流体力学半径

&mdash &mdash 推出&ldquo 流变学入门课程&rdquo 培训包，内含实践实验指导德国卡尔斯鲁厄（2010年6月7日） &mdash 全球服务科学领域的领导者赛默飞世尔科技有限公司与德累斯顿工业大学流体力学学院展开密切合作，为其学生提供流变学培训课程。此次合作可为公司的所有意向客户提供有关Thermo Scientific HAAKE Viscotester 550 粘度计的各种实践实验资料。 流变学研究对于新产品的开发和质量控制来说正变得日益重要 &mdash 例如，从低粘度的眼药水到固体聚合物。因此，早期培训对于了解流变现象就显得更为重要。赛默飞世尔的&ldquo 流变学入门课程&rdquo 培训包中包括具有特殊配置的HAAKE Viscotester 550粘度计和两个实践实验的说明。该培训可用于普通学校、职业学校、公司和大学。此外，培训包还为授课教师准备了教学指导和实验结果示例。为确保培训包的效果，赛默飞世尔科技将在研讨会活动中对授课教师进行一天的培训。 &ldquo 我们在学生培训课上使用HAAKE Viscotester 550等旋转粘度计进行流变测量教学。该仪器是实践实验的理想之选，通过使用预设的内部程序或软件，操作变得非常简单，可快速培训多个用户。&rdquo 德累斯顿工业大学流体力学学院磁流体动力学系主任Odenbach教授说道：&ldquo 在更复杂的流变测量中，我们使用诸如Thermo Scientific HAAKE MARS之类的仪器。它是一个模块化的流变仪平台，能够针对各种应用进行校准，并提供多种附件。 培训包优点一览： · 坚固可靠的旋转粘度计，带预设的内部程序。 · 适用于介质粘度试验的同心圆筒测量转子，可选用多种测量转子进行扩展（例如、平行板、锥板、旋转式或悬挂式同心圆筒） · 用户友好的Thermo Scientific HAAKE RheoWin测量和评估软件，适用于初学者或熟练用户，可在www.thermoscientific.com/mc 网站上进行免费升级。 · 文件资料中包含流变学基础知识和两个实践实验的说明，还包括授课教师的教学指导。 · 在授课教师的进一步培训中，可有针对性地讲授流变学基础知识或巩固已有知识。 流变学领域的领先者之一赛默飞世尔科技凭借其丰富的Thermo Scientific材料物性表征解决方案为各行各业的客户提供支持。材料物性表征解决方案对塑料、食品、化妆品、药品、涂料、化学品和石化产品，乃至各种液体或固体的粘度、弹性、可加工性和温度相关力学变化进行分析和测量。欲了解更多信息，请访问www.thermoscientific.com/mc。 Thermo Scientific是全球服务科学领域的领导者赛默飞世尔科技旗下品牌。 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技（纽约证券交易所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于为客户提供全面支持，让世界变得更健康、更清洁、更安全。公司拥有员工35，000名，年收入超过100亿美元，所服务客户包括：医药和生物科技公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制等行业。公司借助Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要品牌，为客户提供了独特的连续技术开发以及最便捷的采购方案，为公司的主要股东创造利润和其他价值。公司的产品和服务有助于加快科研步伐，帮助客户解决从复杂研发到常规测试再到现场应用中遇到的各类分析挑战。请访问www.thermofisher.com 或中文网站www.thermo.com.cn, www.fishersci.com.cn。

题目：利用互相关峰率量化PIV不确定度演讲人：普渡大学 Pavlos Vlachos教授； TSI 公司Stamatios Pothos 和 Aaron Boomsma 博士；日期：2014年12月18日时间：美 中央时区早上9:00 点（北京时间 晚10:00点）在粒子图像测速系统（PIV）中，误差取决于PIV算法、用户设置、流动特征与实验装置。之前，PIV系统的误差分析是在理想或约束的实验与分析条件下建立的。然而，这些条件与随着时间空间变化的实验和流动实际条件不同。因此，误差及广义的PIV不确定度不能基于现有的误差分析。John Charonko and Pavlos Vlachos博士发现PIV不确定度是与互相关信噪比密切相关。互相关信噪比的一个主要指标是第一峰率（PPR），PPR是互相关分析图上的第一高峰与第二高峰比值。总之，不确定度是与PPR呈负相关。本次研讨会，Pavlos Vlachos教授将介绍量化PIV不确定度的方法及其在TSI Insight4G软件中的实现。请您点击以下链接尽快注册参加此网上讲座：https://www3.gotomeeting.com/register/269024462

成果名称荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪单位名称中国科学院化学研究所联系人程贺联系邮箱chenghe@iccas.ac.cn成果成熟度□研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他成果简介：荧光/磷光体系溶液结构测定动静态激光光散射谱仪通过引入二向色镜，采取叠光的手段，将785nm、633nm、532nm和457nm的激光作为光源，根据样品不同的吸收谱带选择样品无吸收的激光，解决了商业化动静态激光光散射谱仪无法测量荧光/磷光体系溶液结构的难题。该谱仪可精确测定流体力学半径在1nm-100&mu m，均方旋转半径在20nm-300nm尺寸范围的纳米、胶体、团簇颗粒等的溶液结构。应用前景：本项目可以吸引国内院所同行，尤其是本身已有商业化动静态激光光散射谱仪的同行的注意，吸引他们向我方申请加工、或者直接购买，在市场上有一定的应用前景。近两年来，仅德国ALV公司在中国市场购买就销售了15台左右谱仪，按每台谱仪的改装费80万元计算，我们的潜在市场至少有1200万元。

会议概况 “2024年全国固体力学学术会议”于 2024年3月29日至4月1日在江苏省南京市南京国际博览会议中心顺利召开。全国固体力学学术会议是我国固体力学界每四年举办一次的综合性学术盛会，旨在为固体力学领域的专家学者提供展示最新成果、交流学术思想、探讨未来趋势的平台。本次会议主题为“固体力学前沿和挑战”。大会组委会热忱邀请全国固体力学领域的专家学者及研究生参会交流，分享最新的研究进展，共同研讨固体力学及相关领域的发展机遇以及面临的挑战。 凯尔测控-作为本次会议国内高端疲劳试验机厂商赞助商，展示了固体材料力学检测设备：微型电磁式动态力学试验机和原位拉压力学试验机。

近日，备受瞩目的“2024年全国固体力学学术会议”在江苏省南京市隆重召开，本次会议吸引了众多国内外知名专家学者和研究生齐聚一堂，共同探讨固体力学的前沿和挑战。在会议现场，奥影设立展位与现场的学者与业界同仁互动交流，展示奥影工业CT系统在固体力学领域的创新应用与实践案例。全国固体力学学术会议是我国固体力学界每四年举办一次的综合性学术盛会，旨在为固体力学领域的专家学者提供展示最新成果、交流学术思想、探讨未来趋势的平台。本次会议主题为“固体力学前沿和挑战”，聚焦新形势下固体力学领域的科技创新和人才培养，研讨主题包括不限于固体力学及其分支学科的主要进展、创新方法、现存挑战及未来方向。借助工业CT的高精度三维成像能力，为固体力学研究者提供了前所未有的观察和分析手段。无论是复杂的材料内部结构，还是微小的形变和裂纹，都能通过工业CT的扫描图像得以清晰展现。这不仅有助于我们深入理解材料的力学行为，更能为优化材料设计、提升产品性能提供有力支持。此外，工业CT还可在原位加载实验中得到应用。在进行原位加载实验时，工业CT可持续监测试件在加载过程中的内部结构变化，如裂缝的产生、扩展以及材料的形变等。这些信息对于理解材料的失效机制、优化材料设计以及提升产品的耐用性具有重要意义。本次会议作为固体力学领域的年度盛会，不仅汇聚了众多专家学者，为他们提供了一个展示前沿成果、深入交流学术思想的平台，更在推动固体力学领域的科技创新和人才培养方面发挥了重要作用。同时，奥影也将继续深耕工业CT技术的研发与应用，不断为固体力学领域的研究和发展贡献新的力量，共同推动该领域的繁荣与进步。

由中国力学学会固体力学专业委员会主办，中国工程物理研究院总体工程研究所，西南交通大学力学与工程学院，四川大学破坏力学与工程防灾减灾省重点实验室，顶峰多尺度科学研究所，成都大学承办的“2014年全国固体力学学术会议”于金秋十月在四川隆重举办。此次会议共设2个主会场，27个分会场，会议规模宏大，会场组织有序。作为赞助商之一，轶诺仪器（上海）有限公司亦亲自派出市场与技术团队，全心助力此次大会。 现场与会专家多达1200余人，在为期2天的会议中，来自中国科学院力学所的白以龙教授、王自强教授，自然科学基金委的杨卫教授，美国西北大学的黄永刚教授，哈尔滨工业大学的杜善义教授，中国工程物理研究院的孙承伟教授，西南交通大学的翟婉明教授，香港科技大学的余同希教以及美国普渡大学的陈为农教授分别作了特邀报告，会场气氛轻松热烈，不时传来听众的阵阵掌声。 所谓固体力学，就是研究可变形固体在外界因素作用下所产生的应力、应变、位移和破坏等的力学分支。一般包括材料力学、弹性力学、塑性力学等方向。其中，材料力学是固体力学中发展最早的一个分支，它研究材料在外力作用下的力学性能、变形状态和破坏规律，为工程设计中选用材料和选择构件尺寸提供依据。之后发展起来的弹性力学是研究弹性物体在外力作用下的应力场、应变场以及有关的规律；塑性力学则是研究固体受力后处于塑性变形状态时，塑性变形与外力的关系，以及物体中的应力场、应变场以及有关规律。 众所周知，金属材料的主要力学性能包括硬度、弹性、塑性、刚性、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等；而硬度作为一项综合的力学性能指标，与材料的其他性能之间存在一定的联系，比如，金属的抗拉强度便可由硬度经过换算得到。另外，金属的硬度与冷成型性、切削性、焊接性等工艺性能也有密切关系；硬度实验能敏感地反映出材料的化学成分、金相组织和结构的差异，因此被广泛用来进行原材料的质量检验，以及检验零件的热处理质量。硬度试验具有设备简单、操作方便快捷、压痕小以及便于现场操作等特点，是产品研发和生产中最常用的力学性能试验方法，在测试金属材料机械性能上得到了广泛应用。 INNOVATEST轶诺仪器，全球领先的硬度计制造商，位于欧洲荷兰，集设计，研发，生产于一身，深谙力学，视质量为第一生命，致力于提供高端、精密、可靠、稳定的硬度检测设备。为此，INNOVATEST轶诺仪器不断契合广大用户的需要，为其量身定做最合适的硬度测试解决方案。 INNOVATEST轶诺仪器在其荷兰总部和上海子公司均设有展厅，随时恭候您莅临体验！

空气动力学研究常用测量技术及其应用　　演讲人: 许荣川博士 高级应用工程师　　张鑫 应用工程师　　崔军磊 应用工程师　　网上讲座: 2011年6月2日上午10点　　美国TSI公司非常荣幸的为您提供有关流体力学的网上讲座, 讲座将由来自TSI的技术专家用中文讲解。讲授涵盖广泛，包括初级，中级和高级水平的流体力学研究，有助您提高测试技术的水平，与此同时提供解决方案 寻求如何优化系统得到更可靠数据。　　这是TSI公司第四次推出流体测量技术系列中文网上讲座(可以网上同时收看收听音视频内容)，以帮助您了解流体测量技术及提高应用水平。我们将于2011年6月2日上午10点开始此次讲座，重点介绍空气动力学研究中常用的几种测量技术。　　具体内容：介绍空气动力学研究特征及测量需要 介绍几种常用测量技术原理，特点及其典型应用：激光多普勒测量技术(LDV/PDPA)，粒子图像测量技术(PIV)，体三维测量技术(V3V)与热线热膜风速仪测量技术(HWFA)。　　讲座将会进行40分钟及预留15分钟答疑环节。　　网上讲座是免费为您提供，如果您有兴趣参加, 请点击链接http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100732/guestbook.asp(中文注册)简单填写姓名邮箱地址及联系电话于表格中，并点击“发送”。我们将在一两天内发给您相关讲座的链接，以便您在方便的时间参加。

前 言*图片来源于湖北药检所官网人纤维蛋白原(human fibrinogen, Fg)是一种由肝脏合成的球蛋白，发挥止血和凝血功能。Fg可用于治疗先天性和获得性Fg缺乏症患者的凝血功能障碍。目前Fg制剂是由健康人血浆经分离、提纯并经病毒去除和灭活处理、冻干制成。Fg这类蛋白质药物具有大分子、多电荷、结构复杂等特点，其稳定性往往较差。而稳定性是保证药物发挥其作用的基础。2023年3月，湖北省药品监督检验研究院王文晞博士近期发表“多功能蛋白质稳定性分析仪在人纤维蛋白原制品质量控制中的应用”，借助NanoTemper公司的PR Panta对不同企业生产的Fg产品的质量进行快速分析质控。/ 实验步骤/NanoTemper多功能蛋白质稳定性分析仪PR Panta可用于快速测定蛋白质的热稳定性，通过热变性、粒径分布聚集倾向和粒径大小等参数对产品进行评估。使用毛细管吸取10uL 20mg/ml样品置于PR Panta上，首先在DLS模块上检测Fg的水力学半径（Rh），然后进行1℃/min的升温（25℃-95 ℃）。使用1份样品，同时且实时的检测获得Fg的样品热变性中点温度（Ｔｍ）、蛋白质初始去折叠温度(Tonset)、粒径开始变化温度(Tsize)和流体力学半径(Rh)等多种参数。/ 研究结果/nanoDSF检测模块结果显示21批次样品Tｍ 值为51.20~53.31 ℃(表1)。不同企业产品Tｍ值存在一定差异，最高相差 2.1 ℃， 表明各企业间产品稳定性存在较大差异。其中企业Ｆ产品Tｍ值最高（53.28℃），企业Ａ产品Tｍ值最低（51.22℃），差别2.06℃。表１ 不同企业Fg蛋白热变性中点温度Ｔｍ值测定结果21批次样品的Tonset值为47.29~49.32 ℃（表2），不同企业产品Tonset值存在一定差异。其中企业Ｆ的产品Tonset值最高，企业A Tonset值最低，总体与Ｔｍ值趋势一致。表２ 不同企业Fg蛋白质初始去折叠温度Tonset值测定结果21批次样品Tsize值45.36~46.99 ℃，不同企业产品Tsize值差异较小。表３ 不同企业Fg蛋白粒径开始变化温度Tsize值结果 21批次样品Rh值 19.03~30.75 nｍ，不同企业产品Rh值存在一定差异。表４ 不同企业Fg蛋白流体力学半径 Rh 值结果综上可知企业Ｆ产品热稳定性最好，企业Ａ产品热稳定最差。除稳定性外，纯度是反映Fg产品中可凝固蛋白与总蛋白的比值是产品有效性的重要指标。作者通过凯氏定氮仪进行样品检测后并依据下方公式计算纯度。结果显示21批次样品纯度80.3%~95.9%（表5），其中企业Ｆ产品纯度最高，平均94.6%。企业Ａ产品纯度最低平均83.2%。表5 Fg纯度测定结果作者将纯度与在PR Panta检测得到的Tｍ值进行相关性分析，结果显示相关系数为0.729,Ｐ＜0.05 。即产品纯度与Tｍ值呈显著相关, 热稳定性高的产品纯度较高。为了明确Fg的组分分布，作者采用HPSEC-MALLS测定纯度最高与最低产品的组分分布。企业Ｆ产品（稳定性&纯度最佳）由Fg单体和多聚物２个组分组成，企业Ａ产品（稳定性&纯度最佳最差）由 Fg单体、多聚物和蛋白质降解产物３个组分组成。结合以上部分稳定性与纯度呈相关性的结果可以进一步分析得出，Fg热稳定性较差，在生产、存放、复溶后放置的过程中会形成可溶性寡聚体，导致产品纯度降低。因此可根据产品热稳定性测定结果初步分析不同企业产品纯度高低，进而能简单、快速 地对不同企业间产品质量进行初步评估，为企业工艺优化和制剂筛选提供更加快速、准确的依据。多功能蛋白质稳定性分析仪可以测定产品纯度与稳定性，为人纤维蛋白原产品保护剂的筛选和生产工艺优化提供相应数据参考，且能对不同企业产品的质量进行初步分析，仪器操作简便、检测时间短、检测效率高。——摘自本文文献对PR Panta的评价

项目编号：DUTASZ-2022425项目名称：大连理工大学微量高通量生物大分子稳定性分析仪采购项目预算金额：270.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：270.0000000 万元（人民币）采购需求：本项目拟采购微量高通量生物大分子稳定性分析仪一套。该分析仪主要用于蛋白质稳定性研究，包括蛋白质去折叠和再折叠、热稳定性、胶体稳定性、流体力学半径等多种特性的研究。具体要求详见招标文件。本项目已经财政部门审核，接受进口产品投标，本文件所称进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品。合同履行期限：合同签订后120个日历日内完成全部供货安装调试工作。本项目( 不接受 )联合体投标。

外泌体最早发现于体外培养的绵羊红细胞上清液中，是细胞主动分泌的大小较为均一，直径为40~100纳米，密度1.10~1.18 g/ml的囊泡样小体。　　细胞外泌体携带多种蛋白质、mRNA、miRNA，参与细胞通讯、细胞迁移、血管新生和肿瘤细胞生长等过程并且有可能成为药物的天然载体，应用于临床治疗。然而，测量技术手段的局限限制了外泌体在这些领域的研究进展。所以，在这篇文章中，总结了外泌体的纯化方法，比较了现存各种外泌体测量技术，重点介绍了一种新的测量技术，纳米微粒追踪分析术，在外泌体尺寸和表征研究中的应用。　　1. 外泌体提取及方法学评价　　到目前为止，仍没有一种方法能同时保证外泌体的含量、纯度、生物活性。　　1.1 离心法　　这是目前外泌体提取最常用的方法。简单来说，收集细胞培养液以后依次在300 g、2 000 g、10 000 g离心去除细胞碎片和大分子蛋白质，最后100 000 g离心得到外泌体。此种方法得到的外泌体量多，但是纯度不足，电镜鉴定时发现外泌体聚集成块，由于微泡和外泌体没有非常统一的鉴定标准，也有一些研究认为此种方法得到的是微泡不是外泌体。　　1.2 过滤离心　　过滤离心是利用不同截留相对分子质量(MWCO)的超滤膜离心分离外泌体。截留相对分子质量是指能自由通过某种有孔材料的分子中最大分子的相对分子质量。外泌体是一个囊状小体，相对分子质量大于一般蛋白质，因此选择不同大小的MWCO膜可使外泌体与其他大分子物质分离。这种操作简单、省时，不影响外泌体的生物活性，但同样存在纯度不足的问题。　　1.3 密度梯度离心法　　密度梯度离心是将样本和梯度材料一起超速离心，样品中的不同组分沉降到各自的等密度区，分为连续和不连续梯度离心法。用于密度梯度离心法的介质要求对细胞无毒，在高浓度时粘度不高且易将pH调至中性。实验中常用蔗糖密度梯度离心法，在离心法的基础上，预先将两种浓度蔗糖溶液(如2.5 M 和0.25 M)配成连续梯度体系置于超速离心管中，样本铺在蔗糖溶液上，100 000 g离心16 h，外泌体会沉降到等密度区(1.10~1.18 g/ml)。用此种方法分离到的外泌体纯度高，但是前期准备工作繁杂，耗时，量少。　　1.4 免疫磁珠法　　免疫磁珠是包被有单克隆抗体的球型磁性微粒，可特异性地与靶物质结合。同样，在离心法的基础上，预先使磁珠包被针对外泌体相关抗原的抗体(如CD9、CD63、Alix)与外泌体共同孵育，蒸馏水冲洗后，重悬于PBS缓冲液中。这种方法可以保证外泌体形态的完整，特异性高、操作简单、不需要昂贵的仪器设备, 但是非中性pH和非生理性盐浓度会影响外泌体生物活性，不便进行下一步的实验。　　1.5 色谱法　　色谱法是利用根据凝胶孔隙的孔径大小与样品分子尺寸的相对关系而对溶质进行分离的分析方法。样品中大分子不能进入凝胶孔，只能沿多孔凝胶粒子之间的空隙通过色谱柱，首先被流动相洗脱出来 小分子可进入凝胶中绝大部分孔洞，在柱中受到更强地滞留，更慢地被洗脱出。分离到的外泌体在电镜下大小均一，但是需要特殊的设备，应用不广泛。　　2. 外泌体测量各种方法的比较　　2.1 电子显微镜　　扫描电子显微镜(SEM)的工作原理是以能量为1-30KV间的电子束，以光栅状扫描方式照射到被分析试样的表面上，利用入射电子和试样表面物质相互作用所产生的二次电子和背散射电子成象，获得试样表面微观组织结构和形貌信息。高的分辨率。由于超高真空技术的发展，场发射电子枪的应用得到普及，现代先进的扫描电镜的分辨率已经达到1纳米左右，足够用来进行外泌体尺寸的测量。鉴于SEM的工作特点，在外泌体研究中，能够直接观察到样品中外泌体的形态。并且SEM具有很高的分辨率，能够鉴别不同大小不一的外泌体。但SEM对样品的预处理和制备上面要求较高，样品的准备阶段比较复杂，不适合对外泌体进行大量快速的测量。而且由于外泌体经过了预处理和制备过程，无法准确的进行外泌体浓度的测量。　　2.2 动态光散射技术　　动态光散射是收集溶液中做布朗运动的颗粒散射光强度起伏的变化，通过相关器将光强的波动转化为相关曲线，从而得到光强波动的速度，计算出粒子的扩散速度信息和粒子的粒径。小颗粒样品的布朗运动速度快，光强波动较快，相关曲线衰减较快，大颗粒反之(图1)。　　图1 大颗粒和小颗粒光强波动及相关曲线　　在外泌体研究中，动态光散射测量敏感度较高，测量下限为10纳米。相对于SEM技术来说，样品制备简单，只需要简单的过滤，测量速度较快。但是动态光散射技术由于是测量光强的波动数据，所以大颗粒的光强波动信号会掩盖较小颗粒的光强波动信号，所以动态光散射不适合大小不一的复杂外泌体样本的测量，只适合通过色谱法制备的大小均一的外泌体的尺寸测量，并且无法测量样品中外泌体的浓度。　　2.3 纳米微粒追踪分析术　　纳米微粒追踪分析术(以下简称NTA)是一种比较新颖的研究纳米颗粒的方法，它可以直接和实时的观测纳米颗粒。NTA通过光学显微镜收集纳米颗粒的散射光信号，拍摄一段纳米颗粒在溶液中做布朗运动的影像，对每个颗粒的布朗运动进行追踪和分析，从而计算出纳米颗粒的流体力学半径和浓度。　　NTA系统的工作原理是将一束能量集中的激光穿过玻璃棱镜对样品(悬浮颗粒的溶液)进行照射(光路图见图2)。图2 NTA激光光路图　　　　激光光束从较小角度入射进入样品溶液，照亮溶液中的颗粒。配备相机的光学显微镜，被放置在特定的位置上，收集视野中被照亮的纳米颗粒发射出的光散射信号。 样品池有大约500微米的深度，采样点激光照亮宽度为20微米，这个数值和光学显微镜的聚焦的视野深度相匹配。相机会进行60秒的影像拍摄，每秒30个采样画面。颗粒的运动过程被NTA软件进行分析。NTA软件在每幅被记录的画面中鉴别和追踪做布朗运动的纳米颗粒。　　根据颗粒的运动速度，通过二维 Stokes-Einstein方程计算颗粒流体力学半径　　在方程中2是均方位移，KB是Boltzmann常数 T是溶液的温度，单位是Kelvin；ts是采样时间，例如，1/30 fpsec = 33 msec；&eta 是溶液粘度；dh是流体力学直径。 NTA检测颗粒大小的范围和颗粒本身的折光指数相关。测量的下限取决于被研究颗粒和背景之间信噪比，也就是颗粒的散射光强度和背景的光强差距。颗粒的散射光强度根据Rayleigh散射方程，受到以下因素的影响 　　其中，d是颗粒的直径，&lambda 是入射光的波长，n是颗粒和溶液的折光系数比。通常来说，生物样品，如外泌体等，折光系数较低，所以测量下限为30-40纳米。　　由于NTA技术是直接追踪样品中每一个纳米颗粒，决定了NTA对复杂的样品具有极高的分辨率，为了证明NTA对于复杂样品的分辨能力，我们将100纳米和300纳米两种不同大小的聚苯乙烯颗粒按照5:1的数量混合，使用NTA进行测量(图3A)。尽管其分布图形有一定的重叠，但两种不同大小的纳米颗粒的峰清楚的区分开来。这种对复杂样品的分辨能力对于外泌体这样的研究对象来说是非常重要的。　　NTA也能对样品浓度进行直接测量。对一系列浓度为1× 108-8× 108的100纳米单分散样品进行测量，可以看到NTA测量浓度结果和实际浓度存在着很好的线性相关(图3B)。对于多分散体系，测量结果的准确取决于仪器参数的设定(照相机快门速度和光圈)，恰当的参数设定可以保证不同大小颗粒都被NTA软件追踪和计算。图3 A. 100纳米和300纳米混合样品NTA测量 B. NTA测量浓度和样品实际浓度线性相关　　NTA还具有分析荧光样品的能力，NTA有四种不同波长405纳米, 488纳米, 532纳米和635纳米的激光器可以选择，在搭配相应的滤光片，从而实现对荧光样品的测量。将100纳米的荧光标记的颗粒和200纳米的非荧光颗粒用同一溶剂做成混合样品，使用NTA进行测量(图4)，图4中，蓝色的线显示为NTA的光散射模式，可以看到尽管100纳米和200nm纳米颗粒的分布图有重叠，但还是清楚的区分了100纳米和200纳米的峰值。然后使用荧光滤光片进行分析，只观测到100纳米的荧光标记的纳米颗粒(红线) 图4 NTA荧光样品测量　　由于外泌体表面有标志物CD9，CD63等跨膜分子的存在，在复杂的背景环境下(如血清中)，可以用荧光抗体标记外泌体，在用NTA的荧光测量功能实现在复杂背景下对外泌体的测量。NTA相比较于流式细胞仪的荧光功能，分辨率较高，测量荧光颗粒的下限可以达到30-40纳米，而流式细胞仪的测量下限为400纳米，即使对于最新一代的数码流式细胞仪，其测量下限已经达到100纳米，但由于它仍然建立在监测光信号的基础上，所以测量和准确性和分辨率仍然不可靠。所以在外泌体荧光功能测量上，NTA具有独特的优势。　　3. 总结　　外泌体作为生物标志物的研究目前处于起步阶段，但临床应用已显示出良好的前景。 在临床诊断中，简单快速的在复杂的生物背景下(如血浆，尿液)测量外泌体浓度，大小和表征数据是必备的要求。目前存在的方法都无法完美的解决这一问题。NTA作为一个相对新的测量技术，具有实时观测，较高的分辨率，准确的浓度测量和荧光测量功能，提供了对外泌体大小和浓度研究的新的思路。　　(作者：张帅，英国马尔文仪器公司生物科学专家，负责生命科学相关产品的推广与技术支持。)　　注：文中观点不代表本网立场，仅供读者参考。

2015年4月22日，中国科学仪器行业的&ldquo 达沃斯论坛&rdquo &mdash &mdash 2015 (第九届)中国科学仪器发展年会(ACCSI 2015)在北京京仪大酒店召开，会议主题为&ldquo 创新创造价值&rdquo ， 出席会议人数达800余位。作为ACCSI 2015的&ldquo 重头戏&rdquo ，年会主办方颁布了多项产品奖项。其中，TSI公司的空气动力学粒径谱仪（APS-3321）获得&ldquo 2014科学仪器行业最受关注仪器&rdquo 大奖。 TSI3321型空气动力学粒径谱仪 (APS) 提供 0.5 至 20 微米粒径范围粒子的高分辨率、实时空气动力学检测。这些独特的粒径分析仪还检测 0.37 至 20 微米粒径范围粒子的光散射强度。APS 粒径谱仪通过向同一粒子提供成对数据向有兴趣研究气溶胶组成的人士开辟了令人振奋的新途径。 APS 粒径谱仪使用取得专利（美国专利号5561515）的双峰光学系统，具有无与伦比的粒径检测精度。它还包括新设计的喷嘴结构和改进的信号处理。因此，它具有更大的小粒径检测效率、提高的质量分布精确度并有效消除错误背景计数。 TSI公司的空气动力学粒径谱仪（APS-3321）可广泛用于各类相关科学研究和实际应用，如究吸入毒理学，给药研究，大气研究，环境空气监测，室内空气质量监测，滤料和空气清洁器测试，气溶胶特性测试和粉尘粒径检测等。 关于TSI公司TSI公司研究、确定和解决各种测量问题，为全球市场服务。作为精密仪器设计和生产的行业领导者，TSI与世界各地的科研机构和客户合作，确立与气溶胶科学、气流、健康和安全、室内空气质量、流体力学及生物危害检测有关的测量标准。TSI总部位于美国，在欧洲和亚洲设有代表处，在其服务的全球各个市场建立了机构。每天，我们专业的员工都在把科研成果转化成现实。

关键词：Zeta电位、插入式电极、有机溶剂分散体系图1. 插入式电极分散在有机溶剂中的颗粒往往在表面也会带有一定量电荷。这些电荷产生的电势会增加颗粒之间的相互作用力，起到增加系统稳定性的作用。由于有机体系的极性普遍较低，颗粒上携带的电荷量极少，在Zeta电位测试过程中需要施加较强电场才能够引发足够明显的电泳运用，而且测试电极及其配套的样品池需要考虑到对于有机溶剂的耐受性。在这篇应用报告中，我们利用插入式电极，利用BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪检测了分散在甲醇和乙醇环境中的硅颗粒的粒径和Zeta电位。原理和设备 动态光散射技术DLS，也称作光子相关光谱PCS或者准弹性光散射QELS，是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，通过光电检测器检测样品颗粒布朗运动产生的散射光波动随时间的变化。利用相关器的时间相关性统计学计算可以得到相关曲线，进而得到颗粒的布朗运动速度，即扩散系数D。通过斯托克斯-爱因斯坦方程，我们把颗粒的布朗运动速度和其粒径DH联系起来：其中kB为玻尔兹曼常数，T为环境温度，𝜂为溶剂粘度，DH为颗粒的流体力学直径。电泳光散射技术ELS是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，检测向前角度的散射光信号。在样品两端施加一个电场，样品中的带点颗粒在电场力的驱动下进行电泳运动。由于颗粒的电泳运动，样品的散射光的频率会产生一个频移，即多普勒频移。利用数学方法处理散射光信号，得到散射光的频率移动，进而得到颗粒的电泳运动速度，即电泳迁移率μ。通过Herry方程，我们把颗粒的电泳迁移率和其Zeta电位ζ联系起来：其中ε为介电常数，𝜂为溶剂粘度，f(κα)为Henry函数，κ为德拜半径倒数，α代表粒径，κα代表了双电层厚度和颗粒半径的比值。丹东百特公司的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪，使用波长671 nm，功率50 mW激光器作为光源，在90度角进行粒径检测，在12度角进行Zeta电位检测。采用PALS相位分析光散射技术。样品制备和测试条件1#纳米硅粉末样品分散在甲醇分散液中，2#纳米硅样品分散在乙醇分散液中，施加超声波进行分散。通过BeNano 90 Zeta内置的温度控制系统开机默认测试温度控制为25℃±0.1℃，样品注入玻璃粒径池采用动态光散射进行粒径池进行粒径测试。使用插入式电极进行Zeta电位测试。每一个样品在放入样品池后进行至少三次测试，以检测结果的重复性和得到结果的标准偏差。测试结果和讨论粒径测试图2. 动态光散射检测1#纳米硅样品的粒径分布曲线（上）和2#纳米硅样品的粒径分布曲线（下）通过使用动态光散射技术，得到当前分散条件下同样品的粒径和粒径分布。其中1#样品Z-均直径为365.2±0.8 nm，PDI为0.58；2#样品Z-均直径为41.0±0.3 nm，PDI为0.50。可以看出粒径测试结果具有很好的重复性，两个样品的PDI较大，分布都比较宽，这也可以从样品的粒径分布曲线中看出。图3. 使用插入式电极检测1#（上）样品和2#（下）样品的三次测试的相图通过电泳光散射，得到了样品的Zeta电位信息。图３中展示了三次重复性测试的相图，相图斜率代表了散射光由于电泳运动造成的频率的偏移。可以通过图中曲线看出，分散在甲醇中的1#样品斜率清晰，信噪比良好，而分散在乙醇中的2#样品相图相对嘈杂。对于样品的３次重复性结果列于表１中，可以看到纳米硅样品在甲醇和乙醇溶液环境中Zeta电位为负值，说明样品颗粒携带负电，三次测试结果的重复性较好。颗粒在甲醇环境中的Zeta电位幅值明显高于乙醇环境。

p　　据物理学家组织网近日报道，英国研究人员精确测量出了质子半径：0.833飞米，向解决过去10年来一直困扰物理学家的质子半径之谜迈出了关键一步。解决这一谜团对理解物理定律意义重大，比如描述光和物质如何相互作用的量子电动力学理论。/pp　　科学家们原以为他们知道质子的大小，但2010年，一个物理学家团队测量到质子半径比预期小4%，这让他们困惑不已。至此，研究人员就一直在努力解决这两个质子半径值不一样的难题，这也是当今基础物理学界一个重要的未解之谜。/pp　　此前测量质子半径使用普通的氢，2010年科学家首次使用μ介子氢来确定质子大小。当时，他们研究了一种奇特的原子——其中电子被一个μ介子(电子较重的“表亲”)取代。2017年，科学家使用氢气测得的结果与2010年测得的结果一致 而2018年一项同样使用氢气的实验获得的结果则与2010年前的数值相当。/pp　　在最新研究中，约克大学科学学院的研究人员提出了一种基于电子的新测量方法，来测量质子的正电荷延伸了多远。他们利用自己开发的频偏分离振荡场(FOSOF)技术进行了高精度测量。他们在测量中使用了一束快速氢原子束(由质子通过分子氢气靶产生)，新方法使他们能够对质子半径进行基于μ介子的测量，与2010年的测量结果相当。/pp　　本次测量得到的质子半径为0.833飞米，不到万亿分之一毫米，比2010年前普遍认为的半径值约小5%。研究负责人、物理与天文学系的埃里克· 海瑟尔斯教授说：“确定质子大小所需的精确度，让本次测量成为我们实验室尝试过的最困难的一次。经过8年研究，我们终于做到了。”/p

SAXS vs DLS小角 X 射线散射 (SAXS) 和动态光散射 (DLS) 的优势和局限性是什么？一、背景纳米材料是当今社会的一大亮点，它们正在彻底改变我们的生活方式和技术应用[1]。在医学领域，纳米颗粒可以像小巧精准的运输工具一样，将药物送达到身体需要的地方[2]，同时还能帮助开发出更加智能化的医疗设备和诊断工具[3, 4]。在电子领域，像石墨烯和碳纳米管这样的纳米材料，让我们的电子设备变得更快速、更高效。此外，纳米材料还展现出了在可再生能源[5]、催化[6]、环境监测和水处理等领域的潜力，为未来科技发展带来了无限可能。与此同时，纳米材料的广泛应用也引起了人们对其潜在环境和健康影响的关注，这促使了监管框架的建立，以确保安全可靠地应用纳米材料。然而，由于纳米材料的组成、结构和性质多种多样，为其确立统一的定义并非易事[7]。尽管如此，人大家普遍认为纳米材料通常被认为是1到100纳米之间的材料。因此，大多数定义都要求对纳米尺度的微粒进行识别和计数。由于监管定义中规定了纳米级颗粒所占百分比的量化阈值，因此高精度的颗粒尺寸测定就成了至关重要的一环。在纳米尺度材料结构分析中，通常会采用各种技术。小角 X 射线散射 (SAXS) 和动态光散射 (DLS) 等散射方法已在学术界和工业界得到广泛应用。虽然它们有一些相似之处，例如都能提供有关颗粒尺寸和分布的信息，但它们各自也有明显的优势和局限性，因此可以相互补充。在本文中，我们将探讨每种技术的潜力以及将两者结合使用所带来的好处。二、SAXS 和 DLS 的对比描述SAXS 利用X射线散射来探索材料的纳米结构。当 X 射线与样品相互作用时，它们会根据材料内部的电子密度波动向不同方向散射。这意味着样品需要与周围的连续相形成明显的电子密度差[8]。通过测量小角X射线散射的强度，SAXS可提供有关颗粒大小、形状、内部结构和聚集状态的信息。此外，它还能揭示孔径大小、尺寸分布和形状，以及从亚纳米级到微米级的结构信息。这种技术不仅适用于块状样品，还可用于表面分析，通过不同的角度范围（广角、小角和超小角 WAXS/SAXS/USAXS）和几何形式（透射或掠入射 GISAXS）来实现。相比之下，DLS 则是测量溶液中颗粒在布朗运动下引起的散射光强度的波动。射向样品的激光束被颗粒散射，并以特定角度记录散射光的时间变化。散射光强度的波动率与颗粒的扩散系数直接相关，而扩散系数又可通过Stokes–Einstein关系确定流体力学半径[9]。大颗粒的扩散速度较慢，会产生强度波动，而小颗粒的扩散速度较快，会产生较快的波动。通过分析强度波动的自相关函数，DLS 可以提供样品中颗粒尺寸分布的信息，包括平均颗粒尺寸和样品的多分散性。依靠悬浮在流体介质中的颗粒的布朗运动，DLS 尤其适用于分析溶液中的纳米颗粒、大分子和其他颗粒，但不适用于固体或高密度凝胶等其他状态的样品。SAXS 和 DLS 都是间接技术，需要通过物理模型从原始实验信号中提取纳米颗粒的尺寸信息。DLS 依赖于瑞利散射原理，即粒子散射的光强度与其直径的六次方成正比[10]。因此，直径较大的纳米颗粒散射光的强度比直径较小的颗粒高出数个数量级，这就使得 DLS 技术在分辨双峰和异质颗粒集合体时存在一些局限性。此外，DLS 可能无法准确描述非球形或不规则形状的颗粒，因为它通常将颗粒的几何形状简化为球形非相互作用颗粒，以便采用Stokes–Einstein方程进行分析。以双峰二氧化硅纳米颗粒的形态分析为例。如图 1 所示，尽管自相关函数的评估方法能够描述多峰分布，但 DLS 测量结果显示出单峰颗粒尺寸分布[10]。另一方面，SAXS能够准确解析出这些颗粒中两种不同群体的尺寸和比例，从而提供了更为准确和统计相关的双峰硅胶纳米颗粒系统描述。图 1 通过 SAXS、DLS 和透射电子显微镜 (TEM) 测定的双峰二氧化硅纳米颗粒的粒径分布。来源：Materials，2020，DOI: 10.3390/ma13143101。除了样品的异质性，颗粒形状和孔隙率等其他因素也会对结果产生很大影响。因此，在解释不同方法得出的纳米颗粒尺寸数值时，最好谨慎考虑[11]。因此，采用多种测量方法而不是仅仅依靠单一技术，有利于全面了解纳米颗粒的尺寸、尺寸分布和形状的准确信息。三、结合 SAXS 和 DLS 分析揭示亲水嵌段长度对球形纳米材料的影响聚合诱导自组装（PISA）是一种被广泛应用的方法，可用于制备具有可定制尺寸和形态的嵌段共聚物纳米材料，如球体、蠕虫状或囊泡状。这种方法可应用于食品、化妆品或药品等多个领域。PISA 通常是在可溶性大分子链转移剂（macro-CTA）存在的情况下，通过可溶性单体的可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合反应进行的。来自利兹大学和钻石光源的一组研究人员利用SAXS和 DLS 相结合的方法，研究了在不同聚合度（DP）不同的聚（二甲基丙烯酰胺）（PDMAm）大分子链转移剂存在下，双丙酮丙烯酰胺在 RAFT 聚合过程中球形嵌段共聚物纳米材料的形成和形态演变 [12]。通过Stokes–Einstein方程（假设颗粒为球形且独立），使用 DLS 测定流体力学直径 (Dh) 和聚合物分散性指数 (PDI)。而SAXS 能够确定核心直径 (Dcore)，以及其他结构参数，如聚集数、单体链的回转半径以及核心内溶剂和未反应单体的体积分数。通过比较 Dh 和 Dcore 测量值，研究人员能够了解颗粒外层对颗粒整体尺寸和结构的影响。图 2 显示，随着 PDMAm 聚合度 (DP) 的增加，流体力学直径和核心直径都会减小。不过，两者的减小速度不同，这表明表面的外围层厚度会增加。图 2 通过 SAXS 测定的核心直径 (Dcore) 和通过 DLS 测定的流体动力学直径 (Dh) 随聚合度 (DP) 不同的 PDMAm 大分子链转移剂的变化。来源：Macromolecules，2023，DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00585。如图 3 所示，研究人员结合使用 SAXS 和 DLS 分析证明，尽管随着 PDMAm DP的增加，颗粒的总直径减小，但外围层的作用却在增加。如果仅仅使用其中一种技术是无法获得这些信息的。图 3 当 PDMAm 宏 CTA 的聚合度 (DP) 从 47 增加到 143，而 PDAAm 核心 DP 保持在 400 左右时，颗粒尺寸变化的示意图。来源：Macromolecules，2023，DOI: 10.1021/acs.macromol.3c00585。四、结论总的来说，我们平时用来测量颗粒大小的动态光散射等方法，可以通过结合小角X射线散射等其他技术获得更多有趣的发现。虽然动态光散射提供了一种经济实惠且直观的分析方法，但当处理复杂的颗粒分布时，它的局限性就会显现出来，往往只能给出一个简化的描述（比如假设颗粒是球形的）。而 SAXS 具有更高的分辨率，能够准确分辨多种颗粒群。此外，SAXS 对颗粒形状和内部结构非常敏感，可提供有关颗粒形态的详细信息。SAXS 还具有更多的灵活性，可分析各种状态（凝胶、固体、粉末、液体）的颗粒，而 DLS 则仅限于溶液中的颗粒。此外，与 SAXS 不同，DLS 对样品浓度非常敏感。浓度越高，颗粒之间的相互作用越强烈，从而导致多重散射效应增加。这会导致数据失真和颗粒尺寸测量不准确。为了解决这个问题，DLS 通常需要对样品进行高度稀释，稀释倍数通常为 1/1000，甚至更低。这种繁琐的稀释过程可能非常耗时，而且对于可用性或稳定性有限的样品来说可能并不可行。正如本文所展示的，在某些情况下，两种技术都无法单独提供对样品的全面了解。将 DLS 与 SAXS 结合使用，不仅能克服每种方法固有的局限性，还能让我们更全面地了解颗粒系统。SAXS/WAXS/GISAXS/GIWAXSDLS样品制备简单适度尺寸范围 1 - 350 nm (up to 1.5 µ m USAXS)0.15 nm – 10 µ m原位或动态表征是是测试时间快快统计学统计相关结果统计相关结果空间分辨率低低数据在倒易空间的散射图案随时间变化的散射光强度波动数据解析需要数据拟合方面的专业知识需要仔细解读结果光束损伤无无限制需要足够的电子密度差偏向于较大的颗粒，需要样品对激光波长具有光学透明性信息尺寸、形状、结晶度、取向、表面纳米结构、相关函数、结晶和纳米结构相颗粒尺寸和尺寸分布、扩散系数和聚集动力学参考文献：[1] S. Malik, K. Muhammad, and Y. Waheed, Nanotechnology: A Revolution in Modern Industry, Molecules 28, 661 (2023). DOI: 10.3390/molecules28020661.[2] M. J. Mitchell, M. M. Billingsley, R. M. Haley, M. E. Wechsler, N. A. Peppas, et al., Engineering Precision Nanoparticles for Drug Delivery, Nat Rev Drug Discov 20, 101 (2021). DOI: 10.1038/s41573-020-0090-8.[3] K. W. Cho, S.-H. Sunwoo, Y. J. Hong, J. H. Koo, J. H. Kim, et al., Soft Bioelectronics Based on Nanomaterials, Chem. Rev. 122, 5068 (2022). DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00531.[4] J. Damodharan, Nanomaterials in Medicine – An Overview, Materials Today: Proceedings 37, 383 (2021). DOI: 10.1016/j.matpr.2020.05.380.[5] A. A. &Idot nada, S. Arman, and B. Safaei, A Novel Review on the Efficiency of Nanomaterials for Solar Energy Storage Systems, Journal of Energy Storage 55, 105661 (2022). DOI:1016/j.est.2022.10566.[6] P. Gómez-López, A. Puente-Santiago, A. Castro-Beltrán, L. A. Santos do Nascimento, A. M. 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体三维速度场仪系统(V3V)网上讲座　　演讲人: 张鑫 应用工程师　　崔军磊 应用工程师　　网上讲座: 2011年4月26日上午10点　　美国TSI公司非常荣幸的为您提供有关流体力学的网上讲座, 讲座将由来自TSI的技术专家用中文讲解。讲授涵盖广泛，包括初级，中级和高级水平的流体力学研究，有助您提高测试技术的水平，与此同时提供解决方案；寻求如何优化系统得到更可靠数据。　　这次的讲座也包括更多关于TSI精准仪器在流体研究中的应用(包括所有从基础流体研究到环境和生物医学)， 请踊跃参加网上讲座以得到更多相关讯息。　　讲座将会进行40分钟及预留15分钟答疑环节。　　这是TSI公司第三次推出流体测量仪器的系列中文网上讲座，以帮助您提高利用V3V系统测量流体速度的技术水平。 我们将于2011年4月26日上午10点开始此次讲座，介绍V3V三维成像原理，系统校准及数据处理。　　具体内容：V3V原理，系统布置，三维成像介绍，相机校准；数据处理流程及算法介绍；应用。　　网上讲座是免费为您提供，如果您有兴趣参加, 请点击链接http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100732/guestbook.asp（中文注册）简单填写姓名邮箱地址及联系电话于表格中，并点击“发送”。我们将在一两天内发给您相关讲座的链接，以便您在方便的时间参加。

马尔文仪器公司的高级应用科学家Pauline Carnell和技术支持经理Mike Kazsuba探讨了纳米颗粒跟踪分析技术以及光散射技术在表征脂质体作为药物载体中的应用及效果。　　脂质体是一种重要的给药载体，已获批用于多种治疗配方。脂质体由磷脂质组成，具有单层或多层结构，拥有亲水内层和疏水外层，可制成不同大小的颗粒。这些颗粒可进行生物降解，基本无毒。最为重要的是，它既能封装亲水物质，又能封装疏水物质。此外，通过修饰脂质体表面，还可对特定生理部位进行靶向给药，延长脂质体在体内的留存时间，并可用于设计诊断工具。　　正如其他类似的研究，应用脂质体的关键在于确保其物理特性与用途相符。例如，脂质体进入人体后会如何反应?脂质体是否足够稳定从而保证靶向性?粒度是否适合临床应用，或者是否会在血液循环中消失?　　了解脂质体制剂的粒度、浓度和zeta电位能帮助人们预测它在生物体内的变化趋势，而带电脂质体与相反电性的分子关系也能通过测量两者产生的聚合物的zeta电位进行监控。这些因素对药物传输的有效性具有显著影响，尤其是当药物配方研究员认为某种脂质体适合传输载体时，应综合考虑以上因素。因此，能提供全面数据的分析系统对配方设计过程大有裨益。纳米颗粒跟踪分析技术和动态光散射技术正是其中两种重要的分析方法，为脂质体研究提供重要信息。　　纳米颗粒跟踪分析技术　　纳米颗粒跟踪分析技术(NTA)使用激光散射来检验溶液中的纳米粒度。使用该分析方法，研究人员能够观察到单个粒子并跟踪其布朗运动轨迹，从而基于单个粒子在短时间内快速制出每个粒子的粒径分布图。图1：纳米颗粒跟踪分析技术效果展示图　　使用科学数码摄相机可以捕捉溶液中颗粒的散射光，仪器软件可逐帧跟踪每个颗粒的运动轨迹。图2： 图中光点为布朗运动中的粒子　　颗粒的运动速度与由斯托克斯-爱因斯坦方程计算出来的球体等效流体力学半径相关。NTA技术能逐粒计算粒度，且因有影像片段作分析基础，用户可精确表征实时动态。图3：斯托克斯-爱因斯坦方程　　NTA技术能让研究人员在同一时间观察单个纳米颗粒，因此除基础的粒度分析以外，还能测定每个脂质体的相对光散射强度等。将数据结果与另行测得的粒度数据绘成坐标图，能够更加细致地分辨出由不同折射率(RI)或材料构成的颗粒。凭借这一独特功能，研究人员可探究纳米级药物输送载体(如脂质体)所封装的内容是否有所不同：空心脂质体的折射率(光散射能力)可能低于载有较高折射率物质的脂质体。这样的差异让人们得以区分大小相似的脂质体。此外，NTA的单个粒子检测系统使得颗粒浓度测量成为可能。　　粒度和zeta电位　　脂质体与细胞在体内发生作用的位置很大程度上是由脂质体的粒度决定。掌握脂质体制剂的zeta电位有助于预测脂质体在体内的变化趋势。颗粒的zeta电位是指颗粒在特定媒介中获得的总电荷。以基因治疗为例， zeta电位的测量可用于优化特定脂质体与各种DNA质粒的比率，从而将配方的聚集度降到最低。图4：阳离子脂质体(带正电)与DNA(质粒)的络合　　动态光散射(DLS)是一项相对成熟的、广泛应用的脂质体表征技术。此外，由于zeta电位也是一项重要参数，能够同时测量粒度和zeta电位的分析系统也日渐普及，马尔文仪器公司的Zetasizer Nano系统正是其中之一。一般而言，研究人员使用动态光散射技术测量粒度，采用激光多普勒微电泳技术测量zeta电位。　　由颗粒布朗运动产生的光散射也是DLS技术的核心所在。DLS技术测量散射光强度随时间变化产生的波动，并确定颗粒的扩散系数。在此基础上利用斯托克斯-爱因斯坦方程将数据转化为粒度大小分布情况。　　使用激光多普勒微电泳技术测量zeta电位时，向分子溶液或颗粒分散液施加电场，这些颗粒便会以一定的速率移动，而该速率正与zeta电位相关。通过测定该速率能够计算出电泳迁移率，并据此算出颗粒的zeta电位和zeta电位分布。　　结论　　脂质体的物理表征对于理解脂质体在各种应用中的适用性十分重要，快速、可重复的表征是研发及质量管控过程中的一个重要考虑因素。本文介绍的技术能够提供脂质体制剂的粒度、浓度、zeta电位等补充信息。(结束)　　作者：马尔文仪器公司高级应用科学家Pauline Carnell、马尔文仪器公司技术支持经理Mike Kazsuba　　联系地址:　　Malvern Instruments Ltd　　Grovewood Road, Malvern　　Worcestershire WR14 1XZ UK　　T: +44 (0) 1684 892456 　　F: +44 (0) 1684 892789　　www.malvern.com

评估蛋白质和结合物的整体结构变化 蛋白质 - 小分子相互作表征 天然条件和微量样品检测 同时评估结合亲和力，构象变化和绝对大小 介绍许多生物学过程通过蛋白与小分子或其他蛋白的相互作用进行调节。在许多情况下，这些相互作用会引起构象变化，该变化直接调节活性或提供新的结合位点，以促进建立高阶复合物。作为模型系统，本次实验我们使用了细菌性结合蛋白超家族的麦芽糖结合蛋白（MBP）。 MBP是麦芽糖糊精转运系统的可溶组分，驻留在革兰氏阴性细菌的周质中，在该细菌的周质中，它可以将其配体（Maltose，Maltotriose和Maltoheptaose）运送到膜结合的转运蛋白复合物。MBP的配体结合位点位于两个球状结构域之间。图1.（a）MBP（42.5 kDa）Apo状态（左，开放）以及与Maltose（360 Dalton）结合形成的麦芽糖结合态MBP（右，关闭）；（b）MBP的开放式（浅蓝色）和封闭式（浅粉红色）结构的对比。 材料和方法该实验采用FIDA Neo仪器，480 nm LED荧光检测模块（FIDABIO ApS）。 耗材：FIDA标准毛细管（i.d.：75 µ m，LT：100cm，Leff：84 cm）。缓冲液：Tris缓冲液pH 7.4（20mm Tris，150mmNaCl，0.05％Tween）。指示剂：MBP（4.3ug/mL，100nM）， MBP用Atto 488 NHS （Sigma Aldrich）标记。分析物：麦芽糖（O-α-D-Glucopyranosyl-D-glucose），0-1000 µ M。通过用分析物填充毛细管，然后注射指示剂与分析物共孵育混合物，在400 mbar下流经探测器进行样品分析。 结果麦芽糖会引起麦芽糖结合蛋白的构象变化。FIDA技术提供了对流体动力半径（Rh）的绝对测量，并用于测量与麦芽糖（0.3 kDa）结合后ATTO488标记的MBP（42.5 kDa）的尺寸变化。如图2A所示，在25°C下绘制了MBP表观Rh随麦芽糖浓度（0-1000 µ M）变化的函数曲线。MBP的Rh从2.88nm降低至2.62nm，对应于0.26nm的ΔRh，清楚地表明结合后的结构变化（图2A）。结合数学模型，通过流体动力半径（Rh）变化的数据解析，该相互作用亲和力KD≈10 µ M，与文献[1,2]报道一致。在图2中，显示了单独MBP和MBP-麦芽糖的叠加FIDA信号。在图2B中，指示剂峰在麦芽糖存在下变窄。利用FIDA 泰勒分散分布图的峰面积，可同时探测MBP的荧光强度在增加麦芽糖浓度时因MBP与麦芽糖结合发生的变化，即结合相关荧光强度变化（BRIC，Binding Realted Intensity Change）。它表明，MBP的荧光信号受麦芽糖结合的影响（图2B），利用BRIC信号可从第二个维度解析二者亲和力常数KD≈10 µ M，从而实现结合测量的正交估计。图2.（A）由FIDA在25°C分析的MBP和麦芽糖之间的相关结合曲线。即MBP的Rh随麦芽糖浓度（0-1000 µ M）变化的函数曲线。（B）与单独的MBP（实线）相比，当存在麦芽糖（虚线）时，指示剂峰的原始数据曲线变得更窄。 结论本文的数据显示了如何使用FIDA技术对蛋白质的构象变化进行测量。FIDA通过测量蛋白质的流动性半径（5 µ L样品消耗）来深入评估活性以及局部和全局蛋白质结构变化。在一个平台，同时采用2种方法解析分子互作亲和力常数，正交测量，相互验证。 分子互作与稳定性分析系统 FIDA技术无论在传统的生物大分子、小分子互作分析，还是三元复合物，血清、血浆、粗提物中互作分析都有很好的适用性，而且在一些传统互作技术具有挑战性的领域，例如免纯化样本、脂质体、外泌体、GPCR互作分析领域具有独特的优势，FIDA技术扩展了互作方法的应用领域，非常有利于实验平台进行分子互作仪器技术升级。 FIDA技术在分子质量表征方面同样优秀，一次运行只需4微升样品4分钟的时间即可获取多达8个质量参数，其中流体力学半径(Rh)和粘度（Viscosity）为绝对数值，黏性（Stickiness）是FIDA的独家指标，聚集和多分散系数（PDI）为量化参数。FIDA可以用在任何蛋白相关的实验，包括蛋白质控，蛋白稳定性筛选、制剂筛选等常规方向，还可在液-液相分离（LLPS），冷冻电镜样本制备质控、蛋白表达体系筛选等领域有很好的解决方案。产品特点1. 无固定相：溶液中直接检测分子相互作用2. 无标记或荧光标记3. 灵敏度：Rh范围0.5-500nm4. 分辨率：检测到＜5%Rh变化5. 亲和力范围：pM-mM6. 分析物上样体积：≤4μL7. 每个数据点8个质控参数8. 适用于各种样本类型，包括免纯化蛋白、无缓冲液限制应用领域

近日，全球领先的百年试验机厂商Tinius Olsen（天氏欧森，以下简称Tinius Olsen）与国内知名高等学府同济大学航空航天与力学学院签署实验室共建协议。作为国内工科首屈一指的一流大学，此次合作，Tinius Olsen将助力同济大学在航空航天及力学领域的科研及日常教学工作的开展。同济大学是一个以工科为主的大学，学生也以工科为主，多数学生都要学习力学相关课程，同时也要参加力学的相关实验研究。在力学学科人才培养方面，航空航天与力学学院承担了全校广范围的基础力学课，包括材料力学、理论力学、流体力学等等。同时包括独立设课的课程实验，学院每年力学相关实验课程达到5000个学时，30000个课时。在悠久力学学科发展的基础上，学院先后获批了国家级的力学实验教学示范中心、国家级力学虚拟仿真实验教学中心和复合材料工程实验中心，面向全校本科生开设基础力学课程的教学、各类力学和航空的实验课与创新实验。力学学科的发展离不开先进的力学测试仪器设备，在此次的合作项目中，本着建设既能“满足学生日常学习实践需求”，又能“达到国际实验室技术水平”来满足科研需求的初衷，Tinius Olsen与同济大学航天航空与力学专业签署的协议中，一共包括了11个测试站，来满足不同材料和类型的测试需求： 1个30吨常温合金类材料测试站1个15吨特殊材料测试站4个10吨金属材料测试站1个10吨加高型金属材料测试站1个10吨碳纤维复合材料测试站1个10吨高温合金和钛合金类材料测试站1个5吨高分子材料和碳纤维复合材料测试站1个500公斤轻型材料测试站Tinius Olsen一站式测试站值得一提的是，在这11个不同类型的测试站中，除了基础的试验机架、专业夹具、环境箱、高温炉之外，Tinius Olsen还将提供其最新的附件设备，比如行业领先的视频引伸计、光学引伸计、无线手持控制器、实现全程测试回放（带有实时曲线）的摄像系统，以及最新的Horizon测试软件等。这些先进设备的引入，旨在匹配同济大学航空航天与力学学院力争打造国际一流现代化实验中心的目标。Tinius Olsen视频引伸计 Tinius Olsen光学引伸计在台式试验机上的应用 其实，放眼过去，这并不是同济大学与Tinius Olsen的第一次合作，事实上，在上世纪40年代，同济大学力学学院就引入了一台Tinius Olsen（天氏欧森）早期的杠杆式试验机，这台试验机，也是目前能考证到的，亚洲范围内，最古老的一台试验机。去年4月，Tinius Olsen走访了同济大学航空航天与力学学院，对这台古老设备以及学院的李岩院长进行了拍摄及采访。(点击此处查看去年相关报道)作为同样拥有超过百年历史的一家组织机构，Tinius Olsen对此次的合作，感到万分荣幸，Tinius Olsen十分尊敬并高度赞扬同济大学航空航天与力学学院对国内航空航天以及力学事业做出的杰出贡献和取得的卓越成就。Tinius Olsen也将继续延续并不断完善百年传承的制造工艺，协助同济大学航空航天与力学学院建成国内乃至国际一流的教学科研实验中心。同济大学航空航天与力学学院简介同济大学航空航天与力学学院成立于2004年1月，是学校为了适应中国航空航天事业迅速发展以及上海将航空航天作为支柱产业的需求，在原工程力学与技术系的基础上，发挥学校学科交叉、人才集聚的综合优势而设立的。学院现有工程力学和飞行器制造工程2个本科专业，有力学一级学科博士点和航空宇航科学与技术一级学科硕士点，设有力学一级学科博士后流动站。学院设有国家级力学实验教学示范中心、国家级力学虚拟仿真实验教学中心和复合材料工程实验中心，面向全校本科生开设基础力学课程的教学、各类力学和航空的实验课与创新实验。学院目前的主要研究方向有先进材料与结构的力学行为、流体力学、动力学与控制、现代力学测试技术，先进复合材料与结构、飞行器设计与制造等。近三年，承担国家自然科学基金重点项目2项、重大项目1项、国家973课题1项、国家863项目2项、国家自然科学基金面上项目23项、省部级以上项目49项，以及77项横向课题；共发表SCI论文近200篇、获省部级科技奖13项。学院现有在职教师90人，在其中的专技类教师69人中，有正高30人，副高26人；学院现有长江学者特聘教授1名，国家杰出青年基金获得者3名，同济特聘教授4名，教育部“新世纪优秀人才计划”入选者2名、“新世纪百千万人才工程”国家级人选1名、上海市“优秀学科带头人”3名，上海市“领军人才”2名，以及若干上海市“曙光计划”“启明星”以及“浦江计划”入选者。著名力学家、桥梁家李国豪先生等知名学者曾在此任教。Tinius Olsen（天氏欧森）简介Tinius Olsen(天氏欧森)是行业领先的致力于静态材料试验技术的制造商。公司于1880年在美国费城建立，创始人为全球第一台万能材料试验机的设计者及专利拥有者Tinius Olsen(天氏欧森)先生本人。130多年来，Tinius Olsen(天氏欧森)为数万家制造商出谋划策,提供产品研发及质量控制的解决方案。目前，在材料测试设备的开发与制造领域，已成为行业的领导者。随着时代的发展，我们产品的测试范围不断扩大,获取与显示测试数据的技术和方法也不断增加。我们同时拥有当今市场上最先进的材料测试软件，我们的开发人员与客户紧密合作，为客户独特的测试及生产需求提供解决方案。与此同时，我们的现场校准与维护团队已得到A2LA与UKAS的认证,他们不懈地提高自己的能力及服务素质，以达到客户的要求与期望。Tinius Olsen(天氏欧森)的设备广泛应用于化工、金属、纺织、医药、汽车、航空航天、食品、包装、粘合剂、复合材料、建筑材料与纸张制造等多个行业。不仅可以设计并制造满足您的测试样品的设备，而且可以开发测试控制与数据分析的软件程序。Tinius Olsen(天氏欧森)的设备久经考验，它们的性能不因时间的流逝而逊色分毫。我们的翻新计划可以保证Tinius Olsen(天氏欧森)及其它测试设备的良好性能并延长其使用寿命。Tinius Olsen的测试系统和程序可以满足您的测试需求，进行拉伸、压缩、弯曲、穿刺、撕破、剥离、剪切、熔融指数、冲击强度、热变形温度、维卡软化点、硬度、脆性与摩擦等多项测试。其中我们的冲击试验机，是美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology，NIST）的指定计量测试设备。Tinius Olsen(天氏欧森)把130多年的测试经验应用于测试设备的开发,只要您提出您的测试要求，我们就可以为您提供相应的完整测试方案。

基因治疗是通过将修饰的基因传递至靶细胞中，从而把患者体内的突变基因替换为相对应的健康基因拷贝来实现治疗或者预防疾病的目的。与传统的药物治疗相比，基因治疗是从根本上对疾病进行控制，所以有着非常好的发展前景，在世界范围内得到越来越多医药行业的关注和投入。 将正常基因（外源）导入生物细胞内必须借助一定的技术方法或载体，基因转移的方法分为生物学方法、物理方法和化学方法。 病毒越来越多的用作载体，用于传递基因治疗的遗传物质和疫苗应用。重组腺相关病毒（recombinant Adeno-Associated Viruses, rAAV）是基因治疗最为常用的病毒载体之一。 一、如何开发高效安全的 rAAV 疗法?为了开发通过受控和经济的制造工艺生产的高效的 rAAV 疗法，需要解决从病毒衣壳设计到确定最佳工艺和配方条件，再到全面质量控制的多重挑战。应对这些挑战，需要针对 rAAV 样品下列属性进行量身定制的分析表征： Ø 测定衣壳蛋白或者颗粒滴度（capsidor particle titer）Ø 完整 rAAV 颗粒的百分比Ø 空-载比（Full-empty ratio）Ø 颗粒的粒径Ø 聚集体形成（aggregate formation）Ø 热稳定性（Thermal stability）Ø 基因组释放（genome release）Ø 衣壳电荷（capsid charge）等 而所有这些都可能影响最终产品的关键质量属性（CQA）。 通常，rAAV 滴度和病毒载量是使用酶联免疫吸附试验（ELISA）、定量聚合酶链式反应（qPCR）、液滴数字聚合酶链式反应（ddPCR）、分析超速离心（AUC）和电子显微镜（EM）的技术组合测定的。这些方法通常既费时又费力，而且其准确性和精确性也值得怀疑[1]。因此，业内越来越需求一种不依赖于使用专用试剂和昂贵的参考标准品的快速分析解决方案。 动态光散射(DLS)、多角度动态光散射（MADLS）、电泳光散射（ELS）、尺寸排阻色谱-多角度光散射（SEC-MALS）、纳米颗粒跟踪技术（NTA）、等温滴定量热法（ITC）和差式扫描量热法（DSC）可以提供有关病毒载体的关键分析和质量属性的重要信息，从而能够对多种参数进行表征、比较和优化。 样品关键参数马尔文帕纳科的技术方案衣壳蛋白尺寸DLS、NTA衣壳蛋白及转基因的绝对分子量SEC-MALS (OMNISEC)衣壳滴度或颗粒计数MADLS, SEC-MALS (OMNISEC), NTA含基因病毒颗粒百分比分析SEC-MALS (OMNISEC)聚集形成分析DLS, MADLS, SEC-MALS (OMNISEC), NTA碎片化分析SEC-MALS (OMNISEC)热稳定性分析DLS, DSC高级结构分析DSC血清型鉴定DSC衣壳解聚及基因组注入DLS, DSC衣壳蛋白尺寸ITC电荷分析ELS表1 总结了病毒载体研究中各种重要的关键属性（CQA），以及马尔文帕纳科可以对应提供表征此类信息的各项技术。 DLS、MADLS、SEC-MALS、NTA、ITC和DSC属于无标记的生物物理技术，需要最少程度的方法开发，并且可以很容易的应用于各个阶段，强化了基因治疗开发的分析工作流程。 二、高效的表征技术概念解读动态光散射（DLS）动态光散射(DLS)是一种非侵入式技术，可以测量由颗粒分散体系或分子溶液引起的散射光强度随时间的波动。由于进行布朗运动的颗粒或者分子的随机运动，散射光的强度会随之发生波动。使用自相关算法分析这些强度波动可以确定平移扩散系数，随后根据斯托克斯-爱因斯坦方程确定流体力学尺寸。多角度动态光散射（MADLS）多角度动态光散射（MADLS）通过使用三个不同的检测角度（背面、侧面和正面）并将获取的光散射信息组合成一个与角度无关（Angular-Independent）的粒径分布，从而可以对多模态的样品进行更高分辨率的尺寸测定。应用MADLS技术的扩展还可以测量出颗粒浓度（Concentration）。电泳光散射（ELS）电泳光散射（ELS）测定来自在电场中进行电泳的颗粒或者分子的散射光的频移（Frequency Shift），并能够计算出Zeta电位。颗粒的Zeta电位是颗粒在特定介质中获得的总电荷，可用于预测分散体系的稳定性并深入了解所研究的颗粒的表面化学。尺寸排阻色谱（SEC）尺寸排阻色谱（SEC）是一种分离技术，可根据分子进出柱中多孔凝胶基质的流体力学半径来分离分子。搭配一系列先进的检测器，如光散射（LS）、UV、RI和粘度，可以测量绝对分子量、分子大小、特征粘度、支化和其他参数。差式扫描量热法（DSC）差式扫描量热法（DSC）是一种直接分析天然蛋白质或其他生物分子热稳定性的技术，无需外在荧光素或者内源荧光，它通过测定在恒定的升温速率下使生物分子发生热变性过程中的热容变化来实现。 案例研究 | 综合使用多种技术表征 rAAV性状：衣壳分子量、聚集状态、滴度、稳定性… … 1，空 rAAV5 衣壳分析SEC-MALS (OMNI-SEC)测量产生的关键数据是绝对分子量，与柱保留时间或用于校准系统的任何标准无关。在空rAAV的情况下（Fig.1 和表2），主要单体的Mw为3.84 x 106 g/mol。空衣壳蛋白的理论分子量为3.8 x 106 g/mol，证实该分析结果符合预期。 图1 rAAV5 空壳三重色谱图表2 rAAV5空壳的定量参数 Mw/Mn 描述样品的分散性，接近1的值表示峰中有单个群体，远高于1的值表示峰内有多个群体。在空 rAAV 的情况下，单体和二聚体的 Mw/Mn 值接近1，表明是单一群体。聚集体和碎片 Mw/Mn 值显著高于1，表明单个峰内具有不同分子量的多个群体（表2）。 样品的分数（Fraction of Sample）描述了样本在群体之间的分布情况，在这种情况下，84.7% 的样品是单体。蛋白质分数（Fraction of Protein）表示样品中衣壳的百分比；在这种情况下，单体是99.8%的衣壳。这证实样品是空的 rAAV5 。从这种单一分析方法中获得的另一个关键信息是样品滴度；在这种情况下，对于空的 rAAV5，测得的滴度为 5.91x1013 vp/mL。 2，完整 rAAV5 衣壳分析完整 rAAV5衣壳的SEC-MALS (OMNISEC) 分析如图2和表3所示。对于主要的单体峰，计算出的符合Mw为4.49 x 106 g/mol，其中86%为衣壳。这样，完整的rAAV5的蛋白质组分的Mw为3.86 x 106 g/mol，与表2中的空rAAV5衣壳生成的数据一致。单体部分占比93%，样品具有总滴度7.48 x 1013 vp/mL。 图2 完整 rAAV5 的三重色谱图表3 完整 rAAV5 的定量参数 3，rAAV5 稳定性研究病毒衣壳的稳定性和功能是一种平衡行为。病毒衣壳必须足够稳定以包含和保护其中的基因组，与宿主细胞表面结合，它们必须提供足够的构象稳定性以在复制位点释放基因货物。 AAV载体脱壳的机制仍然知之甚少。衣壳脱壳和基因组释放似乎需要结构变化。基于差示扫描荧光法和差示扫描量热法（DSC）收集的AAV热稳定性已发表数据，AAV热转变的Tm值与衣壳解聚过程有关，可作为AAV血清型的鉴定指标；一种血清型的空AAV衣壳和完整AAV衣壳的Tm值通常非常相似，并且它们与衣壳动力学、衣壳脱壳和基因组释放没有明显的相关性。 图3 空rAAV5 和完整 rAAV5的DSC数据比较，扣除空白和基线的DSC数据。垂直方向标记的区域具有明显不同的热转变过程。表4 从DSC获得的空 rAAV5 和完整 rAAV5 样品的热稳定性结果 文章中记录的完整和空 rAAV5 样品的DSC曲线叠加（图3），根据空 rAAV5 和完整rAAV5 样品的整体 DSC 图谱差异以及热稳定性参数（如 Tonset 和 Tm2，表 4），可以在图 3 中 DSC 曲线上识别出四个不同的区域，它们可以暂且归因于以下几点：#1■ 仅在完整的 rAAV5 中出现的区域，从50℃一直延展至 75℃，这个过程大约 30 分钟。这可能归因于热应激下衣壳蛋白结构和稳定性变化导致的 ssDNA 的动力学控制下的注射；#2■在空 rAAV5 中出现的最明显的预转变过程；#3■ 主要转变过程，即协同的 rAAV5 衣壳蛋白发生解组装，这由具有血清型特异性的 Tm 值所决定；#4■ 仅在完整 rAAV5 中出现的另外的转变过程，很可能归因于 ssDNA 的解链。结论：以上几例是综合应用马尔文帕纳科多种互补技术对基因治疗常用的AAV载体一些关键属性的表征，这些无标记生物物理技术需要最少的方法开发，可以从衣壳设计阶段到开发、配方开发和药物原料和产品进行深入表征，加强体内基因治疗开发的分析工作流程。 详细内容可参文献 (Pharmaceutics 2021, 13(4), 586 https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13040586）[1] Burnham, B. Nass, S. Kong, E. Mattingly, M. Woodcock, D. Song, A. Wadsworth, S. Cheng, S.H. Scaria, A. O’Riordan, C.R. Analytical ultracentrifugation as an approach to characterize recombinant adeno-associated viral vectors. Hum. Gene Ther. Methods 2015, 26, 228–242 三、纳米粒度及电位分析仪：DLS/ ELS/ MADLS 马尔文帕纳科 Zetasizer Ultra 纳米粒度及Zeta电位分析仪具有真正的多角度动态光散射技术（MADLS），提供更高的粒度测量分辨率，及与角度无关的粒度结果，并能够测量颗粒浓度。图4 Zetasizer Ultra纳米粒度及Zeta电位分析仪 四、OMNISEC 凝胶渗透色谱仪：GPC/SEC马尔文帕纳科OMNISEC凝胶渗透色谱仪是一套完整的凝胶渗透/尺寸排阻色谱(GPC)/(SEC)，有前端色谱分离系统、检测器和软件组成，是灵敏准确的多检测器GPC/SEC 系统，可以准确测定：Ø 绝对分子量和分子量分布Ø 特性粘度和分子结构Ø 样品浓度Ø 以及其他多种关键参数图5 OMNISEC凝胶渗透色谱仪 五、PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪：DSC 马尔文帕纳科 MICROCLA PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪能够帮助用户快速确认维持高级结构稳定性的最佳条件，提供简洁、无缝的工作流程和自动化批量数据分析，其所提供的热稳定性信息被业内视为“金标准”技术，是一种非标记、全局性的数据。图6 MicroCal PEAQ-DSC 微量热差示扫描量热仪 关于马尔文帕纳科马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析，打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务，从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的技术发展，我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题，如提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。 联系我们：马尔文帕纳科销售热线: +86 400 630 6902售后热线: +86 400 820 6902联系邮箱：info@malvern.com.cn官方网址：www.malvernpanalytical.com.cn

超大规模集成电路（ULSI）产业直接关系到国家的经济发展、信息安全和国防建设，是衡量一个国家综合实力的重要标志之一。在半导体芯片制备过程中，约有三分之一的工序要使用等离子体技术，因此配备等离子体工艺腔室的材料刻蚀和薄膜沉积设备是ULSI制造工艺的核心。目前，半导体工艺中最常用的两种等离子体源是CCP（容性耦合等离子体）和ICP（感应耦合等离子体）。等离子体工艺腔室制造过程极为复杂，不仅涉及精密机械加工技术，还要统筹考虑电源、气体、材料等外部参数的优化，以及与晶圆处理工艺的兼容性。如果采用传统的“实验试错法”，不仅成本巨大，而且延长了设备的研发周期，将严重制约我国ULSI产业的快速发展。因此，采用建模仿真与实验诊断相结合的方式、为等离子体工艺腔室的研发与优化提供方案，成为一种必然趋势。等离子体放电过程是极其复杂的，受到多种外界参数的控制，如电源功率与频率、气体成分与压强、腔室尺寸及材料属性等。此外，等离子体系统还包含了多空间尺度和多时间尺度的变化，以及多物理化学场的耦合过程。例如等离子体、鞘层、表面微槽等空间特征尺度相差10个量级；电磁场、带电粒子、中性气体及化学反应等时间特征尺度相差9个量级。如此复杂的等离子体工艺环境，给物理建模和数值仿真都带来了巨大挑战。物理学院PSEG团队在王友年教授的带领下，自2005年开始，历经近二十年时间，在国内率先研发出具有自主知识产权的等离子体工艺腔室仿真软件——MAPS（Multi-Physics Analysis of Plasma Sources）。通过采用物理建模、数值仿真与实验诊断相结合的方法，解决了制约等离子体工艺腔室设计和制造中的一些关键技术难题，为我国研发具有自主知识产权的等离子体工艺腔室提供了技术支撑。MAPS是一款专门面向等离子体工艺腔室的数值模拟软件平台，可以同时为等离子体工艺腔室的参数设计和表面处理工艺（材料刻蚀和薄膜沉积）的结果预测提供模拟服务。基于不同的等离子体模型，MAPS包含不同的数值模拟方法，如粒子/蒙特卡洛碰撞模拟方法、流体力学模拟方法、流体力学/蒙特卡洛碰撞混合模拟方法、整体模型模拟方法等。软件平台包含输入部分、输出部分以及七大模块，分别是等离子体模块、中性气体模块、电磁模块、鞘层模块、化学反应模块、表面模块及实验验证模块。此外，PSEG团队研制了结构可变的大面积、多功能等离子体实验平台和多套CCP和ICP放电平台，并自主研发了射频磁探针、微波发卡探针、光探针、吸收光谱诊断系统、布拉格光栅测温系统、悬浮双探针等诊断工具和集成了商用的Langmuir探针、质谱仪、离子能量分析仪、光谱仪、ICCD及光致解离负离子诊断系统等。这些诊断手段为等离子体源多参数诊断提供条件。大量研究表明，MAPS的模拟结果与实验测量结果在量级和变化趋势上达到一致，证明了MAPS仿真软件的可靠性。近期，针对工业中常用的CCP源，MAPS仿真软件提供了一种新的快速仿真算法：基于多时间步长、泊松方程的半隐式修正、超松弛迭代等，可以将模拟速度提高几十倍。此外，针对ICP源，PSEG团队也建立了一种新的双极扩散近似模型，可以对带有射频偏压的感性耦合放电过程进行仿真。该方法不仅模拟速度快，还适用于低气压放电。MAPS仿真软件具有外界控制参数多、耦合物理场多、数值求解器多、数值仿真模型多等优势，能够对ICP刻蚀机、CCP刻蚀机、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）和PVD（物理气相沉积）工艺腔室进行仿真，支持对优化工艺过程参数的进一步探索，受到了国内的多家半导体设备制造企业的青睐。近十年中，MAPS仿真软件已分别为北方华创、中微半导体设备（上海）、拓荆科技、苏州迈为、武汉长江存储及理想能源设备（上海）等多家企业提供仿真服务。未来，PSEG团队将继续专注于对MAPS仿真软件的完善和升级，希望可以为半导体、光伏及平板显示等产业的创新与发展注入源源不断的强劲动力。

（SANTA BARBARA, CALIFORNIA-March 1, 2010）美国怀雅特技术公司，世界领先的绝对大分子表征仪及其软件制造商，于2010年2月28日~3月1日在美国Orlando举办的Pittcon展会上推出两款新产品：MÖ BIUζ™ 大分子迁移率测定仪；Optilab T-rEX示差折射率测定仪。 关于MÖ BIUζ™ 大分子迁移率测定仪 MÖ BIUζ™ 大分子迁移率测定仪主要用于如脂质体、病毒粒子（VLPs）、抗体、蛋白质等生物大分子迁移率的测定。该仪器融入Wyatt多项创新专利技术，使得样品测定结果的精度、重复性得到极大保障。与传统的迁移率测定仪或zeta电位仪宽范围的样品测定不同，MÖ BIUζ™ 基于以激光为光源而专门针对于生物大分子迁移率表征。因其能快速、准确、可靠的测定大分子物质迁移率而在Pittcon展会上备受关注。 带电性是所有大分子物质非常重要的基本性质。在胶体悬浮液中，大分子所带电荷的多少以及粒子与界面间的相互作用是关系溶液稳定性的极为重要因素。对于众多生物大分子如蛋白质而言，分子静电间的相互作用直接影响分子构象和性能。由于直接测定界面间电位的方法几乎不可行。因此，利用电泳迁移率表征大分子带电荷性质的测定方法已被越来越多的人们接受。 此外，作为非破坏性检测方法，光散射法还因其全部采用物理学第一原则测定大分子迁移率而备受赞赏。然而，对蛋白质类生物大分子而言，由于其分子尺寸小（5nm），且分子在溶液中的布朗运动非常明显，若要得到满意的测试结果相当困难。因此，延长测量时间法可以利用大分子迁移效应屏蔽扩散效应，从而揭示大分子物质电泳性质。在实际过程中，分子链易于受到电流驱动力的剪切，致使大分子物质受到破坏或降解，从而无法得到可靠数据。但随着溶液粒子强度的增加，驱动大分子物质电流必须增加，这种情况将极大的破坏或降解大分子。目前市场中已有的迁移率测定仪或zeta电位仪全部采用 “蒸煮”蛋白样品方式测定，且在正常试验浓度下，对于分子尺寸~5nm，仅能勉强测定其迁移率或zeta电位。 若要成功的精确测定蛋白类物质的迁移率，就必须缩短测定时间以及利用足够的测量数据来消除分子扩散效应的影响。美国怀雅特技术公司的MÖ BIUζ™ 完全突破了传统测量技术。测定时间极大缩短（绝大多数情况下60秒），不仅如此，可检测的分子尺寸下限低至2nm。该技术的使用极大降低对样品的破坏。 这点，我们可以将经过MÖ BIUζ™ 测定的样品再采用体积排阻色谱法测定得以印证。且样品的回收率98%。此外，使用MÖ BIUζ™ 另一优势，如将2mg/mL溶菌酶或0.5 mg/mL牛血清蛋白测试，其灵敏度较市场上同类产品至少高出2倍。 不仅如此，您还可以选择WyattQELS动态光散射配件同步测定大分子平移扩散系数、流体力学半径以及迁移率。而进样方式您可以任意选择，如手动进样、自动进样、注射泵进样，甚至自动滴定方式。MÖ BIUζ™ 独有的先进智能化温控系统，为试验研究、产品监控提供极大便利性和可操作性。 关于Optilab T-rEX示差折射率测定仪 Optilab T-rEX示差折射率测定仪是美国怀雅特技术公司开发的新一代示差折射率型检测仪。与Optilab rEX相比，其内嵌2GHz处理器（提高~7倍）；新一代激光光源，其能量高出近50倍；其独特的双温控制系统，使得温度系统控温能力大幅提高。毫不夸张的说，Optilab T-rEX是目前世界上灵敏度最高的示差折射率型检测仪。此外，其最高检测浓度高达：蛋白质180mg/mL，右旋糖酐220 mg/mL。 详情请登陆网站：www.wyatt.com；www.wyatt.com.cn 电话：010-82292806， 传真：010-82290337 E-Mail：info@wyatt.com.cn

北京航空航天大学陆士嘉实验室日前揭牌。这是我国首个以女科学家名字命名的实验室。　　今年3月18日是陆士嘉诞辰106周年。陆士嘉出生于1911年，是我国流体力学家、教育家，为我国航空事业的发展作出了巨大贡献。　　北京航空航天大学党委书记张军表示，在陆士嘉诞辰106周年之际，北航将她长期工作的流体力学实验室命名为陆士嘉实验室。陆士嘉实验室现有风洞10座，待建风洞1座，水洞(水槽)4座。待建的BHAW风洞将作为我国高校首座航空气动声学风洞，承担与型号研制直接相关的应用基础和生产所需要的气动声学风洞试验研究。　　流体力学实验室始建于1952年。历经多年建设，形成了从风洞到水洞、从低速到高速、从教学到科研的一系列较为完整的体系。

精确测量仪器领域的全球领导者TSI公司宣布推出该款新型1nm Scanning Mobility Particle Sizer（SMPS）扫描电迁移率粒径谱仪。 TSI的SMPS扫描电迁移率粒径谱仪被广泛应用于测量1微米以下的气溶胶粒径分布的标准。和3777型纳米增强仪和3086型差分静电迁移率分析仪配套使用，SMPS粒径谱仪能够测量纳米的粒径范围扩展至1nm。 当整合到SMPS扫描电迁移率粒径谱仪中后,3777型1nm纳米增强仪让研究者能够以高分辨率并且快速地测量纳米级气溶胶的数量浓度和粒径。3777型纳米增强仪，和TSI的3086型 1nm-DMA差分静电迁移率分析仪已经被最优化，能够将散逸损失降至最低，且能够和SMPS粒径谱仪整合，测量1nm到50nm的粒径，并且能够与3081A型长差分静电迁移率分析仪配套使用测量1nm到1 μm的粒径。 “该款1nm 凝聚粒子计数器让研究者能够在气体到颗粒转换过程边界进行测量，”TSI颗粒物测量仪器的高级全球产品经理Jürgen Spielvogel如是说。应用包括材料科学研究、大气和气候研究、基础气溶胶研究、颗粒物成核与生长研究以及其他各类研究。关于TSI公司TSI公司研究、确定和解决各种测量问题，为全球市场服务。作为精密仪器设计和生产的行业领导者，TSI与世界各地的科研机构和客户合作，确立与气溶胶科学、气流、健康和安全、室内空气质量、流体力学及生物危害检测有关的测量标准。TSI总部位于美国，在欧洲和亚洲设有代表处，在其服务的全球各个市场建立了机构。每天，我们专业的员工都在把科研成果转化成现实。

李政道，江苏苏州人，父亲李骏康是金陵大学农化系首届毕业生。曾就读于东吴大学(苏州大学)附中、江西联合中学等校。因抗战，中学未毕业。1943年因以同等学历考入迁至贵州的浙江大学物理系，由此走上物理学之路，师从束星北、王淦昌等教授。　　1944年因日军入侵贵州，时在贵州的浙江大学被迫停学。　　1945年他转学到时在昆明的西南联合大学就读二年级，毛遂自荐，找到当时的北京大学物理系教授吴大猷。　　1946年经吴大猷教授推荐赴美进入芝加哥大学，师从诺贝尔物理学奖获得者、物理学大师费米教授。　　1950年获得博士学位之后，从事流体力学的湍流、统计物理的相变以及凝聚态物理的极化子的研究。　　1953年，任哥伦比亚大学助理教授，主要从事粒子物理和场论领域的研究。三年后，29岁的李政道成为哥伦比亚大学二百多年历史上最年轻的正教授。他开辟了弱作用中的对称破缺、高能中微子物理以及相对论性重离子对撞物理等科学研究领域。　　1984年他获得全校级教授(UniversityProfessor)这一最高职称，至今仍是哥伦比亚大学在科学研究上最活跃的教授之一。现在，他的兴趣转向高温超导波色子特性、中微子映射矩阵以及解薛定谔方程的新途径的研究。　　李政道为哥伦比亚大学全校级教授，美籍华裔物理学家，诺贝尔物理学奖获得者，因在宇称不守恒、李模型、相对论性重离子碰撞(RHIC)物理、和非拓朴孤立子场论等领域的贡献闻名。1957年，他31岁时与杨振宁一起，因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他们的这项发现，由吴健雄的实验证实。20世纪60年代后期提出了场代数理论。70年代初期研究了CP自发破缺的问题，发现和研究了非拓扑性孤立子，并建立了强子结构的孤立子袋模型理论。李政道和杨振宁是最早获诺贝尔奖的华人。　　所得奖项　　1957 诺贝尔物理奖　　1957 爱因斯坦科学奖　　1969 法国国家学院G. Bude奖章　　1977 法国国家学院G. Bude奖章　　1979 伽利略奖章　　1986 意大利最高骑士勋章　　1994 和平科学奖　　1995 中国国际合作奖　　1997 命名3443小行星为李政道星　　1997 纽约市科学奖　　1999 教皇保罗奖章　　1999 意大利政府内政部奖章　　2000 纽约科学院奖　　2007 日本旭日重光章

俄罗斯西伯利亚科学分院热物理研究所的科研人员通过研究，找到了一种激光纳米诊断方法，可通过对尿液的检测发现癌症的早期病状。　　据研究人员介绍，该方法最早源于通过间接测量相关蛋白质的流体力学尺寸，分析血红细胞沉降速度的实验中。在此实验过程中，研究人员找到了一种借助于激光光谱仪测量蛋白质流体力学尺寸的方法，但不是用在对血浆的检测，而是用于尿液，因为纳米粒子能够适用于各种液体中。　 　通过采用激光光谱仪检测尿液中相关蛋白质流体力学尺寸的实验，研究人员发现了何种尺寸属于正常范围，何种尺寸预示着癌症病症的规律。这种诊断方法通过医 院的临床测试，准确率超过了85%。目前，研究人员已致力于研制适于民用的小型检测仪，未来该检测仪有望进入普通人家庭，成为一种适于广泛推广的癌症早期 检测技术，届时，人们在家中即可完成早期癌症病状的检测。

3D3C流场测量的解决方案时间：2010年11月22日11:30am-13:30pm（美国洛杉矶时间）地点：美国洛杉矶长滩的凯莱酒店 40多年以来，TSI公司协同与世界领先的流体力学研究人员为广泛应用的流体测量的解决方案设置了标准，包括成像很多流动特性（速度，湍流，涡），表征喷雾场特性，评估颗粒浓度和颗粒粒径分布，测量体积流量。 在这种情况下，TSI公司的专家将展示和谈论我们最近获奖的V3V系统，一种3D3C速度场测量的系统，自推出以来应用广泛。这套系统具有独特的瞬间捕捉能力，可以得到140毫米× 140毫米× 100毫米体积内最详尽的流场结构特性，可以使研究人员发现流体力学领域的新的见解。V3V系统体速度场测量的解决方案为流体流动下一阶段的研究提供了工具。 请点击www.tsi.com/APSlaunch免费注册参加此会。

目前，世界上许多油田都相继进入中高含水期，而地下可采储量依然较大。据调查统计表明：在开始衰竭的油藏中，产出的每桶油平均有3桶水，随之每年用在控制油藏出水方面的投入巨大。当前，在低油价的大背景下，老井挖潜和新井增效成为各油田的投入主力，这一迫切需求对控水增油技术提出了更高的要求。安东智能油水控制技术依据流体力学层流与紊流理论，由于油与水的粘度和密度差异较大，同样速度进入自动控水阀时，油处于层流状态，流动阻力小；水处于强紊流状态，产生漩涡效应，内部能量损耗大。利用以上原理，可以实现同一生产压差下，油、水以及油水混合物在通过控水阀体时具有不同的产液量，从而自动调节不同生产层段的产出比。安东智能油水控制技术以油藏地质为基础，结合多种分段技术，能够控制各层位的产液情况，自行调节油水产量，解决水平井局部出水问题导致的油井高含水难题。控流单元与防砂筛管组合形成的控水筛管，起到新井、老井的防砂、控水、增油的三重效果。安东能够提供配套齐全的完井工具、一站式完井技术服务。安东智能油水控制技术具有以下特点：1. 油水自适应，可根据各单元产液量和含水等产液状况自动调节附加压降，实现均衡产液剖面同时抑制高含水（气）出液段；2. 不含活动部件，性能可靠，全通径，一体化设计，施工简单、有效期长；3. 主动控制，无需控制管线、无需人为干预、实现低成本智能完井。4. 控流单元采用高强度、耐冲蚀合金制造，具有耐高温、耐冲蚀、长寿命特点。油水及混合物的流动测试曲线安东智能油水控制技术经过多年的研发和现场应用，在国内外油田逐步取得客户的认可。可以广泛应用在直井、大斜度井和水平井中，是新井先期控水延长低含水采油期和老井二次完井降水增油重要补充技术。为油田开发后期的出水问题，特别是水平井筛管或套管完井出水问题的治理提供有效的解决办法。案例分析安东自主研发安东智能控水技术，与油藏地质和工程相结合，对塔里木哈得区块水平井老井进行了深入的油藏地质分析，结合隔夹层发育情况、水平井轨迹空间位置、生产动态特征等因素，综合分析选择合适老井进行智能控水技术试验，通过生产数据跟踪，该井取得极好的控水增油效果，为甲方提质增效贡献重要力量。塔里木油田一口井2013年8月完钻投产，目的层为石炭系东河砂岩，完钻井深5585m，垂深5062m，水平段长300m,井底温度115℃，目前井底压力46MPa。生产至2019年10月1日日产液103t，含水率79.36%。2019年12月使用安东石油自主研发智能控水增油技术进行二次完井作业。2020年1月1日措施后开井生产，截止到2021年5月5日该井累计递减增油3378t，含水由79.36%下降至42.3%，日产油由21.26t上升至38.66t。该井各项指标均超过考核指标，并取得了良好的经济效益，目前为客户增效647万余元。

八十七岁的郑哲敏最令人难忘和喜欢的是他的笑容，笑容中透着的那份孩童般的天真和机灵很容易让人忘记他是当今中国力学界德高望重的泰斗，郑哲敏是著名的力学家，同时是三院院士：中国科学院院士、中国工程院院士及美国国家工程科学院外籍院士，他曾任中国科学院力学研究所所长、中国力学学会理事长等职。　　他身材瘦小，行动灵活，思维敏捷，说起许多往事，总是和蔼地笑着，并带着几分孩子气地手舞足蹈。在他的身上，有许多同时代科学家的共同烙印：聪颖好学，名校出身，师从名师，游学西方，归国报效，成就斐然……但对于这一切，他本人只是淡淡地说，“都是机缘和运气。”直到与他深入地交谈了两个多小时之后，记者才慢慢地了解和读懂了些许老人阳光笑容和“一蓑烟雨任平生”的淡泊背后，是他面对命运时浪漫的天性和对家国始终放不下的情怀。　　遵父命，不经商　　在郑哲敏的人生中，父亲是第一个对他影响深刻的人。　　父亲郑章斐出生在浙江宁波的农村，自幼家贫，念书不多，但聪敏勤奋，16岁时到上海打拼，从学徒做起，最终成为著名钟表品牌“亨得利”的合伙人，分号遍布全国多地，还说得一口流利的英文。　　郑哲敏于1924年出生在山东济南，是家中次子。他幼时顽皮，心思不在读书上，喜欢搞恶作剧，甚至仅仅因为对父亲店铺里一个男伙计女性化的打扮不满，就发动弟弟妹妹搞起了“小游行”。郑哲敏终生难忘，8岁那年，父亲对他说，经商让人看不起，以后不要走做生意这条路，要好好读书。在郑哲敏的印象中，父亲没有一般商人的恶习，他正直良善，崇尚文化，决心不在子女中培养一个商业接班人，不娶一个姨太太，朋友也多是医生或大学教授。在家庭的影响下，郑哲敏与家中兄妹也都一生刚正不阿，一心向学。　　尽管郑哲敏成长在兵荒马乱的年代，少年时又心脏不好，他的求学经历多次因战乱或生病中断，但因为父亲对子女教育的重视，所以学业却从未荒废。即使在休学期间，父亲也为郑哲敏请来家庭教师，给他补课 此外还带他到全国多地旅游，使他开阔眼界 给他买《曾国藩家书》，教他学会做人做事的道理 带他大声朗读英语，使他后来渐渐能够使用原版英文书，自学数学、物理等课程。郑哲敏说，这些点滴的往事，影响了他一生，养成了他喜欢自学、不喜求问于人的习惯。　　1943年，他以优异的成绩同时被西南联合大学(抗战期间国立清华大学、国立北京大学和私立南开大学在昆明合办的大学)和国立中央大学录取，因哥哥郑维敏已在此前一年考入西南联大，郑哲敏也毫不犹豫地选择了西南联大，和他从小敬佩的哥哥同样进入了工学院电机系。　　 　　进名校，遇名师　　因家境富庶，当年郑哲敏是坐着飞机去昆明上大学的。然而，1943年至1946年在西南联大读书的三年里，学习和生活条件却很艰苦。课堂就设在茅草房里，他有机会见到梅贻琦、沈从文、闻一多等名教授，他们简朴的生活让他印象深刻。　　郑哲敏至今印象最深的是教授们教学时的一丝不苟。作为低年级生，他与那些名教授近距离接触的机会并不多，但是，通过听他们的报告，以及整个学校大环境的耳濡目染，他渐渐隐约感到“学术上要有追求，做人要有追求”。　　同样使他记忆犹新的还有学校里浓厚的民主气氛。持不同政见的学生们经常辩论，而郑哲敏属于“中间派”。他也开始思考国家前途，并逐渐意识到当时社会的许多问题恐怕根源于体制问题。但他生性淡泊名利，很多事都是想想就放一边， “政治太危险”，还是学习要紧。在大学时代，和很多这个年龄的青年一样，他开始思考“人为什么活着”这样的哲学问题，还特意到图书馆借来哲学书籍寻找“答案”，他最后的结论是：“人终归是要死的，一个人活着的价值，还是要做一些事，为社会做点贡献。”　　因为觉得和哥哥学不同专业，能对国家有更大贡献，郑哲敏从电机系转到了机械系。中学时郑哲敏的理想是当飞行员或工程师，前者可以在前线抗战，后者可以建设国家。然而，最终他还是走向“力学”这条理论研究的道路，因为他遇到了第二个对他影响深远的人——著名物理学家钱伟长。　　1946年，抗战胜利后，北大、清华、南开三校迁回原址，郑哲敏所在的工学院回到北京的清华园。同年，钱伟长从美国回国到清华大学任教，在他的课上，大四的郑哲敏首次接触到弹性力学、流体力学等近代力学理论，钱伟长严密而生动的理论分析引起了郑哲敏的极大兴趣。钱伟长也很赏识这个聪明的年轻人，常叫他到家里吃饭。郑哲敏毕业后留校为钱伟长当了一年助教，还见到了回国探亲时到清华演讲并在钱伟长家小住的钱学森。　　多年后，郑哲敏回忆道，钱伟长对他的重要影响，一是使他从此确定了研究力学的道路，二是钱伟长重视数学和物理等基础学科，对他影响很大 三是钱伟长是当时有名的“进步教授”，积极参与爱国学生运动，还常跟学生讲对美国社会的认识，认为美国“虽有很多科学创造，但都不能为人民所用。”　　1948年，经过清华大学、北京市、华北地区及全国等四级选拔，同时在梅贻琦、钱伟长、李辑祥等人的推荐下，郑哲敏在众竞争者中脱颖而出，成为全国唯一的“国际扶轮社国际奖学金”获得者，前往美国加州理工学院留学。　　国家需要什么，就做什么　　美国加州理工学院是世界最负盛名的理工学院之一，培养了多名诺贝尔奖获得者，中国的多位著名科学家都先后在这里留学深造过。在这里，郑哲敏用一年时间获得硕士学位后，跟随年长他13岁、当时已誉满全球、即使在美国社会也家喻户晓的钱学森攻读博士学位。钱学森也因此成为他人生路上第三位影响深远的导师。　　在加州理工学院，郑哲敏有机会聆听许多世界著名学者的课程或报告，尤其受钱学森所代表的近代应用力学学派影响很深：着眼重大的实际问题，强调严格推理、表述清晰、创新理论，进而开辟新的技术和工业，这成为郑哲敏后来一生坚持的研究方向和治学风格。　　出国留学，是为了归国报效，郑哲敏“从没想过不回国”。然而，新中国成立后，美国留学生归国集体受阻，郑哲敏毕业后不得已继续留在美国加州理工学院当了两年助教。尽管美国人很友好，但他仍然感到一些微笑面孔背后的歧视，“似乎与你交往是对你的施舍”，他感到自己像一叶浮萍，扎不下根来。　　1955年，郑哲敏与钱学森师生俩终于相继回国。郑哲敏回国前夕，钱学森特地跟他谈心，告诉他回国不一定能做高精尖的研究：“一直在美国，也不知道国内科研水平如何，只能是国家需要什么我们就做什么。”在此后的50多年里，郑哲敏的科研人生，始终与钱学森如影随形，也一直在践行着钱学森的这番话。　　国内生活条件的确不如美国，但是郑哲敏“从来没觉得苦”。他所看重的是，街上的社会秩序不乱了，物价不再像旧社会那样一天一个价，买东西不再需要用麻袋装钱了 商店的橱窗里居然也有了一些国产的电子和五金产品。他特意到书店里买了一部《宪法》，认真研究这个他眼前的新社会。　　回国后，郑哲敏投奔恩师钱伟长。当时中科院还没有力学所，力学研究室设在数学所，钱伟长专门在研究室设立了新专业——弹性力学组，由郑哲敏担任组长，研究水坝抗震，后来又领导大型水轮机的方案论证。钱学森回国后，带领创建中科院力学所，郑哲敏参加了这项工作并成为该所首批科技人员。　　因中苏交恶，苏联专家从中国撤走。1960年，郑哲敏受航天部门委托，研究爆炸成形问题。钱学森预见到一门新学科正在诞生，将其命名为爆炸力学，并将开创这门学科的任务交给了郑哲敏。郑哲敏与他所领导的小组不负所托，成功研究出“爆炸成型模型律与成型机制”，并应用此理论基础成功地生产出高精度的导弹零部件，为中国导弹上天做出重要贡献，同时，相关理论和技术还广泛应用于其它国防和民用领域。4年后，在大量实验和计算分析的基础上，郑哲敏独立地与国外同行同时提出了一种新的力学模型——流体弹塑性体模型，为中国首次地下核试验的当量预报做出了重要贡献，并为爆炸力学学科建立奠定了理论基础。　　文革期间，郑哲敏的研究被迫中断，他被隔离审查过，也到干校劳动过。如今，提起这段往事，他只是呵呵一笑，说：“很多事，我已经都忘了。”　　1971年，从干校返回中科院力学所后，郑哲敏继续致力于爆炸力学的研究。经过10年努力，郑哲敏先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题，改变了中国常规武器落后状况。此外，他还通过在爆炸力学和固体力学中的科学实践，为国家解决了瓦斯等生产爆炸的力学分析、港口建设中海淤软基处理等一批重大实际问题。　　1984年2月，郑哲敏接替钱学森出任力学所第二任所长。虽然他不再担任爆炸力学实验室主任，而是把精力更多地放在了力学学科及相关科学的规划工作中，但还是会经常对爆炸力学的一些具体工作进行理论指导。　 　　科研需要耐心　　至今，87岁的郑哲敏依然每天会到中科院力学所上班。在记者专访的两个多小时里，仍不时有前来拜访或请教的客人。　　尽管在旁人看来，郑哲敏已是了不起的享誉海内外的大科学家，但他本人却从不以为然。他说，自己有一些问题，比如“胸无大志”，从未一门心思地想过要成就些什么 还“不够勤奋”，所以没能做更多的事。　　有人曾将郑哲敏与比他年长5岁、在加州理工结识且交情甚笃的学长冯元桢相比较，认为论聪明才智，郑哲敏绝不在冯元桢之下，而当年选择了留在美国的后者，如今已经是赫赫有名的“美国生物力学之父”。　　对此，郑哲敏说，人到晚年，他也曾和冯元桢在美国会面，谈起过两个人不同的道路，彼此都会觉得羡慕对方——一个是功成名就，一个是尽忠报国，二者很难比较。　　问及当前中国力学的发展水平，郑哲敏认为，虽然有进步，但与国际先进水平相比，仍有不小差距，他认为当下学术界浮躁的风气是制约发展的重要原因。他说：“科研需要耐心。现在，一些人都急于求成，沉不下心来坐冷板凳，这样做出的也最多是中等成果，很难有出色的、有重大影响的成果。有的人急于要实效，不重视基础理论研究，最终会极大地制约整体科技的发展。”　　他语重心长地说，当科学家并不像大家看上去的那么美。“科研有突破的那一刻很快乐，但是更多的时候很苦、很枯燥，在一遍又一遍的错误中寻求突破，在反反复复的试验中总结创新。”　　一口气说完上面两段话，郑哲敏又笑笑说：“人老了，很多事我也只是想想而已，想过就放下了。当前，我想得最多的事还是，如何培养好我现在唯一的研究生。”　　他告诉记者，如今，他业余喜欢散步和听音乐，最喜欢听巴赫和贝多芬。　　质朴——“就是老老实实做，不知道就再去学”　　“没什么神秘的。”当记者问科研方法心得的时候，郑老认真地说，“就是老老实实做，不知道就再去学”。但同时他也承认，科研有时是很枯燥的，必须耐得住寂寞。“要搞科研就要有吃苦的决心。没有牺牲精神、一往直前的勇气，基础研究也是做不成事的。”　　郑老的办公室在力学所的三楼，他现在依然坚持每天上午到办公室坐半天班。“今天起晚了，快7点才起来。”郑老笑说，除了上班、做点家务之外，下午天气好的话还会出去走走。　　不过这几天，郑老将下午的精力放在了“上网”，浏览一些学科领域的新资讯。他说，考虑到自己研究力学性质这么多年，希望从更宏观的角度回头看看，有没有什么遗漏的地方。“如果哪天有什么想法，就去找老白(白以龙院士)聊聊。”　　当后来提到本文开头的那个“奖金”的问题时，记者才明白了郑老为什么热衷于“上网”背后的原因。他说，奖金“肯定不能撒开随便用”。所以，他最近在查文献，“希望能有更多人参与进来。能起点作用就起点。”　　期望——年轻人“太苦”，要正确引导　　如今，年近90的郑老近年来依然工作在科研一线，除了继续学科领域内的研究外，还关注能源战略安全等重大问题，当国家重大工程遇到挫折时，郑老也会挺身而出。　　“郑老是我们所多年的优秀党员,科技界的楷模。”力学所党委书记乔均录自豪地说，八十多岁的郑老有次身体不舒服住院输液，都不耽误他把研究生叫到医院里给他们辅导论文。　　郑老生活简朴，一心向学，性格中透露着难能可贵的“纯粹”。在他的观念中，科研人员是不会发财的，能有个“体面的生活”就满足了。　　“现在的年轻人确实压力比较大。”不过，他倒不主张用物质奖励去刺激他们，“吊他们的胃口”。“这会把人搞得非常‘烦躁’，一天到晚操心。就像无头苍蝇似的，不能想大事，不能想远的事。”在郑老看来，这种状态实在是“太苦”了。　　“当然，这要从政策上来引导。”他寄语青年科研人员“要看得远一点”，不要为一时的得失计较太多。“文革时‘赶时髦’的都吃亏了，所以做点实事，或许当前会吃亏，但心情会平衡一点。”

流体可控输运广泛存在于各种自然系统和实际工程中，在微流控、冷凝换热、抗结冰和界面减阻等领域具有广阔的应用前景。自从表/界面科学润湿性基础理论建立以来，国内外学者普遍认为，液体倾向于自发向系统能量降低的方向运动，其运动方向主要取决于表面结构特征和化学组成，与液体的性质无关。然而，液体能否决定其命运，在不改变表面结构和无能量输入的前提下实现运动方向的自主选择是长期以来困扰学者们的科学难题。近日，香港城市大学王钻开教授及其合作者借鉴南洋杉叶片多重悬臂结构特征，制备了仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面，通过建立3D固/液界面交互作用，实现流体运动方向的自主选择。该研究以“3D capillary ratchet-induced liquid directional steering”为题发表在国际顶级期刊Science上。大连理工大学冯诗乐副教授和香港城市大学朱平安助理教授为该论文共同第一作者，香港城市大学王钻开教授为该论文通讯作者。图1 南洋杉叶片及其仿生表面多悬臂结构特征。A 南洋杉叶片表面双重曲率结构特征，包括横向和纵向曲率。B仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面双重悬臂结构特征，单个锯齿厚度80 μm。要点：研究者借鉴南洋杉叶片结构特征，使用PμSL 3D打印技术（nanoArch S140，摩方精密），设计并制备了由平行排列的具有横向和纵向曲率的双重悬臂结构的锯齿阵列组成的仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面、具有对称垂直平面叶片结构的表面、具有倾斜平面叶片结构的表面和具有平行沟槽结构的表面。3D打印技术所使用树脂为丙烯酸光敏树脂，固化紫外光波长为405 nm，能量密度、曝光时间、曝光分辨率、打印层厚分别30 mW/cm²，1 s，10 μm，10 μm。叶片间距p为750 μm，列间距w为1000 μm，叶片倾斜角度为15 – 90°，纵向和横向的曲率半径R1和R2分别为~400 μm和~650 μm。图2南洋杉叶片及仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体输运性能。A酒精（红色）和水（蓝色）在南洋杉叶片上的运动行为。其中，酒精沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着相反的方向运动。B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面运动行为。要点：研究者发现，乙醇沿着南洋杉叶片表面锯齿结构倾斜的方向运动，而水沿着反方向运动，这种通过调控液体性质来控制其输运方向的现象尚未报道。受此启发，研究者研究了不同表面张力流体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的输运性能。研究表明，该仿生功能表面展现出和南洋杉叶片相似的流体择向性能：低表面能流体沿着锯齿结构倾斜的方向运动，而高表面能流体沿着与锯齿结构倾斜相反的方向的运动。即使在长程输运和圆形表面上，流体依然保持良好的单向输运性能。图3 仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向机理。A/B低表面能液体和高表面能液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面的铺展行为。C横向曲率结构悬臂效应力学分析模型。D流体打破结构扎钉效应的临界状态。E纵向曲率结构悬臂效应力学分析模型。F流体自主择向现象和表面结构及流体表面张力的关系。要点：研究者观察发现，液体在仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面铺展过程中，低表面能液体固/液界面展现自下而上的铺展模式，而高表面能液体展现自上而下的铺展模式。实际上，流体沿着特定方向的自发铺展需要满足两个临界条件：第一，流体能接触到相邻的锯齿结构；第二，流体前端受到的驱动力足够克服结构的扎钉效应。3D毛细锯齿结构的亚毫米尺度双重悬臂结构特征，能够调控不同表面张力流体两个临界条件的阈值，建立3D空间上非对称固/液界面相互作用，进而选择流体的铺展模式和铺展方向，实现液体运动方向的有效控制。这是仿南洋杉3D毛细锯齿结构表面流体自主择向的本质。该论文合作者包括香港城市大学机械工程系郑焕玺、李加乾，大连理工大学机械工程学院詹海洋、陈琛、刘亚华教授，香港城市大学生物医学科学系姚希副教授和香港大学机械工程系王立秋教授。论文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7552

日常生活中，做饭时产生的油烟是否对人体的健康造成危害？ 2013年6月25日， 北京电视台（BTV）生活频道播出了一期关于油烟对人体健康危害的专题节目。在节目中，美国TSI公司的产品经理降凡和建研爱康公司的测试工程师聂宏旭使用TSI 8532粉尘检测仪进行了现场的实际操作和测试；分别在炒菜前，炒菜后，抽油烟机清洗后，使用无烟锅等不同的测试条件下，记录了现场可吸入颗粒物的数据。 通过对测试数据比较，得出的结论为：在炒菜时产生的油烟中所含的可吸入 颗粒物是炒菜前的数倍，最高达到十倍；在油温较高的情况下炒菜所产生的可吸入颗粒物测试数据要比低油温的条件下高很多；及时清洗抽油烟机可有效的防止人体吸入过多的颗粒物；使用无烟锅可减少颗粒物的产生。长期吸入油烟中的颗粒物，可造成人体健康危害，导致喉癌、肺癌的患病风险。具体内容请观看节目相关视频。 该节目的视频可在以下链接观看：http://space.btv.com.cn/video/VIDE1372220194089585请注意，因节目较长，TSI 产品专家降凡和建研爱康公司测试工程师聂宏旭参与测试的相关内容在第26分52秒至43分之间。另外，也可通过 &ldquo 美国TSI公司&rdquo 的优酷专用空间http://v.youku.com/v_show/id_XNTc2MDkyOTcy.html直接观看。 关于TSI公司TSI公司研究、确定和解决各种测量问题，为全球市场服务。作为精密仪器设计和生产的行业领导者，TSI与世界各地的科研机构和客户合作，确立与气溶胶科学、气流、健康和安全、室内空气质量、流体力学及生物危害检测有关的测量标准。TSI总部位于美国，在欧洲和亚洲设有代表处，在其服务的全球各个市场建立了机构。每天，我们专业的员工都在把科研成果转化成现实。