydrogen bonds can be formed between the Na+ counter cations and PMANa (c) Shifts in Δf (filled symbol) and ΔD (open symbol), and (d) shift in dwet of the PMETAC brush as a function of x of the counterion mixtures of CH3SO3− and HOCH2SO3− at a concentration of 0.05 mol/L with Na+ as the common cation (e) Shifts in Δf (filled symbol) and ΔD (open symbol), and (f) shift in dwet of the PMANa brush as a function of pH in the presence of 0.05 mol/L Na+ or guanidinium+ with Cl− as the common anion (Adapted with permission from Ref.[63 ] Copyright (2020) The Royal Society of Chemistry).与强聚电解质刷类似，抗衡离子氢键效应同样存在于弱聚电解质刷体系中. 图6(e) 和6(f) 中，在0.05 mol/L NaCl存在下，PMANa刷的Δf、ΔD以及dwet随pH的变化情况与传统弱聚电解质刷的pH响应性完全一致，即此时PMANa刷的pH响应性由接枝链的电离度随pH变化决定的. 然而，在0.05 mol/L GdmCl存在下，PMANa刷所表现出的pH响应性与0.05 mol/L NaCl存在下的情况截然不同. 当pH从2.0增加到4.5，PMANa刷的Δf 和ΔD分别增加和减小，同时，PMANa刷的dwet逐渐减小，表明PMANa刷的水化程度逐渐降低，其结构变得更加刚性，并伴随着塌缩发生. 显然，这与0.05 mol/L NaCl存在下在该pH区间中PMANa刷的变化情况完全相反. 然而，这可以基于离子氢键效应加以理解. 当pH从2.0增加至4.5时，接枝PMANa链的电离度增加，导致更多的Gdm+离子通过“抗衡离子凝聚”吸附于带负电荷的羧酸根基团上，从而在PMANa刷中形成更多的抗衡离子氢键，削弱了PMANa刷与周围水分子间的相互作用，使PMANa刷变得更加刚性，并导致其塌缩. 在pH 4.5至10.0区间中，0.05 mol/L GdmCl存在下PMANa刷的pH响应性与0.05 mol/L NaCl存在下的情况类似.4.2.3 高分子的离子亲/疏水效应当电荷基团与具有不同亲/疏水性质的有机基团相连接时，形成的有机离子具有不同的亲/疏水性质. 将这些离子引入聚电解质体系作为抗衡离子，可实现利用抗衡离子控制聚电解质的亲/疏水性质，从而调控其温敏性[64 ]. 然而，与聚电解质稀溶液相比，聚电解质刷内部环境较为拥挤. 因此，聚电解质刷的温敏性不但依赖于其抗衡离子的亲/疏水性，而且与抗衡离子的尺寸大小有关. 为了澄清抗衡离子的亲/疏水性质和尺寸大小与聚电解质刷温敏性间的关系，Cai等以聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)为基础，基于离子交换策略制备了具有不同抗衡离子的聚电解质刷(图7(a) )，并利用QCM-D/SE联用技术研究了不同聚电解质刷的温度响应性(图7(b) ~7(g) )[65 ].图 7Figure 7. (a) Schematic illustration of the preparation of PSSP444m brushes from the PSSNa brush through a counterion exchange strategy, where P444m+ represents the hydrophobic tetraalkylphosphonium counterion (b) Shift in frequency (Δf ), (c) shift in dissipation (ΔD) and (d) change in wet thickness (Δdwet) for both the PSSNa and the PSSP444m brushes as a function of temperature (e) Temperature dependence of ∆f of the PSSNa/P4448 brushes as a function of the molar fraction of the P4448+ counterion (x). (f) Temperature dependence of ∆D of the PSSNa/P4448 brushes as a function of the molar fraction of the P4448+ counterion (x). (g) Change in wet thickness (∆dwet) of the PSSNa/P4448 brushes as a function of the molar fraction of the P4448+ counterion (x). (Adapted with permission from Ref.[65 ] Copyright (2019) American Chemical Society).在图7(b) 和7(c) 中，随着温度增加，PSSNa刷的Δf和ΔD基本保持不变，表明PSSNa刷无明显温度响应性，这是PSSNa的强亲水性导致的. 当Na+被P4442+取代后，P4442+的疏水性仍不足以使PSSP4442刷表现出明显的温敏性. 当使用更加疏水的P4444+取代Na+时，PSSP4444刷仅表现出较弱的温敏性. 进一步增加抗衡离子的疏水性制备得到的PSSP4446刷表现出明显的温敏性，即随着温度增加，Δf 和ΔD分别明显地增加和减小，说明升温可以导致PSSP4446刷去水化以及变得更加刚性. 此外，PSSP4446刷的温敏性具有较好的可逆性. 然而，继续增加抗衡离子的疏水性，制备得到的PSSP4448刷再次失去温敏性，这是P4448+过度疏水造成的. 另一方面，在图7(d) 中，包括PSSP4446刷在内的所有聚电解质刷的Δdwet都没有明显的温度依赖性. 对于PSSP4446刷而言，其水化和刚性表现出明显的温度依赖性，但由于其抗衡离子尺寸较大，在聚电解质刷内部产生的位阻效应较大，阻碍了PSSP4446刷随温度升高而塌缩. 这不利于温敏型聚电解质刷的应用，如“纳米阀门”[66 ]. 考虑到大尺寸的P4448+抗衡离子可以将强疏水性引入强聚电解质刷，而小尺寸的Na+抗衡离子可以使强聚电解质刷内部产生一定的自由空间，Cai等利用Na+和P4448+混合抗衡离子制备PSSNa/P4448刷，并在P4448+摩尔分数(x)为 ~72%时，实现了强聚电解质刷水化、刚性以及湿态厚度明显的温度响应性(图7(e) ~7(g) )[65 ].4.3 高分子海洋防污材料海洋微生物、动植物在海洋设施表面的黏附、生长形成海洋生物污损，给海洋工业和海洋开发带来严重影响. 由于海洋环境的复杂性和污损生物的多样性，海洋防污是一个全球性的难题. 如何快速、高通量筛选防污材料对解决这一问题十分关键. QCM-D技术可被用于快速筛选和评价防污材料的降解、抗蛋白吸附、自更新性能以及服役与失效行为. Ma等制备了具有优异力学性能的含聚乙二醇(PEG)和两性离子聚合物侧链的聚氨酯材料，利用QCM-D检测其抗蛋白吸附能力，从而在较短的时间尺度内(数小时)快速评价污损生物在涂层表面的吸附和相互作用[67 ]. QCM-D检测表明，该材料虽然具有优异的室内抗污性能，但在实海中浸泡12周后失去防污能力. 原因是涂层表面吸附海泥等物质导致其表面性能发生根本性变化，从原来的抗污变为亲污.基于上述认识，Ma等提出了“动态表面防污”的概念，设计了在海洋环境下能够降解的聚甲基丙烯酸甲酯-聚碳酸乙烯酯(PMMA-PEOC)材料(图8(a) )[68 ]. QCM-D测试表明，随着时间增加，Δf 增大而ΔD不断减小，说明涂层的质量或厚度减小，即涂层在海水作用下不断降解(图8(b) ). 对于4种涂层，其降解均为线性，即涂层厚度随时间均匀下降. 另外，随着PEOC含量增加，Δf 和ΔD变化加快，即降解速率变大. 实海挂板实验表明(图8(c) )，该材料(未加任何防污剂)涂覆的挂板3个月内未有任何海洋生物黏附，即材料具有优异的防污性能. 显然，随着降解速率增加，防污性能提高. 这证明了动态表面防污概念的可行性，即涂料通过表面的不断更新，使海洋微生物无法着陆、黏附，从而达到防污的目的. 因此，QCM技术和海洋实验的评估周期虽然不同，但结论基本一致.图 8Figure 8. Structural formula of PMMA-co-PEOCA (a), time dependence of the shifts in frequency (Δf) and dissipation (ΔD) for the hydrolytic degradation of the coatings in artificial sea water at 25 °C (b), and images of panels coated with P(MMA-co-PEOCA63) in marine field test (c) (Reprinted with permission from Ref.[68 ] Copyright (2012) Springer Nature).Ma等制备了软段为乙交酯(GA)和己内酯(CL)共聚物的聚氨酯(图9(a) )[69 ]，其力学性能优异. 利用QCM-D对其短时间降解行为的研究表明，随着时间增加，涂层的Δf 变大，说明涂层在酶的作用下发生降解(图9(b) ). 该材料的短期(几个小时内)降解是非线性的，且随着可降解链段的含量增大，降解速率变大，即涂层的表面更新速率变大. 另一方面，质量损失法也表明，该材料的降解在初期呈非线性，在更大时间尺度上(10天以上)降解是线性的. 2种方法都表明，适度引入GA可提高降解速率. 实际上2种评价方法所得的结果是一致的，只是观察其服役与失效的时间尺度不同. 实海挂板实验表明(图9(c) )，随着降解速率的提高，海洋微生物的黏附越来越少. 即随着降解速率的增加，防污性能提高. 当材料中加入适量有机防污剂(PCL-PU/DCOIT)后，效果达到最佳. 总之，实海实验结果与QCM-D的结果吻合.图 9Figure 9. Structural formula of P(CL-GA) polyurethane (a), time dependence of the frequency shift (Δf) for the enzymatic degradation of the coatings in artificial sea water at 25 °C (b), and images of panels coated with the polyurethane in marine field test (c) (Reprinted with permission from Ref.[69 ] Copyright (2013) The Royal Society of Chemistry).Xu等研制了主链降解-侧基水解型聚氨酯，即其主链含聚己内酯(PCL)而侧基中含有可水解的丙烯酸三异丙基硅烷酯(TIPSA)(图10(a) )[27 ]. QCM-D的研究结果表明，在短时间内(依照样品不同，从1 h到2天不等)，涂层在海水中的降解近似线性，且随TIPSA含量增加降解速率增加(图10(b) ). 实海挂板实验表明(图10(c) )，以该材料涂覆的挂板，随着降解速率增加(由PU-S0至PU-S40)，海洋生物黏附越来越少，即防污性能越来越好. 可见，QCM-D结果与实海实验结果一致. 以上几个研究表明，对于多数材料而言，通过QCM-D对防污材料在实验室进行初步筛选的结果，与较长时间(3个月)的质量损失测试和更长时间(1年以上)的海洋挂板实验结果基本一致，这为利用QCM-D快速筛选高分子海洋防污材料提供了依据.图 10Figure 10. Structural formula of polyurethane with degradable main chain and hydrolyzable side chains (a), time dependence of the frequency shift (Δf) for the enzymatic degradation of the coatings in artificial sea water at 25 °C (b), and images of panels coated with the polyurethane after 3 months of immersion in seawater (c) (Reprinted with permission from Ref.[27 ] Copyright (2014) American Chemical Society).5. 结语本文介绍了QCM的发展简史、基本原理、实验样品制备以及其在高分子研究中的应用. QCM技术经历了六十余年的发展，从最初仅应用于真空或空气中薄膜微观质量的测量，逐步发展到应用于溶液中的测量. 上世纪末，QCM-D被成功研制，进一步促进了QCM技术在相关领域中的应用. 进入新世纪后，QCM-D技术与其他表征技术的联用得到了较快的发展，这些联用表征技术极大地拓展了QCM-D的研究领域，丰富了表征信息，加深了对相关科学问题的认知. 对于高分子研究而言，毋庸置疑，QCM-D是一个非常有力的表征工具. 当然，QCM-D在高分子研究中的应用不仅仅局限于本文讨论的几个方面，作者希望本文能起到抛砖引玉的作用，使得这一表征技术能够为解决高分子领域中的问题发挥更大作用.参考文献[1]Curie J, Curie P. Bull Soc Min Fr, 1880, 3(4): 90−93[2]Cady W G. Proc IRE, 1922, 10(2): 83−114 doi: 10.1109/JRPROC.1922.219800 [3]Lack F R, Willard G W, Fair I E. 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从头脂肪生成(DNL)是脂肪和肝脏组织产生脂质代谢的关键过程。该途径的失调与肥胖、非酒精性脂肪性肝病和II型糖尿病密切相关。但是DNL在细胞内的研究非常困难，常规的脂质染料缺乏特异性，抗体和小分子染料很难特异性标记这些脂质体。虽然目前可以使用葡萄糖基代谢探针等同位素来标记这些物质，但是很难具备亚微米级别的空间分辨率，同时无法对细胞内部进行成像，也不能提供脂质的特性和其他环境生物分子的组成信息。这些都极大的限制了脂质体的相关研究，尤其是活细胞内脂质代谢的研究。美国PSC公司研发的全新非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage的出现为上述问题提供了新的解决方案。mIRage采用新型光学光热诱导共振（O-PTIR）技术，不仅具备传统FTIR的特性，可以对物质的分子结构进行解析，还克服了传统红外空间分辨率不足，无法精细表征细胞内部结构的问题，其分辨高达500 nm，可在亚微米尺度上实现对细胞结构的观测，与光学显微镜基本相同，有助于理解亚细胞器结构。设备光热膨胀技术能够在不接触样品的情况下进行检测，大幅度简化了样品制备过程，全程对样品无污染，并且没有米氏散射问题，可在不平整的表面上取得良好的谱线。而其特有的探测机制使得mIRage能够很大限度上避免水的干扰，真正实现活细胞的探测。 近期，耶鲁大学成功安装了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，并在活细胞脂肪代谢研究中取得了新的进展！在该研究中，Sydney O. Shuster等人使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage观测DNL在活细胞和固定脂肪细胞中的分布。作者认为在DNL、葡萄糖或其他碳水化合物代谢形成游离脂肪酸(FFA) 和甘油三酯的途径中，首先形成糖酵解丙酮酸，后被带进线粒体，通过TCA循环转化为柠檬酸盐。柠檬酸盐再转化为酰基辅酶a和丙二酰辅酶a用于脂肪酸合成并产生甘油三酯，然后储存在脂滴中作为能量储备。通过mIRage对固定的3T3-L1细胞的成像分析，作者通过脂肪代表性的酯羰基振动1747cm-1成功定位到细胞中的大部分脂质、甘油三酯的分布，并通过1655和1541cm-1处的酰胺-I和酰胺-II带定位蛋白质。DNL的代谢途径与固定细胞的明场与红外脂质体与蛋白的热图成像 为了跟踪葡萄糖代谢和DNL，作者给细胞喂入13C葡萄糖来代替12C葡萄糖。因为它的分子振动模式与所涉及的原子质量增加导致红外波数的红移，通过检测发现羰基的拉伸震动红移了44 cm-1。有趣的是1239 cm-1的波段本身不能明确地区分给C-O-C或PO2 ，而未标记细胞中的不对称拉伸在13C标记后时消失，这可能是红移到相邻的峰中导致的。这表明该峰值的主要来源是C-O-C 甘油三酯和/或胆固醇酯的不对称拉伸震动，并且磷脂不会显著地干扰3T3-L1脂肪细胞中的信号。而蛋白信号在这一过程中没有变化，表明蛋白质不会随着13C葡萄糖的供给而偏移。与之相对，CH3和CH2相关的1450cm-1波段蛋白质和脂类的变形和伸展震动的出峰不变。这可能是由于形成的甘油三酯来自游离脂肪酸和甘油的酯化。虽然两者都是 FFA和甘油由葡萄糖通过糖酵解产生，但它们以不同的速度产生和回收，影响着这些波段的移动速率。进一步对加入13C葡萄糖24、48和72小时后的细胞进行检测，结果显示平均单细胞13C/12C比率在测试期间(72小时)持续增加，最终比率为0.54±0.14。其中大部分的13C转化成甘油三酯，并且DNL在空间上也是异质的。对不同时间点固定的细胞进行观测和对比其中的DNL含量 在活细胞实验中，也取得了和固定细胞类似的结果，并且活细胞的光谱图像比固定的更清晰，细胞和与蛋白质酰胺-I信号重叠较少证明了这项技术甚至可以检测到活细胞中甘油三酯到12C甘油三酯13C比率的微小差异。活细胞的DNL含量观测综上所述，非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage在细胞成像中具有优异的潜力，可以提供脂质种类的信息，提供对低浓度物质如游离脂肪酸的定位，并允许对每个样品的脂质和蛋白质光谱特征进行全面位置光谱分析，并且能够应用长时间观测。这项技术未来将可以用于绘制细胞系和细胞内DNL的比率、疾病状态，进一步揭示DNL 导致代谢紊乱的原因。在评估针对调节DNL和治疗疾病的药物方面提供诸多帮助。 参考文献：Spatiotemporal Heterogeneity of De Novo Lipogenesis in Fixed and Living Single Cells. J. Phys. Chem. B 2023, 127, 2918&minus 2926为满足国内日益增长的生物红外表征需求，更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，为您提供样品测试、样机体验等机会，期待与您的合作！

癌症导致的死亡中，大部分是由恶性肿瘤转移而引起的，在临床上仍然是一个挑战。转移性癌细胞通常与原发癌细胞相似，但它们可能会受到所转移器官附近环境的影响。本文揭示了结直肠癌(CRC)细胞在转移至肝脏(一个关键的代谢器官)后经历代谢的重组过程。特别是肝转移细胞通过GATA结合蛋白6抗体 (GATA6) 上调醛缩酶B (ALDOB)的表达，提高果糖代谢，为肿瘤细胞增殖过程中的主要中心碳代谢提供能量。靶向ALDOB或降低膳食果糖可显著降低肝转移性生长，但对原发肿瘤几乎没有影响。本文的研究结果表明，转移细胞可以在新的微环境中利用代谢重组，尤其是在代谢活跃的器官，如肝脏中，对相关通路的操纵可能会影响转移性生长的过程。原发性肿瘤逐渐累积遗传性改变，并受其肿瘤微环境的影响，直到获得能转移到远处器官的能力(Gupta和Massague, 2006 Valastyan和Weinberg, 2011)。这一过程的典型特征是，结直肠癌（CRC）经过腺瘤到癌的顺序发展，最终导致转移(Barker et al.， 2009)，(约70%的患者) 优先转移到肝脏这个部位 (Rothbarth和van de Velde, 2005) 。在这个阶段，该疾病变得很难治疗，并对大多数形式的联合治疗产生耐药性，使得结直肠癌（CRC）转移成为癌症相关死亡的主要原因。无法进行手术的肝转移患者对化疗干预治疗效果较差，中位生存期为6至9个月 (Alberts et al.， 2005) 。目前针对晚期结直肠癌的化疗并不针对肝转移。部分原因是由于观察到CRC转移与任何特定的基因突变并不一致 (Jones et al.， 2008) ，而且它们通常与原发肿瘤中的细胞相似。然而，新出现的证据表明，非遗传改变，如表观遗传和代谢重组，可能促进癌症转移。将这种机制作为研究的目标可能为开发结直肠癌转移的治疗方法提供新的途径。在本研究中，来自临床样本和经盲肠移植的体内CRC转移模型的数据表明，结直肠癌（CRC）肝转移瘤的特定代谢通路发生了改变。特别是，肝转移会上调ALDOB的水平，这是一种参与果糖代谢的酶。肝内植入表明肝环境导致CRC细胞上调ALDOB。代谢组学和13C标记的果糖追踪研究表明，ALDOB促进果糖代谢，促进糖酵解、糖异生和戊糖磷酸途径。降低ALDOB或限制饮食果糖会抑制CRC肝转移瘤的生长，但不抑制原发肿瘤或肺转移瘤的生长，这突出了肿瘤微环境的重要性。1、在结直肠癌CRC肝转移中BALDOB表达升高为了证实ALDOB在肝转移中的上调，作者将3株CRC细胞株：HCT116和2株肝转移患者来源的异种移植(PDX)细胞株CRC119和CRC57植入NOD/SCID小鼠的盲肠末端。细胞携带双标记报告基因结构，稳定表达荧光蛋白(mCherry或GFP) 和荧光素酶。在盲肠注射前，流式细胞分选(FACS)分析显示，这些CRC细胞株中KHK、ALDOB和HK表达均为单峰。注射盲肠后，CRC细胞在2周内首次形成原位肿瘤。随后，它们在5周内发生了CRC肝转移。收集原发性盲肠和肝转移肿瘤后，利用荧光流式细胞仪(FACS)分离CRC细胞。肝转移瘤的ALDOB水平明显高于原发性转移瘤，而KHK和HK水平基本保持不变(图3B-3D) 。20%至40%的小鼠也出现肺转移，尽管与原发性盲肠肿瘤相比，肺转移中ALDOB没有上调。Figure 3. 肝转移使体内ALDOB表达升高为了研究肝脏微环境是否引起CRC细胞中ALDOB的表达上调，本文将HCT116、CRC119和CRC57细胞同时直接注入小鼠肝脏和盲肠。CRC肿瘤迅速在肝脏和盲肠中形成，注射10天后，分别采集肿瘤。肿瘤经盲肠转移至肝脏之前，在盲肠注射模型中需要3~5周(图3E)。从采集的肿瘤细胞中，利用荧光流式细胞分选(FACS)分离出CRC细胞。Western blot检测证实，从肝脏分离的CRC细胞中ALDOB水平高于盲肠分离的细胞，而KHK和HK水平保持相似(图3F-3H)。另一方面，Transwell迁移实验中迁移和非迁移的CRC细胞表达了相似的ALDOB水平，这表明ALDOB与迁移能力的增强无关。此外，在体外培养后，肝脏和盲肠分离的肿瘤细胞表达相似的ALDOB水平。综上所述，这些数据表明肝脏微环境可导致CRC细胞上调ALDOB的表达。2、ALDOB促进CRC肝转移瘤的生长HCT116、CRC119和CRC57细胞中ALDOB 的表达下调（RNA干扰下调表达），不影响体外含葡萄糖或果糖培养基中培养的CRC细胞迁移 。尽管盲肠移植HCT116、CRC119或CRC57细胞与对照载体均可有效发展肝转移(3个细胞系的5只小鼠中有5只发生了转移) ，但在盲肠注射模型中，ALDOB下调表达可抑制CRC肝转移。经shRNA1干扰的ALDOB的HCT116、CRC119或CRC57细胞分别在5只小鼠中仅有2只、2只和2只出现可检测到的肝转移，而经shRNA2敲除的小鼠分别为2、1和2只(图5A-5E) 。此外，从ALDOB 下调表达细胞中的肝转移比对照细胞中的肝转移肿瘤少得多，且小得多。然后进行肝内注射，观察ALDOB是否促进肝内CRC的生长。对照载体的HCT116、CRC119和CRC57细胞在肝脏中生长明显大于ALDOB表达下调的细胞(图5F-5H) 。Figure 5. RNA干扰ALDOB表达可抑制CRC肝转移3、靶向果糖代谢抑制肝转移接下来考虑的是，果糖摄入量的水平是否会影响肿瘤的生长，尤其是在肝脏。注射CRC至盲肠后 (每组5只小鼠) ，高果糖饮食的小鼠显示CRC肝转移增加，而不含果糖饮食的小鼠相对于对照组显示肝转移减少(图6A-6D) 。随后将这两种治疗方法结合起来。对小鼠注射ALDOB基因敲除剂后，然后按规定对其喂食不含果糖的饮食。这正如预期的那样，抑制了CRC的肝转移(图6A-6D) 。将CT26细胞注射到具有免疫功能的BALB/c小鼠的盲肠中，在果糖饮食对肝转移瘤的影响方面也显示出类似的结果。一直以来，高果糖饮食降低了老鼠的存活率，而低果糖饮食和低碳水化合物能延长老鼠的存活率。用相同shRNA结构转染LV-HCT116细胞，下调ALDOB的表达。与盲肠注射模型一致，ALDOB下调表达和果糖限制饮食抑制了肝脏中CRC肿瘤。关于抑制肝脏LV-HCT116肿瘤，ALDOB下调和果糖限制似乎比5-氟尿嘧啶或奥沙利铂更有效，这两种药物都是晚期和转移性CRC的一线化疗。与ALDOB敲除或果糖限制饮食不同，5-氟尿嘧啶或奥沙利铂在肿瘤抑制或生存方面几乎没有益处。因此, 针对ALDOB和果糖代谢的调节可能会影响肝转移瘤的生长，并对目前的化疗作为一个补充策略。Figure 6. 饮食果糖限制抑制CRC肝转移关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

茶叶我国茶叶历史非常悠久，到现在最少也有数千年的历史了。我国也是属于茶叶大国，由此我们可以知道我国茶叶的品种绝对是非常的多。那对于茶叶有所了解的人都知道，我国茶叶主要分为六大类，也就是红茶、绿茶、黑茶、白茶、黄茶和青茶（乌龙茶）。人们一直离不开茶叶，不仅因为茶叶口感好、味道浓韵，更因为茶叶有着特殊的功效，有利于人们的身心健康。 茶叶具备这么多功效，与茶叶所蕴含的成分有关，茶叶本身含有咖啡jian、单宁、茶多酚、蛋白质、碳水化合物、游离氨基酸、叶绿素、胡萝卜素、维生素A原、维生素B、C、E以及无机盐、微量元素等400多种成分。近年来，中国茶产业快速发展，一二三产业融合推进，呈现出良好的发展势头。目前，全国有茶园面积约4400万亩，茶叶年产量约260万吨，分别占世界的60%和45%，稳居shi界第yi位。所产茶叶中，每年有10%以上出口，每年出口额16亿美元左右。因此，茶叶的质量把控就显得尤为重要，那么茶叶中的农残如何测定？又分别有哪些方法？今天就一起来看看吧： 样品处理首先，我们需要将样品处理成粉末状，利于接下来的分析：接下来就是具体的前处理了。在此，我们的技术人员为大家提供了三种前处理手段，大家可以根据自己的实际情况与具体的分析要求自行选用： QuEChERS处理SPE处理GPC处理小贴士1、以上前处理涉及浓缩温度与浓缩程度可根据实际情况与目标物性质自行调整2、饮茶虽好，也不能过量哦

pspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "　　由于化学电源的电化学性能与电极/电解质的界面过程密切相关，涉及电荷转移、离子输运、相的生成和转化等步骤，在纳米尺度上深入理解界面过程对于器件设计和材料优化具有重要意义。然而能源体系的运行环境非常复杂，涉及无水无氧环境、有机/离子液体电解质体系、多相界面、多电子反应过程等，因此，针对性发展复杂体系下电化学界面高分辨原位成像方法，从而实现电化学反应过程的实时追踪和原位分析，也是电分析化学的挑战和难点之一。br//span/ppbr/span style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "　　中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室文锐课题组致力于锂电池界面电化学过程的原位研究并取得系列进展。在前期工作中，他们利用氩气环境下的原位原子力显微镜(AFM)，在以[BMP]sup+/sup[FSI]sup-/sup为代表的离子液体中，捕获纳米尺度上锂离子电池中高定向热解石墨(HOPG)表面固态电解质界面膜(SEI)的初始成核、逐步生长及成膜的系列演化过程，并揭示了不同离子液体中SEI膜的界面性质及与电池性能相关性。相关成果发表在 ACS Applied Materials & Interfaces 上。br/br/　　进一步，研究人员开展了具有高理论能量密度(2600 Wh/kg)锂硫电池中界面电化学反应的系列研究。利用电化学 AFM 及谱学分析表征，实现了在锂硫充放电过程中还原产物硫化锂和过硫化锂在界面形貌演变及生长/溶解过程的原位监测(图1)，并提出过硫化锂在循环过程中不可逆反应产生的界面聚集是导致电极钝化及电池性能衰减的原因之一。恒电流控制下的原位成像研究表明，电流密度大小影响界面形貌及沉积物种类，直观揭示了结构-性能关联性。相关成果发表在 Angewandte Chemie International Edition 上。br/br/　　近日，科研人员利用电化学 AFM 进一步探究了在高温条件下锂硫电池在LiFSI基电解液中的界面行为与反应机制(图2)。研究发现，在高温60℃时，阴极/电解质界面在放电过程中会原位形成一层由LiF纳米颗粒构成的功能性界面膜，并通过物理尺寸效应及化学吸附作用捕获电解液中的长链多硫化锂。此过程有利于抑制多硫化物穿梭效应及副反应的发生，并增强界面电化学反应的可逆性。该研究通过原位表征与分析为高温电化学行为在纳米尺度提供了直接的界面机理解释，也为锂硫电池的电解液设计及性能提升提供了思路和指导。相关成果发表在 Angewandte Chemie International Edition 上。br/br/　　研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院的支持。/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/0a9eee39-49a2-4c61-9964-34c61b6891a0.jpg" title="1.jpg"//ppspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "strong图1.原位AFM电化学池示意图(左)及放电中锂硫界面反应过程的原位AFM图像(右)/strong/span/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f9c7499b-e1eb-4d46-8f9d-0cdc07b1cc1b.jpg" title="2.jpg" style="width: 500px height: 252px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="252" border="0"//ppspan style="font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei "strong图2.高温60℃下锂硫电池中阴极/电解质界面过程示意图/strong/span/p

最近几年，过程分析仪器在亚太地区的需求越来越高，尤其在中国，近几年其市场保持着高速增长。为给相关开展基础研究及应用开发的业内专家搭建交流平台，中国仪器仪表学会将于2013年5月15日(周三)，在北京中国国家会议中心展览大厅二层E-231会议室，召开专题研讨会，交流讨论过程分析领域最新研究成果及应用技术。　　会议内容：　　9:30-10:00 NAMUR及其在中国的概况　　国际过程工业自动化用户协会 戴小龙　　10:00-10:40 等离子技术在过程分析化学中的应用　　四川大学 段忆翔　　10:40-11:10 PAT和QbD在制药生产中粉末表征的重要性　　费里曼技术公司 Nishil Malde　　11:10-11:40 自动化如何提高生产工厂的工作效率　　国际过程工业自动化用户协会 Wolfgang Albert　　11:40-14:00 午餐　　14:00-14:40 在线近红外光谱技术在中国石化行业的研究与应用　　石油化工研究院 褚小立　　14:40-15:20 现代波谱过程分析技术与过程质量控制　　北京化工大学 袁洪福　　欢迎各界人士参加会议!　　联系人：张莉 E-mail：zhangli@cis.org.cn电话：010-82800752/13691081610　　中国仪器仪表学会　　2013.4.10

p style="text-align: justify text-indent: 2em "液液萃取分离是过程工业中重要的单元操作，传统的箱式混合澄清槽密封性能差，有机相挥发极易带来溶剂损失和严重的火灾隐患。近日，中国科学院过程工程研究所自主设计的5套新型密闭管式萃取器在河北兰润植保科技有限公司除草剂原药生产车间替换原有全部间歇釜式生产装置，并实现稳定连续运行1个月，运行后该车间产能由20吨/月提高至104吨/月，有机相挥发损失大大减少。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "新装置的成功应用，降低了液液溶剂萃取过程中的溶剂损失和火灾风险，同时也突破了化学制药生产过程中部分特殊液液萃取体系无法连续化生产的瓶颈，提高了生产能力，具有进一步推广至湿法冶金、废水处理、精细化工、石油化工等众多液液萃取领域的示范作用，对提升相关企业绿色化、安全化生产有重要意义。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "化学制药过程（如农药）中的液液萃取分离涉及的物系性质较为复杂，如有机相溶剂性、挥发性强；水相酸性强且常含氯离子；待萃物浓度高，萃取前后两相物性差变化大；两相乳化随pH敏感等。采用传统箱式混合澄清槽进行连续生产困难，原有生产过程只能采用釜式间歇操作，产量低且产品质量不稳定。间歇操作过程有机相挥发严重，带来溶剂损失的同时，恶化了工人操作环境，存在严重的火灾隐患。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "过程工程所资源与环境研究部湿法冶金与先进材料课题组长期从事液液萃取工艺及装备的研究。研究团队根据化学制药过程中两相物系的特殊物理化学特性，采用先进在线测量手段原位获取了两相混合行为和传质数据，结合CFD（计算流体力学）与PBM（群体平衡）模型计算，揭示了液液萃取装备几何结构对两相间微观传质、宏观流动和液滴“破碎-聚并”的相互作用规律，进一步设计出新型高效管式萃取器。据项目负责人、研究员王勇介绍，该新型萃取器具有较高的单级效率和更低的两相夹带量；密闭性好、不易泄漏，便于VOC（挥发性有机物）的集中收集处理；适用于强有机溶剂和强腐蚀性体系；特殊的轻相、重相界面调节系统，实现了两相界面的稳定控制；界面污物可在线连续采出、分离，提高了系统连续运行能力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项装备技术获得科技部重点研发计划（2019YFC1907700）支持，并已申请国家发明专利。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3be854e5-41c7-407d-9dcb-01ec9772db32.jpg" title="管式混合萃取器应用现场.png" alt="管式混合萃取器应用现场.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "管式混合萃取器应用现场/pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/a11872b4-35d1-4375-a05c-42a174b3765c.jpg" title="管式萃取器流体力学计算.png" alt="管式萃取器流体力学计算.png"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "管式萃取器流体力学计算/pp style="text-indent: 0em text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/ba102d80-70ab-4efa-857a-eced0d6a7e45.jpg" title="管式萃取器模型.png" alt="管式萃取器模型.png"//pp style="text-align: center text-indent: 2em "管式萃取器模型/p

飞秒泵浦-探测技术是一种可以在原子运动时间尺度上实时观测化学反应的有力手段，在飞秒泵浦-探测技术基础上发展起来的分子超快动力学是当前分子反应动力学研究领域的热点和焦点之一。　　中科院武汉物理与数学研究所-武汉国家光电实验室张冰研究员领导的研究团队一直从事分子超快动力学方面的研究。近日，该团队利用飞秒泵浦-探测技术与飞行时间质谱和光电子影像技术相结合，对碘甲烷分子的B带预解离超快动力学过程进行了研究并取得重大进展。通过采集不同时刻下的光电子影像(见下图)，获得了分子电离时的光电子能量和角度分布，并得到它们随泵浦-探测时间延迟变化的动态信息。实验中观察到碘甲烷母体的三种电离通道。通过光电子影像，直观地研究了碘甲烷分子的B带预解离过程，实验测得B带与A带交叉发生预解离的时间为1.55 ps。不同时间延迟下的光电子影像　　该项工作得到国家自然科学基金项目的支持，结果发表在《光学快讯》(Optics Express) (2009，17(13)：10506-10513)上。

韩国西江大学Kyung Byung Yoon教授 岛津拜访了韩国西江大学的Kyung Byung Yoon教授。他是人工合成领域的顶尖研究人员之一。Yoon团队曾在《Science》上报道了一种不怕水的CO2捕获新材料，为低成本捕获CO2并再利用研究提供了方向。他的实验室配备许多分析仪器，包括Tracera GC-BID系统和QYM-01光反应量子产率评价系统*，QYM-01系统可实现对吸收光子准确而快速的定量测量。 * QYM-01 为岛津今年6月刚发布的Lightway PQY-01光反应评价系统的前序机型。 Q 请介绍一下您的研究内容。 这个广泛用于均相光催化水氧化过程的系统包含作为光泵的水氧化催化剂RuⅡ(bpy)32+和作为电子牺牲受体的S2O82?。但是，因为RuⅡ(bpy)32+会发生非常快速的分解，导致在所有S2O82?消耗完之前，反应过程就停止，所以该系统还远不够理想。就这一点而言，如果能研究清楚RuⅡ(bpy)32+的分解途径和产物，就可以设计出更高效的光催化水氧化系统。 我们发现，在光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统中存在两种RuⅡ(bpy)32+分解途径。第一种是通过黑暗环境中，在pH＞6条件下，RuⅢ(bpy)33+氧化OH?而下形成OH• 自由基，OH• 自由基攻击RuⅡ(bpy)32+的bpy配体。这个在黑暗中分解的途径是次要的。在辐照过程中，RuⅡ(bpy)32+和RuⅢ(bpy)33+都受到光激发，并且光激发的RuⅢ(bpy)33+与S2O82?反应生成一种中间体。当中间体浓度较低时，中间体分解为催化活性的钌μ-氧代二聚体，当中间体浓度较高时，中间体分解为催化惰性的寡聚钌μ-氧代物。光诱导分解途径是主要途径。当RuⅡ(bpy)32+浓度较低时，即使在没有任何添加催化剂的情况下，光-RuⅡ(bpy)32+-S2O82?系统也会通过类似在黑暗中生成氧气的途径产生氧气。当RuⅡ(bpy)32+浓度较高时，由于光诱导分解途径的总速率比生成氧气的暗途径的总速率要快得多，因此系统中不会生成氧气。 Q “QYM-01”和“Tracera（GC+BID检测器）”是否正高效地用于您的研究？它们有多大用处？ QYM-01可以在每分钟或更短的时间内获得紫外-可见光谱。这使我们能够监测光反应过程中物质的反应速度有多快。QYM-01还可以测量光敏剂吸收的光子数量。当我们检测到产物时，通过绘制吸收光子数量与生成产物的关系曲线来计算反应的量子产率。Tracera可高效检测液体产物，检测灵敏度较高。几乎检测到了柱内所有物质。 Q 您认为“QYM-01”和“Tracera（GC+BID检测器）”有哪些优点？ 我们可以在光解过程中获得紫外-可见光谱，无需改变任何其他反应系统。我们可以测量我们正在使用的激发光的功率，这就是QYM-01的优点。至于Tracera，检出限很好。 Q 请告诉我们您对“岛津”的印象。 你们提供前所未有的产品和优质服务。 我们与Kyung Byung Yoon教授的交谈很愉快，通过这次采访，我们了解了Yoon教授对我们仪器和我们公司的看法。我们必须努力，争取越来越好。也非常感谢Yoon教授接受岛津的采访！ 关于采访的评论 采访之后，Yoon教授说：“虽然QYM-01还有一些地方有待改进，但是岛津拥有QYM-01等前所未有的独特性创新技术，这令我印象深刻，我也期待这些技术的未来发展。”

催化臭氧氧化是深度去除废水中有机污染物的有效方法，但其界面催化机理尚不明确。近日，中科院过程工程研究所研究员曹宏斌团队开发了一系列石墨相氮化碳负载钴、锰、镍过渡金属的单原子催化剂，加速臭氧（O3）分解并产生高活性的羟基自由基（OH）。基于密度泛函理论模拟和原位X射线吸收光谱，提出了单原子界面活化臭氧过程中中间产物吸附构型对OH与污染物反应区间的影响。相关研究于近日发表在Environmental Science & Technology 上。有机废水污染严重威胁人类健康和生态平衡，高效削减外排废水中难降解有机物成为当前水污染治理面临的重大技术需求。基于原位生成的强氧化性OH，催化臭氧氧化可去除工业废水中难降解有机污染物，催化活性位点的性质决定了O3活化的效率、产生OH和其它活性氧的机理和动力学。但目前活性位点如何与O3作用以及OH生成路径仍存在争议，限制了高效催化剂的开发与设计。此外，在水处理应用中，调控催化剂表面或本体溶液中的OH反应区间可减少自由基无效猝灭，但决定OH攻击污染物反应区间的催化剂确切性质仍然未知。研究团队深入研究了一系列氮化碳负载单原子催化剂M1-C3N4（M=Co、Mn、Ni）活化臭氧的机理。实验结果发现，MN4位点上OH生成的主要路径是O3→ Oads→ *OO→ O3- → OH，而M1-C3N4降解草酸的催化活性为Co1-C3N4Mn1-C3N4Ni1-C3N4。其中Ni1-C3N4活性最低，与活性位点上后续中间产物的低活性有关。Mn1-C3N4上氧结合能更高，因此中间产物*OO在金属原子上以Griffiths构型吸附，这种双Mn-O键导致Mn位点形成饱和配位，因此OH主要在水溶液中攻击有机物。对CoN4位点而言，*OO在金属Co上的吸附以Pauling构型（单Co-O键），不饱和配位的Co位点允许污染物的进一步吸附，因此OH对草酸攻击可同时发生在Co1-C3N4表面和主体水溶液中，这是其催化臭氧氧化性能优于Mn1-C3N4的原因。不同MN4位点上O3活化中间产物吸附构型及相应的OH氧化区间 图源自论文博士生王静为论文第一作者，曹宏斌研究员为通讯作者。以上研究工作得到国家自然基金（51934006）和钒钛资源综合利用国家重点实验室（2021P4FZG04A）的支持。

进入21世纪，能源安全已成为制约各国经济发展的主要因素。虽然日前召开的哥哈会议最后仅达成不具备法律约束力的协议，但是低碳经济仍是大势所趋。在节能减排的大背景下，开发煤炭的清洁高效利用技术是当前我国发展低碳经济的紧迫任务。2010年我国新能源振兴规划即将重磅出台，预计未来10年，我国在新能源领域的总投资将超过3万亿元，清洁能源和节能产业将大有可为。　　由许光文研究员领衔的中科院过程工程研究所先进能源技术课题组，以清洁煤技术为主要研究对象，致力于技术创新，注重科技成果产业化，与众多企业合作紧密，如：与中石油合作开发重质油的综合加工新技术，与泸州老窖等企业合作研发利用白酒糟生产能源、燃气及材料的成套技术工艺，与大型焦化企业合作研发工业煤气生产的新型气化技术等。此外，该课题组还研制了代表国际首创的“微型流化床反应分析仪”(与北京恒久科学仪器厂合作研制)、填补国内空白的“加压热重分析仪”、“燃料解耦热转化研究装置”等能源装备与测试仪器。　　另外，许光文研究员还担任上海碧科清洁能源技术有限公司的技术总监，主要负责评价筛选清洁能源技术，指导公司的技术方向，发展技术合作伙伴。该公司是由中科院与BP公司于2009年2月共同投资建立，一期投入1.62亿，五年内将投入4.62亿 主要从事煤的高效转化技术的研发与商业化，促进国产技术的产业化，并积极抢滩国际市场。　　中科院过程工程研究所许光文研究员　　近日，仪器信息网采访了中科院过程工程研究所先进能源课题组组长许光文研究员，就目前我国清洁煤技术、新型分析仪器研制及科研成果产业化等问题与许光文研究员做了深入探讨。清洁煤技术是当前重点发展对象 关键技术与装备亟需强化　　访谈伊始，许光文研究员就开门见山说到：“我国富煤，但石油、天然气资源不足；并且我国能源消耗总量大，单位GDP(国民生产总值)的能耗是发达国家的数倍；随着经济的高速增长，我国的能源需求将进一步扩大，因此发展高效清洁煤技术是当前能源技术的研发重点。另外，节能也就意味着减排，节能的同时也在环保，因此发展节能技术也是用好煤的重要方面。目前，我国大型能源装备主要从国外引进，关键能源装备的自主研发能力亟需强化。”　　当前我国正积极地从多种途径加快开发可再生能源，作为我国能源的一个重要补充。“现在，世界各国都在积极开发太阳能，但短期内用太阳能彻底替代现有主要能源还不太现实。对于我国，煤炭在未来很长一段时间内仍将是核心能源，可再生资源等其他能源是补充。”　　许光文研究员还谈到：“目前国内从事煤炭利用技术研发的人很多，但高效率、低成本、清洁生产工业燃气或工业煤气的技术却未受到足够重视。过程工程研究所的先进能源技术课题组主要研究项目之一就是研发利用低阶燃料生产工业煤气的气化技术，其应用涉及钢铁、冶金、陶瓷、建材等重要工业行业，可替代天然气或燃料油，有效降低这些工业过程的燃料成本，缓解我国油气资源不足问题。”　　哥本哈根会议几乎无功而终，在量化责任和资金落实两大关键问题上未能形成共识。对此，许光文研究员表示，“我国不会因为二氧化碳问题就少用煤炭，少用能源。但是，在保持经济发展的前提下，国内企业应该采用先进能源技术，提高能效，减少排放，包括CO2排放，使工艺流程、设备装置更清洁，为健康的地球环境做出应有的贡献。另外，作为国家的技术储备，科研院校可设置二氧化碳减排的相关课题任务。”在能源工艺实践中进行仪器创新 填补国内空白　　许光文研究员领导的先进能源课题组成立3年来，承担了国内外多项重要科研任务，主要研发先进能源转化技术和能源转化过程的环境保护技术。课题组以煤炭、生物质、重质油作为研究的燃料对象，基于“解耦”的科学方法，研究高效、高价值、低污染利用这些燃料的解耦热转化技术，同时研发转化过程的污染物控制技术、燃料预处理技术和合成气利用的重点技术。　　“具体研究包括：煤解耦气化技术生产工业煤气，高水分工业生物质废物解耦燃烧及炭化活化生产功能性材料技术，低阶煤提质技术，煤炭/生物质分级与预热调试技术，烟气脱硝催化剂，新型合成气甲烷化技术等。其中，生产工业煤气气化技术、工业生物质废物炭化活化技术、以及煤的预处理技术正在进行中试，并计划了应用示范；课题组成功研发了同时抗SOx、水蒸汽中毒的宽活性温度范围脱硝催化剂，正组织长时间催化剂寿命中试。”　　许光文研究员继续谈到：“从事能源技术研发需要用到许多分析测试仪器，国内在这方面的研究工作一直在进行，但关键技术和装备能力还未得到突破，因此通常只能高价购买进口仪器，但是很多高价购置的国外仪器与装置的利用率不高，难以得到有效的维护，造成严重的资源浪费。”　　结合多年的国外科研经历，许光文研究员回国后带领其课题组团队研制了一些高性能的新型仪器，以解决研究过程的科学与技术难题，同时也填补了我国在相关行业的仪器空白。　　许光文研究员团队研发的微型流化床反应分析仪　　上图为许光文研究员团队研制的微型流化床反应分析仪(MFBRA: Micro Fluidized Bed Reaction Analyzer)，目前国内外还没有同类仪器的研发报道，该仪器将形成与商业吸附分析仪、热重分析仪并列的新型仪器，应用市场前景广阔。科研成果产业化的经验探讨　　在谈到科研成果产业化时，许光文研究员谈到：　　(1)“企业希望投入钱很快就能见到科技成果，这与技术研发本身有差距”　　“技术创新的价值链应该由以下几部分构成：学校和科研院所以市场需求为导向，开发新技术 通常完成小试后再进一步与企业合作，以企业为主体开展中试、示范，最后形成可商业化技术，推广应用。因此，希望科技投入马上就见效的观点是不现实的。一般来说，科技投入的收获速度慢，很多企业对科技创新的这种价值链缺乏理解，都希望投入钱很快就能见到科技成果，这是很难甚至不可能的，特别对于关键技术和成套技术。高价值的创新技术与成套工艺、大型装备等成果的获得需要长期投入。”　　(2)“凭空想象，是想不出来创新的，要在实践中创新，创新是个日积月累的过程”　　“创新不等于‘新概念’，不付诸实践，‘新概念’就没有任何价值。创新不是空想的结果，而是实践的成果和发展。例如日本研究人员发明纳米碳管，并不是一开始就知道有纳米碳管，而是在开展其他研究时发现纳米碳管这种结构的。另外，科学研究不是知识的简单堆积，需要善于总结和提升，通过这个过程去提炼问题的科学价值和科学新发现。凭空想象，不能有创造创新，要在实践中创造创新，这是日积月累的过程。”　　(3)“研究工作与生存关联，难以创新”　　“现在的房价、物价非常高，研究人员的薪酬又与科研项目直接相关，多数情况下收入不高。这种科研人员背负着生存重担做研究的体制不利于创新。最好不要给科研人员过多的外来压力和外来干扰，压力可以有，但不要太大。”　　“我国为研究人员设立了各种荣誉、等级，一方面激励了研究人员，但一方面也可能使研究人员急功近利，难以潜心开展研究。为促进创新，政府和社会可以尝试改变一些政策和措施，一方面使研究尽量与研究人员的基本生存条件不直接相关，另一方面营造一个更平静、非激烈竞争荣誉和资源的环境，使研究人员能专心、静心搞研究，享受科研，这将一定会促进发现创新、创造创新。”　　(4)“技术合作固然重要，诚信更重要”　　“科研院所与企业的合作基于用科研院所的研究成果为企业解决问题，创造效益。在中国，目前解决问题型的科研合作不少，但更多是投资者希望形成新的技术、创造新的商机。这两种情形的合作的产出和期待是完全不同的。对于后一种，个人建议不要一开始就让企业投入大笔资金，因为企业希望很快有产出，但技术的创新和商业化需要过程，双方在认识上存在一定差距，应该多沟通，缩短认识差距，充分认识到技术合作需要投入，同时也需要时间，研究人员需要以自己的研发能力、敬业精神、责任心等，与合作的企业建立诚信关系，使其承认研究人员的价值，参与技术创新过程，从近期、长期考虑双赢。”　　(5)“仪器装备国产化需要国家支持，企业自强，国人自信”　　“仪器装备的研发与生产能力是我国科技的脆弱环节之一，需要强化并亟待改变当前现状。从国家层面上，要支持国产仪器与装备的研发，鼓励更多的自主创新；国产化需要财力、人力以及政策的支持才能搞研发创新，国产装备与仪器的质量才能提升 从研发单位及生产企业层面，一定将工作做扎实、做到位、追求国际标准质量，新产品一定要经过多方验证、试用，再推向市场，推出让客户信得过的产品，才能稳步进入市场；从用户角度，国内客户需要更新观念，相信国产仪器，支持国产仪器的应用。”采访手记　　有关数据显示，目前我国科技成果转化率平均仅为20%，实现产业化不足5%，专利技术交易率只有5%，远低于发达国家转化水平。科研成果的产业化转化缘何艰难?对此，笔者有以下几点看法，旨在抛砖引玉，期待能引起读者的思考及讨论，为我国推动科技成果的产业化发展增砖添瓦。　　(1)我国部分科研院校存在不同程度地“重研发、轻成果产业化”的现象。科研院校偏重于上课题、担项目，科研人员重视发表SCI论文、评职称，甚至部分科研经费完全被“自娱自乐”，最终导致课题项目与国家发展需求脱节，应用价值大打折扣。　　(2)除了科研成果先天不足之外，生产企业接受能力不足或不愿接手，亦是导致科研成果被束之高阁的重要原因之一。比如，一些重大科研项目开发周期长、投入大、见效慢。部分企业因短期内看不到成果就停止投入，导致部分课题中途夭折 还有部分企业因担心科研院所将成果专利变相卖给其他企业，而不敢投入，以免蒙受到不必要的经济损失。　　(3)多年来我国一直在倡导“官产学研用”合作模式，但因科研体制不完善，缺乏具体措施，难以落到实处。不过，我国官方六部门已联手启动实施国家技术创新工程，建立了以企业为主体的技术创新体制，这将促进“官产学研用”各方建立持续稳定的合作关系，大幅度提高科技成果的转化率。　　正如许光文研究员所言：“我国不缺少‘点子’，但关键是如何把‘点子’做踏实、做彻底。政府要深化体制改革，鼓励自主创新，加大科技投入 科研院校所应以市场和应用为主导，积极与企业合作，建立长期合作关系 科研人员不仅要懂原理，还要懂应用，对交叉行业也要有所了解，争取将‘点子’做成适用范围较广的产品。”　　采访编辑：刘玉兰附录：许光文研究员简介　　许光文，中科院过程工程研究所研究员，博士生导师，CAS-BP合资公司-上海碧科清洁能源技术有限公司技术总监，中国(北京)石油大学客座教授，日本株式会社IHI客座主任研究员。　　1967年4月生。1991年毕业于清华大学化学工程系，同时获得工学与经济学双学士学位，1996年毕业于中科院过程工程研究所，获工学博士学位。1996年6月至2006年9月工作于日本与德国，曾依次在日本Gunma University从事博士后研究，任日本New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)产业技术研究员，在德国Technical University Hamburg-Harburg进行洪堡学者研究，在日本石川岛播磨重工业株式会社(IHI)基础技术研究所任代理课长研究员，2006年通过”百人计划”回国工作，自2009年兼任中科院与BP合资公司：上海碧科清洁能源有限公司技术总监。　　在国际主流期刊发表论文60多篇，被他人引用200多次，申请国际专利三项，日本专利14项，国内发明专利10多项，获2001中科院科技发明一等奖，2003全国优秀发明专利奖等。　　目前带领40多人的研究团队，研究先进能源技术工艺、反应器、催化剂、分析测试方法和相关的流动传递基础，具体包括：(1)煤的高值化综合加工，涉及煤热解气化、低阶煤提质加工、低污染高效率工业锅炉、煤预热调试等；(2)生物质能技术，涉及高水分生物质解耦燃烧、生物质燃气制备、工业生物质废弃物基炭材料；(3)应用催化，研究开发合成气制备SNG新工艺，烟气脱硝SCR，以及催化反应器和催化转化工艺；(4)新型分析仪器，研究开发具有自主知识产权，服务于能源转换研发工作的新型反应测试与分析仪器。

p 抗生素抗性基因（ARGs）在全球范围内的传播对人类的健康构成严重的威胁。作为一种新型的污染物，抗性基因已成为国际研究的热点。抗性基因的水平转移在推动抗性基因的扩散过程中起着关键的作用。整合子(integron)作为基因捕获系统，可以整合外源基因到基因盒中，是抗性基因水平转移的重要分子元件。长期以来关于抗性基因的研究主要集中于抗性基因总体的丰度和多样性，而很少考虑其所在的位置。位于整合子上面的抗性基因可以通过基因水平转移进入其他的物种包括对人类健康有害的致病菌，因此，对此类抗性基因的研究与人类的健康更加密切。/pp　　中国科学院城市环境研究所城市土壤与生物地球化学组朱永官科研团队通过克隆文库和高通量测序分析了不同污水处理厂污水处理过程中一类、二类和三类整合子的丰度，以及相应的基因盒中的抗性基因的多样性。研究发现一类整合子在污水处理中最为常见，而且其丰度随着污水处理进程而降低。在进水中一类整合子基因盒多样性最高，而在污泥中三类整合子基因盒多样性最高。一类整合子中多数基因盒阵列是首次发现。在一类整合子中，大部分基因盒携带抗氨基糖苷类和β-内酰胺类的抗性基因，然而三类整合子基因盒则主要携带β-内酰胺类的抗性基因。此外，在污水处理厂中检测到一个核心的持续存在的抗性基因盒库贯穿于整个污水处理过程，表明这些抗性基因具有更高扩散进入环境的潜在可能性。/pp　　该研究成果为研究污水处理对整合子动态变化影响提供了新的视角，强调了监测整合子携带的抗性基因的必要性。相关论文“Impact of wastewatertreatment on the prevalence of integrons and genetic diversity of integron genecassettes”已在线发表于国际微生物学杂志Applied and Environmental Microbiology。该论文由博士生安新丽等人完成，通讯作者为研究员苏建强。/pp　　该研究得到国家自然科学基金和城市环境所青年人才领域前沿项目资助。/pp style="text-align: center " img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4e695498-9783-4173-8847-dfe881be4625.jpg" title="W020181211526291403494.jpg" alt="W020181211526291403494.jpg"/ /pp style="text-align: center "污水处理过程中基因盒的持久性和多样性/ppbr//p

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "周蕾研究员在基于新材料、新器件生物应用探索的新型生物检测监测技术研究与产业化走出属于自己的一条“产、学、研、用”之路。谈起自己的科研转化历程，她笑称：“strong在产、学、研、用这条路上，每个人都是要交学费来吸取经验和教训的，没有哪个产业转化是一蹴而就的。/strong”/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "近期，仪器信息网特别采访了中科院过程工程研究所周蕾研究员，听她谈谈在“产、学、研、用”这条道路上的感悟。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/08c4e64b-d003-4e69-8030-9f8b15cb7a88.jpg" title="image001.png" alt="image001.png"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室 周蕾研究员/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "周蕾，中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室研究员，中国产学研合作促进会党委委员，中国生物检测监测产业技术创新战略联盟秘书长。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "周蕾研究员在新型生物检测监测技术研究方面有多年经验，目前已拥有授权国际专利12项（澳、日、港各2项，美、英、法、德、意、荷各1项）、发明专利4项、实用新型8项，知识产权保护覆盖10个国家和地区；以第一或通讯作者（含共同）发表SCI论文23篇，IF97.6，总引用289次；建立了日产上转发光纳米材料100g、试剂20000 份、生物传感器10 台的三条生产线，现已在临床急诊、生物事件处置领域推广应用，以共同第一贡献者获得医疗器械注册证书14项，2015年单年销售突破1亿元；以排名第2，先后获得2015年国家技术发明二等奖，2014年北京市科学技术二等奖、2014年中华医学科技二等奖等奖励；2017年获得“中国产学研合作军民融合奖”个人奖；2015年被评为“北京市科技新星”。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "br//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-size: 18px color: rgb(255, 0, 0) "strong科学研究与产业化是双向互动的过程/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "周蕾所在课题组属于生化工程国家重点实验室，名字叫做“生物检测监测课题组“。课题组研究方向结合了周老师十几年的前期科研积淀与自身学术探索，总结成一句话就是：strong基于新材料、新器件生物应用探索的新型生物检测监测技术研究与产业化/strong。这句话既代表了对于科学的探索、尝试，也指明了课题组要在探索中不断发掘有应用价值的内容，并将其在生物检测监测应用中得到体现，最终转化为产品并实现产业化。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "她表示科学研究和产业化是一个双向互动的过程，新技术必须基于坚实的科学探索与积淀，才有性能突破的可能；反过来说，正是因为要做产业化，就必须要在科学研究的过程中选择更稳定、更可靠、更有可能实现产品化的技术路线。[Zl1] 在这个过程中基础研究是科技转化的坚实基础，而科技转化是基础研究价值体现的重要形式之一。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong需求和技术之间的不匹配是研究的切入点/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "strong周蕾表示，具体的技术实施是由需求来决定的，需求和技术之间的不匹配正好是研究的切入点/strong。站在一线生物检测监测用户的角度，可以知道用户主要有以下strong四个方面的需求/strong：一、定性定量需求，当用户关注一种靶标的时候，要尽快确定“有没有”；二、需确定靶标（如：微生物）的生存状态；三、希望仪器设备能够实现自动化操作，节省人力成本并提升操作标准化；四、希望仪器设备可以实现实时监测以防患于未然。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "上述四个方面的需求就会转化成strong五个方向的研究/strong：现场快速检测技术研究、现场微生物死活判别技术研究、现场自动检测技术研究、实时在线总菌监测技术研究和实时在线总菌监测与鉴别技术研究。课题组主要依托上转换发光材料、聚焦发光AIE、碳量子点、通讯光纤、叉指电极的研究基础，以新材料、新应用的挖掘为主来开展上述五个方向的研究。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong秉承“优+优”原则，充分利用学科优势结合/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "周蕾表示，课题组依托十余年在原军事医学科学院微生物流行病研究所的研究积累，主要围绕军民融合从事生物检测监测相关方法、技术、装备的研究，应用领域包括：日常生活涉及的食品安全（黄曲霉素）、饮水安全（大肠杆菌），医疗保健涉及的家庭自检（血糖）、临床检验（肿瘤标记物）、社会安全涉及的疾控应急（埃博拉）和生物反恐（鼠疫）等。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "谈到与外部进行合作时，周老师表示每个团队都有自身的优势，秉承“优+优”原则，每个团队做自身最擅长的工作，合作效果才会达到最佳。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "课题组建立了基于新材料、新器件生物应用探索的新型生物检测监测技术研究与产业化平台，包含微生物资源、工业级抗体资源（自主研制克级抗体，可保证5-10年销售量）、生物技术方法创新能力、仪器设备研发能力。这些结合在一起使得课题组可以将材料应用到生物方向，如上转换材料用于现场快速检测、通讯光纤用于现场微生物死活判别技术、叉指电极用于现场自动检测技术、碳量子点用于实时在线总菌检测与鉴别技术。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/b8c6642f-ffec-4a12-adc1-7728174de2f3.jpg" title="image002.jpg" alt="image002.jpg"//pp style="text-align: center "span style="text-align: justify text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "实验室一角/span/ppspan style="text-align: justify text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "br//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong资本市场才能验证真正的需求/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "对于国内科研团队创新创业的现状，周蕾认为自己的团队与大多数团队一样，因为不是直接对接市场，因而难免会出现想象需求和“创造需求”的现象，由此往往与真正的需求有很大偏差，而只有资本市场才能验证真正的需求是什么。资本对创新所带来的绝不仅仅是经费，而是更为专业的对市场的分析掌控，是更为规范的对企业的成长管理。与国内大部分研究团队作为创新创业主体一样，大家都会面临两个问题，首先就是工程产业化（保证高成品率、控制成本），然后就是产品上市后是否会被市场接受。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong科研领域存在“最好”，但是市场中永远强调“最平衡”/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "周蕾表示，科研与产业有所不同，科研思路会极大关注技术的最佳性能并不断追求极致，而产业思路会更注重产品的稳定性和量产化。只有意识到二者之间的差异，才能够更好的互相支撑、互相融合。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "周蕾指出，企业的立身根本是生产工艺文件，当企业投资的生产线还未能回钱变现时，科研团队通过研发创新进一步提高了产品性能，立刻希望企业进行产品更新换代，这对于企业而言代价过高。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "市场有时存在劣币驱逐良币的现象，如果市场中的劣币成功驱逐良币，那说明劣币在市场中具有其自身的优势。有时候更佳的产品性能对于市场而言是冗余的，站在企业的角度，削减了部分性能，但是能进行更好的量产、成品率更高、成本更好控制，这就是产品中的良币，而这一点是科研团队与企业融合的难点。科研领域存在“最好”，但是市场中永远强调“最平衡”。就科研与产业而言，各自的思维模式有各自生存场景的考量，无所谓绝对的好与绝对的差，而是在产业化过程中进行“创新技术与成熟产品的转化”，更是进行“科研思维与产业思维的融合”。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(255, 0, 0) font-size: 18px "strong“产、学、研、用”不是一蹴而就的/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "据周蕾介绍，她从2001年就开始从事“strong稀土上转换发光纳米材料生物应用研究/strong”，2008年就以研究所为主体将成果技术转让给了企业，2015年产品单年销售额就已经过亿元。值得注意的是，该企业已经为多个省市上千家医院提供相应的产品服务。就在笔者感叹成果转换相当成功时，周老师表示这些科研转化成果的背后包含着很多经验和教训，为此交过不少“学费”，但也收获了很多。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "对于产业化，周蕾分享了自己的经验，她认为实现产业化不能只是简单的实验室生产。“就算产品性能再好，那样只能叫做作坊式生产。产业化最终一定要建立标准的生产线，拥有质量体系，生产证书，医疗器械证书等，而strong吸纳投资是一个重要的关键转折点/strong。”她还指出，实现产业化还要对产品的专利进行全面合理化布局，专利核心的价值两点：逻辑（保护范围）和布局（核心专利 、外围专利、产品专利）。此外，strong成熟的转移转化机制政策也是必不可少的，需要保证科研人员与企业之间足够坦诚与相互信任才能极大保证产业化的最终实现/strong。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "科研人员都会秉承一定要做到性能最佳，这与企业家的量产思维不同。周蕾谈到：“没有人会轻易质疑自身价值观存在问题，但同一种价值观在科研领域和市场领域是不完全相通的。我和其他从事应用转化的科研人员一样，在进行科研转化的过程中一定要“交过学费”，才能在价值观方面去适应市场。”/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/d27237b7-7da4-483b-ad03-f5aa699a4a7b.jpg" title="image003.jpg" alt="image003.jpg"//pp style="text-align: center "span style="text-align: justify text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "笔者与周蕾研究员合影/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: normal " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "strong后记：实验室与成员属于养分共生关系/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "据周蕾介绍，课题组是2017年10月份在过程所正式启动的，现在还处于一个正在不断成长壮大的过程。“实验室和课题组成员是养分共生关系，每个成员的发展代表着实验室的发展。”/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "让笔者印象深刻的一点是，span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(0, 0, 0) "周蕾认为一个优秀的实验室不仅可以为年轻人提供实现自我价值的平台，还要为他们提供更好的经济物质条件，特别是在北京这样生存压力相对大的城市。/span此外，她表示在选拔实验室成员的时候很看重成员的价值观和对科研的热情。/span/pp style="text-align: right text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "采访撰稿编辑：刘立东/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai text-decoration: underline " /span/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center "span style="background-color: rgb(255, 192, 0) "strong扫码关注【3i生仪社】，获取更多生命科学行业资讯/strong/span/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(192, 0, 0) "扫码添加小编好友微信，/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 0, 0) "备注单位+职位+姓名，/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 0, 0) "进入生物制药用户交流群/span/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 0em text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai text-decoration: none "/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/c99fb88a-c172-4afa-a5c4-a6e19d72e53a.jpg" title="企业微信截图_20190828172054.png" alt="企业微信截图_20190828172054.png"//p

国鼎环科在中国科学院过程工程研究所科研仪器设备采购项目中成功中标，为中国科学院过程工程研究所提供了奥地利安东帕公司ZATA电位分析仪，我们将努力为客户提供卓越的仪器和完善的售后，履行&ldquo 让科研更精确，更轻松&rdquo 的理念。

仪器信息网讯，2009年11月7日，由中国质谱学会有机质谱专业委员会与中国分析测试协会联合举办的“2009年中国有机质谱年会”在北京成功召开，会议为期三天，出席会议人数达300人。仪器信息网作为特邀媒体也应邀参加。　　此次质谱年会为与会代表准备了丰富的报告内容，内容涉及生命科学、医学、药学、环境科学、食品安全、毒物分析中的质谱应用研究以及质谱仪器研发的新技术、新进展等。仪器信息网将进行系列报道。　　中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员的研究关注的是内源性代谢，代谢组学研究就是用一系列分析化学手段，如色谱、质谱、核磁共振、光谱等，将代谢产物进行分离，然后用数据分析方法把有用的信息进行提取，最后对信息进行生物学解析。与基因组学、蛋白质组学相比，代谢组学研究的是已经发生的改变，而前两者研究的是可能发生的改变，因此在这个意义上说，代谢组学更接近于临床。中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员　　但是，目前代谢组学研究面临以下挑战：其一，到目前为止，任何一种分析工具都只能分析代谢组中15%的代谢物 其二，代谢物的结构鉴定一直是一个没有解决的问题。许国旺研究员认为，代谢组学研究要取得进展，分析测试平台首先要取得突破，而其中色谱和质谱是最有前途的技术。　　依据此思路，许国旺研究员在代谢组学分析手段方面进行了大量的研究，课题组搭建二维色谱-质谱联用仪器，使得代谢产物中亲水化合物与疏水化合物同时分离，并且提高了分辨率，使得以高分辨质谱为核心的集成方法解决代谢组学中未知化合物的定性问题。

喷雾干燥技术微囊化鼠李糖乳杆菌ATCC 7469益生菌是一种活的微生物，当摄入足够的量时会对健康有益，只有在生存能力（107-1010 CUF m/L）得到保护的情况下才能发挥其作用。益生菌通常是乳杆菌和双岐杆菌，它们常与胃肠道有关；它们通常以冻干培养物的形式供应，或者被雾化并直接添加到食物中。益生菌功能食品在市场上需求量很大，酸奶和发酵乳制品通常被用作这类生物活性微生物的载体；然而，人们对在其他类型的非乳制品基质中掺入益生菌菌株越来越感兴趣，尤其是对于患有乳糖不耐受症、对酪蛋白过敏或与乳制品有关的其它问题的消费者。一些研究报告了微胶囊益生菌的应用。例如，将益生菌菌株掺入奶酪、巧克力涂层和巧克力中，以及掺入果汁、蛋黄酱、黄油、肉类和烘焙产品等非乳制品中。益生菌菌株对胃肠道健康很重要，因为它们可以预防肠道炎症，为上皮细胞提供保护，并调节抗体。它们可以产生细胞因子或趋化因子，改善乳糖不耐受，增加对结直肠癌的保护，抑制幽门螺杆菌活性，并用于治疗食物过敏和预防急性腹泻。然而，这些微生物有不幸的缺陷，特别是在菌株存活方面。喷雾干燥是微胶囊化最广泛使用的方法之一，因为其成本低，在最佳干燥条件下具有高存活率，并且在配方中加入了保护剂。近年来，乳清蛋白作为益生菌保护剂的使用获得了越来越多的兴趣，因为这些蛋白是提高益生菌活性的天然载体，并且由于结构和理化特征，可以作为胃肠道中的递送系统。蛋白质可以在干燥过程中增加益生菌的存活率，因为它们能够形成降低热应力的保护膜。糖的添加也会影响干燥的益生菌制剂的存活。研究人员肯定了糖（如肌醇、山梨醇、果糖、乳糖、葡萄糖和海藻糖）对脱水细菌细胞的保护作用。研究发现，海藻糖等糖是一种能够通过氢键与蛋白质分子相互作用的二糖；它可以在脱水和再水化过程中替代蛋白质周围的水分子，形成一种玻璃状基质，稳定生物大分子。科学家研究了使用奶酪乳清与淀粉、阿拉伯胶、麦芽糖糊精和乳清蛋白浓缩物联合干燥鼠李糖乳杆菌 64 的载体剂选择。另一方面，干燥温度是影响存活率的因素。例如，喷雾干燥的植物乳杆菌 WCFS1 再低干燥温度下表现出较高的存活率。在此背景下，本研究以 WPC、麦芽糊精和海藻糖为原料，采用喷雾干燥的方法对鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 进行微囊化，并评估微囊化对细胞活力和干粉性能的影响。以喷雾干燥条件（包括进口温度、空气流量和进料泵）为自变量，益生菌存活率、水分含量、水分活性和有效产量为因变量。采用响应面法对喷雾干燥包裹的鼠李糖乳杆菌的存活率进行了优化，并对粉末的稳定性进行了评估。1样品制备按最佳稳定性配方乳清浓缩蛋白：麦芽糊精：海藻糖（75：10：15）的比例采用超滤的方法制备乳制品悬浮液。将冻干的鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮于 2ml 培养基中，在 MRS 肉汤（蛋白胨：10.0g，牛肉浸粉：10.0g，酵母浸粉：5.0g，葡萄糖：20.0g，吐温80：1.0g，磷酸氢二钾：2.0g，醋酸钠：5.0g，柠檬酸铵：2.0g，硫酸镁：0.1g，硫酸锰：0.05g，pH6.2±0.2，25℃）中重新激活制备细菌悬浮液。2实验过程在磁力搅拌下将鼠李糖乳杆菌 ATCC 7469 菌株悬浮液添加到每个乳悬浮液中，在微囊化过程期间使所述分散液保持在恒定的搅拌状态。喷雾干燥仪选用瑞士步琦 B-290，通过改变进口温度（120℃-180℃）、干燥空气流量（70%-90%，即：28-35m3/h）和进料量（10%-55%，即 3-17mL/min）来进行工艺摸索。▲S-300工艺探索采用响应面法和二次复合中心设计对益生菌微囊化进行了优化，其自变量有进口温度、空气流速和进料流量。在最优理论条件下进行了三次实验验证。图1 考察了菌株存活率的响应面变化。由图可知存活率与出口温度呈反比，低温时存活率在 69%、高温时存活率在 23%。其他科学家在使用含益生元的脱脂乳制备鼠李糖乳杆菌 GG（ATCC 53，103），70℃ 时的存活率为 76%。也跟我们的研究结果相吻合。图2 考察了水分含量的响应面变化。从图可得到进口温度与水分含量之间呈反比关系，当进口温度与进料量较高时，粉末的水分含量较低，结合存活率考虑，水分含量在 3.0%-5.8% 之间，与其他报道的数值相接近。图3 考察了水活度的响应面变化。在较高的进口温度下，进料量和气体流量得到了较低的水活度值，因素与结果之间呈反比关系。其他使用麦芽糊精、乳清蛋白浓缩物和葡萄糖的相关研究中，水活度的值与本研究中活性最高的粉末报告结果一致。3实验结果确定益生菌的包封中壁材的最佳比例对于提高微生物对抗整个胃肠道条件的稳定性很重要。在干燥过程中指定最佳条件以最大限度地提高作为壁材的蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物的保护能力并因此提高鼠李糖的存活值也是重要的。因此，使用响应面方法确定干燥过程的最佳条件。表2显示了鼠李糖乳杆菌微囊化的最佳操作参数，结果表明，理论模型可以很好地近似实验值（差异＜10%）。得到的最佳喷雾干燥条件是进口温度、空气流量和进料泵流量分别为169℃、33m3/h和16ml/min，存活率为70%，吸气率为84%，出口温度为52℃，总体满意度为0.96。物理性质评价如图4所示，得到的粉末水活性动力学显示了较高的吸水能力，这可能是海藻糖作为低分子量碳水化合物，表现出的分子运动和扩散效应，与用于包封基质的典型吸水行为一致。吸湿性随着储存时间的延长有增加的趋势，直到达到某种程度的平衡。因此加入了 WPC 来降低吸湿性，因为它的表面活性和形成具有较高 Tg 膜的能力。粒径和形态结果如图5显示。（a）在最佳工艺参数上制备的粉体，其微胶囊紧凑，类球形形状，具有不同的大小和不规则的表面与压痕，外表面显示无裂缝或破坏的墙壁，这是确保更高的保护和更低的气体渗透性的基础。4结论结果表明，蛋白质-海藻糖-麦芽糊精混合物是包裹鼠李糖乳杆菌的良好壁材，在干燥过程中表现出重要的热保护作用，并提高了其存活率；通过响应面方法优化的喷雾干燥工艺条件生产的微胶囊具有可接受的理化性质——水分、水活性、吸湿性和粒径等，为益生菌的微囊化提供了思路。5文献来源Microencapsulation of Lactobacillus rhamnosus ATCC 7469 by spray drying using maltodextrin, whey protein concentrate and trehalose.

——寻找合适的合作伙伴并购买他们的解决方案所带来的益处将超过投资这种新型本设备所存在的风险。在英国基尔大学的多学科生物工程和治疗性小组中，研究人员开展了多个着重于细胞及组织工程学和使能技术的研究项目。这些内容包含在他们给诊所的介绍中。其中一个研究领域是再生机制，由医学科学&技术研究所的主管Alicia El Haj教授领头。挑战随着对结缔组织的组织生物工程学的关注，其中包括对骨头，软骨，肌腱和韧带的关注，El Haj教授和他的团队-博士后Dr. Yvonne Reinwald和Dr. James Henstock以及博士生Joshua Price，需要一个更为复杂的系统来对细胞和组织进行静水刺激。他们现有的机械压缩系统无法对多孔他们现有的机械压缩系统无法对多孔组织培养板上的组织再造生理压力，从而测试不同的模型组织，并允许实验中存在大量的样本。他们知道，在组织内部制造生物反应器不仅消耗时间，而且还需要一支跨专业团队，这在其他实验室很难进行。作为一个早期的解决方案而不是本土系统，他们需要行业合作伙伴提供一个可靠的生物反应器，确保可重复性结果，增加处理量，并由不同部门提供使用的灵活性。最重要的是，这一系统要求在这些新型实验过程中保证细胞处于存活状态，并保持健康。购买静压生物反应器后，El Haj教授就能够进行不同种类的刺激，这是他们现有试验所无法完成的。但是变化会带来不确定性。El Haj说：“因为这是一种不同的类型，需要把所产生的结果与之前已经发表的数据进行仔细比较。此外，增加样本数量会带来风险-如果无法很好地控制系统，则可能会带来更大的变数。”因为了解到所存在的这些风险因素，因此El Haj希望从一家有声望的高端设备制造商处购买生物反应器。寻找到合适的合作伙伴并购买解决方案所带来的益处超过了投资这种新型设备可能存在的风险。解决方案El Haj教授和Instron共同设计了一个可以工业化生产的生物反应器。CartiGen HP生物反应器能提供静态或动态的静水压力，通过模拟生理条件，促进实验室中192份独立、同步样本中自然细胞的生长。在收集基准数据后，她就能够确定，HP生物反应器系统中所使用的多孔细胞培养板上产生了蒸发作用。“启用一个新系统的基本要求是能够保证细胞存活，”El Haj说，“细胞需要生存在含水和养分的环境中，过度的蒸发作用会对细胞产生很大的破坏。”在了解其重要性后，Instron团队做了一个小改变，以保证细胞连续和持续性的水化。他们在仪器的顶部粘贴了一张现成的薄膜，以减少蒸发作用，但同时能保证气体流通，确保细胞处于存活状态。结果生物反应器为基尔大学的再生医学团队提供了更多的可能性。因为净水压力在众多的生物系统中起着至关重要的作用，因此，研究员能借助于新的生物反应器在实验室再造一个必需的环境，在这个环境中观察了解发育生物学，将来还能把发育生物学用于改善TERM疗法。El Haj说：“如果没有这套系统，现在进行的很多操作都无法实现。这套系统彻底提高了我们在3D模型上进行的生理力量研究的能力。”

p 近日，中国科学院重庆绿色智能技术研究院太赫兹技术研究中心研究团队利用太赫兹光谱技术研究液体环境中两亲性化合物与水相互作用规律，阶段性研究成果以" Determination of Critical Micelle Concentrations of Surfactants by Terahertz Time-Domain Spectroscopy " 为题在《IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology》期刊上发表(DOI: 10.1109/TTHZ.2016.2575450)。/pp　　研究团队以典型两亲性分子为研究对象，利用太赫兹光谱技术分析了表面活性剂分子从单体到胶束变化过程中分子水化层的变化规律：低于临界胶束浓度(CMC)时，溶液太赫兹吸收系数与浓度负相关 高于CMC，溶液太赫兹吸收系数与浓度正相关，并据此提出了一种利用太赫兹光谱技术无标记检测表面活性剂临界胶束浓度(CMC)的方法。在酸溶液环境中，H3O+的增多使得液体环境中水合网络增强而提高了溶液的吸收系数，离子型表面活性剂CMC降低而非离子型表面活性剂CMC升高表明不同两亲性分子与水分子相互作用具有差异。/pp　　生物分子与水相互作用的能级处于太赫兹波段，在此频率范围内表现出较强的吸收和谐振，太赫兹光谱包含其他电磁波段无法探测到的信息是理解生命活动基本物理化学过程的重要基础资料，利用太赫兹光谱获得生物分子信息成为了目前学术界的热点问题。脂类作为天然两亲性物质，是构成了细胞膜系统的主要物质，是所有细胞的重要做成部分，继续利用太赫兹光谱技术研究天然两亲性化合物将为深入理解细胞膜结构的动态变化规律提供理论基础。/pp a href="http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?reload=true& tp=& arnumber=7497010& url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D7497010" target="_blank" title=""文章链接/a/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/0852a761-68ae-4df9-9765-f3d38f33fbea.jpg" title="W020160728625552060807.png"//pp style="text-align: center "太赫兹光谱技术检测/p

2023年3月23日，海洋光学和四川轻化工大学酿酒过程优化及调控研究室举行联合创新实验室揭幕仪式。双方在现场正式签署合作协议，宣布建立联合创新实验室，共同开展在酿酒过程中的光谱分析和检测等方面的研究。海洋光学是应用光谱解决方案提供商，为全球范围内的科研及工业应用提供光学测量解决方案，致力于帮助研究人员和行业解决健康、安全和环境方面的重要问题，利用光的力量提供让世界更安全、更清洁、更健康的方案。四川轻化工大学酿酒过程优化及调控研究室是中国酿酒行业中的研究团队，在Sci等多个期刊发表过多篇文章，致力于研究酿酒过程中的优化和调控技术。本次合作旨在充分利用海洋光学在光谱分析和光学检测方面的优势和经验，与酿酒过程优化及调控研究室在酿酒工艺研究方面的专业知识，共同探索在酿酒过程中光谱分析和检测等领域的创新应用。此外，双方还将建立稳定的信息交流和研发平台，探索符合市场需求和学科发展的研究课题，在研发、市场推广和设备示范等方面展开合作。在签约仪式上，双方代表都对这次合作表示了高度的期待和信心。 海洋光学销售副总裁孙玲博士（左）酿酒过程优化及调控研究所所长宗绪岩教授（右）海洋光学销售副总裁孙玲博士表示：海洋光学是微型光纤光谱仪的发明者，并且不断的创新和开拓新的应用和解决方案，为多个行业和领域做出了巨大的贡献。同时，助力中国的科研力量开创新的技术，研究新的成果，开发新的产品，培养创新型人才。沿着旧地图找不到新大陆，海洋光学创新品质无处不在。这也是促成建立该联合创新实验室的重要因素之一。随着中国酿酒市场的日益发展将拥有更大的潜力，也迫切需要创新的技术支持助力产业的发展和升级。海洋光学将与酿酒过程优化及调控研究室密切合作，共同研究开发酿酒工艺优化和智能化的光谱应用和系统，为中国酿酒产业的升级和发展提供更具竞争力的解决方案以及更全面、更高效、更优质的技术支持和服务。酿酒过程优化及调控研究所所长宗绪岩教授表示：随着技术的进步，分析仪器不断发展，方法不断创新，酒类的分析也将迎来新的开端，我们也希望能够跟海洋光学共同进步，为酿酒行业，甚至为整个食品行业做出一些贡献。海洋光学始终是值得信赖的合作伙伴，以先进高质量的产品和服务助力我们进行分析和研究。我们很高兴进一步扩大与海洋光学的合作建立联合创新实验室，也感谢海洋光学对我们的认同。该联合创新实验室的成立标志着双方的合作进入了一个新的阶段，也将是中国酿酒产业技术创新的重要里程碑。我们期待通过双方的合作，为中国酿酒行业带来更多的科技创新和发展机遇。

流化床颗粒制备反应器具有结构简单、传热传质速率高、能耗低和能够实现连续化生产的优点，提升了生产效率和产品质量，广泛应用于化工、医药以及农业领域中的催化剂、药品和化肥等颗粒的制备过程。由于流化床颗粒制备过程通常涉及气、液、固三相掺混，反应器内部的流动呈现出时空非稳态和多尺度效应。流化床颗粒制备过程的关键参数在线监测和过程诊断是国际多相流测量领域的热点与难点，而现有的在线监测技术多基于单一传感器，获取的信息有限，且受到运行条件的限制，难以用于解析流化床反应器内部复杂多相流动的特性以及为过程调控提供数据支持。 　　针对流化床颗粒制备过程在线测量面临的挑战，中国科学院工程热物理研究所开发了结合电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography，ECT)、高速摄像(CCD)、声发射(AE)和压力传感器的非侵入式多模态融合测量技术，提出了多传感器数据融合分析方案(图1)。该团队开发了新型组合电极ECT传感器，实现了流化床反应器的高质量断面成像和内部参数分布信息的获取。进而，该研究将ECT断面图像信息、颗粒流高速摄像数字图像分析和压力信号时频域分析相结合，基于信息互补和相互验证，准确识别了正常喷动和加湿-干燥过程中的典型流态以及流态转变，揭示了不稳定喷动产生的原因(图2)。 　　为获取更多颗粒流动微观尺度信息，科研人员将ECT断面图像信息与高频声发射(AE)信号时频域、递归分析相结合，实现了流化床颗粒制备过程中颗粒团聚现象的识别以及颗粒流动性变化、失流演变过程的准确监测。该研究同时结合ECT和CCD图像信息和原始数据，基于pSNN神经网络，提出了颗粒湿度分级预测模型(图3)。与传统方法相比，颗粒湿度的预测精确度明显提升。该研究为流化床颗粒制备过程在线测量技术的工程应用奠定了重要基础。 　　相关研究成果发表在Chemical Engineering Science、Industrial & Engineering Chemistry Research上，并在首届多相传输及能源转化利用国际会议上作了报告。研究工作得到国家自然科学基金和中国科学院对外重点国际合作项目的支持。上述成果由工程热物理所、北京航空航天大学、清华大学深圳研究生院和英国曼彻斯特大学合作完成。

2016年4月1日，聚光科技一站式智慧实验室作为协办单位盛装出席了2016广州国际分析测试及实验室设备展览会暨技术研讨会，并成功邀请到广东药科大学中医药研究院博士、中国仪器仪表学会近红外光谱分会理事、中国中药协会中药品种开发与培育专业委员会常务委员肖雪博士做研究报告。 肖雪博士在药品质量控制论坛上做研究报告 在2016广州药品质量控制论坛上，肖雪博士对“中药制药过程关键工艺阶段近红外在线监测研究”做了详细的报告，报告指出：“中药制药过程一般包括提取、浓缩、精制、配制、制剂等步骤，每个环节都对中药制剂的最终质量有着重要影响。目前，中药生产多手动操作，部分生产线上了自动化系统，对生产过程的参数进行主要控制，缺乏对生产过程关键性质的在线检测”。报告中提到：“近红外由于其明显的优势，非常适用于中药制药生产过程的在线监测。其研究团队针对数个中药品种的提取、柱层析、混配、干燥等关键工艺开展了近红外光谱技术的在线应用研究，取得了良好的社会效益和经济效益”。近红外光谱在线分析的优点： 分析速度快（毫秒、秒级）； 样品基本不需预处理、操作简单； 无浪费、无污染，可非接触测量； 一次光谱扫描可测定多种成分和指标； 分析结果的统计准确度逼近标准方法； 工业上可以做到实时监控。中药质量控制的在线模式： NIR快速检测，适于inline、online分析； 相同的NIR光谱反映相同的化学成分及含量，NIR光谱用于中药质量定性定量分析，起到类似指纹图谱质量控制（包含多指标成分定量技术）的作用； NIR在线光谱结合智能计算技术可对多个指标成分的含量进行实时预测，对生产工艺进行在线诊断，及检测一些综合量如总氮、以及一些物理量如密度等，其检测范围比单纯的色谱分析更为广泛。 近红外光谱技术（NIR）是“多快好省”的绿色分析技术，是中药质量在线分析、智能控制的仪器基础。 SupNIR-1000系列便携式近红外分析仪是针对现场快速检测而设计的一款便携式分析仪，结构紧凑、体积小、内置充电电池、大容量存储设备和液晶显示模块。 SupNIR-2600系列快速油料品质分析仪是基于透射的测样方式，波长覆盖1000-1800nm。在石油行业、流通质检和科学研究等领域有着广泛应用。 SupNIR-2700系列多功能饲料/油料/谷物分析仪是基于漫反射的测样方式，波长范围覆盖1000-2500nm。在饲料生产、油料加工、谷物收购、育种研究等领域有着广泛的应用。 SupNIR-3000系列独创的光源平移技术，使得全盘扫描成为现实，无死角的样品检测。仪器检测校准准确度、重复性和再现性，满足《GB/T 24895-2010粮油检验 近红外分析定标模型验证和网络管理与维护通用规则》。 SupNIR-4000系列在线近红外分析仪适用于工业过程实时检测，波长范围覆盖1000-2500nm，以液体样品为测量对象，内置多通道光开关、恒温控制系统和液晶显示模块，实现多个测量点的检测。更多产品信息可关注聚光科技一站式智慧实验室！http://www.fpi-inc.com/jgzt/product.php?20/127

Nature Energy｜梅赛德斯-奔驰联合研究成果：减少锂电池生产过程中杂质颗粒的 4 种方法目前，尽管在实验室研究的锂离子电池材料的研发已经取得巨大进展，但是从实验室几克材料的合成，到千克、以及吨级大规模生产，还存在许多质量控制的盲点。本文作者重点关注下一代锂离子和锂金属电池，分别从电池的原材料、正负极加工工艺、超轻量集流体、以及电池生产过程中的清洁度把控（锂电池清洁度分析）等方面出发，给出了锂电池大规模量产的机遇和挑战。这一研究成果《锂电池从实验室研究到大规模量产》，由太平洋西北国家实验室、华盛顿大学、宾夕法尼亚州立大学和梅赛德斯 - 奔驰北美研发公司以及赛默飞世尔科技共同完成，并发表在国际顶级期刊《nature energy》上。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41560-023-01221-y文章解读文中在“对锂电池原材料和生产过程的表征”部分指出，为了实现可控且高品质的电池材料生产，先进的表征手段在这个过程中非常关键。品质把控包括原材料、电极形貌和成分、以及表面处理等众多步骤。在品质把控的过程中，来料中有 2 类金属杂质对于电池性能危害最为严重。一种是非磁性颗粒，比如铜 (Cu)、锌 (Zn) 类。另一种是磁性颗粒，比如铁 (Fe)、铬 (Cr)、镍 (Ni) 以及合金颗粒。目前电池制造商们主要采用以下 4 种策略来减少生产过程中的杂质颗粒。对原料进行严格的品质把控 策略一 这一过程可以借助电感耦合等离子体发射光谱仪、光学显微镜和扫描电镜（ParticleX Battery 锂电清洁度检测系统），来识别原材料的杂质颗粒并分析其成分，这些方法对于磁性颗粒和非磁性颗粒都具有适用性。使用 ParticleX Battery 锂电清洁度检测系统，识别到的磁性和非磁性异物颗粒某些生产环节加入除磁步骤策略二生产工艺中（如搅拌池），添加除磁工艺，以去除磁性颗粒物。监测生产车间的环境清洁度 策略三 生产车间中任何金属零件的磨损，都有可能产生异物颗粒，都会影响生产环境的清洁度。这一过程可以使用光学显微镜和扫描电镜（PaticleX Battery 锂电清洁度检测系统）来追溯污染来源。生产设备的金属表面涂覆防护涂层 策略四 比如在金属储罐表面涂覆聚四氟乙烯涂层，以减少浆料中混入金属碎片的风险。/ ParticleX Battery 全自动锂电清洁度检测系统 /文中使用扫描电镜进行的清洁度检测，正是使用飞纳电镜的 ParticleX Battery 锂电清洁度系统完成的。锂电池中金属异物可能导致严重的安全事故，对金属异物的管控也已经成为行业共识。飞纳电镜 ParticleX Battery 全自动锂电清洁度分析系统，从异物颗粒的图像出发，结合颗粒的能谱（成分）信息，可以自动识别、分析和统计铜（Cu）、锌（Zn）、铁（Fe）等金属异物，进而帮助准确分析异物来源，改善生产条件，减少安全事故的发生。- 自动杂质颗粒识别- 自动高清图像采集- 自动能谱成分分析- 自动杂质颗粒分类