颗粒运动轨迹方程

仪器信息网讯 在IPB 2014举办期间，由上海市颗粒学会主办、马尔文仪器公司赞助的&ldquo 2014上海市颗粒学会年会暨颗粒表征应用技术会&rdquo 于2014年10月14日上午在上海国际展览中心召开。本次会议旨在加强颗粒材料领域的学术交流，促进本市颗粒领域的科学研究、技术进步和产品开发应用等方面的发展，方便学术界与产业界的交流和合作。会议现场上海理工大学动力工程学院蔡小舒教授主持会议　　作为上海颗粒学会理事长，蔡小舒教授就上海市颗粒学会第七届理事会情况向与会人士作了简单介绍。据了解，上海市颗粒学会第七届理事会由19位科研院高校的专家学者及2位颗粒测试仪器公司负责人共同组成，其中9位理事为最新加入的。上海理工大学周骛博士报告题目：图像法颗粒多参数在线测量　　目前，简单的粒度测量已经不能再满足用户在生产、科研工作中提出的高要求，而伴随着计算机和图像传感器技术近来的快速发展，基于数字图像处理的颗粒测量技术应运而生，并且发展速度非常迅猛。在当天的报告中，周骛博士介绍到，通过对图像获取硬件的研制和图像处理分析算法的研究，单帧单曝光图像法可用于三维颗粒场多参数在线测量，并且多方法多传感器的结合可以为复杂颗粒系统提供更多信息，如图像法颗粒在线测量参数包括颗粒粒度及分布、速度及分布、颗粒浓度和颗粒流量等。同济大学李建波博士报告题目：基于磁热效应的纳米药物传输系统的制备及其在肿瘤热化疗中的应用研究　　鉴于目前肝癌治疗方法的局限性，我国亟需开发更加安全有效的化疗药物载体系统，以提高化疗效果。李建波博士所在团队研发出的高SAR纳米磁流体，具有超顺磁性、良好胶体稳定性和生物相容性等特点。经过实验验证，这种纳米磁流体可对肿瘤细胞可以起到高效的磁热疗作用，并在优化磁场条件下，可通过诱导凋亡的方式消灭肿瘤细胞保证磁热疗的安全性。在这种基础上，该团队还进行了肿瘤的词热化疗协同增效研究与肿瘤耐药性的磁热化疗逆转研究，均获得了良好的实验成果。华东理工大学沈建华博士报告题目：多功能金纳米核壳杂化材料的制备及应用　　金纳米粒子具有小的尺寸和高的表面能，结构和性能都不稳定，如果将金纳米与其他材料杂化，不仅能提高Au(金)的特性，还能引入其他材料的特性，例如将Au与Fe3O4杂化后的新型材料，不仅具有Au的催化、生物、光学等性能，同时还拥有Fe3O4的磁分离、核磁显影等优势。在此基础上，沈建华博士所在团队不断尝试研发出的金纳米核壳杂化材料，在催化特性、等离子共振、拉曼增强、生物传感等方面均有着很明显的特色优势。英国马尔文仪器公司梅洁报告题目：纳米颗粒跟踪分析技术(NTA)的原理及其应用　　梅洁介绍到，鉴于纳米颗粒很小，不能被显微镜直接观测到，如此可以借助入射激光将颗粒照亮，研究人员就能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。该技术可以跟踪每一个纳米颗粒的运动轨迹，以此得到整个样品体系的粒径分布信息，同时实时监测样品的运动、聚集过程。其典型应用表现在蛋白质聚集、药物传输、纳米颗粒毒理、病毒和疫苗等研究领域。华东师范大学卜凡兴报告题目：微/纳米结构材料的界面法合成及性能研究　　金属氧化物微纳米结构材料拥有奇特的功能特性，在生物医学、能源催化及纳米器件等领域有广泛应用。而对特殊结构与形貌的金属氧化物材料制备与性能研究，对胶体与界面化学、结晶学等基础研究领域有重要的研究意义。卜凡兴介绍到，通过实验研究发现，液-液两相界面是一个可以有效合成具有特殊形貌的金属氧化物微纳米结构材料的体系，由此合成的具有特殊形貌的微纳米结构材料往往表现出一些特殊的功能特性。

日前，“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”线上展览正式开幕，该展览由清华大学科学史系、清华大学科学博物馆与哈佛大学科学史系、哈佛历史科学仪器收藏馆联合举办，是清华大学科学博物馆与国外著名大学博物馆合作举办的线上系列展览之一。显微镜是近代科学的标志仪器。1665年，伦敦大瘟疫暴发，胡克出版了《显微图谱》一书，他使用的显微镜可以把标本放大30多倍，此后，荷兰的列文虎克研制了独具风格的、可放大200多倍的单式显微镜。18世纪之后，显微镜逐渐流通到世界各地，满足了人们的好奇心，揭开了自然界隐藏的奥秘，极大地促进了现代科学的进步。显微镜也进入了大学的课堂、实验室和博物馆。该线上展览展示了哈佛大学与清华大学所使用、制造和收藏的众多类型的显微镜，从一个侧面折射了这两所世界著名大学在科学教育、科学研究以及历史收藏等方面的发展轨迹。两代哈佛人的显微镜本次展览展出了一套生产于1720年前后的威尔逊螺旋筒型和圆规型单式显微镜，开发这类仪器的初衷是为了满足人们对小型便携式仪器日益增长的需求。这套显微镜原属于哈佛大学第9任校长爱德华霍利奥克。他在任期间，加强了哈佛大学（当时还是哈佛学院）在数学和科学方面的学术课程，并进行了一系列的学术改革，将学术成就作为哈佛大学的录取标准。此外，他还建立了北美第一个物理学实验室。哈佛大学在他长达32年的任期内得到了蓬勃发展。1730年前后，英国科学仪器制造商、工匠埃德蒙卡尔佩珀设计和制造了一种安装在三角支架上的显微镜，此款显微镜很快成为18世纪上半叶最流行的复式显微镜，并且持续生产了大约一百年。此外，展览还展出了一台卡尔佩珀型显微镜，生产于18世纪50年代， 其所有者和使用者是爱德华奥古斯都霍利奥克。他是爱德华霍利奥克的儿子，1746年毕业于哈佛大学，后来投身医疗事业，成为美国治疗天花的先驱，为成百上千的人接种了天花疫苗。霍利奥克活了100岁，在他漫长而辉煌的职业生涯中，为人看病达25万次。他也是马萨诸塞州医学会和美国艺术与科学院的创始成员，并担任过美国艺术与科学院的主席。马克吐温与留美幼童展览还展出了美国著名作家马克吐温的一台单目复式显微镜。马克吐温1835年出生于美国密苏里州佛罗里达，他的原名是塞缪尔兰霍恩克莱门斯。马克吐温字面意思是指十二英尺水深，是当时密西西比河安全水上航行的最低深度。马克吐温因旅行叙事小说享誉国际，尤其是《傻子出国记》《苦行记》《密西西比河上的生活》，以及他关于童年的冒险故事，如《汤姆索亚历险记》和《哈克贝利费恩历险记》。1868年，马克吐温从巴法罗迁到康涅狄格州哈特福德。当时耶鲁大学毕业生、投身洋务运动的容闳也在四处奔走，倡议清廷实行留学计划，最终清政府在1872—1876年派遣4批共120名幼童赴美留学，他们主要住在哈特福德，所以马克吐温与这些幼童成为了邻居，有的幼童还与马克吐温的女儿成为同学，并一起跳过舞。马克吐温住在哈特福德时，把显微镜交给了他的秘书富兰克林惠特莫尔保管。惠特莫尔在马克吐温去世后，又将显微镜交给了他的孙子约翰富兰克林恩德斯。恩德斯于1922年获得哈佛大学博士学位，1939年，恩德斯把这台显微镜捐赠给哈佛大学。1954年，在波士顿儿童医院工作的恩德斯因“发现了脊髓灰质炎病毒在多种类型组织中培育生长的能力”，获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖。这台显微镜在近80年的时间里，从与中国留美幼童交往过的一代文豪传至著名的科学家，最后回到哈佛大学，完成了一段传奇之旅。“新”“老”显微镜的接力20世纪50年代购自其他国家的显微镜工具，如苏联产的МИМ-7型显微镜和民主德国产的耶拿蔡司牌大型工具显微镜，也是展览展出的一部分。这些显微镜在清华大学“服役”超过50年，为机械、材料和精密仪器学科的科研教学发挥了重要作用。展览以新型冠状病毒SARS-CoV-2的三维结构高分辨率渲染图结尾，这是清华大学和浙江大学的研究人员在2020年利用高分辨冷冻电镜断层成像方法首次解析出的。遥想1665年伦敦暴发鼠疫时，列文虎克还未开始对显微镜的研究；而到2020年，新型冠状病毒感染疫情防控形势严峻，科学家则利用电子显微镜等现代科学仪器，迅速查明了病毒的真面目。从哈佛大学和清华大学所使用、制造和收藏的显微镜中，我们可以一瞥几百年来科技的迅猛发展，并且通过展览我们也能感受到，不同文明之间的交流互鉴、不同国家的沟通合作，会带来更大的希望与福祉。（作者系清华大学科学史系助理教授、“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”展览策展人）

日前，“双校记：透过显微镜看哈佛与清华”线上展览正式开幕，该展览由清华大学科学史系、清华大学科学博物馆与哈佛大学科学史系、哈佛历史科学仪器收藏馆联合举办，是清华大学科学博物馆与国外著名大学博物馆合作举办的线上系列展览之一。显微镜是近代科学的标志仪器。1665年，伦敦大瘟疫暴发，胡克出版了《显微图谱》一书，他使用的显微镜可以把标本放大30多倍，此后，荷兰的列文虎克研制了独具风格的、可放大200多倍的单式显微镜。18世纪之后，显微镜逐渐流通到世界各地，满足了人们的好奇心，揭开了自然界隐藏的奥秘，极大地促进了现代科学的进步。显微镜也进入了大学的课堂、实验室和博物馆。该线上展览展示了哈佛大学与清华大学所使用、制造和收藏的众多类型的显微镜，从一个侧面折射了这两所世界著名大学在科学教育、科学研究以及历史收藏等方面的发展轨迹。两代哈佛人的显微镜本次展览展出了一套生产于1720年前后的威尔逊螺旋筒型和圆规型单式显微镜，开发这类仪器的初衷是为了满足人们对小型便携式仪器日益增长的需求。这套显微镜原属于哈佛大学第9任校长爱德华霍利奥克。他在任期间，加强了哈佛大学（当时还是哈佛学院）在数学和科学方面的学术课程，并进行了一系列的学术改革，将学术成就作为哈佛大学的录取标准。此外，他还建立了北美第一个物理学实验室。哈佛大学在他长达32年的任期内得到了蓬勃发展。1730年前后，英国科学仪器制造商、工匠埃德蒙卡尔佩珀设计和制造了一种安装在三角支架上的显微镜，此款显微镜很快成为18世纪上半叶最流行的复式显微镜，并且持续生产了大约一百年。此外，展览还展出了一台卡尔佩珀型显微镜，生产于18世纪50年代， 其所有者和使用者是爱德华奥古斯都霍利奥克。他是爱德华霍利奥克的儿子，1746年毕业于哈佛大学，后来投身医疗事业，成为美国治疗天花的先驱，为成百上千的人接种了天花疫苗。霍利奥克活了100岁，在他漫长而辉煌的职业生涯中，为人看病达25万次。他也是马萨诸塞州医学会和美国艺术与科学院的创始成员，并担任过美国艺术与科学院的主席。马克吐温与留美幼童展览还展出了美国著名作家马克吐温的一台单目复式显微镜。马克吐温1835年出生于美国密苏里州佛罗里达，他的原名是塞缪尔兰霍恩克莱门斯。马克吐温字面意思是指十二英尺水深，是当时密西西比河安全水上航行的最低深度。马克吐温因旅行叙事小说享誉国际，尤其是《傻子出国记》《苦行记》《密西西比河上的生活》，以及他关于童年的冒险故事，如《汤姆索亚历险记》和《哈克贝利费恩历险记》。1868年，马克吐温从巴法罗迁到康涅狄格州哈特福德。当时耶鲁大学毕业生、投身洋务运动的容闳也在四处奔走，倡议清廷实行留学计划，最终清政府在1872—1876年派遣4批共120名幼童赴美留学，他们主要住在哈特福德，所以马克吐温与这些幼童成为了邻居，有的幼童还与马克吐温的女儿成为同学，并一起跳过舞。马克吐温住在哈特福德时，把显微镜交给了他的秘书富兰克林惠特莫尔保管。惠特莫尔在马克吐温去世后，又将显微镜交给了他的孙子约翰富兰克林恩德斯。恩德斯于1922年获得哈佛大学博士学位，1939年，恩德斯把这台显微镜捐赠给哈佛大学。1954年，在波士顿儿童医院工作的恩德斯因“发现了脊髓灰质炎病毒在多种类型组织中培育生长的能力”，获得了当年的诺贝尔生理学或医学奖。这台显微镜在近80年的时间里，从与中国留美幼童交往过的一代文豪传至著名的科学家，最后回到哈佛大学，完成了一段传奇之旅。“新”“老”显微镜的接力20世纪50年代购自其他国家的显微镜工具，如苏联产的МИМ-7型显微镜和民主德国产的耶拿蔡司牌大型工具显微镜，也是展览展出的一部分。这些显微镜在清华大学“服役”超过50年，为机械、材料和精密仪器学科的科研教学发挥了重要作用。展览以新型冠状病毒SARS-CoV-2的三维结构高分辨率渲染图结尾，这是清华大学和浙江大学的研究人员在2020年利用高分辨冷冻电镜断层成像方法首次解析出的。遥想1665年伦敦暴发鼠疫时，列文虎克还未开始对显微镜的研究；而到2020年，新型冠状病毒感染疫情防控形势严峻，科学家则利用电子显微镜等现代科学仪器，迅速查明了病毒的真面目。从哈佛大学和清华大学所使用、制造和收藏的显微镜中，我们可以一瞥几百年来科技的迅猛发展，并且通过展览我们也能感受到，不同文明之间的交流互鉴、不同国家的沟通合作，会带来更大的希望与福祉。

Picarro G2401——利用后向轨迹模型估计北极大气温室气体的空间分布江苏海兰达尔 2023-04-03 10:58 发表于江苏收录于合集#温室气体3个#大气2个原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mma.6046摘要在这项研究中，我们使用了一种被称为FLA的被动风传感（遥感）数值技术来模拟大气组分浓度的平均有效场，并展示了方法和研究结果。用数值方法求解了假设扩散波峰数无限大的温室气体空间分布的拟二维重构问题。这项研究是基于2016年7月至2017年8月在喀拉海别雷岛对大气中甲烷和二氧化碳的现场测量。我们分析了北极地区甲烷和二氧化碳空间分布的差异和共同特征，甲烷的浓度随着从大陆移动到偏远海域而趋于下降，相反，对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到了较低的值，但随着远离海岸线而增加。对于这两种温室气体，2017年的平均大气浓度相对于2016年也有所增加。01观测介绍观测地点（别雷岛）位于俄罗斯亚马尔半岛以北5至10公里的喀拉海，于2016年至2017年夏季进行，测量站点建设在西北海岸（73.32°N, 70.05°E）。大气二氧化碳和甲烷的浓度测量使用Picarro G2401温室气体分析仪，该系统能够在连续无人值守的条件下进行高精度监测。根据工厂报告来看，Picarro G2401对二氧化碳和甲烷的测量精度分别为50ppb和1ppb（1σ，5秒测量平均）。在不使用参考气体的1个月内，最大漂移量为二氧化碳不超过500ppb，甲烷不超过3ppb。基于其低漂移和低校准频率的需求，该系统非常适应远程连续测量。02后向轨迹使用HYSPLIT4软件计算了不同月份下测量的4天后向轨迹（图1）。可以看出，气流的模式在每年和每月都有显著的变化。在2016年7月和2017年8月，都观测到了西西伯利亚中纬度地区的气团入侵。除2017年7月外，在其它月份，来自北极地区的气团都到达了别雷岛。图1 别雷岛监测站4个不同月份下的4天后向轨迹03研究结果图2为2016年和2017年二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场的模拟结果。二氧化碳浓度（图2A、B）和甲烷浓度（图2C、D）的空间分布的一般特征有根本上的区别。对于二氧化碳，在整个大陆上都观测到较低的值，并且它们随着远离海岸线而增加。相反，在大陆及其邻近地区的甲烷浓度要高于偏远海域。这种空间分布上的差异是可以被解释的，因为甲烷的来源主要是大陆，包括各种自然和人为排放。例如，湿地和淡水系统被证明对北极地区的大气甲烷有重大贡献。主要的人为来源则是化石燃料燃烧和石油天然气工业。与此同时，在测量期间，陆地植被明显处于活跃的物候状态，这提供了强大的二氧化碳汇，因此其在陆地上的大气浓度较低。图2 不同年度月份二氧化碳和甲烷浓度的平均有效场在模拟的不同区域，有许多高甲烷浓度的“点”是意料之外的，这种镶嵌分布的形成可能与长距离的气体传输和海面可能的排放有关。因为来自海洋的甲烷的一个强大来源是海底永久冻土层和大陆架水合物，它们在该地区的分布也不均匀。此外，2016年夏季在俄罗斯北极地区观测到的温度异常可能是2016年海面以上温室气体空间分布差异更大的原因。对2016年和2017年的平均有效场的比较表明，2017年的二氧化碳和甲烷浓度相对于2016年均有所增加。结论在这项研究中，我们证明了基于监测点现场测量和空气颗粒物轨迹来评估大气组分平均浓度场的可能性。模拟的甲烷和二氧化碳浓度场的情况如下。二氧化碳在整个大陆的浓度较低，随着远离海岸线而升高，甲烷浓度分布则相反。根据计算结果，得到了模拟区域内海面上甲烷浓度空间分布较高的镶嵌模式。2017年，两种温室气体（二氧化碳和甲烷）的大气浓度相对于2016年都有所增加。编辑人：陆文涛审核人：史恒霖

仪器信息网讯 2014年5月20日，英国马尔文仪器公司携两款颗粒表征产品&mdash &mdash NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪、Zetasizer Nano ZSP动态光散射系统亮相第七届世界颗粒学大会(WCPT7)。在WCPT7举办间隙，英国马尔文仪器全球大客户经理Steve Ward-Smith博士、应用经理Alan F. Rawle博士、中国区总经理秦和义先生接受了仪器信息网的采访。从左至右：Steve Ward-Smith、Alan F. Rawle、秦和义　　马尔文全球大客户经理Steve Ward-Smith博士谈到，NanoSight NS300采用了一种独特的纳米颗粒跟踪分析(Nanoparticle Tracking Analysis，即NTA)技术，可以对10&ndash 2000nm范围内的纳米颗粒进行快速实时动态检测，测量参数包括颗粒粒径、散射光强、浓度等，其独特的检测能力在蛋白质、外泌体、微泡、病毒及药物传递等领域具有广泛应用。马尔文NTA技术还可对荧光标记颗粒进行特定检测，而不受复杂环境的影响。　　马尔文中国区总经理秦和义先生介绍说，NanoSight NS300的工作原理即借助于一种特制金属镀膜，在全黑背景下使用激光光源照射纳米颗粒悬浮液，跟踪观察每一个带有散射光颗粒的布朗运动轨迹，再结合颗粒的散射强度，从而得到整个样品体系的粒径分布信息。马尔文NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪　　纳米颗粒跟踪分析(NTA)技术与动态光散射(DLS)技术均是通过纳米颗粒布朗运动速度来表征纳米颗粒尺寸。那么，马尔文NanoSight NS300与Zetasizer Nano系列产品之间是否构成竞争?马尔文Zetasizer Nano ZSP动态光散射系统　　马尔文全球大客户经理Steve Ward-Smith表示，NanoSight NS300与Zetasizer Nano系列不是竞争关系，而是互补关系。如NanoSight NS300能够实现纳米颗粒计数统计、浓度检测等，Zetasizer Nano系列则可以测量纳米颗粒的分子量、表面Zeta电位等信息。也就是说，马尔文NanoSight和Zetasizer Nano系列仪器通过不同的参数测量结果共同诠释纳米颗粒的宏观特性。　　马尔文中国区总经理秦和义先生指出，Zetasizer Nano系列是一种间接测量方式，而NanoSight NS300则更为直接，这是完全不同的两种方式。　　马尔文应用经理Alan F. Rawle补充说到，NanoSight NS300最大的特点是&ldquo 可视&rdquo ，用户可以通过显微镜直接观察到纳米颗粒的布朗运动。NanoSight NS300对大、小颗粒的敏感程度相同，可轻松区分出100nm、200nm、400nm、600nm混合体系的颗粒粒径分布，其分辨率要高于Zetasizer Nano系列，特别适用于蛋白质聚集、药物传输、纳米颗粒毒理、病毒和疫苗等研究领域。英国马尔文仪器参展WCPT7（编辑：刘玉兰）

仪器信息网讯 为深入研究探索颗粒表征方法，2014年5月26日，马尔文仪器成功在京举办了&ldquo 颗粒表征技术及应用研讨会&rdquo ，近200位颗粒测试领域的专家及用户出席了会议，仪器信息网作为特邀媒体参会。会议现场　　马尔文仪器的大客户经理Stephen Ward-Smith博士、激光衍射产品专家李雪冰博士、生物科学专家张帅博士等人在会上详细介绍了NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪、Mastersizer3000激光粒度仪、Zetasizer Nano系列纳米粒度仪、Spraytec高速喷雾粒度仪、Morphologi G3-ID颗粒形状及颗粒化学组分分析仪等产品的技术原理与实际应用。马尔文仪器大客户经理Stephen Ward-Smith博士　　激光衍射技术本身简单易懂，但如何能够利用这个技术得到稳定可靠的结果却并非易事。不同的样品特性可能会采取不同的分散测试方法，而不同的分散方法可能面临不同的影响因素，在这些众多的影响因素里，我们该如何选择、判定直至最后找到合适的参数?对此，Stephen博士以湿法分散与干法分散两种常见的分散方式为例，比较了两者之间的优势，并对不同进样方式的方法开发及常见问题等进行了介绍。　　湿法分散影响因素较多，在这些影响因素中，溶剂的选择、搅拌速度、超声强度及时间、表面活性剂的使用等是比较关键的影响因素，用户可以通过实验对这些关键影响因素一一考量，确定适合的参数并进行风险评估，直至确定最终的测试方法并进行验证。　　同时湿法分散过程中常常会发生溶解、聚集等问题，这些问题如何来判定?有何现象?怎么来解决?对此，Stephen博士做了比较详细的介绍。比如微溶现象最显著的表现就是遮光度下降的同时D10反而逐渐变大，这种反常可能就是颗粒发生了微溶从而导致小颗粒&ldquo 消失&rdquo ，如果发生了这种现象，Stephen博士给出了几种补救方案，比如更换溶剂、使用饱和溶液或者快速测量等方案。当然如果样品出现聚集问题，用户可以通过调整分散泵速以及加入表面活性剂/添加剂来解决，但一定要注意控制气泡的产生。　　而干法分散往往是颗粒分散和颗粒破碎之间的一种较量，因此对于分散压力的选择至关重要。Stephen博士表示，干法分散拥有快速、可以测量相当大的样品量的优点。相比湿法分散，干法分散不容易控制，用户可以通过调节分散压力，从而使聚集物分散却不使原始颗粒破碎；过快的进料速率将降低分散系统的效率，用户可以通过优化进料速率，使样品流速保持一致。　　Stephen博士建议，干法分散可以通过压力滴定实验来确定实际的分散压力，压力由高到底，通过观察颗粒粒径随压力的变化来判定颗粒的状态，是分散还是破碎，从而找到颗粒分散的最佳压力平台。　　会议现场，马尔文仪器特别展示了其NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪和Mastersizer 3000激光粒度仪。NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪　　马尔文NanoSight NS300基于一种独特的纳米颗粒跟踪分析技术(以下简称：NTA)，对大小在10&ndash 2000nm范围内的纳米颗粒进行快速可视的动态检测，其测量的参数包括颗粒粒径、浓度和颗粒的聚集。该仪器可以跟踪每一个纳米颗粒的运动轨迹，以此得到整个样品体系的粒径分布信息，同时，实时监测样品的运动、聚集过程。其典型应用表现在蛋白质聚集、药物传输、纳米颗粒毒理、病毒和疫苗等研究领域，因此该仪器是马尔文仪器公司力推的一款颗粒测试表征产品。Mastersizer 3000 超高速智能粒度分析仪　　Mastersizer 3000是马尔文仪器公司于2011年隆重推出的一款全新的粒度分析仪，采用全新的折叠式光路设计，量程宽达10nm-3.5mm，准确度和仪器间的重现性均优于1%，配有先进的Aero干法分散附件系列与快速高效的Hydro湿法分散附件系列。现场答疑解惑用户参观仪器（编辑：刘玉兰）

近年来灰霾现象频发，颗粒物区域污染现象受到社会及政府部门的高度重视。针对区域性大气污染问题，作为一种成熟的主动遥感手段，颗粒物激光雷达为掌握区域大气污染分布和输送规律，解析颗粒物污染特征、污染来源、污染变化趋势，提供了有力支撑。颗粒物激光雷达按工作方式可分为：垂直探测激光雷达和扫描探测激光雷达。其中扫描探测激光雷达是对固定站点监测空白区域、天气突发区域监测的有力补充，对重点污染区域中污染物进行3D扫描和移动观测，可获取区域污染物的空间立体分布、变化规律和排放特征，摸清局地污染物对污染形成的贡献，为环境规划与管理、环境监督与执法及政府宏观决策提供科学依据；并可对污染气团进行走航追踪观测，为短时间空气质量预测提供了及时、有效、准确的数据支撑。 大气颗粒物监测激光雷达大气环境监测激光雷达检测车　　中科光电大气颗粒物监测激光雷达（高能扫描系列），采用波长532 nm线偏振激光对大气颗粒物进行遥感探测。雷达通过对532 nm垂直和水平偏振信号的探测，解析大气消光系数、退偏振比廓线、边界层高度、光学厚度等参数，进而可获取大气颗粒物时空分布特征、污染层时空变化、颗粒物输送和沉降等信息。产品特点　　采用振镜扫描，避免雷达主体光机及探测器电子学系统振动；　　扫描振镜具备自动除尘、除湿、除雪功能，可适用于各种天气状况；　　采用单脉冲能量毫焦级固体激光器，重度污染条件下，具有较好的探测能力；　　系统拥有GIS地理信息系统，可图形化显示扫描区域颗粒物分布情况，排查污染排放源；　　系统具有停电自动关机，来电自动开机功能；　　激光器使用寿命长，可达16000小时。产品软件　　中科光电扫描激光雷达数据采集分析软件具有固定垂直探测、固定斜程探测、车载垂直探测、车载斜程探测、垂直扫描探测、水平扫描探测六种工作模式。软件通过对激光雷达原始数据进行深数据处理，可得到包括消光系数、退偏振比、光学厚度、能见度、边界层、污染物判别、PM10质量浓度时空分布等基本环境监测数据。 流程图采控软件分析软件产品应用　　垂直扫描监测　　激光雷达发射脉冲处于天顶方向，望远镜垂直接收来自天顶方向的后向散射信号。能够反演距地面10km以内气溶胶颗粒物的空间分布信息以及时空演变特征。可应用于雾霾判识、污染过程捕获分析、高空大气光化学过程探测、大气边界层结构特征分析、沙尘暴预警、局地污染预警等环境监测。 垂直扫描监测　　区域点源排放监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达对烟囱、锅炉、化工厂、电厂、水泥厂等重要的点源实现定点定位扫描，监测污染源烟羽排放的轮廓及强度分布，实时把握污染超标动态，结合当地实际情况建立报警体系，有效实现污染源排查、偷排漏排违法取证工作。 区域点源排放监测　　区域线源扫描监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达进行定点定位扫描，结合GIS地理信息，图形化展示交通主干道上空颗粒物的空间分布特征，有效监测区域内若干条交道主干道的排放强度。区域无组织排放扫描监测　　设置激光雷达工作的方位角和仰角，使置于某固定点位的激光雷达对建筑工地、餐饮服务区、汽车修理厂、畜禽养殖场等区域，进行实时在线扫描监测，描绘污染物的水平分布规律，确定污染物的空间分布规律。 区域无组织排放扫描监测　　区域污染物分布扫描监测　　区域污染物分布扫描监测可手动设置水平扫描（针对区域内）、垂直断面扫描（针对区域边界）等不同扫描方式，实现对工业园区、居民生活区、厂区等敏感地带进行定量评估。结合GIS地理信息，图形化显示区域内污染物时空分布及演变特征。 区域污染物分布扫描监测　　走航扫描监测　　走航扫描监测，是通过在移动平台上搭载激光雷达系统，采用“驻车扫描”或“边走边测”的工作方式，对区域上空污染团的输入、过境、沉降过程进行实时、在线、连续扫描监测，分析污染物的类型、强度以及演变过程。走航扫描监测结合GIS地理信息，可绘制污染团的运动轨迹，追踪污染团动向，结合大气混合层及气象条件，提供典型污染过程的预警建议。走航扫描监测走航扫描监测　　高能扫描颗粒物监测激光雷达系统轻便、易于移动，可实现多种扫描方式，方位角与仰角的扫描角度和探测时间都可自行设置，可实现大范围不同方位的连续自动观测，能够探测到同一仰角不同方位角处及同一方位角不同仰角处的颗粒物的变化，对实时环境监测具有较好的帮助。

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。

抗生素抗性的频繁出现对现代医学提出挑战。探讨抗性的进化过程对遏制其全球传播至关重要。抗性进化过程涉及高度复杂的表型异质性响应。在抗生素处理下，基因完全相同的微生物菌群中会出现小部分可耐受抗生素的细胞亚群。该存活的亚群在抗生素存在时不能生长，但在去除抗生素后可恢复生长，造成长期复发性感染，也是后续发生抗性基因突变的关键储库。然而，由于耐受亚群的复杂异质性响应且生长停滞，从大量细菌群体中识别耐受亚群并追踪其生理进化轨迹仍是挑战。 近日，中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队与崔丽研究组在《德国应用化学》上，发表了题为An Isotope-Labeled Single-Cell Raman Spectroscopy Approach for Tracking the Physiological Evolution Trajectory of Bacteria toward Antibiotic Resistance的研究论文。该研究通过发展单细胞拉曼-氘标同位素-多元统计分析等多种技术联用的方法，在单细胞的高精度水平原位解析了细菌响应的异质性，并从大量细菌群体中灵敏识别出表型亚群的分化及动态变化，实现了抗性突变前细菌表型生理轨迹的快速原位追踪，为遏制抗性进化提供重要指导。 该研究将细菌多次循环暴露于临床治疗剂量的抗生素，进化出抗生素抗性。研究利用重水标记的单细胞拉曼光谱以不依赖培养的方式，检测进化过程中细菌的原位活性。结果发现，在未发生抗性突变的情况下，细菌在抗生素压力下的活性随处理循环逐渐增加，说明其表型耐受性逐渐提高。进一步，研究利用UMAP多元统计算法对所有进化阶段的上千个细菌的单细胞拉曼指纹区间进行分析。根据拉曼指纹指示的细菌表型生理响应，从初始基因型完全相同的细菌群体中，研究识别出随抗性进化发生分化的四个表型亚群，即敏感菌群、原生耐受菌、进化耐受菌和进化抗性菌，并灵敏捕捉到四个亚群随进化过程的动态变化。至此，基于单细胞拉曼所揭示的细菌原位表型异质性响应，科研人员绘制出抗性进化的生理轨迹图。细菌全基因组测序对所揭示的表型进行交互验证，并解析了表型产生的遗传基础。表型分化对维持整个菌群的生存和进化至关重要。由于表型分化远早于抗性突变，识别表型分化对指导临床用药以及减少抗生素耐受性和抗性突变的发生具有重要意义。研究利用明显区分的四个亚群的拉曼图谱，挖掘出耐受性和抗性突变的拉曼标记峰，促进了抗性进化不同阶段尤其是表型耐受性的快速精准识别。 该单细胞分析平台可以拓展到更广泛的抗生素或非抗生素化学品诱导的抗性进化研究。未来可以将该单细胞拉曼与靶向单细胞分选和多组学技术联用，实现耐受性和抗性表型与基因型的精确关联，促进进一步阐释进化机制。研究工作得到中科院“从0到1”原始创新项目、国家自然科学基金创新研究群体项目、福建省自然科学基金等的支持。 单细胞拉曼-同位素标记-多元统计分析追踪细菌抗生素抗性进化的轨迹

p style="text-align: center "　　span style="color: rgb(192, 80, 77) "仪器之路，长途漫漫，/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　数十年辛勤耕耘，二十载春华秋实。/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　一路相伴，感谢有你!/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　20年，我们相伴成长，/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　20年，我们一起蜕变/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　见证彼此过往，一同前往未来/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　愿未来，依然有你。/span/pp　　值此仪器信息网建站strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "20周年/span/strong之际，我们邀请广大网友一同strong分享您的仪器成长轨迹/strong，见证您与仪器信息网的仪器成长、蜕变。/pp　　为回馈广大网友的参与，凡是strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "分享成长轨迹海报至朋友圈，集满2/span/strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "strong/strongstrong0个“赞”/strong/span，即可获得span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong1000积分/strong/span的奖励，积分可在仪器信息网strong积分商城/strong直接span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong兑换心仪礼品/strong/span，快来参与吧!/pp　　/ppspan style="background-color: rgb(255, 255, 0) color: rgb(0, 0, 0) "strong参与方式：/strong/span/pp　　strong第一步：/strong扫码登录“仪器信息网20周年”专题页，点击“我的仪器成长轨迹”，登录您的仪器信息网注册账号，即可生成属于您的仪器成长轨迹海报。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/0c101d1c-5288-4e05-a988-ce2c7ce32e7b.jpg" title="20周年专题-二维码.png" alt="20周年专题-二维码.png"//pp　　strong第二步：/strong长按图片保存，分享至微信朋友圈，集满20个赞，截图。/pp　　strong第三步：/strong将截图发至仪器信息网仪器论坛“我的仪器成长轨迹”专题帖（a href="https://bbs.instrument.com.cn/topic/7285349_1" target="_blank"span style="color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline "https://bbs.instrument.com.cn/topic/7285349_1/span/a）即可。/pp　　/ppspan style="background-color: rgb(255, 255, 0) "strong活动时间：/strong/spanspan style="color: rgb(255, 0, 0) "今日起至2019年12月31日截止/span/pp　　span style="font-size: 14px "注：活动最终解释权归仪器信息网所有，有疑问请加微信号accsi1进行咨询。/span/pp style="text-align: center "span style="font-size: 16px "更多精彩内容请前往20周年专题网站/spanspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 16px text-decoration: underline "：/spanspan style="font-size: 16px text-decoration: underline "a href="https://event.instrument.com.cn/event/year20" _src="https://event.instrument.com.cn/event/year20" style="color: rgb(0, 112, 192) "span style="text-decoration: underline font-size: 16px color: rgb(0, 112, 192) "https://event.instrument.com.cn/event/year20/span/a/span/ppbr//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(192, 80, 77) "20周年，/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　我们感谢每一位同事的辛勤付出/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　感谢每一位用户的关注与厚爱/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　我们唯有用心和努力/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(192, 80, 77) "　　相伴大家在未来的每一天/span/pp style="text-align: center "span style="font-size: 18px background-color: rgb(247, 150, 70) "br//span/pp style="text-align: center "span style="font-size: 18px background-color: rgb(247, 150, 70) color: rgb(255, 255, 255) "strong同期活动/strong/span/pul class=" list-paddingleft-2" style="list-style-type: circle "lip style="text-align: center "a href="https://event.instrument.com.cn/event/year20#祝福" target="_blank" style="color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline "span style="color: rgb(84, 141, 212) "strongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "仪器信息网20周年送祝福，赢积分/span/strongstrongspan style="color: rgb(0, 0, 0) "/span/strongstrong/strong/span/aspan style="color: rgb(84, 141, 212) "strongspan style="color: rgb(192, 80, 77) "/span/strongstrongspan style="color: rgb(192, 80, 77) "/span/strong/spanstrongspan style="color: rgb(192, 80, 77) "br//span/strong/p/lilip style="text-align: center "a href="https://event.instrument.com.cn/event/year20#互动" target="_blank"span style="color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline "strong“仪器问答挑战赛”，答题赢大奖/strong/span/astrongspan style="color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline "（8月12日上线）/span/strong/p/lilip style="text-align: center "span style="color: rgb(84, 141, 212) text-decoration: underline "strong“仪器问答挑战赛”，出题赢积分（已结束）/strong/span/p/li/ulpbr//p

生物纳米颗粒（比如细胞外囊泡、外泌体、病毒或类病毒颗粒）在生命科学和纳米药物研究中的作用越来越重要。纳米颗粒跟踪技术（NTA）可以帮助研究人员检测溶液中颗粒的大小以及浓度，并让研究人员能够亲眼看到他们所测的样品颗粒在溶液中的运动轨迹。2022年5月26日德国ParticleMetrix公司在法国的里昂ISEV2022年会（2022年5月25-29日）上隆重宣布最新一代的ZetaView x30系列产品诞生，除了具有常规的NTA功能外，还新增加了12位荧光检测通道和共定位分析功能，以其更方便的操作和超快的检测速度又将进一步助力研究人员对EV-抗体偶联物的荧光检测。ZetaView x30适用于各类生物纳米颗粒0 x 耗材5 x 更快的切换10 x 更快的清洗12 x 荧光通道∞ x 统计学数据主要特点• 扫描式NTA：无需额外配件，即可自动在样品池内的11个检测位置依次完成测试，并自动评估样品和数据质量；• 直观的软件：红绿信号指示可以帮用户直接判断当前浓度的样品是否可以测试。• 全新的固定式样品池模块设计：进一步增强了仪器稳定性，进一步保障仪器高效稳定地测试。• 功能一体化：可一次性完成样品的粒径、浓度、zeta电位和荧光测试。• 自动校准&自动聚焦：光学部件可通过仪器软件实现自动校准与优化，节省了用户的实验准备时间，完全避免了可能产生的用户主观偏差。• 荧光分析：仪器配备了超灵敏的CMOS相机和更多的荧光滤光片，具有更高的荧光检测灵敏度，进一步增强了仪器的荧光检测与分析能力。• 快速测试：60秒即可分析2000多个样品颗粒。• 无需高成本耗材：除进样所需的注射器之外，无其他耗材。• 易于维护：新的固定式样品池模块使仪器清洗更加简单便捷。• 无需校准：测试方法是客观的，仪器无需再校准多荧光NTA（F-NTA）Particle Metrix提供从单激光到多激光的一系列PMX-X30设备，新增加了12位的荧光检测通道，各设备均可实现不同激光波长之间、散射光模式与荧光模式之间的一键切换。PMX-X30系列设备的固定式样品池模块设计，既进一步增强了仪器的稳定性和测试的可靠性，又进一步简化了仪器清洗过程，提高了测试效率。 新增加的共定位分析功能（C-NTA）ZetaView 配备了高精度的激光器，还可以实现仪器部件的快速切换。这也是它能完成生物标志物共定位检测这一极具挑战性工作的必要条件。例如一种细胞外囊泡，用不同浓度的两种膜染料Cell MaskTM Green和Cell MaskTM Red进行染色，通过ZetaView TWIN的动画视频可以看到不同荧光通道之间的快速切换。主要应用生物纳米颗粒：• 细胞外囊泡• 外泌体• 脂质体&胶束• 蛋白质聚集体• 病毒&类病毒颗粒（VLPs）• 药物载体• 荧光标记的纳米颗粒 低浓度样品：• 纳米气泡• 纳米金属• 微量样品• 量子点德国Particle Metrix是一家专业研发和制造表征胶体特征和生命科学研究的仪器公司。广泛应用于外泌体、病毒颗粒、纳米气泡、微塑料等不同类型的纳米颗粒的检测工作中。尤其是在外泌体研究中，作为国际细胞外囊泡协会（ISEV）要求的外泌体鉴定必备技术之一，ZetaView以极其简单的操作，提供准确的NTA数据，为用户的外泌体研究工作提供高效可靠的技术支持。大昌华嘉科学仪器部作为Particle Metrix公司的中国区代理，我们为用户提供完善的售前、售后服务及全面的技术和应用支持。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "说起图像法，大家很自然会联想到相机。对，图像法就是用相机作为传感器测量颗粒粒度。其实，图像法并不是一种新的测量方法，这是一种已有很多年历史的测量方法。早期的相机采用胶片作为传感器，记录被测物体的影像，然后将影像投影到工具投影仪上，在投影仪上用标尺或后期发展的坐标传感器量出被测物体的大小。下图是一种显微投影仪的照片，显微物镜把胶片上的图像投影到屏幕上，在屏幕上量出物体图像的尺寸。对于颗粒样品，则可以直接在显微镜下进行观测测量。很显然，在用胶片作为传感器的时期，图像法是不可能用于在线测量的。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/21f18409-d7be-4568-a7cb-255a0d29561b.jpg" title="图片1.jpg" alt="图片1.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong显微投影仪/strong/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "（友情提示：移动端用户下方点击阅读全文，/span/pp style="text-indent: 0em text-align: center "span style="color: rgb(255, 0, 0) "再点击取消即可阅读全文，也欢迎下载APP体验阅读新感受）/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法作为颗粒粒度测量，尤其是颗粒粒度在线测量的新方法再次出现并得到日益广泛的应用，得益于CCD和CMOS的发明，数码相机的飞速发展，以及光学镜头、光源、计算机技术以及图像处理算法的飞速发展。数码相机的核心是CCD/CMOS传感器，尤其是近年来CMOS技术的发展使其性能得到很大提高，几乎占据了绝大部分的数字传感器。下图是CMOS传感器的照片。在CCD/CMOS传感器中，代替胶片中感光粒子的是按矩阵排列的像素。如果在每个像素前按规律设置红（R），绿（G）和蓝（B）三色滤色片，则可以得到彩色图像。这样CCD/CMOS就将图像自然分解成了成可以用计算机处理的离散信号。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc747ae3-b89b-426c-8014-114e41854faa.jpg" title="图像2.png" alt="图像2.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法在线测量装置主要包括：相机、镜头、光源、取样装置等。其中相机是最关键的设备。为得到清晰的被测颗粒的影像边缘，一般在在线测量中采用逆光（背光）照明方式，相机在测量区一侧，光源在测量区另一侧，如图所示。span style="color: rgb(0, 176, 240) "strong由于光的穿透能力不强，因此图像法不能用于高浓度颗粒的直接在线测量(in-line)。对于高浓度颗粒，必须采用取样方式测量(on-line)/strong/span。/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/fc188c81-6aa1-4737-96b1-bf330735261e.jpg" title="图片3.jpg" alt="图片3.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图像法在线测量原理示意图/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "与图像法静态测量要求不同，在图像法在线测量中，被测颗粒不是静止不动的，而是在运动的，甚至运动速度很高。为得到清晰的颗粒图像，就要“冻结”运动颗粒的影像，这就要求图像的曝光时间要与被测颗粒的运动速度相匹配。对于高速运动的颗粒，要求的曝光时间要短，低速的可以稍长。 曝光时间还与拍摄图像时所用镜头的放大倍率有关，放大倍率大，要求的曝光时间就短，放大倍率小，曝光时间就可以长一些。 曝光时间可以由相机的快门控制，也可以由光源的脉冲宽度控制。目前工业相机的电子快门时间最短可以到1微秒，而作为照明光源的脉冲激光的脉冲宽度可以达到几个纳秒。曝光时间越短，需要的光源强度就越大，这就给光源提出了高的要求。工业相机的电子快门分成滚动快门（rolling shutter）和全局快门（global shutter）2类。span style="color: rgb(0, 176, 240) "为保证曝光时运动颗粒图像不发生畸变，在图像法在线测量中必须采用全局快门/span。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "作为在线测量，图像法装置不能像显微镜那样通过更换不同放大倍率的显微物镜来适应不同大小颗粒的测量，这就希望像素尺寸尽量小，以得到高的图像分辨率。通常，滚动快门的CMOS的像素小于全局快门，目前滚动快门的CMOS的最小像素已达到1.5微米，而全局快门的最小的像素是3.8微米。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在图像法测量中，相机镜头是关键的设备。图像法能进行在线颗粒测量，很大程度上是依赖于strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "远心镜头/span/strong的发明和发展。用相机拍摄物体，通常图像存在远小近大的现象。而在线测量不能控制被测颗粒一定会处于镜头的焦平面位置，这就会造成颗粒的影像大小与颗粒的真实尺寸不同。远心镜头的出现，很好解决了这个问题。被测颗粒处于不同位置时，远心镜头获得的颗粒图像大小并不会随位置变化而变化。这就使得图像法可以用于颗粒的在线测量。远心镜头有定倍率和工作距离，以及可变放大倍率和工作距离2类，可以根据需要采用其中一种。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在图像法在线测量中最大问题是被测颗粒不仅存在于测量区中，有些还处于离焦位置，颗粒图像是不清晰的。下图中就同时存在清晰颗粒、离焦程度不大和离焦尺度大的模糊颗粒影像。strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "对于离焦颗粒图像，可以有2种处理方法/span/strong，对于离焦程度大的模糊影像，直接剔除，不予处理。对于离焦程度不大的模糊图像，可以采用图像处理算法来恢复，得到颗粒的粒度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "在图像法在线测量中，一般都需要用取样装置将被测粉体样品从生产工业管路中去出，在取样时，必须采取措施防止颗粒样品发生团聚，如用无油无水的压缩空气分散样品颗粒。下面3个图给出了在在线测量取样中没有对颗粒采取分散措施，分散不足和充分分散后的颗粒图像。可以明显看出充分分散的重要性。/span/pp style="text-align:center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/59590f06-6860-4880-955a-367e24cc5746.jpg" title="图像4.png" alt="图像4.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法在线测量不仅可以给出被测颗粒的粒度，还可以得到被测颗粒的形貌参数，这是其它颗粒测量方法不能做到的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong图像法与RGB三波段消光法融合在线测量/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "受光学原理和硬件的限制，strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "图像法在线测量下限一般在2-3微米/span/strong。但在工业过程中存在着大量亚微米颗粒中同时存在有少量较大颗粒，并都需要测量其粒度的情况。这时可以strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "将图像法与多波长消光法相结合，用图像法测量较大颗粒的粒度，而用多波长消光法测量亚微米颗粒的粒度/span/strong。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "彩色相机中的CMOS传感器可以认为是RGB三个波段光探测器件，当采用白光作为光源，对获得的图像可以分别用图像处理算法处理其中的大颗粒影像，用多波长消光法处理背景图像中的RGB信息来分别获得大颗粒和亚微米颗粒的粒度。如下图是用彩色相机获得的高速流动中的湿蒸汽两相流图像，其中高速流动的较大水滴的轨迹宽度对应其粒度，而长度对应其速度，背景是较高浓度的小水滴，无法用图像识别。此时，可以分别对如圆圈中的大水滴影像用图像处理算法处理，得到其粒度和速度，而对矩形框内的亚微米颗粒用RGB三波段消光法进行数据处理，得到小水滴的粒度及分布。/pp style="text-align: justify text-indent: 0em "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/009bf84a-9554-447d-945d-c6bdbe8cb4f2.jpg" title="图片5.jpg" alt="图片5.jpg"//pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong同时存在大小颗粒的图像/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strong图像法与后向光散射融合测量大气颗粒和排放烟尘浓度/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "图像法不仅可以测量成像的颗粒的粒度，还可以strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "与光散射结合测量无法成像的大气中气溶胶颗粒的浓度和排放烟尘的浓度/span/strong。气溶胶是空气中悬浮颗粒与大气构成的体系，悬浮颗粒包括固体颗粒，液体颗粒，生物颗粒等。由于气溶胶颗粒粒度很小，受气流和布朗运动的作用，会在大气中长时间扩散传播，PM2.5就属于气溶胶范畴。下图分别是室内和大空间悬浮的气溶胶颗粒在激光照射下的散射光。strongspan style="color: rgb(0, 176, 240) "该散射光强与悬浮颗粒的粒度、浓度和测量散射角度有关/span/strong。用相机作为传感器，将相机聚焦于激光照射的要测量区域，得到气溶胶后向散射强度后，用米散射理论和相关数学模型进行数据处理，可以得到空间的气溶胶浓度。该方法可以用于烟囱排放烟尘浓度的远距离遥测。如果同时用多个波长的激光进行测量，还可能可以得到悬浮颗粒的平均粒度和分布。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/2f6469fd-9884-41c8-9b57-af11b16bc8b0.jpg" title="图像6.png" alt="图像6.png"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongimg style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 125px height: 125px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/01e065bd-c5ef-4e1a-9570-1808f883e70a.jpg" title="蔡小舒_.jpg" alt="蔡小舒_.jpg" width="125" height="125" border="0" vspace="0"/span style="color: rgb(0, 176, 240) "作/spanspan style="color: rgb(0, 176, 240) "者简介：/span/strong曾任中国颗粒学会、中国计量测试学会、中国工程热物理学会、中国动力工程学会、上海颗粒学会等学术组织的副理事长、常务理事、理事、理事长等，是《Proceedings of IMechE Part A: Journal of Power and Energy》、《Particuology》、《KONA Powder and Particle Journal》、《Frontiers in Energy》等SCI刊物和一些国内学术刊物的编委，多个国际学术会议的名誉主席，主席等。/p

测量外泌体的粒径分布一直以来都是外泌体表征的重要组成部分。但是由于外泌体的尺寸仅为30~200 nm，所以必须借助一些特殊的检测手段才能够对这种在光学显微镜下不可视的颗粒进行观测。本篇就外泌体粒径测量技术的发展进行简述，并对不同技术的差异进行比较。一、电镜技术在外泌体发现的早期，由于还没有专门针对这类尺寸颗粒的分析方法，因此直接在电镜下面观察粒径并统计成为了早的外泌体粒径统计方法。但是这种方法费时费力，且通量低，在面对临床和科研中的大量样本时显得十分无力。文献中外泌体在电镜TEM模式下的经典形态 二、动态光散射技术 & 纳米粒子跟踪分析技术由于外泌体与材料学所合成的脂质体在形态上十分相似，因此用于脂质体表征的动态光散射技术（DLS）便被应用于外泌体的尺寸测量上。DLS利用光射到远小于其波长的小颗粒上时会产生瑞利散射现象，通过观察散射光的强度随时间的变化推算出溶液中颗粒的大小。但是这种技术会受到测量物质的颜色、电性、磁性等理化特性的影响，并且对于灰尘和杂质十分敏感。因此使得DLS在测量尺寸较小的粒子时，测量出的粒径与实际的分布具有较大的偏差。为了弥补DLS的短板，纳米粒子跟踪分析（NTA）技术孕育而生。这种技术采用激光散射显微成像技术，用于记录纳米粒子在溶液中的布朗运动轨迹，并通过Stokes-Einstein方程推算粒子大小。这种技术能够对30~1000 nm的粒径进行测量，因此能够提供更为地粒径数据。在诸多文献的测试中均取得了较DLS更好的精度，因此成为目前为主流的外泌体尺寸测量手段。NTA技术的工作原理与DLS技术在测量不同尺寸纳米球的数据对比。可见相比于DLS，NTA测量的粒径分布更为。 虽然NTA取得了比DLS 更高的性，但是随着外泌体研究的深入，其局限性也十分明显。先NTA仅能够测量溶液中颗粒的平均粒径尺寸，但是NTA无法分辨其中的外泌体、囊泡、脂蛋白，也不能区别不同源性的外泌体。这直接限制了外泌体粒径表征的意义，使得研究者很难探究外泌体尺寸与外泌体来源之间的关系。另外NTA本身对于测试时的温度、浓度和校准都有着较高要求，因此使得NTA在测试较小的粒子时其精度仍不能达到令人满意的效果，其测试结果却仍与电镜、AFM等成像技术所观测到的粒径存在着明显差异。外泌体在TEM下的成像及粒径统计与NTA测量的结果对比。可见NTA测量到的粒径要比TEM直接测量的结果大50~100 nm。 三、单粒子干涉反射成像技术为了解决上述在实际测试中的问题，一种新型的单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术孕育而生。这种技术摒弃了布朗运动轨迹追踪方法，通过基底与颗粒形成的相干光进行成像，通过成像后的亮度来直接计算纳米粒子的大小。从而避免了NTA测量粒径轨迹误差大的短板，拥有更高的灵敏度和精度，即使对于NTA无法区分的40 nm与70 nm的粒子混合溶液也依然能够取得很好的分辨率。SP-IRIS的原理及芯片微阵列打印的成像效果和对混合不同粒径小球的区分效果。可见SP-IRIS技术拥有更高的测试通量和测量精度。得益于这种高精度测量方法，越来越多的研究者终于能够测量到与电镜直接观测相当的粒径。这种优势所带来的效果不单单是能够让TEM的数据与纳米粒子表征的数据更为一致，同时还能够表征不同来源的外泌体之间的粒径差异。SP-IRIS、NTA和TEM统计同一样品时所测量的粒径分布。SP-IRIS在测量不同尺寸的外泌体时，测量的粒径与TEM的尺寸统计基本一致，而NTA统计的粒径则比TEM大约50 nm。此外SP-IRIS技术还能够提供不同来源外泌体的尺寸差异，能够看出CD9来源的外泌体要比其它来源的外泌体大~10 nm。 SP-IRIS的另一个优势在于能够更换激光源的波长，因此除了能够实现外泌体的形貌成像外，还能够实现单外泌体的荧光成像。使得单外泌体的荧光共定位成为可能，研究者通过这种单外泌体荧光成像能够研究单外泌体的表型、载物、来源等生物信息。使用SP-IRIS 对受伤组和对照组小鼠不同时间点的血清CD9、CD81来源外泌体的分泌量监测。可以看到CD81来源的外泌体的分泌量呈现先增加后减少的趋势，而CD9来源的外泌体分泌量则一直在增加。 综上所述，由于SP-IRIS技术的高精度、高灵敏度、可做单外泌体荧光成像的优势，目前有越来越多的学者开始对比NTA技术和SP-SPIS技术，其结果均认为SP-SPIS技术测试的效果要明显优于NTA，这其中也不乏Cell等高水平期刊。相信在不久的将来，SP-IRIS技术将会越来越普及，为研究者研究外泌体打开新的大门。 参考文献：[1]. Ayuko Hoshino, et al, Extracellular Vesicle and Particle Biomarkers Define Multiple Human Cancers,cell, 2020, 182, 1–18.[2]. Oguzhan Avci, et al., Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)—A Platform Technology for Multiplexed Diagnostics and Digital Detection, Sensors 2015, 15, 17649-17665.[3]. George G. Daaboul, et al, Digital Detection of Exosomes by Interferometric Imaging, Scientific Reports,6, 37246.[4]. Federica Collino, et al, Extracellular Vesicles Derived from Induced Pluripotent Stem Cells Promote Renoprotection in Acute Kidney Injury Model, Cells 2020, 9, 453.[5]. Daniel Bachurski, et al, Extracellular vesicle measurements with nanoparticle tracking analysis – An accuracy and repeatability comparison between NanoSight NS300 and ZetaView, JOURNAL OF EXTRACELLULAR VESICLES 2019, 8, 1596016.[6]. Robert D. Boyd, et al, New approach to inter-technique comparisons for nanoparticle size measurements using atomic force microscopy, nanoparticle tracking analysis and dynamic light scattering, Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 387,2011, 35– 42.

英国《自然》杂志23日推出中国特辑，用大量的数字、图表、评论和分析文章为读者描绘了中国科研的现状和近年来迅速发展的轨迹。　　中国国家自然科学基金委员会主任杨卫在该特辑题为《加强中国基础研究》的评论中表示，中国必须提高基础研究质量，正确看待科研诚信问题。　　杨卫称，中国科学进步巨大，但是影响力依然不高。相比法国24%，美国18%，日本12%的在基础研究上的投入，中国的投入仅占研发总预算的5%。他表示，除加大投入外，还需提升基础研究的质量标准，采用更适当的指标追踪进度，评估成果。除论文发表数量外，还要注重引用量，推动重大科学问题上的突破。　　杨卫坦言，中国依然存在不少科研不端行为。对此，必须在态度上做出改变，要从掩盖转变为揭露。同时，还要推动科研机构改革，将行政权力和学术权力分离开来，避免产生腐败。　　在另一篇评论文章中，日本理化研究所发育生物学研究中心干细胞政策研究员道格拉斯赛普和中国科学院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿表示，与普遍的看法不同，中国在伦理敏感的生命科学领域的管理经验值得世界借鉴。　　随着中国逐渐在全球创新中获得领先地位，许多国家开始看重中国的科研力量。《自然》杂志数据显示，2012年至2015年间，中国的科研论文发表数量增加了一倍，排名世界第二，仅次于美国。中国科学院在世界优秀科研机构排行榜中排名第一，超过了哈佛大学和法国国家科研中心。上月英国广播公司在进入多个中国顶尖实验室和科研场所，采访大批一线科研人员后，推出了一篇名为《中国的科学革命》的文章，详细介绍了中国在天文观测、生命科学、中微子探测、深海科考和航天五大领域的最新进展。文章末尾写道：“世界拭目以待，中国的科学革命下一步将走向何方 中国是否能够完成向世界科学强国的转型。”

自然界中很多物质属于颗粒，例如黏土、沙子和灰尘；人类的食物也往往是颗粒，例如谷粒、豆子、盐和蔗糖；很多加工物，例如煤炭、催化剂、水泥、化肥、颜料、药物和炸药也大多属于粉体或颗粒。颗粒学是一门多交叉学科，由多基础科学和大量相关的应用技术组成，涉及化学、物理、数学、生物、医学、材料等若干基础科学，与工艺、工程应用技术密切相关。颗粒（包括固体颗粒、液滴、气泡）与能源、 动力、环境、机械、医药、化工、轻工、冶金、材料、食品、集成电路、气象等行业密切相关，同时也会影响到人们的日常生活。据文献介绍，70% 以上的工业产品都涉及颗粒，近年来经常出现的沙尘暴、冬季大范围的浓雾等都与空气中的颗粒物有关。颗粒粒径和形貌是颗粒的最重要参数。上海理工大学颗粒与两相流测量研究所所长蔡小舒教授及课题组成员长期从事颗粒粒度测量方面的研究和教学工作，先后得到国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家 863计划项目、国家 973计划项目、上海市“科技创新行动计划”纳米科技项目等多个项目的支持，开展光散射理论、基于光散射原理的多种颗粒测量方法、基于超声的多种颗粒测量方法、纳米颗粒测量方法、图像法、颗粒在线测量等方面的研究，在颗粒测量基础理论和测量方法及技术方面取得多项成果。《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）左图：蔡小舒教授；右图：《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）《颗粒粒度测量技术及应用》（第一版）是蔡小舒教授等从 20 世纪 80 年代到 2010 年二十多年在颗粒测量理论、方法、技术和应用研究的总结，反映了我国和国际上当时颗粒测量的技术水平。第一版系统介绍了颗粒的基础知识以及颗粒粒径分布的表征方法，全面系统地讨论了有关光散射颗粒粒径测量方面的基础知识，归纳总结基于散射光能测量和透射光能测量的多种颗粒测量方法、纳米颗粒粒度的测量方法以及蔡小舒教授等开展在线颗粒测量应用研究的具体例子。成为从事颗粒测量技术研究和仪器开发的研究人员和工程技术人员的最主要参考书，也是众多涉及颗粒制备与应用的科技人员的重要参考书。时任中国颗粒学会名誉理事长的郭慕孙院士对该书的出版表示肯定，并为该书作序，推荐给从事颗粒研究、加工、应用的科技人员。随着科技的发展，颗粒测量技术也在不断迎来新的挑战、迈向新的高度。颗粒测量方法、技术和仪器有了很大的发展进步，出现了不少新的技术和仪器，远心镜头、液体变焦镜头、各种新型激光光源和发光二极管（LED）光源等光电子技术和计算机技术等硬件技术的发展，以及金属氧化物半导体器件（CMOS）技术的发展推动了各种数字相机技术的飞速发展。颗粒粒度涉及的范围也越来越广泛：▪ 大气环境污染，雾霾使得 PM2.5 成为家喻户晓的名词，新冠病毒的传播更使气溶胶这样的专业词汇得到普及。▪ 纳米颗粒、生物颗粒、微泡、药物颗粒、能源颗粒等新的颗粒应用以及越来越广泛的在线测试需求促进了颗粒测试技术的快速发展。高浓度纳米颗粒粒度测量探针▪ 大数据分析、人工智能算法等手段被引入到测量数据的处理中。众多领域对颗粒测试的需求、软硬件技术的发展等诸多因素，催生出许多新的颗粒测量方法和技术手段。例如，图像测量方法不再局限于对微米级以上颗粒的成像测量，也应用于纳米颗粒的粒度测试；又如，将图像测量方法与光散射等其他方法融合，形成了多种包括气溶胶等在内的在线颗粒测量新方法。纳米颗粒粒度仪 很显然，颗粒测量技术的飞速发展使得 2010 年出版的《颗粒粒度测量技术及应用》一书已不能满足当前颗粒研究者的需要，内容亟需更新。经典再版 全面更新为此，在化学工业出版社的支持下和国家科学技术学术著作出版基金的再次资助下，第二版图书于2023年1月正式出版了。第二版图书在保持上一版结构框架的基础上，对图书内容进行了重新撰写，主要体现在以下几方面：▪ 对部分章节结构作了调整，如将原第 7 章“纳米颗粒的测量”中，有关动态光散射原理的纳米颗粒测量内容并入第 5 章“动态光散射法纳米颗粒测量技术”，有关超声纳米颗粒测量的内容并入第 6 章“超声法颗粒测量技术”，将第 7 章改写成“图像法颗粒粒度测量技术”。▪ 补充了作者团队自第一版出版后 12 年来在光散射理论及测量、超声理论及测量、图像法测量、纳米颗粒测量、多方法融合测量、在线测量等技术及应用的研究成果。▪ 补充修订了与颗粒测量相关的国际标准和国家标准目录等内容。▪ 本书不仅可作为从事颗粒相关研究和应用的科研与工程技术人员的主要参考书，也可供相关专业研究生学习和参考。本书作者深深感谢郭慕孙先生生前的支持和鼓励，谨以本书第二版出版纪念郭慕孙先生逝世10周年。《颗粒粒度测量技术及应用》（第二版）「聚焦颗粒测量技术」「注重技术发展与应用」蔡小舒 苏明旭 沈建琪 等著责任编辑：李晓红书号:978-7-122-42009-1定价：198.00元▲ 长按识别 即可优惠购买本书图书分为四部分。第一部分介绍了颗粒粒度的基本知识；第二部分系统介绍了光散射理论、超声散射理论和图像处理理论等，以及基于上述理论发展的各种颗粒测量技术，其粒度测量范围覆盖了在科学研究及各领域和行业应用涉及的从纳米到毫米粒度范围；第三部分介绍了颗粒粒度测量仪器和应用，并引入其它颗粒测量技术作为补充；第四部分为作者多年来收集的大量物质的折射率和其它物性参数，以及国际和国内有关颗粒测量的标准等资料。本书适合从事颗粒科学研究与应用的科研人员和工程技术人员参考，也可作为高等学校相关学科教师和研究生的教材或参考书。# 目录预览 #第1章　颗粒基本知识　/ 0011.1　概述　/ 0011.2　颗粒的几何特性　/ 0021.2.1　颗粒的形状　/ 0021.2.2　颗粒的比表面积　/ 0031.2.3　颗粒的密度　/ 0031.3　颗粒粒度及粒度分布　/ 0041.3.1　单个颗粒的粒度　/ 0041.3.2　颗粒群的粒径分布　/ 0061.3.3　颗粒群的平均粒度　/ 0111.4　标准颗粒和颗粒测量标准　/ 0131.4.1　标准颗粒　/ 0131.4.2　颗粒测量标准　/ 0171.5　颗粒测量中的样品分散与制备　/ 0171.5.1　颗粒分散方法　/ 0171.5.2　颗粒样品制备　/ 0191.5.3　常见测量问题讨论　/ 020参考文献　/ 022第2章　光散射理论基础　/ 0232.1　衍射散射基本理论　/ 0232.1.1　惠更斯-菲涅耳原理　/ 0232.1.2　巴比涅原理　/ 0252.1.3　衍射的分类　/ 0262.1.4　夫琅和费单缝衍射　/ 0262.1.5　夫琅和费圆孔衍射　/ 0282.2　光散射基本理论　/ 0302.2.1　光散射概述　/ 0302.2.2　光散射基本知识　/ 0322.2.3　经典Mie光散射理论　/ 0352.2.4　Mie散射的德拜级数展开　/ 0522.3　几何光学对散射的描述　/ 0562.3.1　概述　/ 0562.3.2　几何光学近似方法　/ 0572.4　非平面波的散射理论　/ 0642.4.1　广义Mie理论　/ 0642.4.2　波束因子的区域近似计算　/ 0692.4.3　高斯波束照射　/ 0702.4.4　角谱展开法　/ 071参考文献　/ 076第3章　散射光能颗粒测量技术　/ 0813.1　概述　/ 0813.2　基于衍射理论的激光粒度仪　/ 0843.2.1　衍射散射式激光粒度仪的基本原理　/ 0843.2.2　多元光电探测器各环的光能分布　/ 0863.2.3　衍射散射法的数据处理方法　/ 0893.3　基于Mie散射理论的激光粒度仪　/ 0933.3.1　基于Mie理论激光粒度仪的基本原理　/ 0933.3.2　粒径与光能变化关系的反常现象　/ 0963.4　影响激光粒度仪测量精度的几个因素　/ 0993.4.1　接收透镜焦距的合理选择　/ 0993.4.2　被测试样的浓度　/ 1003.4.3　被测试样轴向位置的影响　/ 1023.4.4　被测试样折射率的影响　/ 1043.4.5　光电探测器对中不良的影响　/ 1043.4.6　非球形颗粒的测量　/ 1063.4.7　仪器的检验　/ 1063.5　激光粒度仪测量下限的延伸　/ 1063.5.1　倒置傅里叶变换光学系统　/ 1083.5.2　双镜头技术　/ 1093.5.3　双光源技术　/ 1103.5.4　偏振光散射强度差（PIDS）技术　/ 1113.5.5　全方位多角度技术　/ 1123.5.6　激光粒度仪的测量上限　/ 1143.5.7　国产激光粒度仪的新发展　/ 1153.6　角散射颗粒测量技术　/ 1203.6.1　角散射式颗粒计数器的工作原理　/ 1213.6.2　角散射式颗粒计数器的散射光能与粒径曲线　/ 1223.6.3　角散射式颗粒计数器F-D曲线的讨论　/ 1243.6.4　角散射式颗粒计数器的测量区及其定义　/ 1283.6.5　角散射式颗粒计数器的计数效率　/ 1323.6.6　角散射式颗粒计数器的主要技术性能指标　/ 1323.7　彩虹测量技术　/ 1353.7.1　彩虹技术的原理　/ 1363.7.2　彩虹法液滴测量　/ 1373.8　干涉粒子成像技术　/ 1413.8.1　干涉粒子成像技术介绍　/ 1413.8.2　干涉粒子成像法颗粒测量　/ 1423.9　数字全息技术及其应用　/ 1443.9.1　数字全息技术介绍　/ 1443.9.2　数字全息技术的应用　/ 146参考文献　/ 151第4章　透射光能颗粒测量技术　/ 1584.1　消光法　/ 1584.1.1　概述　/ 1584.1.2　消光法测量原理　/ 1584.1.3　消光系数　/ 1604.1.4　消光法数据处理方法　/ 1634.1.5　消光法颗粒浓度测量　/ 1704.1.6　消光法粒径测量范围及影响测量精度的因素　/ 1704.1.7　消光法颗粒测量装置和仪器　/ 1724.2　光脉动法颗粒测量技术　/ 1744.2.1　光脉动法的基本原理　/ 1754.2.2　光脉动法测量颗粒粒径分布　/ 1784.2.3　光脉动法测量的影响因素　/ 1834.3　消光起伏频谱法　/ 1854.3.1　数学模型　/ 1854.3.2　测量方法和测量原理　/ 1884.3.3　消光起伏频谱法的发展现状　/ 197参考文献　/ 198第5章　动态光散射法纳米颗粒测量技术　/ 2025.1　概述　/ 2025.2　纳米颗粒动态光散射测量基本原理　/ 2045.2.1　动态光散射基本原理　/ 2045.2.2　动态光散射纳米颗粒粒度测量技术的基本概念和关系式　/ 2075.2.3　动态光散射纳米颗粒测量典型装置　/ 2115.2.4　数据处理方法　/ 2135.3　图像动态光散射测量　/ 2205.3.1　图像动态光散射测量方法（IDLS）　/ 2205.3.2　超快图像动态光散射测量方法（UIDLS）　/ 2225.3.3　偏振图像动态光散射法测量非球形纳米颗粒　/ 2245.4　纳米颗粒跟踪测量法（PTA）　/ 2295.5　高浓度纳米颗粒测量　/ 231参考文献　/ 234第6章　超声法颗粒测量技术　/ 2376.1　声和超声　/ 2376.1.1　声和超声的产生　/ 2376.1.2　超声波特征量　/ 2386.2　超声法颗粒测量基本概念　/ 2426.2.1　声衰减、声速及声阻抗测量　/ 2446.2.2　能量损失机理　/ 2486.3　超声法颗粒测量理论　/ 2506.3.1　ECAH 理论模型　/ 2516.3.2　ECAH理论模型的拓展和简化　/ 2626.3.3　耦合相模型　/ 2776.3.4　蒙特卡罗方法　/ 2836.4　超声法颗粒测量过程和应用　/ 2886.4.1　颗粒粒径及分布测量过程　/ 2886.4.2　在线测量　/ 2986.4.3　基于电声学理论的Zeta电势测量　/ 2996.5　超声法颗粒检测技术注意事项　/ 3006.6　总结　/ 301参考文献　/ 301第7章　图像法颗粒粒度测量技术　/ 3047.1　图像法概述　/ 3047.2　成像系统　/ 3057.2.1　光学镜头　/ 3057.2.2　图像传感器　/ 3087.2.3　照明光源　/ 3107.3　显微镜　/ 3117.4　动态颗粒图像测量　/ 3177.5　颗粒图像处理与分析　/ 3187.5.1　图像类型及转换　/ 3187.5.2　常用的几种图像处理方法　/ 3207.5.3　颗粒图像分析处理流程　/ 3237.5.4　颗粒粒径分析结果表示　/ 3237.6　图像法与光散射结合的颗粒测量技术　/ 3277.6.1　侧向散射成像法颗粒测量　/ 3277.6.2　后向散射成像法颗粒测量　/ 3307.6.3　多波段消光成像法颗粒测量　/ 3317.7　彩色颗粒图像的识别　/ 3347.7.1　彩色图像的色彩空间及变换　/ 3347.7.2　彩色颗粒图像的分割　/ 3367.8　总结　/ 338参考文献　/ 339第8章　反演算法　/ 3418.1　反演问题的积分方程离散化　/ 3418.2　约束算法　/ 3438.2.1　颗粒粒径求解的一般讨论　/ 3438.2.2　约束算法在光散射颗粒测量中的应用　/ 3458.2.3　约束算法在超声颗粒测量中的应用　/ 3548.3　非约束算法　/ 3628.3.1　非约束算法的一般讨论　/ 3628.3.2　Chahine算法及其改进　/ 3658.3.3　投影算法　/ 3678.3.4　松弛算法　/ 3688.3.5　Chahine算法和松弛算法计算实例　/ 371参考文献　/ 372第9章　电感应法（库尔特法）和沉降法颗粒测量技术　/ 3759.1　电感应法（库尔特法）　/ 3759.1.1　电感应法的基本原理　/ 3769.1.2　仪器的配置与使用　/ 3779.1.3　测量误差　/ 3809.1.4　小结　/ 3839.2　沉降法　/ 3849.2.1　颗粒在液体中沉降的Stokes公式　/ 3849.2.2　颗粒达到最终沉降速度所需的时间　/ 3869.2.3　临界直径及测量上限　/ 3879.2.4　布朗运动及测量下限　/ 3889.2.5　Stokes公式的其它影响因素　/ 3899.2.6　测量方法及仪器类型　/ 3919.2.7　沉降天平　/ 3949.2.8　光透沉降法　/ 396参考文献　/ 399第10章　工业应用及在线测量　/ 40110.1　喷雾液滴在线测量　/ 40110.1.1　激光前向散射法测量　/ 40210.1.2　消光起伏频谱法测量　/ 40410.1.3　图像法测量　/ 40510.1.4　彩虹法测量　/ 40610.1.5　其它散射法测量　/ 40810.2　乳浊液中液体颗粒大小的测量　/ 41010.3　汽轮机湿蒸汽在线测量　/ 41110.4　烟气轮机入口颗粒在线测量　/ 41410.5　烟雾在线测量探针　/ 41510.6　动态图像法测量快速流动颗粒　/ 41710.7　粉体颗粒粒度、浓度和速度在线测量　/ 41910.7.1　电厂气力输送煤粉粒径、浓度和速度在线测量　/ 41910.7.2　水泥在线测量　/ 42110.8　超细颗粒折射率测量　/ 42310.9　超声测量高浓度水煤浆　/ 42410.10　结晶过程颗粒超声在线测量　/ 42510.11　含气泡气液两相流超声测量　/ 42610.12　排放和环境颗粒测量　/ 42810.12.1　PM2.5测量　/ 42810.12.2　图像后向散射法无组织排放烟尘浓度遥测　/ 43010.12.3　图像侧向散射法餐饮油烟排放监测　/ 43210.13　图像动态光散射测量纳米颗粒　/ 43510.13.1　纳米颗粒合成制备过程原位在线测量　/ 43510.13.2　非球形纳米颗粒形貌拟球形度Ω测量　/ 43810.13.3　纳米气泡测量　/ 439参考文献　/ 440附录　/ 443附录1　国内外主要颗粒仪器生产厂商　/ 443附录2　颗粒表征国家标准和国际标准　/ 445附录3　国内外标准颗粒主要生产厂商　/ 453附录4　液体的黏度和折射率　/ 455附录5　固体化合物的折射率　/ 458附录6　分散剂类别　/ 473

阅读生命：从单项尖端技术走向系统集成科学时报：从仪器研制与改造看生命科学行进轨迹　　基因技术的突破使生命科学发展进入了知识爆炸时代，许多新概念和新技术让人眼花缭乱。几年前人们听到的是“基因组”、“蛋白质组”、“生物工程”等名词，现在科学家在谈论“生命模块”、“人工电路基因”、“纳米粒子智能导弹”……生命科学究竟沿着怎样的路线在前进?带着这个问题，记者最近走进了中科院生物物理所几个实验室。　　“联通”产效率　　2009年最后一个月的最后几天里，一个类似齿轮的灰色金属圆形物，摆放在中科院生物物理所研究员杨福全办公室的茶几上。这是他自己设计、委托企业加工完成的一件最新“作品”，工厂送来刚拆封，等着他验收。　　“这是我新研制的逆流色谱仪的核心部分—— 一种新型逆流色谱柱。我准备把它用于膜蛋白质的富集和亚细胞器的分离，进而用于膜蛋白质组学研究。”巧遇《科学时报》请他谈生物技术目前的发展态势，他顺便告诉记者。　　“国际上目前有这样的仪器吗?”记者问。　　“还没有，不过这个现在还需要保密。我还是给你看看另外一样东西。”　　说话间，杨福全从柜子里拿出一个已经组装好的“作品”。“这是毛细管液相色谱—电喷雾质谱接口平台，是我们在中科院仪器研制和改造项目支持下，通过学习、消化和吸收，在国内设计加工的，使仪器能够适合于各种复杂程度的蛋白质样品分析。这个准备安装在新进的一套二维液相色谱—高分辨质谱系统上。”　　据杨福全介绍，蛋白质组学是目前生命科学研究的热点之一。蛋白质组学技术发展很快，蛋白质组学研究竞争也异常激烈。有了基本硬件设备而又能让设备高效地工作，才能做出高水平工作。其中，现代色谱分离技术和生物质谱技术构成了蛋白质组学技术的主体。色谱—质谱系统连接的好坏直接影响整个系统的灵敏度和效率。这个接口平台就是针对商用仪器的不足而设计加工的，它与自制的毛细管液相色谱柱联合使用，不仅降低了整体设备的运行成本，更重要的是大大提高仪器系统的通量、灵敏度和效率。　　2004年从美国国家卫生研究院(NIH)国立心、肺和血液研究所回国的杨福全博士，目前担任中科院生物物理研究所质谱首席技术专家，主要从事蛋白质组学新技术新方法的研究与应用。对现有仪器进行改造、研制生命科学研究领域中的新仪器设备是他目前重要的任务之一。　　杨福全介绍，生物质谱技术和双向电泳、高效液相色谱(HPLC)、毛细管电泳等现代分离技术的结合，实现了多肽、蛋白质和核酸等生物大分子的高通量分析和鉴定 这些技术通过与荧光标记技术、稳定同位素标记等技术的结合，又实现了生物大分子高通量的定量分析，从而推动了蛋白质组学技术的发展，促进蛋白质组学技术在生命科学中的应用。　　“实验室的仪器装备改造后，技术水平是否取得较大的提高?”记者追问。　　杨福全并未直接回答记者的问题，而是打开不久前新当选的中科院院士、北京大学教授尚永丰给他写的一封电子邮件，上面写道：“过去两年我实验室的学生和工作人员在你实验室做了很多的质谱分析。这些分析对我们的研究起到了很大的作用，2009年我们发表的文章，包括在Cell、PNAS和The Embo Journal杂志上的文章，都用了你实验室的质谱分析结果。所以，在此我想向你和你实验室的相关人员表示真挚的感谢。我几次在不同的场合说过：国内好多单位都有质谱仪，但真正能用到科研上的不多。很高兴北京有你这一家，为我和其他实验室的研究工作提供了很好的技术支持。我们实验室主要从事基因表达调控的表观遗传机制研究，今后肯定还需要你的支持和帮助。希望我们找个时间聊聊，探讨一下合作研究的可能性。”　　杨福全介绍，蛋白质组学技术目前的发展趋势主要包括3个方面：高分辨、高质量精度和快速的质谱仪器的开发 高效、高选择性的样品富集技术的开发 由生物质谱技术、现代分离技术和稳定同位素标记技术等技术集成的高通量的定量蛋白质组学技术开发。因为随着蛋白质组学技术在生命科学和蛋白质科学研究中的不断深入应用，全面系统分析细胞、组织或生物体中蛋白质量的动态变化规律或绝对量的分析，已成为蛋白质组学研究的必然趋势。　　“衔接”出速度　　中科院生物物理所研究员刘志杰从另一个角度解说了生命科学发展对新设备的需求。这位曾参与美国东南结构基因组研究中心工作的研究员2006年回国，一直致力于改进中国生命科学的研究设备。　　他说，10年前，研究人员解析一个蛋白质三维结构大约需要1～2年时间，随着新技术、新方法的发展，截至2009年12月底，全世界已解析了7万多个蛋白质分子的三维结构。这些高效率的自动化方法，主要包括高通量克隆、高速度表达纯化、蛋白质自动化结晶、自动化衍射数据收集和结构解析等。如果研究人员继续采用原有的老方式，美国于2000年启动的“结构基因组计划”根本不可能按时完成，甚至做不出其中的1/10。　　目前，刘志杰在中科院生物物理研究所的蛋白质科学研究平台构建了一套高通量的从基因克隆到蛋白质结构解析的流水线。这一流水线由几个模块组成，每个模块都力争实现自动化。如第一个模块即是自动化克隆和小规模可溶性表达筛选，使用该模块可自动筛选出可溶性表达的蛋白质。　　“如果使用传统方法，只能一个个地进行手工试验，不但费时费力还容易出错。现在可以一次筛选96个目标基因，很快了解哪些蛋白质在哪种条件下是可溶的。也就是说，过去需要几个月或几年完成的工作，如今一个人几天就能完成。”他说。　　他介绍，现代分子生物学等相关学科的发展为蛋白质晶体学提供了许多先进的技术和方法，极大地提高了蛋白质晶体学的研究效率。由于蛋白质晶体学的研究对象在很大程度上是一个自然的选择过程，构象稳定和容易结晶的蛋白质成为研究人员进行结构分析的首选目标。这就意味着遗留下的蛋白质分子的结构解析难度将越来越大。同时，随着人类对生命现象认识的深入，对健康、环境和能源方面的关注，蛋白质晶体学的研究对象越来越多地定位于与人类疾病以及工农业密切相关的重要目标蛋白上。其中，很多目标蛋白来自真核生物的蛋白质复合体和膜蛋白，而真核生物的可溶蛋白质和膜蛋白的获得，是目前各国晶体学家面临的共同难题。　　此外，生物大分子的结晶也是晶体学家们亟待解决的问题。虽然人们投入了大量精力研究蛋白质结晶的理论和实验方法，但由于蛋白质结晶过程的多参数、随机性过大，未知因素过多，目前蛋白质结晶在理论上没有取得任何突破性进展。人们所期待的根据蛋白质一级序列预测其结晶条件的情景还只是梦想。研究人员不得不继续采取“盲人摸象”的大规模筛选方法寻找蛋白质分子的结晶条件。因此，高纯度、高均一性和高稳定性的蛋白质样品的获得，以及蛋白质分子的结晶，成为目前限制蛋白质晶体学发展的主要瓶颈。　　为筛选最佳的结晶条件，研制出自动化、高速度、高精确度制备出纳米级蛋白质和结晶溶液混合液滴的机器人，成为迫切需要解决的技术问题。因为结晶机器人用很少量的蛋白质样品就能筛选大量的结晶条件。目前，发达国家已开发出多款结晶机器人，能够一次筛选几百到上千个蛋白质的结晶条件 另一种结晶观测机器人甚至能根据时间拍摄结晶过程的照片，并自动放在网上，研究人员不论在家还是在其他地方都可以了解到实验的情况。如果没有这样的自动化设备，学生们就不得不呆在冷室里一个一个地观测了。　　刘志杰告诉记者，他新构建的从基因到结构的流水线，各种零件都是现有的，但如何将它们整合在一起工作，大部分是他按照实验的需求自己设计而成的，其中一部分是他与美国的合作者共同探讨研究而成的。如果与美国同行的设备比，生物物理所这套设备的自动化程度更高。如，小规模细胞培养，美国合作者依然使用手工，而他的这套设备已实现了自动化。　　全新的自动化装备给刘志杰研究小组带来了预期的喜悦。他的课题组使用这条流水线所开展的癌症研究取得突破性进展。其论文《通过N10取代的叶酸类似物抑制人源5，10-次甲基四氢叶酸合成酶的结构基础》于2009年9月被《癌症研究》以封面文章的形式给予报道，受到同行高度关注。　　在此流水线基础上，刘志杰打算在2010年实施新的改进，对膜蛋白处理进行自动化改造。即在保持设备原有功能基础上，找出使膜蛋白可溶的条件。这种设备的改进，只要进入研究阶段，成果在国际上必定领先。因为，目前世界上尚未有这类设备。　　据悉，中科院将建基于同步辐射线站的高通量衍射数据收集和解析模块。中科院生物物理所引进的“千人计划”研究员张荣光，将在上海光源上建造新设施。刘志杰说：“我们将是他最大的用户。”　　各领域不期而遇　　中科院生物物理所杨福全和刘志杰课题组开展的设备研制，使人们不难看出，生命科学研究技术目前正从发展单项尖端技术转向系统集成研究，而且这种趋势不仅体现在结构生物学领域，在脑认知研究中也有相似表现。　　在生物物理所脑认知国家重点实验室，薛蓉研究员先让记者参观了实验室最新制造的“头盔”。这个特殊的“头盔”内插满了线路，接受实验的人戴在头上，推进脑成像装置便可给大脑拍照，并探测到脑部神经系统的一些活动情况。　　薛蓉曾在美国纽约大学医学院放射系生物医学成像中心任工程师职位。她介绍，这个“头盔”是她正在研制的一种新的并行成像设备与技术，以改进人体超高场磁共振成像系统的性能，提高成像速度和质量。　　薛蓉解释说：“核磁共振中，质子共振频率接近300MHz，在人体内其波长仅约11厘米，RF射频场将与人体产生‘介电共振效应’，导致净磁化矢量在发射和接收上产生严重的不均匀性。除此之外，共振频率的提高还会引起人体组织对电磁能量的吸收率(SAR)的增加，带来类似微波炉加热式的安全隐患。解决这些高频信号问题的最有效方法，就是研制多通道的发射/接收射频线圈，结合并行成像技术，以期获得超高场成像系统中高分辨率的灰度均匀的人脑结构和功能图像。”　　薛蓉介绍，随着交叉学科的不断发展，磁共振技术在诸多领域中都得到了重要应用，无论是生物学、临床医学、分子影像学，还是脑与认知科学等国家重要学科领域的研究，对磁共振技术的发展都有着越来越高的要求。国际上在这方面的投入相当可观，目前，国际上7特拉斯(T)人体磁共振成像系统已装机30余台。国外磁共振领域著名的生产厂家Siemens、GE和Philips等公司，以及美国哈佛医学院、纽约大学医学院，德国Freiburg大学等已装备了7T磁共振超高场成像系统。在亚洲区域，韩国也早于我国购买了相关设备。为了不滞后于国际前沿的科学研究，生物物理所脑成像中心2009年底引进了国内第一台7T超高场磁共振系统。这是基于这一团队已具备了自主开展磁共振成像系统软硬件研发能力而着手的工作。该系统目前正在紧张装机。　　国际上的主要研究机构正积极在7T及以上超高场系统上研制与此项目类似的高场发射与接收系统及相关线圈。由于研发进度以及技术保密等原因，各家都不披露完整的技术资料。竞争点大多在于这个“头盔”上。同时，这个“头盔”如何与脑成像进行连接，也是核心技术之一。　　薛蓉说：“实验室脑成像中心2010年的一个重点研究目标，即是在西门子7T超高场全身磁共振扫描仪上研制多通道发射与接收头线圈，及其与7T成像系统的射频接口，实现多通道的并行发射与数据的并行采集，克服超高场成像系统中射频场发射的不均匀性，有效提高功能磁共振成像的速度和质量，特别是大脑特定区域，如前颞叶和海马区磁共振图像的信噪比和对比度，减小磁敏感性伪影，帮助检测认知科学实验中功能磁共振信号的变化。”　　对新进口的设备进行创造性“联通”、“衔接”和“整合”，是生物物理所几个实验室都在进行的工作，一旦成功便能获得很好的研究结果。特别值得注意的是，这类工作也是国际上许多实验室都在进行的研究。虽然中国生命科学曾一度落后于发达国家，但在这里，人们可看到中国有可能迎头赶上甚至超越的希望。

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

由于自然界中生命的演变，生物往往表现出对复杂环境的高度适应性，例如超快运动、伪装和群体合作。生物运动的研究对仿生机器人以及医疗设备构建等工程领域具有重要启示作用。基于此，人们致力于开发新的仿真工具、物理模型和实验平台来模拟和研究这些自然运动模式。然而，许多不同尺度的生物表现出非常复杂的运动步态，例如多种基本运动的耦合。这些步态难以用现有的软体机器人平台模拟，而且这些平台通常缺乏解耦复杂生物行为的策略，使得理解生物运动的机制具有挑战性。 近日，香港中文大学张立教授课题组联合北京计算科学研究中心丁阳教授课题组以及美国卡耐基梅隆大学Carmel Majidi教授课题组提出一种磁性软体机器人平台用于重建和解耦复杂生物运动。该磁性软体机器人可以通过模板法或者3D打印工艺制造。该工作中使用了面投影微立体光刻技术(nanoArch S130, 摩方精密)打印一种节肢型的水凝胶磁性机器人，机器人身体由磁性段（由掺杂磁性颗粒的聚丙烯酰胺水凝胶制成）和非磁性段（由聚丙烯酰胺水凝胶制成）组成。机器人的尺寸为长度5 mm、长宽比11:1。采用时变磁场来诱导软体机器人的敏捷运动。通过该软体机器人平台以及可编程的磁场输入，该研究团队可以重建出摇蚊的幼虫所启发的运动步态并对这类型的生物运动步态进行系统的解耦研究。相关研究成果以“Decoupling and reprogramming the wiggling motion of midge larvae using a soft robotic platform” 为题发表于国际著名期刊《Advanced Materials》。 通过构建的磁性软体机器人系统，该研究团队揭示了机器人身体卷曲和旋转的相互耦合在其推进中起着关键作用，以这种仿生推进方式游动可以诱导与自然生物一致的流场结构，并在中等雷诺数状态下实现优异的运动性能。此外，磁性软体机器人能够在流动的环境中逆流而行，通过切换其运动模式来适应三维环境，以及实现其他功能，包括越障能力和在狭窄空间中的运动能力。与通过磁场梯度直接将机器人驱动到指定位置的磁力控制策略相比，软体机器人可以灵巧地控制其变形和运动模式。 总结而言，这项工作提供了一个磁性软体机器人平台，使其能够对无脊椎动物的复杂运动进行解耦和重新编程，并掌握它们的基本机制。这也为设计具有复杂耦合步态的游动软机器人提供了新的思路。图1. 软体机器人的磁场控制和运动分析。（A）机器人的模板辅助磁化方式；（B）沿着机器人中心线的磁通密度分布；（C）软体机器人在不同静态磁场下的变形和转向；（D）用于控制软体机器人的动态磁场；（E）软体机器人在一个周期内的运动序列。 图2. 软体机器人的流场动力学模拟和流场可视化分析。（A）在一个周期内软体机器人的瞬时速度；（B）软体机器人质心轨迹的实验和模拟结果；（C）在一个运动周期内施加到机器人身体上的净流体力；（D）流场结构的可视化。图3. 软体机器人平台用于解耦复杂生物运动。（A）机器人身体卷曲和旋转之间的相位差对运动性能的影响；（B）机器人身体的转动角度对运动性能的影响；（C）磁场强度对机器人运动性能的影响；（D）磁场频率f2/f1 对机器人运动性能和前进速度的影响；（E）磁场频率feq对机器人运动性能的影响。（F）机器人运动方向和磁场方向角的关系。图4. 软体机器人的多模态运动。（A）机器人沿着五角星轨迹的可控运动；（B）机器人在动态环境中的运动；（C）机器人的三维游动和避障行为；（D）机器人在狭窄空间内运动；（E）机器人通过多种模式运动探索三维空间。原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202109126

如何使用范德姆特方程来优化色谱无论选择哪种色谱方法，无论是 FLASH，制备 HPLC 还是制备 SFC，目的都是实现高分辨率的高效分离。有许多因素需要考虑，比如从色谱柱的选择到样品的性质，所用的固定相和流动相以及流速。在过去，由于试验和错误才促进了更有效技术的发展。然而，一位物理学家和工程师想要一个确定的解决方案来确保最高效率和分辨率。这位物理学家就是 Jan Josef van Deemter，他考虑了分离的物理、动力学和热力学性质，并建立了一个方程来预测最佳分离条件。在这里，我想阐明他的工作，并将他的方程式应用于各种方法，通过他的方法，你也可以优化你的色谱，就像学习拼音一样简单！Deemter 方程是一个双曲函数，通过它可以尝试优化每个过程。今天，我想深入探讨这个方程，并解释它与 HPLC 和 SFC 等不同方法的关系。为了最高效说明，Deemter 方程将分离柱每单位长度的方差与线性流动相速度联系起来。该方程分析了溶质在流动相中的扩散系数、流动相与固定相之间的传质动力学以及固定相的厚度。方程如下：HETP = A + ( B / u ) + C*u其中，HETP 代表理论塔板的高度；U 代表流动相的线速度；A, B, C 是 Van Deemter 系数，分别对应：A -溶质可以采取的多种路径（涡流扩散）；B -溶质的纵向扩散；C -溶质在移动和静止之间的传质。虽然这个方程看起来很复杂，但每个变量本身都是相对简单的，一旦数据被绘制在曲线上（Deemter 曲线），就可以很容易地读取数据并知道最佳分离条件。接下来我们来分析：为了理解等式的第一部分（HETP），我们需要了解什么是柱色谱中的理论塔板（TP）。色谱过程的效率和分辨率与理论极板的平方根成正比。也就是说，塔板数变成四倍，分辨率就会变成两倍。因此，理论塔板表示每个吸收-解吸步骤所需的距离；那么H是代表什么呢？塔板数（N）除以柱长（L）取决于板高（H）。N = L / H以楼梯为例，如果你必须爬到 20 英尺的高度，并且只有 2 级楼梯，那么每级楼梯必须有 10 英尺高。一个较小的板高度意味着在柱中有大量的板（楼梯）和更高的效率。由公式可知，柱长直接影响塔板数。因此，可以通过选择较长的柱子来实现更高的效率。所以，HETP 看的是高度等效性，也就是塔板的厚度。许多因素影响着理论塔板数，比如：效率和分辨率与理论塔板数的平方根成正比。也就是说，塔板数变成四倍，分辨率就会变成两倍。方程的下一个参数是 u，它是流动相的线速度，也就是流速。这是流动相(液体、气体、超临界流体)通过色谱柱的速度，单位为厘米/分钟(cm/min)或毫米/秒(mm/s)。最佳线速度保证了最高的分辨率。缓慢的流速会导致重叠的峰，而太快的速度会导致峰洗脱过快，并降低分辨率。线速度的计算公式如下：V = F / AF 为流速(通常以mL/min或mL/s表示)，A 为柱的横截面积(通常以 cm2 或 mm2 表示)。圆截面面积的计算公式如下：A = π * ( d / 2 ) ^ 2其中 d 为柱的内径（计算时记得适当转换单位）最佳流速确保最高分辨率。流速缓慢会导致峰重叠，而太快的流速会导致峰洗脱过快，并降低分辨率。最后，van Deemter 系数 A、B 和 C 与色谱中导致能带展宽的因素有关。理想的色谱图具有清晰的峰，清楚地表明样品中存在的特定化合物及其各自的浓度。宽峰是低分辨率和低效分离的标志。第一个 Deemter 系数(A)被称为涡流扩散，也被称为多径扩散。涡流扩散与分子在填充柱中穿行时路径长度的变化有关。在理想情况下，每个分子都沿着相同的路径运动；然而，固定相创造了一个分子可以走的迷宫。这导致不同的分子在不同的时间到达色谱柱的末端，使分析物从色谱柱洗脱的峰变宽，降低了分辨率。通过使用较小的颗粒作为流动相，减少了分子可以采取的路径范围，从而最小化了涡流扩散的影响。理想的色谱图具有清晰的峰，清楚地表明样品中存在的特定化合物及其各自的浓度。宽峰是低分辨率和低效分离的标志。纵向扩散（B）是指分子从高浓度区域向低浓度区域扩散的趋势。理解这一点是至关重要的，因为它也会影响带加宽，特别是在低速度下，流动性流速更慢的时候。最后一个系数是传质（C），它与溶质在流动相和固定相之间达到平衡所需的时间有关。注入色谱柱的样品需要有限的时间才能在相之间划分并达到平衡。如果流动相移动得太快，一些分子可能在被有效分离之前被扫过，导致能带变宽。因此，B对能带展宽的影响在较低的速度下更为普遍，而C的影响在较高的速度下更显著。为了优化色谱分离，必须通过找到适当的速度（u）来最小化HETP（H），该速度（u）在给定系统的特定值A，B和C的情况下最小化H值，从而获得最佳速度。尽管每个因素本身都相对简单，但仍有几个可能引起混淆的因素需要考虑。对我们来说幸运的是，Van Deemter方程被用来绘制一条曲线，提供了函数图形。线速度（u）绘制在x轴上，高度（H）绘制在y轴上。所得的曲线通常呈u形，曲线上的最低点代表最佳速度，这将提供最有效的分离和最高的分辨率。▲黑色曲线：HETP （理论塔板的高度）蓝色曲线：C*u （溶质在移动和静止之间的传质 * 流动相的线速度）绿色曲线：A （溶质可以采取的多种路径，涡流扩散）红色曲线：B / u （溶质的纵向扩散系数 / 流动相的线速度）提供最低 HETP 的流量具有最高的效率。太慢或太快都会导致效率降低。曲线的形状取决于系统的性质，例如特定的流动相和固定相以及分析物的性质。对于固定相，颗粒大小有相当大的影响，因为较小的颗粒将导致更高的分辨率；然而，最佳速度所需的压力以颗粒直径平方的反比增加。因此，在保持柱长不变的情况下，切换到两倍的小颗粒意味着所需的压力变成了四倍。超临界二氧化碳具有低粘度和高扩散系数，使分析具有比 HPLC 或 FLASH 色谱更高的线速度。色谱法通常涉及柱长、粒度、流速、运行时间和压力之间的权衡。当涉及到流动相时，一些权衡可以减轻，因为特定的方法可以在没有缺点的情况下增加流量。超临界流体色谱（SFC）使用具有低粘度和高扩散系数的超临界二氧化碳，使分析具有比 HPLC 或 FLASH 色谱更高的线速度。超临界流体还能更有效地穿透填料孔隙，即使在线速度较高的情况下，也能降低传质扩散值，从而缩短运行时间而不会损失分辨率。我们所选择的方法可以显著影响色谱分离的速度和分辨率。我希望这篇关于影响分离效率的因素的解释对你有所帮助，并且使你能够加快工作流程并提高方法的精度。

过去二十年中，随着工程纳米材料产量和使用量迅速增加， 它们向环境中释放带来了潜在危害。因此，研究他们对环境影响至关重要。对环境中工程纳米材料进行合适的生态危害评价和管理，需要对工程纳米材料准确定量暴露和影响，由于环境介质中纳米粒子浓度非常低，大多数分析技术并非适合。一直以来，颗粒尺寸采用光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）测量颗粒尺寸，这些常规技术对测定复杂水体中存在低浓度的胶体形态非常有限。单颗粒ICP-MS可快速有效并提供更多信息的技术。它能够测定颗粒尺寸分布、颗粒数量浓度、溶解金属比例等，检测ppb级（ng／L）浓度纳米颗粒。而且，它能够区分不同元素粒子。Ag，是一种是最常见被用于消费品并释放至环境中的低浓度纳米材料。本工作目的是调查SP-ICP-MS测定和定性环境水体中金属纳米粒子。图1. 地表水中银纳米粒子可能的归宿：(A) 溶解过程导致自由离子释放和更小颗粒；(B) 团聚成更大颗粒，根据团聚尺寸而沉淀离开水体；(C,D) 释放Ag+和纳米银吸附于水中其它固相；(E)形成可溶性复杂产物；(F)同水中其它成分反应导致共沉淀；(G)继续稳定的纳米银。样品地表水采自于加拿大蒙特利尔Rivière des Prairies河，0.2μm滤纸过滤后添加银纳米粒子。水样中纳米银悬浮物加入浓度2.5至33.1μg/L，并缓慢摇匀。在SP-ICP-MS分析前，样品稀释低于0.2μg/L Ag。悬浮银纳米粒子购于Ted Pella公司：柠檬酸包裹（40和80nm直径）和裸露（80nm直径）纳米银悬浮物（产品编号. 84050-40， 84050-80和15710-20SC）。实验实验数据采集使用珀金埃尔默NexION系列ICP-MS和纳米应用Syngistix模块软件，并使用下表的参数。实验结果上图为Syngistix数据采集交互界面，显示了地表水中银纳米离子（裸露纳米银,标称直径60nm，金属总浓度200.8ng/L）信号强度与采集时间关系图。每个纳米颗粒会形成一个脉冲信号，软件将信号的积分强度自动转换成颗粒的粒径信息。整体样品中不同粒径的颗粒信息就会如上图中显示出来，横坐标代表粒径，纵坐标代表相应半径颗粒的含量。以上三图分别为纯水和地表水中，柠檬酸包裹的80nm银颗粒，裸露的80nm银颗粒，和柠檬酸包裹的40nm银颗粒的平均粒径和颗粒状态比例，随时间的变化。所有情况下，纳米粒子的平均颗粒尺寸保持相对稳定。是否包裹，对纳米粒子溶解情况几乎无严重影响，5天均下降了20%左右。相同时间，柠檬酸包裹纳米银中可溶性银比率更高一些。裸露的80nm纳米银，地表水中平均颗粒直径和颗粒百分比高于去离子水。柠檬酸包裹纳米银，二者无明显差别。这可能是由于单独纳米粒子比柠檬酸包裹纳米粒子更易团聚。但总体来说，并未观察到严重地团聚现象。结论采用Syngisitx纳米应用模块研究地表水中银纳米颗粒的行为，无需使用任何手工数据处理过程。该技术允许有效选择性测定颗粒尺寸，团聚和一定时间内溶解低浓度范围。SP-ICP-MS可提供环境水体中低浓度的金属纳米颗粒归宿信息的唯一合适的技术。尽管这项研究只代表在特定情况下河水中纳米银颗粒测定技术的有效性，毫无疑问，也可应用于各种复杂基体中其它类型金属和金属氧化物纳米粒子。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "哲学家说，除了变，一切都不能持久。生命和社会岂不就是在新变中不断延续、更替和发展的？具体到颗粒及表界面检测圈也不例外，纵观整个2018年，诸多厂家推出了相关的新品仪器，本文将对粒度仪和比表面及孔径分析仪两种代表性较高、应用较广泛的仪器进行盘点，并对走访、调研中得到的现象进行不完全归纳，与有兴趣的读者朋友们一同参考交流。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong粒度仪新品现象1:粒度粒形分析一体机热度高/strong/pp style="text-align:center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/77c0b2da-2acf-4fbc-b233-ac505ae48aab.jpg" title="120a9350ee52d8042828b5bbf783162c_看图王.jpg" alt="120a9350ee52d8042828b5bbf783162c_看图王.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "粒度仪种类繁多，激光粒度仪是其中应用最广泛的一种，使用激光粒度仪进行粒度分析可以追溯到遥远的1968年。半个世纪以来，仪器的发展经过了散射理论的变迁、探测器的排布、光路系统的更迭、分散方法的变换等等，激光衍射技术（散射技术）测量粒度和粒度分布的技术和应用不断成熟。而对粒形的观测则主要有动态法和静态法两种方法，粒形信息，如球形度、长宽比、凹凸度等，对生产工艺、粉末流动性、溶出度等因素有着重要的影响。近年来，越来越多的用户渴望在同一台仪器上能够一并得到粒度和粒形信息，特别是大学、科研院所的基础研究，以及制药、3D打印、电池、水泥等行业应用领域，对粒度粒形一体机的需求不断上升。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "在2018年，多家厂商推出了粒度粒形一体的新品仪器。麦奇克的激光粒度粒形分析仪Sync则将激光衍射法粒径测量和动态图像法粒形检测结合在了一起。仪器最大的特色是可在同一仪器，同一样品，一次进样，同一样品池，一次测量，同时得到粒径粒形结果。仪器能够提供每个单独颗粒的多于30种的大小和形态参数，从而为以数量和体积分布的结果提供较多的数据源。另外，在检测中，sync的激光衍射法粒度测量和动态图像法粒形测量可以智能化自动切换，总测量时间在10-30秒之间。以陶瓷工业中非常重要的填料硅灰石为例，使用sync动态图像法即可对硅灰石的白色针状形貌参数进行分析，来确定究竟应该以何种特定比例添加硅灰石，以获得最佳增强效果。除sync外，据不完全统计，2018年推出的动态法粒度粒形一体机新品还有珠海欧美克的DS-1000动态图像仪。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "著名粒度仪厂商马尔文帕纳科则从静态图像分析的角度切入，推出了Morphologi 4系列静态粒度粒形及化学组分分析仪。不同于动态图像法，M4采用了自动静态显微成像的观测方法，颗粒样品被均匀分散至水平的观测平台上，在同一焦平面的移动中，用高达1800万像素的CIMOS相机对颗粒粒度和形貌进行观测。静态法测量粒形参数的时间要长于动态法，但是准确度更高，此外，该仪器还支持对测量样品中某单个颗粒进行多次重复观察。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong粒度仪新品现象2：多款纳米粒度仪新品涌现/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8675b9fd-bf13-46c8-b8e5-3abc78597406.jpg" title="bbb_看图王.jpg" alt="bbb_看图王.jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "纳米粒度仪一般采用动态光散射（DLS）的原理，悬浮液中的纳米颗粒、乳液液滴和分子，在液体分子布朗运动的碰撞下，也在进行类似分子布朗运动的运动，激光照射动态的颗粒或分子，动的颗粒会引起散射光强度波动，这种波动频率通过颗粒运动的速度，与粒径产生联系，从而得出粒径值，粒径越小，分子在布朗运动下移动的速度就越快。纳米粒度仪具有准确、快速、可重复性好等优点，在诸如能源、材料、医药、化工、冶金、电子、机械、轻工、建筑及环保等众多领域有重要的应用，纳米材料的粒度分析都是十分必要的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据不完全统计，2018年，多家知名粒度仪厂商都有新品纳米粒度仪推出，这里面包括：HORIBAnano partica SZ-100V2动态光散射纳米颗粒分析仪、马尔文帕纳科Zetasizer® Pro和Zetasizer® Ultra纳米粒度电位仪、珠海欧美克NS-90纳米粒度分析仪、盈诺 TSM 纳米粒度仪等。这其中，SZ-100V2的样机在analytica China 2018上正式亮相。该仪器最大的特点是可同时实现对纳米粒子粒径、Zeta电位和分子量三类参数的测量。该仪器采用动态光散射原理（DLS）测量粒径大小及分布，测量范围在前代产品的基础上有所延展，为0.3nm-10um；采用激光多普勒电泳法测量Zeta电位，测量范围在-500—+500mv之间；分子量的测量则通过静态散射强度得出，其中分子量的测定支持Mark Houwink方程和德拜记点法两种方法，测量范围在1000-2000万之间。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Zetasizer® Ultra纳米粒度电位仪的最大亮点则是采用了马尔文帕纳科独家的ZS Xplorer软件。该软件具有多种操作模块，集智能化和进阶化于一体，更适合不同的新老用户按需使用。软件还能为用户测量结果提供即时反馈，以及对于低质量数据的改进提供可操作的建议。新的分析功能得到的曲线，能够从结果中更好地滤除尘埃和团聚体，有助于得到更真实的样品信息。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong比表面、孔径分析及吸附仪新品现象：省时高效成追求/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/61476e2f-9fc6-40fe-8341-d806fb4059f6.jpg" title="8acc9934807812b1d8950257a9ee358d_看图王(1).jpg" alt="8acc9934807812b1d8950257a9ee358d_看图王(1).jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "现代社会，时间和效率是王道。而比表面及孔径分析的时间却怎一个“长”字了得，其中单纯的比表分析往往要1小时左右，而如果涉及到孔径分析则动辄需要十几小时甚至几十小时的分析时间，着实让从事相关工作的科研人员们“脑壳疼”。因此如何在保证分析精度的前提下，尽量节省分析时间，成为了国内外比表面及孔径分析类仪器新品的普遍追求之一。以目前推广的新品来看，厂商们追求于节省时间主要有两种思路：一种是增加分析站数量，另一种是通过各种设计和处理方法缩短单次测量的时间。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "9月份发布的Belsorp miniX，其“省时核心”是专利的GDO配气优化技术，对曾测过的同类样品可自动识别“路径”，并自动匹配给气量。运用这种方法，该仪器实现了孔径分析时间的减半，原需十多个小时的检测现在仅需几个小时，原需几十小时的检测，现在仅需十几个小时。另外仪器将通量提升至4站，每站都具有独立的压力传感器，提升单次分析的样品量，仪器还可配置快速比表面测试附件，将单纯测量比表面积的时间也减半，控制在30分钟左右。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "精微高博的新品JW-ZQ200 静态容量法蒸气吸附仪则在投气方式方面卓有特色，不但有定点投气模式，还有定量投气模式，比表面及孔径分析时间之所以慢，重要原因之一，就是需要往复寻找特定的P/P0定点，采用定量投气模式，则采用了先以尽可能多的P/P0点绘制完整等温吸附曲线，再用公式反算特定点的方式，在提升效率的同时，依然能够保证精度。另外，仪器也将通量提升至4站。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "据不完全统计，其他在2018年上市的新品比表面及孔径分析类仪器还有贝士德BSD-MAB多组分竞争吸附穿透曲线分析仪、京科瑞达JK-B3000比表面积及孔径测试仪、彼奥德膜孔径分析仪MPS-1000等。篇幅有限，在此不再一一列举。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "总的看来，无论是激光粒度仪还是比表面及孔径分析仪的新品，都暂时缺少原理维度的颠覆性创新。但是在满足用户实际需求方面则有很大突破。创新的基础尺度有限，但创新的应用维度广阔，创新的温度也真挚，这或许就是2018年颗粒及表界面检测仪器发展的特色吧。2019年，这方天地又将发生怎样的变化呢？让我们拭目以待。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(84, 141, 212) "延伸阅读：/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongSync其他特点概览：/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/722f61d6-9a93-4f7d-8500-ccc33e001bde.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该仪器的测量范围为0.01-4000um，支持干湿法双重进样系统，具有151个探测器，重现性小于1%。该仪器在高校科研院所、制药、金属粉体、工业矿物、陶瓷、玻璃珠、电池、油气、化工、涂料/颜料、制药、涂层、水泥、3D打印等行业有广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongMorphologi 4其他特点概览：/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/7d7e8fe9-7f9d-44d2-afa1-b5a8bfe100ed.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "M4测量的粒径范围在0.5-1300um之间，此外，仪器还具有 “Sharp Edge”的自动分割/阈值算法，更容易检测和确定粒子。制药行业是M4最突出的应用领域，非常适合科研工作者进行细微研究，仪器还可以集成拉曼光谱仪升级成M4-ID，可以对混合物中的不同颗粒进行化学成分鉴定。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongSZ-100V2其他特点概览：/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/755ca843-ac0e-4d2e-ae17-1da6aa3ee70f.jpg" title="3_看图王.jpg" alt="3_看图王.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "SZ100 V2使用绿色激光光源，具有较强的信号强度，其光源功率较大，可以完成对2nm胶体金颗粒等特定材料特定粒径的应用性测量。仪器还配备了PMT检测器，具有较好的灵敏度和信噪比。双角度检测器则能满足不同浓度样品的测试需求。该仪器开发的一次性Zeta电位测量样品池可杜绝样品污染，而专用的超微量样品池，简单易用，且适合分析稀释的样品。该仪器在金属材料、高分子材料、碳纳米管、蛋白质等生物样品的测量分析领有着广泛应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongZetasizer® Ultra其他特点概览：/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/d272fd08-9477-4f48-9ec8-15c9802114f9.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Zetasizer Ultra还采用了马尔文帕纳科专利的MADLS® 技术，可以通过多角度自动检测不同粒径范围的颗粒浓度。新的可抛弃性毛细管粒径检测池实现了无损检测，将低容量(3微升)分析的粒度上限扩展到了10微米，在降低成本的同时还可提高数据质量。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongBelsorp miniX其他特点概览：/strong/pp style="text-align:center"strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/5b6303da-132f-4b76-a3b0-e1de557b00bf.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg" width="300" height="450" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 450px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "miniX的比表面积范围为0.01m2/g至无上限，孔径分布为0.35-500nm，售价约在4.5-6万美金之间。该仪器很适合高校研究所进行科学研究，在催化剂、材料类、电池、化工、医药行业、陶瓷、半导体等行业也有广泛的应用。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongJW-ZQ200 其他特点概览：/strong/pp style="text-align: center text-indent: 0em "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/e5cc40f1-1990-4155-b70b-05a6e26ee134.jpg" title="6_看图王.jpg" alt="6_看图王.jpg" width="300" height="300" border="0" vspace="0" style="width: 300px height: 300px "//strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "JW-ZQ200实现了蒸气吸附特性和比表面测试特性的融合。仪器采用不锈钢模块作为气路的主体，不同于空气热传导的加热方式，模块内置加热棒加热，使得模块温度控制更快速更精准。该仪器可以测量大于等于0.01m2/g的比表面积，2-500nm的介孔孔径和0.35-2nm的微孔孔径。仪器的预处理站和分析站均配备冷阱，双冷阱结构可以部集多余废气，实现绿色排放。仪器还使用了全氟醚密封圈，可耐受绝大部分有机溶剂，能够测试除超强腐蚀性外的所有气体。/p

近年来颗粒测试技术进展很快，主要表现在以下几个方面：　　一、激光粒度测试技术更加成熟，激光衍射/散射技术现在已经成为颗粒测试的主流。其主要特点：测试速度快，重复性好，分辨率高，操作简便。激光粒度分析技术最近几年的主要进展在于提高分辨率和扩大测量范围：探测器尺寸增加，附加探头的使用扩大了测量范围；多种激光光源（例如：红光、绿光等）的使用、多镜头、会聚光路、多量程、可移动样品窗的使用提高了分辨率；采样速度的提高则进一步改善了仪器的重复性。比较具有代表性的如：英国马尔文公司GM2000系列激光粒度仪采用高能量蓝光辅助光源和汇聚光学系统，测量范围达到0.02~2000μm，不需更换透镜；贝克曼库尔特公司采用多波长偏振光双镜头技术将测量范围扩展到0.04~2000μm。国产的激光粒度仪在制作工艺和自动化程度上尚有欠缺，但大多数在重复性、准确度方面也达到了13320国际标准的要求。　　此外，测试结果的优劣不仅取决于测试系统和计算模型，更加取决于样品的分散状态。激光粒度仪对样品的分散要求是，分散而不分离。仪器厂家应更加注意样品分散系统设计。尽量避免小颗粒团聚，大颗粒沉降，大小颗粒离析，样品输运过程的损耗，外界杂质的侵入。对于不同样品选用不同的分散剂和不同的分散操作应该引起测试者的注意。　　任何原理的仪器测试范围都不是可以无限制扩展的。静态光散射原理的激光粒度分析向纳米颗粒的扩展和向毫米方向的扩展极限值得探讨。毫米级的颗粒只需光学成像技术就可以轻易解决的测量问题，采用激光散射原理则并不是优势所在。　　二、图像颗粒分析技术东山再起。图像颗粒分析技术是一种传统的颗粒测试技术，是显微镜技术和图像处理技术的结合。由于样品制备操作较繁琐、代表性差、曾经作为一种辅助手段而存在，它的直观的特点没有发挥出来。为了解决采样代表性问题，有人使用图像拼接技术或者多幅图像数据累加技术可以有效提高分析粒子数量，采用标准分析处理模式的图像仪则可以将操作误差减小，这些改进取得了一定的效果。　　最近几年动态图像处理技术的出现使传统颗粒图像分析仪倍受关注，大有东山再起之势。动态图像处理的核心是采用颗粒同步频闪捕捉技术，拍摄运动颗粒图像，因此减少了载玻片上样品制备的繁琐操作，提高了采样的代表性，而且可用于运动颗粒在线测量，这就大大扩展了图像分析技术的应用范围和可操作性。荷兰安米德公司的粒度粒形分析仪是有代表性的产品，它采用CCD+频闪技术测颗粒形状、采用光束扫描技术测颗粒大小，可测最大粒径为6mm。如果颗粒在光学采样过程不发生离析现象，此种仪器在微米与毫米级颗粒测量中可能会得到广泛的应用。　　颗粒图像分析技术需要解决的另一个问题是三维测量。动态颗粒图像采集由于颗粒采集的各向同性，因此可以解决在载玻片上颗粒方位的偏析问题，但是仍然无法解决如片状颗粒厚度问题。厚度测量对于金属颜料、云母、特种石墨都是一个急需解决的实际问题。　　三、颗粒计数器不可替代。颗粒本身是离散的个体，因此对颗粒分级计数是一种最好的测量方法。库尔特电阻法在生物等领域得到广泛应用，已经成为磨料和某些行业的测试标准。但是它受到导电介质的限制和小孔的约束，在某些行业（譬如：不导电油类当中的颗粒）推广受到阻力。最近光学计数器在市场上异军突起，它可对单个颗粒进行精确的测量计算，在高精度和极低浓度颗粒测量场合将发挥不可替代的作用。美国Haic Royco公司颗粒计数器/尘埃粒子计数器是才进中国不久的老产品；美国PSS（Particle Sizing Systems）公司采用单粒子光学传感（SPOS）技术生产的系列仪器可用于湿法、干法、油品等各种场合的颗粒计数。　　国内颗粒计数器的研究工作起步并不晚，但是除了欧美克的电阻法计数器外，尚未见光学计数器商业化的产品。　　四、纳米颗粒测试技术有待突破。纳米颗粒测试越来越受到重视，方法也很多，譬如电镜就是一种测试纳米颗粒粒度与形态最常用的方法。电镜样品制备对于测试结果有重要影响。北京科技大学在拍摄高质量电镜照片方面作了出色的工作。由于电镜昂贵的价格和严格的使用条件，以及取样代表性问题，电镜在企业推广不是最佳选择。　　根据动态光散射原理设计的纳米级颗粒测试技术是一种新技术，近年来获得了快速发展。马尔文，布鲁克海文，贝克曼库尔特等公司提供了优秀的商品。马尔文公司已将动态光散射的测量范围扩展到亚纳米范围，HPPS高性能高浓度纳米粒度和Zeta电位分析仪测试范围0.6~6000nm，可以测量大分子溶液粒径。　　国内开展此项技术研究的单位日益增多，上海理工大学、浙江大学、北京大学、清华大学、济南大学等许多高校都有学者和研究生在做工作。而相关的国产产品始终没有问世的原因在于数字相关器仍然是制约国产动态光散射仪器的瓶颈技术，如果数字相关器问题得到解决，中国自己的动态光散射纳米粒度仪出现在市场上将不会太远。　　X射线的波长比纳米还要短，因此X射线小角散射是一种测量纳米颗粒的理想方法（类似于激光衍射原理），国外有商品仪器。国内，此方法已经列入国家开发计划，国家钢铁研究总院对此方法研究已经作了大量工作，但是尚未见商品问世。　　五、颗粒在线测试技术正在兴起。在线颗粒测试的需求量将远远大于实验室，这是一个并不夸张的预测。颗粒制备过程的主要工艺参数是颗粒大小，以粉磨生产线为例，尽管有很多磨机检测方法，如负荷检测，电耳检测等等都属于间接检测，无法代替颗粒粒度的检测，因此颗粒在线测试必然受到广泛关注。　　在线监测有on line, in line, at line几种方式，无论哪种方式与实验室检测相比应有如下特点：自动连续取样，报告显示实时，数据有代表性，抗干扰能力强，运行可靠，根据生产条件不同，可以采取湿法检测，也可以采取干法检测，原则是湿样湿测，干样干测。　　国内研制的第一台气流磨在线干法监测仪1997年在上海投入使用，美国马尔文公司在线检测仪2004年在东海已经安装并投入在线检测。相信颗粒在线监测技术一定会在国内逐步推广并为颗粒行业带来巨大的效益。　　颗粒测试技术的展望　　1、 未来10年内激光散射/衍射技术仍然在颗粒测试技术中担任主角。但是由于颗粒测试需求的多样性，多种测试方法百花齐放将是未来的主要特征，颗粒市场细分已露出端倪；　　2、 纳米颗粒测试技术有待突破。动态光散射技术急需数字相关器，国外的相关器产品价格不符合中国国情，电子行业的高手应该看到这个市场挺身而出。X射线小角散射技术也有技术瓶颈，如果瓶颈打开，纳米颗粒测试技术会有突飞猛进的发展；　　3、 3年后在线颗粒测试技术将成为颗粒行业竞争的焦点，在线技术要求在线动态实时测试、在线取样分散、在线控制技术全面发展，因此未来的竞争首先是产品技术含量的竞争；　　4、 综合性粒度分析仪器越来越多，每一原理测试范围是有限的，不同原理互补才可以满足用户的特殊需要。粒度粒形分析仪是激光扫描与频闪成像技术互补的例子；宽分布粒度仪采用激光衍射、静态散射和动态散射的互补；图像分析、重力沉降、离心沉淀也可以互补满足水利地质对颗粒分析的特殊要求；激光衍射与沉降法互补将可以产生颗粒形状分析新仪器。此类仪器的关键是解决不同原理测试结果的衔接问题；　　5、 随着颗粒测试技术的普及，颗粒分散技术不可避免要成为各行业专家研究的另一个重点课题。

燃料电池（Fuel Cell）市场前景 为缓解世界性能源危机的加剧，减少传统能源对环境造成的污染；有序推进碳中和的各项任务目标，不断深化能源结构优化，提高能源开发整体效益成为摆在我国科研工作人员及新能源产业开发从业者面前的重要课题。 燃料电池（Fuel Cell）是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。 燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术[1]。 作为一种新的高能量密度、高能量转化率、环保型的电源装置受到全世界的广泛关注，并具有广阔的应用前景。 一、质子交换膜燃料电池目前，燃料电池主要被分为六类[2]。碱性燃料电池(AFC，Alkaline Fuel Cell)、磷酸盐燃料电池(PAFC，Phosphorous Acid Fuel)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC，Molten Carbonate Fuel Cell)、固体氧化物燃料电池(SOFC，Solid Oxide Fuel Cell)、质子交换膜燃料电池(PEMFC，Proton Exchange Membrane Fuel Cell)和直接甲醇燃料电池(DMFC，Direct Methanol Fuel Cell)。采用聚合物质子交换膜作电解质的PEMFC，与其它几种类型燃料电池相比，具有工作温度低、启动速度快、模块式安装和操作方便等优点，被认为是电动车、潜艇、各种可移动电源、供电电网和固定电源等的最佳替代电源[3]。如图1所示，膜电极（membrance-electrode assembly, MEA）是由质子交换膜、催化层与扩散层 3 个部分组成，是质子交换膜燃料电池 (PEMFC)电化学反应的主要场所，也是决定质子交换膜燃料电池 (PEMFC) 的成本、性能和耐久性的核心关键部件。 二、质子交换膜燃料电池的催化剂浆料分析 催化剂浆料涂布是膜电极生产的关键步骤之一，要求催化层涂敷均匀，同时尽量减少铂含量以降低成本，因此必须对浆料进行严格的质量控制。 催化剂浆料的颗粒粒度和分散性能会影响浆料粘度、聚合物电解质的分布和形态、催化剂的利用率、催化剂和聚合物电解质的相互作用以及催化层的均匀性和连续性等重要参数，最终影响膜电极的电化学性能[4]。 如图 2 所示，常见的活性催化剂为铂基纳米颗粒，最佳粒度范围为 2～5nm，但这些纳米颗粒不是独立存在的，而是分散在碳载体颗粒上。单个碳载体颗粒的粒度范围为 20～40nm，在浆料中碳载体通常以团聚体的形式存在，粒度在亚微米至微米范围。聚合物电解质分散成不同形态（棒状或线团）、粒度在 70 nm～2.5 µm 之间的团聚体，与碳载催化剂混合形成催化剂浆料。催化剂和聚合物电解质分散在特定的溶剂中，需要控制团聚物的粒度，优化催化剂和电解质导体团聚物的相互作用。 对于聚合物电解质团聚体，粒度在200～400 nm范围有利于提高氢气/空气的反应性能。碳载体催化剂会出现未充分分散或过度分散的情况[5]。 在未充分分散时，碳载体是高度团聚的；离子交联聚合物只覆盖在团聚物外部，内部的铂催化剂无法与电解质充分接触，因此利用率不高。 过度分散时，团聚物破裂，铂催化剂颗粒与碳载体分离，影响其在氧化还原反应中的活性。 理想的分散状态是形成由碳载体催化剂组成的小团聚体，电解质聚合物在这些团聚体上均匀分布，能够提高催化剂的利用率[6]。 粒度是催化剂浆料的关键性指标，但浆料由不同尺度的颗粒混合物组成，要准确测量浆料的粒度有一定的难度，目前还没有一种技术可以全面表征所有颗粒的粒度。 X 射线衍射 (XRD)、激光衍射 (LD) 和动态光散射 (DLS) 是三种常用的材料表征技术，用于表征不同尺度的颗粒，结合三种技术能够全面表征催化剂浆料中的颗粒特性。 三、马尔文帕纳科解决方案 —— X 射线衍射技术X 射线衍射 (XRD) 通常用于确定小于 100 nm 的纳米晶粒尺寸。快速测量单个衍射峰（1～3 分钟），足以利用峰宽的 Scherrer 分析来计算晶粒尺寸。另外，如果测量多个衍射峰（20 分钟以上），则可采用全谱拟合技术，更精确地计算晶粒尺寸和点阵参数。图 3 显示了使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪收集的 X 射线衍射数据，样品是分散在三种不同碳载体颗粒上的催化 Pt 粉末。 如表 1 所示，分散在 Ketjenblack EC-300J 碳黑上的 Pt 的平均晶粒尺寸比分散在 Vulcan XC72 碳或 Vulcan XC72R 碳上的 Pt 略小。晶粒尺寸的变化会改变催化活性和耐用性。全谱拟合分析还表明，EC-300J 上分散的 Pt 比 Vulcan XC72 或 Vulcan XC72R 上的 Pt 的点阵参数更大。该点阵参数也大于已公布的 Pt 的参考值 3.9231 Å。[6]较大的点阵参7数可能表明表面引起了点阵应变或合金杂质可能改变催化活性。 XRD 可以分析分散体、固体碎片以及粉末。例如，碳载体 Pt 催化剂纳米颗粒可以在粉末分散到浆料中后和浆料印刷并固化在膜片或气体扩散层上后进行测量。图 4 显示了 40% Pt 在 Vulcan XC72 碳上的 XRD 数据，这些碳可作为粉末、浆料和催化剂涂覆膜 (CCM) 上的固化电极层。在所有情况下，Pt 衍射峰均可通过其他成分中解析出纳米粒尺寸计算，如表 2 所总结。 如图4所示，浆料和催化剂涂覆膜（CCM）样品与粉末样品相比，铂衍射峰变窄，说明这两中样品的铂晶粒尺寸变大。铂催化剂的这种粗化现象可能表明，在溶剂中的碳载体催化剂粉分散过程中，浆料变得过热。因此，在超声处理过程中，通常使用 5℃ 的水浴对浆料进行冷却。[8]在加工过程中，晶粒尺寸的变化（如颗粒粗化），会影响催化剂活性。 四、马尔文帕纳科解决方案—— 激光衍射技术激光衍射技术 (LD)是测量颗粒粒度分布的常用分析方法，粒度范围从十几纳米到几个毫米。动态范围宽，非常适合分析催化剂浆料的粒度分布。激光衍射法操作简便，测试速度快，通常不到1分钟，也非常适合生产过程控制。此外，激光衍射技术还可以研究工艺条件变化对浆料粒度分布的影响。 图 5 是使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪对稀释后的催化剂浆料重复5次的粒度测试结果。该浆料中颗粒的粒度呈双峰分布，峰值在1 µm左右的颗粒占最大体积分数，20nm左右的颗粒体积分数占比较小。如表 3 所示，该浆料的粒度分布结果相对标准偏差（RSD）1%，具有高度的重复性。 激光衍射法通常测量的是催化剂浆料中碳载催化剂团聚物的粒度分布。分散良好的催化剂浆料中，碳载催化剂团聚物典型的粒度范围在 100 nm 至 1 µm 之间。但是图 5 中可以观察到100nm 以下的颗粒，表明在分散过程中能量输入过高导致铂催化剂颗粒从载体上脱落，使浆料过度分散。众所周知，催化剂颗粒的粒度对电池性能影响很大。如果催化浆料分散不好，会导致催化剂利用率和传质效率下降，降低电池性能。适当的分散能够改善催化浆料的分散状态（进而改善电池的整体性能），但过度分散也会导致催化剂颗粒从碳载体上脱落，最终影响电池性能。 激光衍射法也可以研究颗粒的易碎性，优化分散过程。将铂担载量40%的Vulcan XC72R 碳载催化剂粉末加入到异丙醇中，在剪切条件下进行分散，使用Mastersizer 3000监测浆料粒度随剪切时间的的变化。如图 6 所示，随着剪切时间的延长，10-100 µm 团聚体颗粒的数量减少，而 10µm 以下的颗粒数量增加。2 小时后，仍有大量团聚物 (10 µm) 存在，这说明还需要增加剪切或者使用更高能量的分散方法进一步分散，才能达到合格的催化剂浆料要求。 五、马尔文帕纳科解决方案 —— 动态光散射技术 与激光衍射法相比，动态光散射 (DLS) 更适合于测量纳米级颗粒的平均粒度，范围从1 nm 至 1 µm。 将催化剂浆料以 1:10 比例分散在异丙醇（IPA）中，用Zetasizer Ultra纳米粒度仪测量催化浆料的平均粒度。稀释后的浆料仍然是高度不透明的，采用非侵入背散射 (NIBS)技术进行测量，重复测量5次。如图 7 所示，尽管浆料不透明，5次测量的相关曲线的一致性很好。图 8 是催化剂浆料的粒度分布图。如表 4所示，体积平均粒度为 1.04 µm，多分散指数也比较大(0.1)说明浆料的粒度分布宽，与激光衍射法的结果吻合。动态光散射技术（DLS）主要是检测颗粒的布朗运动产生的散射光光强波动，颗粒的散射光强与粒径的 6 次方成正比，大颗粒的信号很容易掩盖小颗粒的信号，因此动态光散射法（DLS）没有观察到激光衍射法测得的小颗粒。 动态光散射技术还可用于测量催化剂浆料的 Zeta 电位，研究电解质聚合物与碳载催化剂之间的相互作用，确定电解质聚合物在催化剂上的均匀分布。Zeta电位与浆料的离子浓度有关，可以通过对碳载体颗粒功能化改性或者改变电解质聚合物浓度来调节。通常来讲，特别是在介电常数较高的分散介质（如甲醇）中，Zeta 电位越高，浆料的稳定性越好。Zeta 电位分析还可以用于优化配方，改进浆料的稳定性。事实上，已经有研究报道可以通过模型根据初级颗粒的粒度和体系的Zeta 电位来预测催化剂浆料稳定[9]。 六、结论 通过X射线衍射技术发现，浆料和阴极催化剂涂覆膜中的晶粒尺寸比催化剂粉末大。这种颗粒粗化现象通常是由于浆料在分散过程中过热引起的。激光衍射法检测到在20 nm附近有大量初级颗粒，说明催化剂浆料出现了过度分散的现象。 联合使用激光衍射、X射线衍射和动态光散射技术，可以从不同尺度表征催化剂浆料，优化和监测催化浆料配方和稳定性。使用 Mastersizer 3000 激光粒度仪测量催化剂浆料的粒度分布，可评估临界颗粒分散的有效性。使用 Zetasizer 纳米粒度及Zeta电位仪进行 Zeta 电位测量，可研究聚合物电解质和碳载催化剂的相互作用，预测浆料稳定性。使用 Aeris 台式 X 射线衍射仪，可以测量纳米催化剂的晶粒尺寸，验证防止纳米颗粒粗化的方法的有效性。 参考文献[1] 陈光. 新材料概论：科学出版社，2003年[2] Kamaruzzaman.Sopian ，Wan Ramli Wan Daud.Challenges and Future Developments in Proton Exchange Membrane Fuel Cells [J].Renewable.Energy.2006，31(5):719~727[3] 胡嫦娥，刘琼，周敏. 质子交换膜燃料电池的研究现状. 新能源网. 2016.[4] D. Papageorgopoulos, US Dept. of Energy Hydrogen and Fuel Cells Program Report, FY 2018 Annual Progress Report[5] Orfanidi et al, J. Electrochem. Soc.165 (2018) F1254[6] Wang et al, ACS Appl. Energy Mater. (2019) DOI: 10.1021/acsaem.9b01037[7] Swanson Natl. Bur. Stand. (U.S.) Circ. (1953) 539 1 31[8] Sharma et al, Materials chemistry and Physics 226 (2019) 66-72[9] Shukla et al, J. Electrochem. Soc.164 (2017) F600-F609 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最近技术发展，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，如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品，并缩短产品上市时间。

p style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/cfd651dc-55d6-40a6-91cf-9ba00d42877d.jpg" title="微信图片_20200214142432.jpg" alt="微信图片_20200214142432.jpg"//pp　　作者：纳微科技江必旺博士/pp　　春节期间，一场突如其来的新型冠状病毒疫情，让我们体会到自然灾难的无情，但每次磨难之后就会让人类对自然界有进一步的了解，都会促进科学技术的进步并找到应对自然灾害的解决方案。/pp　　比如说，人类在长时间遭受由于细菌感染而引发肺结核、炭疽等各种疾患后，经过科学家们艰苦努力和深入研究，发现了抗生素，从而基本消灭了这类病菌引发的疾病及对人类产生的危害。而面对比细菌更小的病毒所引起的流感、艾滋病、麻疹、病毒性肝炎、流行性乙型脑炎以及这次新型冠状病毒引发的肺炎等，时代还在呼唤更多的科技力量和人才以消除病毒给人类带来的磨难问题。/pp　　很遗憾，我不是研究病毒专业的，对这种病毒给人类带来的磨难无能为力，但我一直在研究和合成各种纳米微球，其尺寸和形状跟冠状病毒差不多, 却没有任何生物活性。十多年前回国创办纳微科技时毅然选择微球在生物制药的应用。经过多年努力和坚持，纳微成功开发出多种生物药分离纯化介质微球，广泛用于抗生素、多肽、胰岛素、抗体等。这几年纳微又开始研发用于更具有挑战的病毒分离纯化材料，希望病毒分离纯化材料研究成功会促进科学家对病毒的研究和理解以寻找应对病毒的方案。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/7b0243a2-b653-4ee7-a658-18f6619814c2.jpg" title="微信图片_20200214142439.jpg" alt="微信图片_20200214142439.jpg"//pp　　突然发难的疫情给国人带来一场磨难，给本来繁忙而热闹的生活来了急刹车，让我们蜗居家里过个冷清的春节，也让我们有时间静下心来做深入的思考。/pp　　连日来在家静思，回首中国改革开放40年发展轨迹，不禁感慨世事变迁：什么样的时代，造就什么样的环境，适合什么样的人才脱颖而出，正所谓时势造英雄。/pp　　众所周知，改革开发以来中国发生了天翻地覆的变化，从一穷二白跃升为世界第二大经济体。纵观40年发展历程，改革的焦点从解决百姓吃饭、到搞活商品流通，再到企业改制、房地产开发，不同的发展阶段，由于需要解决的社会问题和面临的社会矛盾截然不同，改革的着力点和热点随之变化，人们所追崇的人才类型与标准也相差甚远，对人才的需求和政策引导自然呈现出鲜明的时代特点和烙印。/pp　　大致可以分为4个主要阶段：/pp　strong　改革初期：粮食短缺首当其冲，农民成为改革的主角——实行家庭联产承包(1978年—1988年)/strong/pp　　改革开放之初，为有效解决粮食短缺问题，国家通过改变农村集体生产模式到个人土地生产承包责任制，实行包产到户，有效激发了农民积极性和热情，一部分有劳动力又勤快的农民先富裕起来，部分农民收入远比在当时政府单位工作的干部或高校老师每月几十元工资要多得多，农民万元户相继问世，成为中国最早富裕起来的一群人。可以说，中国经济复苏的火种，也是从农村开始燎原。/pp　　strong第二阶段：商品短缺时期，小商小贩最风光——打破计划一统天下局面，发挥市场调节作用(1988年-1992年)/strong/pp　　改革开放的第二阶段，面临着长期计划经济发展带来的物资短缺、流通不畅、价格畸形、市场发展不平衡等突出问题，国家通过开放小商品市场，对以往所有产品生产和供应都由国家统一计划和管理经济的模式进行改革。/pp　　一些思想活跃、胆子大、有经商意识、敢闯市场的弄潮儿，利用当时商品市场极为短缺和不平衡的状况，在生产厂家和消费者搭建起流转桥梁，倒买倒卖、南来北往，加速了商品的流通，丰富了商品市场。一时间，“十亿人民九亿商，还有一亿在路上”，各地迅速涌现出一批经商致富的个体户，中国商人社会地位也随之上升。/pp　　strong第三阶段/strong/ppstrong　　乡镇企业异军突起，投资建厂当老板——发挥人力、土地等成本优势(1992年—2002年)/strong/pp　　随着市场经济越来越发展，更多的私营企业逐渐走上历史舞台，以解决当时商品单一、生产能力匮乏、劳动力过剩等现实问题。一部分通过经商获得第一桶资金的商人，转而投资建厂，生产更多更好的产品以满足社会短缺经济的需求。/pp　　由于当时劳动力成本低，市场需求大于生产能力，且资本是稀缺资源，因此，企业家成为当时中国叱咤风云的获利群体。私人企业的发展，极大丰富和提升了中国商品的供应和生产能力。同时中国经济快速发展带来市场需求不断扩大，以及中国加入WTO带来的全球市场快速扩张机会，使得一批私人企业快速做大，成为中国改革开放以来的第一代企业家。/pp　　strong第四阶段/strong/ppstrong　　城市化建设迅猛发展——房地产与互联网霸屏财富(2002年—2018年)/strong/pp　　如马斯洛需求理论，在解决了衣食温饱等基本问题后，随着生活水平日益提高，老百姓对住房、娱乐等提出更高的要求。房地产开发作为主导中国经济晴雨表的暴利行业，迅速成为“财富挖掘机”。/pp　　一座座高楼的崛起，改善了百姓居住条件，房地产产业作为中国经济发展的支柱产业，成就了一批房地产商变身为中国巨大财富的拥有者，中国首富排行榜中频现房地产商的身影，即可见其端详。/pp　　同时，随着互联网技术的飞速发展，一批具有远见卓识的互联网和IT企业家，通过复制国外互联网应用技术并凭借中国庞大人口和市场的优势，迅速做大中国IT及互联网产业，在有效解决生产端与消费端信息不对称问题的同时，极大方便了中国老百姓生活，给中国社会带来了巨大变革，同时也成就了一批互联网企业家，给他们带来巨大的财富回报。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/676ccb21-928b-46ea-802b-f99edf417b3e.jpg" title="微信图片_20200214142444.jpg" alt="微信图片_20200214142444.jpg"//pp　　回首来时路，改革开放40年逐步打破了束缚经济发展的体制机制，释放出社会巨大能量，涌现出一批又一批改变世界、实现梦想的“时代英雄” 当我们食不果腹的时候，需要的是有劳动力且能吃苦耐劳的农民伯伯 当社会商品极其短缺又发展不均衡时，需要的是具有敏锐市场意识又敢为人先的商人 当商品消费激活起来商品供不应求的时候，需要一批有财力有能力有勇气的企业家 当人民生活水平日益提高需求层次不断攀升的时候，需要一批可以调动大量资金及政府资源的房地产商 当世界IT及互联网技术在国外兴起时，需要一批企业家能捕捉先机，让互联网技术惠及中国千家万户。/pp　　可以说，每一个时代的不同需求，造就了一批能解决这个时代问题的人才。从这一点来看，只有把个人能力与时代需求紧密结合，才能得到时代的青睐，成为时代的幸运儿。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/7dadbb9a-34f7-48b3-812c-f7c09d6c8409.jpg" title="微信图片_20200214142447.jpg" alt="微信图片_20200214142447.jpg"//pp　　然而，不可否认的是，这些年中国经济快速崛起，技术创新并没有占据社会主流，并没有成为社会进步和经济发展的主要引擎，技术价值被严重低估。从事技术创新的人才不是社会的主角，反而在社会上处于边缘状态，“做导弹不如卖茶叶蛋，拿手术刀不如拿剃头刀”，充分诠释了这种脑体倒挂的不正常现象。/pp　　时代发展到今天，放眼中国经济，一方面商品供应越来越丰富，信息越来越透明，商品流通也越来越方便，对供给侧改革的要求越来越高 另一方面，利用信息不对称、市场不平衡来套利的机会越来越小，竞争越来越激烈 另外中国劳动力成本及土地成本越来越高，生产低技术含量的产品与东南亚国家相比已不再有竞争优势。同时，关键技术的核心作用越来越凸显，以往通过复制国外技术进一步发展也变得越来越困难，“拿来主义”的繁荣难以为继。/pp　　另外，国际形势也发生了巨大变化，中美贸易摩擦让大家清醒认识到中国产业技术与国外有巨大差距，缺乏核心技术的中国产业大而不强甚至是脆弱的。而核心技术之争，不仅关系到中国产业升级及其国际竞争力问题，也关系到国家的实力及稳定性，是产业真正由大变强的关键所在，究其背后，则是掌握核心技术的人才之争。所有这些变化都指向中国社会越来越需要技术人才来唱主角。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/94d80431-b061-4c44-b19c-36d46c833258.jpg" title="微信图片_20200214142451.jpg" alt="微信图片_20200214142451.jpg"//pp　　因此，今后及未来一个相当时期，国家战略是促进科学技术进步，依靠技术创新实现产业升级，提高国家真正的实力。要实现这一目标，中国就需要通过进一步改革让中国社会发展回归本质，创造出新的环境让技术人才发挥出应有的作用，并成为社会主流和价值制高点，使得更多的人才能沉下心来突破产业底层核心技术。/pp　　strong首先，中国改革要从教育入手，人才培养，教育为先/strong/pp　　随着经济的快速发展，教育体制改革变得越来越重要，尤其是要改变当前中国的人才培养与时代需求严重脱节造成人才极大浪费的局面。在70-80年代，大多数学生的理想是当科学家，学数理化成为当时社会推崇的热潮，“学好数理化走遍天下都不怕”，因此很多优秀人才都去学理工科。遗憾的是由于当时社会经济发展水平低，生产力落后，科研环境闭塞，与国际不接轨等，科技人才的作用难以得到充分发挥，也得不到应有的社会地位和尊重。/pp　　现如今，在社会经济已经高速发展，国际环境开放互通，国家最急需最紧缺大批科技人才，但目前社会整体浮躁，挣快钱、赚热线大行其道，最优秀的人才都跑去学金融、学商业了，基础科研反倒成为冷门学科。因此，必须深入研究社会发展趋势及实际需求，培养出满足社会需求、适应时代发展的人才，让教育和人才培养与社会需求无缝对接。/pp　　同时，要加大舆论的引导和资源聚焦，将科研和技术专业由“冷门”升温为“热门”，让顶级人才愿意选择国家和社会需要的技术创新领域，作为贡献自己一生聪明才智的职业选择。比如说面对这次冠状病毒疫情，就需要依靠生物、医学及化学的相关人才，长时期坚持不懈去研究和了解病毒及其引起的疾病，才有可能解决病毒给人类带来的疾病问题。/pp　　strong其次，要下力气营造良好技术创新发展环境/strong/pp　　一个国家的可持续发展，必须依靠技术创新，已成为人类共识。只有将“人口红利”尽快转化为“人才红利”，真正让高端技术型人才进入国家稀缺资源和宝贵财富行列，把更多的核心技术牢牢抓在自己人手里，中国的产业才能实现由大变强。而核心技术之所以会形成垄断，绝不是短期靠砸钱就可以突破的，需要的是长时间积累，全身心的投入，及超强的耐心，和一大批潜心钻研的科技人才。/pp　　改革开放下半场的重中之重，势必是要通过进一步改革科技创新的体制机制，让社会资源高效聚焦到技术创新领域，为科技人才的成长创造出一个良好的发展环境，让技术人员可以沉下心来突破底层技术，心无旁骛钻研最新科技，同时通过艰苦努力能够获得与其付出相匹配的社会地位和尊严。/pp　　strong第三，要下功夫引导资本走向科技创新领域/strong/pp　　以往无论是做企业还是做投资，资金往往是瓶颈，只要有资金就可以投产或扩大生产，就可以挣更多的钱。随着改革开放，中国很多产能都趋于饱和乃至过剩，资本仅仅通过投入扩大生产而获利已成为历史。/pp　　而过量的资本无法进入实体经济获利，自然选择进行各种人为哄抬物价，炒作套利，最典型的就是炒房。/pp　　而房价一路高歌，看似获利颇丰，实则饮鸩止渴：/pp　　一是高房价提升了人工成本，增加了中国制造业成本，严重消弱了中国制造业的国际竞争力。实体经济也更加弱化，盈利能力也更差，而资本只是空转套利，形成恶性循环。/pp　　二是资本炒作加剧社会两极分化，加剧社会怨恨和不稳定性。/pp　　三是房价无理性上涨让部分人不劳而获，鼓励社会投机行为，打击依靠劳动致富的思想，进一步加剧企业和个人急功近利，使得社会更加浮躁不稳定。/pp　　因此，无论是从资本逐利本身，还是从有助于社会稳定，中国资本都急需找到更好、更长远的出路。尽管大家都知道，突破性技术创新是极具投资价值的“黄金宝地”，但其高风险、高投入、长周期的投资回报过程，却使那些习惯于赚快钱的资本望而却步。/pp　　“功夫在诗外”，中国必须进一步加大改革开放力度和政策引导，加快实施知识产权保护、降低增值税等深层次改革，营造出技术为王的发展环境，才有可能让更多资本树立起“风物长宜放眼量”的意识，看到投资科技创新行业的长期利好，愿意投入这种高风险的科技创新过程。尽管此非一日之功，但早一天开始，就会早一天收获。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b9ca4ed2-bf95-45e4-a8f7-a7aba37e2efa.jpg" title="微信图片_20200214142455.jpg" alt="微信图片_20200214142455.jpg"//pp　　中国经济进入调整期，科技创新成为国家核心竞争力已越来越成为共识。现阶段，中国必须通过深化改革，让社会资源有效向科技创新聚集，让社会导向迅速向人才靠拢，让技术、科学、专注、研究等成为时代热点，相信一个人才辈出的可喜局面将很快呈现，新的时势，势必造就出新的英雄!/pp　　致谢：感谢北大同学江庆红在文章整理编辑中做了大量的工作。/p

近日，中国科学院深圳先进技术研究院副研究员徐升和研究员徐天添团队合作，提出了一套针对微型仿鱼磁驱动机器人的复杂运动学习控制方法，通过宽度学习网络训练获得了可控磁场变化与仿鱼机器人多种动作基元之间的关系规律，实现了仿鱼机器人的复杂运动，而且该方法无需复杂调参，并具有优异鲁棒稳定性，保障了运动过程不受外界扰动影响。相关研究成果以A Robot Motion Learning Method Using Broad Learning System Verified by Small-scale Fish-like Robot为题发表在《IEEE控制论汇刊》(IEEE Transactions on Cybernetics)上。 　　微型仿鱼机器人由于构型合理、尺度很小，可以更为灵活地在复杂狭小空间内穿梭作业，在微孔探查、靶向治疗等小尺度操作领域具有巨大的应用潜力。但是，受磁场与机器人运动之间的强非线性影响，机器人按要求轨迹运动控制十分具有挑战性。此外，在复杂场景中(如人体内)，理想目标轨迹的准确坐标往往不便获取，限制了追踪控制策略的应用。体内环境迂曲复杂，存在频繁方向改变，控制器反复调整计算复杂繁琐，存在重复性。因此，有必要将微型机器人的底层运动封装为基本运动，例如直走、直角弯、S形弯、C形弯等，并将这些基本运动作为高层运动指令库的基元，便于在后续的宏观运动路径规划中按需调用，可降低实时控制指令的解算复杂度。研究团队结合宽度学习理论，对磁控仿鱼机器人的运动基元开展训练学习，完成了多种复杂运动。 　　研究团队设计了以宽度神经网络为主体的微型机器人基本运动控制器；基于李雅普诺夫稳定理论，推导了保障机器人运动稳定的控制器网络参数约束，简化了不同运动基元的控制器参数训练学习过程；提出了以磁场参数变化与机器人速度矢量变化为所需数据的控制器网络参数训练方法，使用者只需通过改变训练数据的种类即可获得多种运动基元，而且考虑了稳定约束的训练算法可以保证所获得的控制器的稳定性。 　　通过仿真及实验，研究团队运用提出的学习控制方法获得了锐角弯、J形弯、S形弯等多种运动基元的微型机器人控制器，并开展了仿鱼机器人避障运动实验。在机器人运动过程中，研究人员通过人为摇晃容器、暴力碰触机器人模拟了真实场景中可能存在的复杂扰动，机器人在复杂环境中，直接调用C形弯、S形弯等运动基元实现高效避障，通过使用所提方法机器人均可以抵达最终指定区域，验证了所提方法的强抗扰能力。该成果符合高层运动指令规划的思想，大幅简化了实时控制指令解算复杂度，为微型机器人的多机集群运动或无参考轨迹最优运动规划打下了基础，同时还可推广至无人机、无人车以及工业机器人的复杂运动控制。 　　相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、深圳市等科技项目的资助。图1 基于宽度神经网络的微型仿鱼机器人运动基元学习控制方法图2 微型仿鱼机器人结构及运动原理，磁驱动实验系统图3 机器人多次执行“S”形避障实际效果图4 机器人强抗扰能力验证(暴力阻拦、容器振动)

仪器信息网讯2020年4月10日，由仪器信息网与中国颗粒学会联合主办的首届“颗粒研究应用与检测分析”主题网络大会圆满落幕。本次大会为期两天，共吸引1518人报名参加，审核通过听众1496人，去重出席观众1075人，出席率达71.8%。大会由中国颗粒学会秘书长王体壮率先致辞，对各位嘉宾、听众的网络参会表示热烈欢迎。他介绍了中国颗粒学会的发展情况，并预告了2020年中国颗粒学会年会将于10月23-25日在厦门召开。疫情之下，千里学者一网牵，王体壮表示，希望广大颗粒学研究与应用的同仁能够通过本次网络大会充分互融交流，为中国科技事业的发展做出贡献。（点击观看致辞视频回放详情）随后大会进入专家报告环节，4个分会场，22位报告专家就生物制药颗粒、气溶胶、超微及纳米颗粒、颗粒检测与表征技术等领域的最新研究突破及应用进展进行了交流分享。生物制药颗粒会场：聚焦药物粉体技术开发与应用从原料药开始到获得最终产品，需要经过一系列粉体处理过程，粉体颗粒粒径分布、流动性以及晶型特质等都是决定药品质量特征最关键的物化属性。在大会的生物制药分会场，6位专家相继带来了精彩分享：崔福德(沈阳药科大学教授)报告题目：《药物粉体的流动性及其测定方法》固体制剂制备的混合工序、制粒工序、压片填充等关键步骤都受到粉体流动性的影响。常用的测定项包括休止角、压缩度和豪森比、流出速度、剪切池等。报告中，崔福德结合国内外药典规定，对不同药物性质与生产工艺所适宜的粉体流动性不同测定方法进行了详细介绍。（点击观看报告视频回放详情）李雪冰(丹东百特仪器有限公司技术总监)报告题目：《颗粒表征在制剂过程中的应用和相关解决方案》报告结合国内外药典及相关要求，重点介绍了口服制剂、注射制剂、吸入制剂三类药物制剂的颗粒表征方法和应用方案。李雪冰表示，对于口服制剂的粒度检测主要用激光衍射法；对脂质体/脂肪乳/纳米制剂等特殊注射制剂的颗粒检测主要用光阻法、吸入制剂微细粒子粒度检测，则主要用空气动力学特性测定法。（点击观看报告视频回放详情）傅晓伟(珠海欧美克仪器有限公司首席研究员)报告题目：《粒度测试在制药行业应用中的几个关键问题》激光粒度仪在药物开发、仿制药一致性评价和质控中都发挥着重要的作用，傅晓伟表示，药物粒度控制不能只看D10,D50或D90，更需要精确控制粒度分布PSD。报告中他分享了药物标准样品、宽分布实际样品、三元混合样品、相近样品以及样品中的少量组分等的粒度检测方法与应用方案。（点击观看报告视频回放详情）曹相林(北京海晶生物医药科技有限公司CEO)报告题目：《上市许可持有人政策解读及晶型药物研发经验分享》药品上市许可持有人（MAH）是指取得药品注册证书的企业戒者药品研制机构等。最新的《中华人民共和国药品管理法》、《药品生产监督管理办法》都对MAH的权责有明确规定。报告中曹相林对这一政策带来的机遇和挑战进行了解读，并分享了晶型研究与检测在药物研发过程中的典型应用。（点击观看报告视频回放详情）秦和义(珠海真理光学仪器有限公司商务总经理)报告题目：《药物粒度分析的方法开发与验证》药物粒度检测仪器性能和测试方法都需要确认和验证，以保证测试结果的一致性和重现性。在相关仪器验证过程中到底有多少个Qualification？秦和义详细讲解了认证IQ、操作认证OQ、性能认证PQ、制造认证CQ、指标认证SQ等药物粒度检测仪器验证的内容，并分享了FDA审计所需的IQ、OQ、PQ文件内容。（点击观看报告视频回放详情）李文龙(天津中医药大学副研究员)报告题目：《粉体技术在制药领域的应用及相关思考》粉体学是药剂学的基础理论，对制剂的处方设计、制剂的制备、质量控制、包装等都有重要指导意义。李文龙老师在报告中详细介绍了粉体粒径及粒度分布、粒形、比表面积、孔隙率与密度、流动性与充填性、吸湿性与润湿性六大基本性质。并就相关的制备、混料、至粒、检测表征、过程分析等技术进行了分享。（点击观看报告视频回放详情）气溶胶会场：传播与作用机理剖析核心分析检测技术概览在新冠病毒带来的热度之前，气溶胶早就是环境和健康研究中的重要议题，气溶胶究竟是什么？如何传播？对人体的健康有怎样的影响？又有哪些检测手段可以帮助我们更好地研究气溶胶呢？张连众(南开大学教授)报告题目：《气溶胶在空气中传播的性质和在人体呼吸系统的沉淀》张连众报告中重点介绍了国家自然科学基金“呼吸系统中气溶胶粒子动力行为的理论研究”项目。粒子形状因子影响粒子在人体上呼吸道内的沉降，非球形粒子的形状因子越小，沉降率越高，理想球形粒子沉降率最低。另外，肺叶支气管堵塞时会影响流场分布，从而影响气溶胶微米粒子在人体上呼吸道内的沉降。而微米粒子在人体上呼吸道内的沉降机制主要以拖拽作用下的惯性撞击为主。（点击观看报告视频回放详情）华瑞(PerkinElmer产品专家)报告题目：《单颗粒和单细胞ICP-MS技术在环境和生物分析中的应用》报告重点介绍了SP-ICP-MS单颗粒单细胞技术的原理与测试方法，该技术能够测定颗粒尺寸分布、颗粒个数，颗粒内部元素的浓度、颗粒外部溶解出来的元素浓度等。而且，还能够区分含有不同元素的特定粒子。该技术除了在气溶胶检测外，在地表水中银纳米粒子、卵巢癌顺铂吸收行为等环境和生物场景中都有广泛应用。（点击观看报告视频回放详情）李卫军(浙江大学教授)报告题目：《电镜单颗粒方法在灰霾形成机制方面的应用与发现》李卫军老师使用电镜的微观手段发现北方冬季灰霾含有大量的一次碳质气溶胶（tarball），而一次tarball能够为二次颗粒物的非均相化学反应提供重要表/界面。报告中李老师对这项电镜研究手段进行了详细讲解，并给出我国灰霾中圆形吸光性tarball颗粒主要来源于北方的散煤燃烧且需气候模式评估的结论。（点击观看报告视频回放详情）耿红(山西大学教授)报告题目：《电子探针微区技术在黑碳气溶胶形貌与化学分析中的应用》耿老师的报告主要介绍了一种测量大气环境中黑碳气溶胶单颗粒形貌和成分的方法——低原子序数颗粒物定量电子探针微区分析技术（EPMA）。该技术运用扫描电镜观察颗粒物尺寸及形貌特征；使用带超薄窗口的能谱仪(EDX)测量每个颗粒的X-射线能谱。并以此为基础进行采样研究与分析，发现我国北方灰霾污染特征和燃料结构发生了重大改变。（点击观看报告视频回放详情）黄渤(广州禾信仪器股份有限公司应用开发部主管)报告题目：《单颗粒气溶胶质谱在颗粒物检测与分析中的应用进展》报告主要介绍了在线单颗粒气溶胶质谱检测与分析方法（SPAMS），该技术可实现气溶胶样品直接进样，无需前处理，实时在线分析，秒极分辨率可获取测得每个气溶胶颗粒物的粒径大小和化学组成。（点击观看报告视频回放详情）超微及纳米颗粒会场：微细气泡与低维碳材料最新研究分析成果微细气泡、石墨烯、锂硫电池，都是前沿科技应用的聚焦点，它们有一个共同的基础——超微及纳米颗粒，在本会场5位专家从上述维度带听众走进微纳颗粒应用与检测的神奇世界。李兆军(中国科学院过程工程研究所研究员)报告题目：《微细气泡技术及其应用发展概况》十几年来，微细气泡技术及其应用在我国发展非常快，特别在农业、水产养殖、黑臭水体治理等方面，取得了经济效益和社会效益双丰收。报告中李兆军从微细气泡发生原理、方法、测量、标准化等维度详细讲解了微细气泡最新应用发展及标准化情况，并介绍了当前国内外研究微细气泡的研究团队与学会组织概况。（点击观看报告视频回放详情）肖婷(HORIBA科学仪器事业部应用工程师)报告题目：《纳米颗粒追踪粒径分析技术的特点及应用》报告解析了动态光散射技术（DLS）、常规纳米颗粒追踪粒径分析技术（NTA）和多光源纳米颗粒追踪粒径分析技术（M-NTA）检测粒径的不同原理、特性和应用场景。m-NTA是一种具有统计意义的逐个粒子检测方法，能实现纳米颗粒可视化，实时跟踪运动轨迹，精确测量宽分布样品PSD、颗粒浓度、样品中各组份粒度及其分布、样品中各组份颗粒数量与比例等。（点击观看报告视频回放详情）孙立涛(东南大学教授)报告题目：《防霾口罩用石墨烯材料的颗粒表征及应用研究》基于对石墨烯原子尺度的精准表征与调控，石墨烯三维多孔结构可作为超高效可循环利用吸附材料，本报告重点介绍了孙立涛研究团队在此基础上进一步发展出的用于防霾口罩的石墨烯基柔性过滤网，由此生产的石墨烯基KN95口罩，不久前刚刚驰援疫区。报告还对相关原材料的颗粒表征方法进行了介绍。（点击观看报告视频回放详情）李亚威(大昌华嘉科学仪器部)报告题目：《超微气泡的检测与应用》根据超微气泡不同的发生方式，超微气泡的检测表征主要有粒径分布、数量浓度、zeta电位、形态观察等，其中微米级气泡主要用动态图像分析技术检测粒度分布、数量计数、颗粒形状等；纳米气泡主要用纳米颗粒追踪分析技术检测粒度分布、数量浓度、Zeta电位等。报告详细介绍了以上两种检测技术的应用场景，并介绍了超微气泡在环保、工业清洗、农业、皮肤清洁等领域的应用。（点击观看报告视频回放详情）李峰(中国科学院金属研究所研究员)报告题目：《碳基材料及其锂硫电池应用》硫电池具有能量密度高、材料价格低廉等优点，但锂硫电池的正极材料硫存在一系列问题，而使其实用化进程受到了限制。碳硫复合电极是其中的解决方案之一，李峰老师的报告重点介绍了碳纳米管、石墨烯等低维碳材料在锂硫电池的正极基体、间隔层以及集流体应用中基础科学问题及应用方法，并给出了今后可能的发展方向。（点击观看报告视频回放详情）颗粒检测与表征会场：前沿颗粒检测与表征技术万花筒激光测粒技术是当前各行业进行粒度表征的最常用仪器之一，并且正结合其他尖端技术延展至粒形分析、工业在线、微纳米颗粒性能研究等领域。另一方面拉曼光谱仪也一直是二维材料颗粒表征的重要方法，本会场分享了相关表征仪器最新最尖端的技术研究进展和最前沿应用。沈建琪(上海理工大学教授)报告题目：《激光测粒技术的优势与缺点》光散射法是常用的颗粒粒径测试方法，主要分为静态光散射法和动态光散射法，前者包括衍射法、消光法、角散射法、干涉成像法等，后者包括光子相关光谱法和图像动态光散射法等。报告中，沈建琪详解析了不同光散射颗粒测试技术的原理、应用和注意事项，并分享了相关仪器的发展历程和未来迭代发展的方向。（点击观看报告视频回放详情）孙正亮(马尔文帕纳科产品专家)报告题目：《自动成像技术—颗粒大小和形状的表征》自动成像技术结合了显微成像和粒形粒径分析技术，通过拍照的方式，采集颗粒的2D形貌，采用等效面积圆的方式来描述颗粒的的尺寸，同时可以测量圆度，凸度，延伸度等粒形信息。报告介绍了马尔文帕纳科自动成像技术的分析过程与注意事项，并介绍了该技术在锂电、原研药、仿制药等工艺中的前沿应用。（点击观看报告视频回放详情）蔡小舒(上海理工大学教授)报告题目：《颗粒在线测量技术的前沿应用分析》由于测量环境恶劣、测量对象变化多、抗干扰性需求高等原因，颗粒的在线测量难度很大。常见的颗粒在线测量方法有光学法、超声法、电学法、射线法等，蔡小舒对这些检测方法及相关应用实例进行了讲解，表示图像法与其它方法相融合是颗粒在线测量技术的发展方向之一。（点击观看报告视频回放详情）张强(贝克曼库尔特产品专家)报告题目：《高分辨粒度表征技术及其研发、质控应用研究》报告分析了粒径表征误差主要来源，并通过实际应用案例，介绍了贝克曼库尔特高分辨粒度表征技术和相关仪器。重点介绍了贝克曼库尔特的库尔特（电阻法）技术和PIDS偏振光强度差散射技术，电阻法在异常微量大粒子的检测和体积变化监测等方面有独到优势，而PIDS技术可通过水平和垂直偏振光的强度差来实现亚微米颗粒高分辨率准确测量。（点击观看报告视频回放详情）刘舟(岛津企业管理（中国）有限公司产品专家)报告题目：《微纳米颗粒表征与成像分析应用新技术》报告结合颗粒折射率、溶解或团聚、浓度等因素对光散射法粒度计算中的影响介绍了岛津全套粒度仪产品线在不同应用领域的解决方案。重点介绍了岛津独创的诱导光栅法单纳米粒子分析技术。原理如下：在电极两端施加电压，纳米粒子在介电泳作用下排列形成衍射光栅，停止施加电压后纳米粒子会开始扩散，大粒子扩散速度快，小粒子扩散速度慢，通过测量衍射光强度随时间的变化可以测量纳米粒子的粒径大小及分布。（点击观看报告视频回放详情）谭平恒(中国科学院半导体研究所研究员)报告题目：《二维纳米材料的拉曼光谱研究》拉曼散射作为一种光谱研究技术已经在固体材料的研究中得到广泛的应用。这种技术不仅可以被用来研究材料的晶体微观结构和晶格振动性质,还可以被用来研究材料的能带结构、电子态密度和电声子相互作用等。谭平恒在报告中主要将介绍了拉曼散射技术最新进展以及团队利用显微拉曼光谱在二维纳米材料方面所取得研究成果。（点击观看报告视频回放详情）大会部分网友问题截图两天的大会，让听众们饱饮颗粒学应用研究和相关检测表征技术的前沿知识和最新应用，期间学术专家与听众们交流研讨的学术气氛十分热烈，问答环节累计提问并解答问题超过200条，会议得到专家、听众的一致好评，取得了圆满的成功。2021年，让我们下届颗粒研究应用与检测分析主题网络大会再相约！附:专家报告视频回放合集

h1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px "span style="font-size: 18px font-family: 宋体, SimSun color: rgb(0, 176, 80) "一、概述/span/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "颗粒在制药过程中可以说无处不在，从口服片剂中原辅料的固体颗粒，到吸入制剂中雾化颗粒，再到脂质体/脂肪乳中液滴颗粒，颗粒的大小、形态以及流动特性对于制剂的加工和性能都会产生很大的影响。比如原料药颗粒的大小将会直接影响片剂的压制和溶出速度，吸入制剂中API颗粒的大小将会直接影响到给药均一性和在肺部的沉积效率，在静脉注射制剂中，大的不溶性颗粒将会直接影响到制剂的使用安全，而辅料的颗粒大小、形态和流动性，又将直接影响到制剂的成型性、均一性、崩解性、溶出度、片剂硬度以及外观等，正是因为上述原因，各个药典也将药物颗粒的检测和评价列为非常重要的物性指标。在2020版中国药典中，也收录了很多关于颗粒表征的相关技术，在这里跟大家分享一下。/ph1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px "strongspan style="font-size: 18px color: rgb(0, 176, 80) font-family: 宋体, SimSun "二、2015版已经收录的方法/span/strong/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1. 激光衍射技术/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：粒度和粒度分布测定法0982。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：利用光照射到颗粒上产生衍射的原理，采用古斯塔夫-米氏理论模型反演计算得到粒度分布。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：虽然在此之前粒度及粒度分布检测已经有筛分和显微镜图像两种方法，但筛分法效率较低，重复性不好，而且30μm以下的颗粒很难检测，而显微镜法虽然可以看到颗粒的形态大小，但其测试取样代表性风险较高，颗粒制备分散难度大，测试时间较长，因此才将激光衍射技术引入到粒度检测当中。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：粒度检测的通则，主要用于原辅料、各种制剂的粒度检测。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：不同原辅料和制剂的方法开发和验证。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C277103.htm" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 164px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/35f94378-9bd5-4e8b-a300-aa6a69b49f18.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="300" height="164" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "strong（点击图片了解仪器详情）/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2. 显微镜技术/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：粒度和粒度分布测定法0982。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：光学成像，利用数字CCD及图像处理技术，获得颗粒的大小和形态。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：可以直接观测到颗粒的形态和结构，几乎没有什么数学模型和复杂算法，结果简单直观，属于直接测量技术。同时随着数字CCD以及图像处理技术的进步，基本可以实现自动的颗粒识别、切割、填充和统计，也可以给出相应的粒度分布。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：粒度检测的通则，制剂研发、反向工程、粒度测试的交叉验证。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：取样代表性、测试速度、样品前处理。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C10569.htm" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 275px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/31b08efc-66a6-4aca-839f-574cee20d3c1.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg" width="300" height="275" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "strong（点击图片了解仪器详情）/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong3. 动态光散射技术/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：2015版中国药典第一增补本脂肪乳测试。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：利用颗粒在悬液中做布朗运动获得扩散系数，通过斯托克斯-爱因斯坦方程获得颗粒大小。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：对于纳米颗粒、窄分布样品具有比较明显的优势，测试速度快，精度较高。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：脂肪乳乳滴的平均粒径。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：大颗粒测试、宽分布的样品、取样代表性。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C112197.htm" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 171px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/65bea9e3-ed4b-4b78-aadf-fc8df82e33fb.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="300" height="171" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: center "strong（点击图片了解仪器详情）/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong4. 光阻法颗粒计数/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：不溶性微粒检查法0903/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：利用光阻法原理，对悬液中的颗粒进行逐个测试，并给出颗粒的大小、数量和浓度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：灵敏度高，准确性好，可以给出体系中颗粒的大小、数量和浓度，尤其是对于超低浓度和极少量颗粒，具有比较好的检测识别能力。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：静脉注射制剂中大颗粒的检测。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：高浓度样品、小颗粒样品（比如1μm以下）、宽分布样品。/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 401px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/796dd58b-e5e5-4ef3-83cd-dae66dba0bfb.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg" width="300" height="401" border="0" vspace="0"//ph1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px "strongspan style="color: rgb(0, 176, 80) font-size: 18px font-family: 宋体, SimSun "三、2020版新收录的方法/span/strong/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "strong1. 比表面积测定法/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：比表面积测定法0991。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：利用氮气低温吸附的原理，通过BET等温吸附方程处理，从而可以得到待测颗粒的比表面积。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：比表面积的大小将直接影响到粉体颗粒的接触面积、聚集情况、吸湿能力以及流动状态，是药用辅料重要的物理参数之一，其将直接影响到制剂的均一性、加工性和给药过程。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：药用辅料 & 原料药。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：不同辅料检测方法的确定，比表面积对于制剂过程的影响和意义。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C194434.htm" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 215px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/3c47c0ce-674e-4133-bce4-2ea7cabbed0f.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg" width="300" height="215" border="0" vspace="0"//a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong2. 固体密度测定法/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：固体密度测定法0992。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：在一封闭体系中，采用气体置换原理，通过测试被样品本身置换掉的气体体积从而获得样品的真实体积，从而最终获得样品颗粒的真实密度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：原辅料的固体密度是其物质本身的重要特征，其跟颗粒的大小和形态等宏观参数关系不大，主要是跟原辅料的晶型结构、内部缺陷、杂质含量等内部结构有直接的关系，是原辅料自身物质的重要属性。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：药用辅料 & 原料药。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：测试/参比单元体积准确性、校准球的体积准确性、温度控制等。/pp style="text-align:center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 197px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/31da5559-5a54-47a1-acc8-e81e5c2c328f.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg" width="300" height="197" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong3. 堆密度和振实密度测定法/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "药典出处：堆密度和振实密度测定法0993。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "测试原理：通过测试原辅料粉体在自然堆积和振动条件下单位体积的质量，从而获得堆密度和振实密度。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "引入原因：堆密度和振实密度不仅能够直接体现粉体颗粒之间的相互作用能力，而且将直接影响到药物粉体颗粒的流动性和可压缩性，是原辅料粉体颗粒的重要属性。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应用领域：药用辅料 & 原料药。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "面临挑战：测试方法和振实条件有可能会对结果产生较大影响。/pp style="text-align:center"a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C168898.htm" target="_self"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 281px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/a755c244-c841-4841-90ea-182bcf107a94.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg" width="300" height="281" border="0" vspace="0"//a/ph1 label="标题居中" style="font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px "strongspan style="font-size: 18px font-family: 宋体, SimSun color: rgb(0, 176, 80) "四、小结/span/strong/h1p style="text-align: justify text-indent: 2em "可以看到，颗粒不论对于原辅料还是制剂本身，都有着极其重要的意义，因此药典中跟颗粒相关的检测方法也是层出不穷，同时在这一块也是在不断加强，相信这些不断完善的检测方法和标准可以让中国药品质量更上一个台阶。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong作者简介：/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "img style="max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 110px height: 140px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c657ee7c-1341-46b0-a6fd-f720d1eef6f0.jpg" title="颗粒表征技术在2020中国药典中的传承与新变.jpg" alt="颗粒表征技术在2020中国药典中的传承与新变.jpg" width="110" height="140" border="0" vspace="0"/丹东百特仪器有限公司技术总监，中国科技大学理学博士，主要从事的研究方向是纳米材料的合成和表征，毕业后曾从事纳米粉体材料制造工艺及应用研究，自2011年起相继加入国际著名粒度仪公司从事材料颗粒的表征和应用，尤其是颗粒表征在生物制药中的应用，具有超过15年的颗粒表征经验。熟悉颗粒相关的药典及法律法规，且具备长期一线的药物颗粒测试经验、不同粒度仪公司的工作经历，能够从制剂质量和法规要求多个维度来看待颗粒表征，给出独到的见解。/p

近日，西安交通大学材料学院单智伟教授团队与材料创新设计中心团队合作，研究发现数十、甚至百纳米级别的金刚石颗粒可以在远低于钢铁熔点的温度下，以颗粒而非单个原子的形式，自驱动地进入钢铁晶体内部并且持续向内“行走”，最大行程可达数毫米且主体部分始终保持金刚石晶体结构。关于这一发现及其背后的物理机制的文章，以《纳米金刚石颗粒在铁晶体内部中的运动》（“Inward motion of diamond nanoparticles inside an iron crystal”）为题发表在《自然通讯》杂志上。西安交通大学为该工作的第一作者单位和唯一通讯单位，西安交通大学王悦存副教授、王旭东博士、丁俊教授为共同第一作者；西安交通大学单智伟教授和马恩教授为本文通讯作者；为该研究作出重要贡献的还有美国麻省理工学院李巨教授、西安交通大学张伟教授、沈阳理工大学段占强教授、贾春德教授和西安交通大学的梁倍铭硕士、黄龙超博士，范传伟工程师及博士研究生徐伟、刘章、郑芮，硕士研究生左玲玲等。该研究得到了国家自然科学基金委、西安交大青年拔尖人才计划、西安交通大学王宽诚青年学者等项目的支持。钢铁渗碳的历史可以追溯到两千年多年前，其主要过程是：外界碳源（固/液/气）在高温下分解为活性碳原子并逐渐渗入进钢铁，从而使低碳钢工件拥有高碳表面，再经淬火、回火处理，获得高硬度、高耐磨的表面。传统认知中，渗碳所用的碳源必须要先分解成活性碳原子，然后才能在浓度梯度驱动下，以单个原子的形式扩散进入铁晶格并间隙固溶其中，过饱和后以碳化物或石墨的形式析出。然而，进入的碳无法以最理想的强化相——金刚石出现。由此引发了一个科学上的创新思考：金刚石小颗粒有没有可能整体进入钢铁晶体中，并且保留金刚石结构。为验证这一大胆设想，研究团队以金刚石纳米颗粒和高纯铁及低碳钢为对象（图1a, b），利用原位透射电子显微镜对加热过程中金刚石纳米颗粒的运动过程进行实时观察：当表面附着有金刚石颗粒的钢铁被加热到一定温度后，其表面氧化膜首先发生分解，暴露出新鲜的铁原子。然后这些铁原子迅速向上扩散覆盖金刚石颗粒的表面，金刚石颗粒在毛细应力驱动下被快速“吞没”进钢铁基底中。冷却至室温后观察发现：金刚石颗粒不仅能够大量进入到钢铁内部（图1c），并且沉入深度可达到纳米金刚石颗粒自身尺寸的数千倍以上（毫米级）。图1d示意了整个进入过程。结合第一性原理计算、蒙特卡洛模拟及多维度表征，进一步揭示了纳米金刚石颗粒在钢铁晶体内部运动的微观机制：在铁的催化作用下，金刚石颗粒表面发生石墨化并部分溶解，在钢铁基底中及纳米金刚石颗粒周围分别形成长程和局部的碳浓度暨化学势梯度。在与此伴生的铁化学势梯度驱动下，金刚石周围的铁沿着金刚石和铁基底的界面不断上涌并形成一个向下局部应力，“推动”着金刚石向下前进。铁原子在金刚石颗粒表面的石墨层内的界面扩散，恰好为其远程迁移提供了快速通道（铁原子沿此通道向上迁移的速率得以高于铁晶格中碳原子向下运动的速率）。图1 （a）研究中所用的纳米金刚石粉的透射电镜表征；（b）纳米金刚石颗粒进入纯铁基底中的原位扫描观察；（c）纳米金刚石颗粒在铁内部的透射表征；（d）纳米金刚石自驱动进入钢铁基底的全过程及原理示意。由于纳米金刚石具有超高强度、热导率、化学稳定性与低热膨胀系数、低摩擦系数、超高等特点，是一种理想的金属强化粒子。基于上述发现，将纳米金刚石渗入进钢铁材料中，形成钢铁和金刚石的梯度复合材料，有可能大幅改善钢铁的表面性能，如硬度、导热性和耐磨性等。中国是最大的人造金刚石制造国，生产了世界上90%以上的人造金刚石，其中作为副产品的纳米金刚石粉的价格仅为~2000元/公斤。初步估算显示1公斤纳米金刚石粉能处理10吨的钢材（形成mm级的硬化层）。中国的钢铁年产量超过10亿吨，占世界总产量的一半以上，同时，中国也是钢铁的最大使用国，应用需求非常旺盛。该研究为钢铁材料的表面强化提供了新的思路和方法。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48692-5#citeas

由中国科学技术协会指导，中国颗粒学会主办，海南省科学技术协会、中国颗粒学会能源颗粒材料专业委员会、海南大学承办，由广州大学、华南理工大学、北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司等共同协办的第十二届中国颗粒大会于2023年4月21-24日在海南省海口市顺利举办。第十二届中国颗粒大会会议主题为“创新助力双碳，绿色赋能发展”，旨在促进颗粒与粉体相关领域学术交流、推动学科发展和技术创新及助力人才成长。大会围绕颗粒学相关领域的科研进展、产业发展和人才成长等展开交流。仪器信息网本次作为大会的合作媒体以及参展商亮相第十二届中国颗粒大会。观众签到展商签到中国颗粒学会常务理事、广州大学教授彭峰主持大会开幕式开幕式现场中国颗粒学会理事长、中国科学院过程工程研究所党委书记、副所长朱庆山作开幕致辞海南省科学技术协会党组成员、副主席徐伟致辞开幕式上举行了2022年度中国颗粒学会颗粒学奖颁奖典礼，先后颁发中国颗粒学会自然科学奖、中国颗粒学会技术发明奖、中国颗粒学会科技进步奖、中国颗粒学会青年颗粒学奖、中国颗粒学会优秀博士论文学位论文奖、中国颗粒学会第八届气溶胶青年科学家奖、中国颗粒学会第四届气溶胶科技创新奖、中国颗粒学会颗粒测试奖、2022年度百特-《颗粒学报》优秀论文奖等奖项。中国颗粒学会自然科学奖二等奖颁奖现场中国颗粒学会自然科学奖一等奖颁奖现场中国颗粒学会技术发明奖二等奖颁奖现场中国颗粒学会技术发明奖一等奖颁奖现场中国颗粒学会科技进步奖二等奖颁奖现场中国颗粒学会科技进步奖一等奖颁奖现场中国颗粒学会青年颗粒学奖颁奖现场中国颗粒学会优秀博士论文学位论文奖颁奖现场中国颗粒学会第八届气溶胶青年科学家奖颁奖现场中国颗粒学会第四届气溶胶科技创新奖颁奖现场中国颗粒学会颗粒测试奖二等奖颁奖现场中国颗粒学会颗粒测试奖一等奖颁奖现场2022年度百特-《颗粒学报》优秀论文奖颁奖现场中国颗粒学会副理事长、华东理工大学教授李春忠主持大会报告颁发大会主席证书中国科学院院士、中国颗粒学会副理事长、中国科学院过程工程研究所研究员 马光辉《生物颗粒的制备和应用：从人工颗粒到仿生和天然颗粒》生物颗粒（微球和微囊）变革了生物制药工程技术，传统的微球制备技术难以做到尺寸统一，导致蛋白质药物等分离精度降低以及靶向性变差。马光辉院士团队创新的微孔膜乳化法采用微孔膜为介质，建立了系统的均一微球制备理论和技术体系，实现了均一颗粒的可控制造，还研制出了全自动系列膜乳化设备，推动了科学研究和新过程、新产品的转化成功。此外，马光辉院士团队提出了柔性仿生颗粒地底盘的新策略，并在新冠疫苗等领域取得了应用。马光辉院士表示，仿生和天然颗粒是未来重要的发展方向，利用生物学和化学法实现多功能设计，可以遵循体内固有过程，保留原特性，实现高效药物递送和免疫治疗。中国科学院院士、西安交通大学教授 郭烈锦《超临界流体中颗粒运动力学及化学反应动力学行为》郭烈锦院士团队开展了跨/超临界流体中颗粒运动力学行为研究，揭示了史蒂芬流对热质传递过程的影响规律、近壁区颗粒的热质传递行为以及颗粒间相互作用机制，为颗粒群行为的定向调控指明了方向；开展了超临界水颗粒气化反应动力学规律研究，揭示了超临界水-颗粒气化反应机理，建立了基于孔结构演变信息建立跨尺度模型，获得了反应受控步骤及破除机制，实现了颗粒气化反应的过程强化；针对反应条件下的复杂颗粒动力学特性，发展了基于第一性原理的颗粒解析直接数值模拟方法，通过直接数值模拟研究揭示了反应引发的边界层流动，反应热传递、组分变化及颗粒形态演化等界面现象对超准界水-颗粒相间的影响机制作用，填补了超临界流体-反应颗粒多相流热化学热质传递理论的空白；基于上述基础，开展了超临界水煤炭气化反应器的工程化设计、优化与放大，实现了煤炭在温和条件下高效气化，为我国构建完全符合碳中和目标的新型清洁、低碳(零碳)、安全、高效的现代能源体系提供了可靠的技术保障。中国工程院外籍院士、澳大利亚蒙纳士大学教授 余艾冰《计算颗粒技术及其工业应用》余艾冰院士表示，近几十年来中国流程工业虽然有了长足发展和进步，但总体生产制造效能与国际先进水平相比还有一定差距，资源、能源和环境约束下的创新水平亟待提升。与发达国家相比我国制造业“大而不强、全而不优”的问题比较突出，主要表现在自主创新能力不强、信息化水平不高、工业技术比较薄弱、高端产业的优势地位不明显等。《中国制造2025》提出要推进制造过程智能化。过程智能化实现的主要途径是过程模拟与优化。过程工程装备一旦获得质的智能化飞跃，将为转型发展奠定重要的物质基础。通过建设智能工厂，全面提升生产经营效率，大幅度提升生产品质和安全水平，并展示了颗粒计算在冶金等代表性领域的应用。大会参展商梅特勒托利多科技（中国）有限公司、大昌华嘉科学仪器部、安捷伦科技（中国）有限公司、安东帕中国、马尔文帕纳科、丹东百特仪器有限公司、国仪量子（合肥）技术有限公司、苏州艾特森制药设备有限公司、德国新帕泰克有限公司、安徽科幂仪器有限公司、沃特世科技（上海）有限公司-TA仪器部门、晶格码（青岛）智能科技有限公司、卡尔蔡司（上海）管理有限公司、珠海真理光学仪器有限公司、济南微纳颗粒仪器股份有限公司、荷兰IVIUM艾维电化学（天津德尚科技）、HORIBA集团科学仪器事业部、珠海欧美克仪器有限公司、贝士德仪器科技（北京）有限公司、复纳科学仪器（上海）有限公司、东京理化器械株式会社、苏州纽迈分析仪器股份有限公司、北京艾若泰克科技有限公司、帕剌斯仪器（上海）有限公司、诺泽流体科技（上海）有限公司、必能信超声（上海）有限公司、北京海菲尔格科技有限公司、北京赛克玛环保仪器有限公司、南京九章化工科技有限公司、苏州胤煌精密仪器科技有限公司、上海积鼎信息科技有限公司、深圳市新威尔电子有限公司、南京白令信息科技有限公司、上海傲轩测量科技有限公司、提塞环科仪器贸易（北京）有限公司、上海儒佳机电科技有限公司、普萃超临界（广东）高新技术有限公司、孚洛泰（重庆）科技有限公司、深圳市科晶智达科技有限公司、英国SMS仪器公司、合肥费舍罗热工装备有限公司、广州群翌能源有限公司、澳谱特科技（上海）有限公司等仪器公司均作为参展商出席了本届颗粒大会。仪器信息网展位此次颗粒大会除大会报告外，还设置了25个主题分会场，仪器信息网也将进一步跟踪报道。

研磨对象：镁、镨、镱等颗粒，粒度级别5mm及以下研磨目的：金属基材料制备、机械合金化研磨难度：超硬性、延展性、氧化性所用仪器：天昶科技 D-Vibrate Miller三维震荡研磨仪研磨原理：研磨罐带动物料，做上下左右三维式旋转摆动、振动、冲击运动，运动幅度是：上下60mm，左右20mm，前后20mm，震动频率为：Speed Max=2800rpm，磨球和罐壁对物料的三维无序撞击摩擦，撞击能远远高于常规行星球磨仪，使得微纳米颗粒成为可能。该仪器自重120kg，空载噪音75dB，连续运转时间72h，可供您选择的研磨罐体容积50~250ml，同时3个罐体运转，可以获得3种不同实验材料。可提供高分子、PTFE、玛瑙、氧化锆、碳化钨等多种类罐体材质，适应无铁研磨、干法研磨、湿法研磨，可通N2、Ar等惰性气体气氛保护。研磨罐方便拆卸，可在真空手套箱中装卸物料，防止超细金属自燃。 研磨方法：将磨球25mm 1粒，5mm 5粒，3mm 20粒，一定质量初始直径5mm的镁颗粒，放入50ml不锈钢研磨罐中，研磨罐为椭球形结构，如图示。加入溶剂，或者加无水乙醇并通入惰性气氛保护，利用上下左右三维式震击研磨仪，研磨时间2h，即可得细度微米级的悬浊液。