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红外鉴别相关的资讯

  • 陈皮药材如何用近红外快速鉴别分析
    陈皮药材如何用近红外快速鉴别分析陈皮作为传统中药,其药用历史悠久。以陈皮为主药的二陈汤、苏子降气汤、六君子汤、平胃散等经典名方在历代本草中都有记述。而如今药典中记载的陈皮主要来源于部分芸香科植物的干燥成熟果皮,具有理气健脾,燥湿化痰的功效。根据品种与产地来划分,目前市售陈皮主要分为广陈皮、陈皮与杂陈皮三类,广陈皮主要来源于茶枝柑,陈皮则是来源于大红袍、福橘及温州蜜柑的栽培变种,而来自杂柑类、宽皮橘类、橙柚及柠檬等果皮混杂陈皮入药的情况,市场称之为杂陈皮。杂陈皮与陈皮药材价格差异也十分悬殊,因此市场也出现相应商品混杂入药的现象,导致陈皮药材基源复杂,药材品质难以保证。成都中医药大学刘友平课题组创新性地采用近红外光谱分析技术对陈皮药材的品种识别和黄酮类成分的检测展开研究。1品种识别选取广陈皮 17 批,川陈皮 8 批,在 60 ℃ 烘箱中干燥后粉碎,过 80 目筛,取 8g 样品粉末放置样品杯中扫描近红外光谱,扫描范围 10000cm-1 – 4000cm-1,分辨率 8cm-1,扫描次数 64 次,每个样品重复装样后扫描 3 次。▲ 陈皮药材近红外光谱图采用聚类分析的算法对不同预处理方法、建模波段和潜变量进行考察,根据综合评价指标 Q 值的大小选出最优结果,前 3 个最好模型参数如下表所示。序号预处理方法建模波段潜变量数Q1SNV, db110000-7800, 6600-5400, 4800-440060.90692db1, ncl10000-7404,7144-500030.88743mf10000-400070.8836采用最佳参数建立的模型,从潜变量的立体得分图可以清楚看出两类陈皮药材在空间上相互独立,并用 12 批未参与建模的陈皮药材进行外部验证,仅有 1 批样品被误判,说明模型可以准确地识别广陈皮和川陈皮。▲ 陈皮药材前三潜变量得分空间分布图2含量分析目前针对陈皮药材中化学成分主要集中在挥发油、黄酮类和生物碱成分,而黄酮类又是一类比较重要的有效化学成分,具体还可细分为芸香柚皮苷、橙皮苷、川陈皮素和橘皮素。通过高效液相色谱法分析不同栽培品种陈皮药材种所含的 4 种黄酮类成分可以发现除芸香柚皮苷外,其余 3 种黄酮类成分在不同品种的药材种含量差异明显,且仅有川陈皮、广陈皮以及杂陈皮中的椪柑符合药典对陈皮药材的含量标准。因此仅对三种含量有明显差异的黄酮类成分进行近红外光谱分析,取 69 批不同来源的陈皮样品采集近红外光谱,参数设置与品种鉴别时类似,取样减少至 5g,仪器扫描次数改为 32 次,其余参数保持不变。▲ 陈皮药材近红外光谱图分别考察了不同的光谱预处理方式、建模波段以及潜变量对三种的影响,此外还剔除了对建模影响较大的样品,最终选取的的模型效果如下。▲ 橙皮苷模型预测散点图▲ 川陈皮素模型预测散点图▲ 橘皮素模型预测散点图最终三种黄酮成分模型对独立验证集样品预测的均方根误差分别为 0.284,0.054 和 0.014。与传统分析方法 HPLC 相比,近红外分析操作简便,快速无损,结果准确,且能够多组分同时测量,这对陈皮药材的质量控制及在线监测等方面,都有极高的应用价值。3相关仪器▲ NIRFlex N-500研究中所采用的近红外光谱仪就是来自步琦的 NIRFlex N-500,针对医药研发、生产质控等不同环节都能提供可靠的解决方案。 1偏振干涉仪NIRFlex N-500 独特的偏振干涉仪设计,相比经典傅里叶近红外光谱仪,在简化光路空间的同时,极大地提升了设备的抗震能力,更能通过实验室、生产车间、仓库等多种复杂测量环境的考验。 2模块化NIRFlex N-500 模块化的设计,4 种测量池以及多达近 20 种的测量附件,能够满足几乎所有的测量场景。更换快捷方便,一台机器就能完成多样品形态的测量分析工作。 3双灯源NIRFlex N-500 贴心的双灯源设计,一旦主灯能量降低到阈值之下,就自动切换至副灯,不会造成分析间断而影响生产效率。 4校准标准物NIRFlex N-500 内置校准标准物,搭配功能全面且强大的软件套件,保证数据安全,满足 GMP 及 21 CFR Part 11 的要求,为制药行业提供安全稳定的分析手段。有关更多详细信息,请与我们联系。4参考文献闫珂巍,. 基于近红外光谱技术快速定性鉴别广陈皮模型的建立[J]. 中草药, 2015, 46(20): 3096-3099.李旻. 不同栽培品质陈皮药材品质等同性研究[D]. 成都中医药大学, 2017.
  • 近红外光谱法鉴别珍珠粉将成国标方法
    仪器信息网讯 日前,国家标准委发布了2014年第一批国家标准制修订计划的通知。其中采用了分子光谱方法的标准有3项,分别是:《珍珠粉鉴别方法--近红外光谱法》、《纳米技术 单壁碳纳米管的紫外 可见 近红外吸收光谱法表征》、《拉曼光谱法表征石墨烯层数》。  《珍珠粉鉴别方法--近红外光谱法》  目前,我国还没有颁布珍珠粉的检测标准,市场上珍珠粉产品鱼龙混杂,低价的贝壳粉常常被不良商户以珍珠粉名义出售,严重危害了消费者利益。 本标准将利用近红外技术结合数学模型对珍珠粉进行定性、定量检测,方法简单、快速、可靠。建立微米/纳米级珍珠粉精确检测方法,为市场监管提供有效的、可操作的方法。  《纳米技术 单壁碳纳米管的紫外 可见 近红外吸收光谱法表征》  碳纳米管在复合材料、储氢、电子器件、传感器和探头、电子发射、电池和电容器等方面表现出优异的性能,而决定这些性能的主要是碳纳米管的直径、纯度和金属性等。但采用单一方法对碳纳米管进行表征时,往往由于离心条件、制样过程和所使用的计算和处理方法的不同,而导致表征结果之间存在很大的差异,从而阻碍了碳纳米管的研究和广泛应用。紫外/可见/近红外吸收光谱法是一种简便、快速的检测方法,通过对测试结果的计算分析,能够获得单壁碳纳米管的直径、纯度和金属性等有价值的信息。因此制定本标准以规范单壁纳米管的光谱表征方法。  《拉曼光谱法表征石墨烯层数》  石墨烯是纳米材料领域重点研发的功能材料热点之一。它具有优异的导电导热性能,数十倍于钢铁的强度和极好的透光性等性能,可以广泛应用于触摸屏、太阳能电池和复合材料等领域。目前工业界中把层数小于10层的石墨片层都约定俗成地统称为石墨烯。  根据有关披露信息显示,我国已有多家公司正在积极开展石墨烯材料的研制工作,部分公司已进入了中试阶段。中国宝安集团、江南石墨烯研究院以及中科院系统各研究所等企业与机构都在积极探索石墨烯的量产和应用开发研究。  在石墨烯的制备、研究和技术交流中,石墨烯物理特性的精确表征技术和方法是关注的重点之一,其中石墨烯层数的测定更是表征石墨烯材料的首要核心指标。目前,可用于检测石墨烯层数的方法很多,但各种方法基于的原理和表征值不尽相同,造成了某些情况下测量结果不具有可比性。因此制定本国家标准,可为石墨烯材料的质量检验以及技术交流提供的科学、统一、广泛的技术交流平台。
  • 北分瑞利红外光谱仪快速鉴别食用油中的工业油
    近日有媒体曝光罐车工业油与食用油混装,一些油罐车既承接大豆油等可食用液体,也运送煤制油等化工类液体。食用油一般是从动植物种子中提取或加工而成,具有食用价值,为人体提供能量和必需脂肪酸。煤制油是一种由煤炭加工而来的化工液体,如液蜡、白油等。当食用油与化工油混装后,可能引发严重的食品安全问题,长期摄入含有这些化工残留的食用油,可能导致人体中毒,出现恶心、呕吐、腹泻等症状,甚至对肝脏、肾脏等器官造成不可逆的损害。鉴于此,仪器信息网特此发起“油罐车混装事件:仪器检测如何护航食用油安全?”主题征稿活动。本文特别邀请到了北分瑞利分享食用油中煤制油的鉴别。正常食用油和含有煤制油的食用油,仅从外观上很难判断。想要有效区分的话,必须借助仪器。红外光谱法是一种借助红外光被物质吸收情况,获得被测物质分子内部原子间相对振动和分子转动等信息,并根据所获得信息进行物质分子结构研究的分析方法。红外光谱被誉为“指纹光谱”,每一种化合物红外谱图的位置、强度和形状均不相同,具有独一无二的特性。红外光谱法分析速度快、样品用量少、结果准确可靠,傅立叶变换红外光谱仪是一种可以快速判定食用油中是否含有煤制油的利器。北分瑞利深耕红外光谱仪研发和制造近50年,是国家标准GB/T 21186-2007《傅立叶变换红外光谱仪》的牵头起草单位,早在1977年就作为牵头单位成功研制出国内首台商品化红外分光光度计WFH-400型,1993年又成功研制出中国第一台傅立叶变换红外光谱仪WQF-400型,2003年成功研制中国第一台具有完全自主知识产权的傅立叶变换红外光谱仪WQF-510型。全新的WQF-530A傅立叶变换红外光谱仪,采用以太网/WIFI双模通讯,可以配置双检测器,在仪器性能、软件功能和扩展性能方面都有了较大提升。北分瑞利致力于为客户提供优质的红外光谱仪产品和全套解决方案,可以帮助客户快速鉴别混装油,保障人民群众食品安全。图1和图2给出了使用衰减全反射(Attenuated Total Reflection,ATR)附件测试得到的大豆油和工业白油的红外光谱图,发现它们的吸收峰形状和位置具有明显差异,可以很容易地区分这两种油。当大豆油中混有少量工业白油时,其红外谱图和大豆油的红外谱图非常相似(图3),很难直接从谱图中判断出大豆油中含有工业白油。将混合油的红外谱图进行差减处理后(图4),在图中很明显地发现了工业白油的红外吸收峰,说明大豆油中存在工业白油。图1大豆油的红外光谱图图2工业白油的红外光谱图图3混合油的红外谱图图4混合油的差减谱图北分瑞利WQF-530A傅立叶变换红外光谱仪品牌:北分瑞利型号:WQF-530➢ 主要技术指标及功能特点⚫ 分辨率优于0.85cm-1(可升级到0.4cm-1)⚫ 双检测器设计:可以扩展双检测器(如常规热释电检测器和液氮制冷MCT检测器),实现“一机多用”。热释电检测器用于常规样品的测试(ATR附件、积分球测试、热红联用等),液氮制冷MCT检测器用于高灵敏度测试(红外显微镜、原位红外等)。⚫ 多种通讯方式:以太网/WIFI双模通讯,既可以有线连接电脑进行操作,也可以无线连接平板/笔记本等实现远程无线智能操作。⚫ 定制化服务:软件提供多种开发语言示例代码,满足各种客户对软件的定制化需求;硬件可以根据客户需求进行各种改造和升级。
  • 你了解不怕水,无制样要求的红外成像吗?无需任何标记鉴别生物样品,病毒、单细胞、活细胞观测统统不在话下!
    近年来,红外光谱和显微成像技术有了突飞猛进的发展,尤其是在生命科学领域,得益于红外光谱技术对于分子结构的敏感性,其能够在无任何标记的情况下实现对生物样品成分的鉴定和分布解析,这对于不便于荧光标记的一些生物样品鉴别十分有利。然而目前大多数的红外光谱空间分辨率受限于红外光的衍射限,只有10-20 μm,且依赖于红外光波波长。另外多数红外检测设备对于生物样品制样过程也有着严格要求,如样品切片厚度,细胞和组织尺寸,含水量,需要荧光染色等,这对于生命科学研究非常不利。 针对上述问题,美国photothermal spectroscopy corp公司经多年潜心攻关,研发出非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统—mirage,该设备凭借其有的光学光热红外(o-ptir, optical photothermal infrared)技术克服了上述问题,将红外光谱的空间分辨率提升至亚微米(~500 nm);无需制备薄片,直接测试较厚样品,大地简化了制样过程、提高测试效率;同时可实现无接触式地快速简易测量,有效避免了传统atr模式下的散射像差和交叉污染。且该设备在反射模式下所得谱图与透射模式下ftir完全一致,还可以选配透射模式,十分适用于液体样品和一些特殊混合样品,大的扩展了光热红外在生命科学领域的应用范围(如图1所示)。这项先进技术让mirage有别于传统的红外测试设备,能够对生命科学领域的常用样本,诸如细胞爬片,病理组织切片,单细胞细菌等有良好的兼容性,并让活细胞观测成为可能。除此之外,mirage还可与拉曼光谱进行联用,实现同时同地相同分辨率的ir和raman测试,且无荧光风险,能够帮助研究者更快速全面的确定所分析生物样品的化学组成信息。图1. o-ptir光学光热红外显微镜,工作原理及钙化乳腺组织的o-ptir红外成像图 光学光热红外o-ptir在生命科学领域应用的显著优势:1.亚微米的空间分辨率;2.可直接获取液体中活细胞的红外成像;3.灵敏度高,可直接观测单细胞 (如细菌、哺乳动物细胞等);4.无米氏散射干扰,即使在细胞边缘也不受影响;5.高的光谱分辨率;6.无需直接接触即可测量软组织的红外光谱;7.可实现红外和拉曼同步测量;8.可实现超过10 μm厚的样品测试,直接置于载玻片上观察分析;9.可配置化的红外光源;典型案例分析:1.感染疟原虫的红细胞表征 疟原虫属寄生虫引起的疟疾是威胁生命的主要疾病之一,而疟原虫引发的感染周期十分复杂,因此在细胞和分子水平观察疟原虫的变化对于研究疟原虫的致病有着重要意义。agnieszka m. banas等人通过使用o-ptir对疟原虫感染的红细胞在亚微米尺度的分子特征变化进行了表征,结果显示正常红细胞的蛋白呈现环状分布,而感染后的红细胞蛋白质则呈现无规则分布。通过对比传统ftir与基于o-ptir技术能够发现,o-ptir能够提供更为详细的图像分辨率并且能够测量红细胞不同位置的光谱信息。而传统ftir受制于米氏散射限制,效果较差。图2. 对比ftir与o-ptir对红细胞成像的结果:(a)红细胞的白光图;(b)图a中红色方块放大的区域;(c,e)ftir的蛋白/脂质空间分布的红外成像;(d,f)o-ptir的蛋白/脂质空间分布的红外成像;(g)红细胞的ftir红外光谱;(h)红细胞的o-ptir红外光谱 (g,i)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca(pc1&pc2,pc1&pc3)得分;(h,j)疟原虫感染红细胞和正常红细胞的pca(pc1&pc2,pc1&pc3)得分 参考文献:b. [malaria] “comparing infrared spectroscopic methods for the characterization of plasmodium falciparum-infected human erythrocytes” (nature communication chemistry, https://doi.org/10.1038/s42004-021-00567-2). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 2.单个病毒的红外成像 受制于红外限分辨率的限制,单个病毒的红外光谱成像一直以来都是十分困难的,对于只有100 nm左右的病毒进行红外光谱成像显得十分无力。yi zhang等人使用o-ptir技术成功实现对单个痘病毒进行了检测,并成功观测到了病毒的外形,并对病毒表面的蛋白的光谱进行了表征。图3.单个痘病毒的光谱和成像表征。(a)痘病毒的干涉散射图像 (b)痘病毒1550cm-1波束下的mip图像 (c)痘病毒1650cm-1波束下的mip图像 (d)随机选取病毒上4个点的光谱 参考文献:“vibrational spectroscopic detection of a single virus by mid-infrared photothermal microscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c05333). advantages: 1, 3, 4, 5, 6 3. 光学光热红外o-ptir与raman光谱协同分析固定或活的单细胞 英国曼彻斯特大学的peter gardner教授近期发表了他们关于活(和固定)细胞振动光谱分析的新研究结果。作者使用光学光热红外o-ptir与raman光谱,并借助于两个激发源(qcl和opo激光器),对细胞进行了宽光谱范围的覆盖,从而使所有与生物学相关的分子振动都能被检测到,且保持一致的亚微米的空间分辨率。此外,红外光谱采集与拉曼光谱有效的结合起来,在相同的激发位置,形成振动互补,得到一套完整的振动光谱信息。如下图所示,该红外和拉曼的组合方式可以用来分析液体环境中固定或活细胞的亚细胞结构,其中的蛋白质二次结构及富脂体均可以在亚微米尺度上被有效地识别出来。 图4. o-ptir观测固定未染色mia paca-2细胞成像。(a)固定的未染色的mia paca-2细胞的光学图像;(b)红色方块区域的放大图像;(c)opo波束段的o-ptir红外光谱;(d)qcl波束段o-ptir的红外光谱;(e)黑色区域的拉曼和红外光谱 参考文献d. [mammalian cancer cell] “analysis of fixed and live single cells using optical photothermal infrared with concomitant raman spectroscopy” (analytical chemistry, https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04846). advantages: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 74. o-ptir与s-xrf联用探究阿尔兹海默症阿尔兹海默症是老年痴呆症常见的病因之一,而淀粉样β蛋白沉淀是引发ad的重要病因之一,因此对于淀粉样β蛋白分布的研究就显得十分重要。nadja gustavsson等人通过o-ptir成功观测到了神经中的淀粉样β蛋白分布,并且结合s-xrf分析发现铁簇与淀粉样β-折叠结构和氧化的脂质存在共定位关系。这项研究充分预示了o-ptir/s-xrf联合技术可在ad疾病的研究中发挥重要作用。图5.单个神经元的o-ptir与x光荧光成像。(a)单个神经元的光学(左)与o-ptir图像(中和右)(b)神经元上铜、铁的分布(c)铁与蛋白叠合图(d)铁与脂质的叠合图参考文献[neuron] “correlative optical photothermal infrared and x-ray fluorescence for chemical imaging of trace elements and relevant molecular structures directly in neurons” (“light: science & applications” https://doi.org/10.1038/s41377-021-00590-x) advantages: 1, 3, 4, 5, 6 用户单位: 用户评价:
  • 从真假鉴别到过程控制 近红外拓出药检新天地——访中国食品药品检定研究院胡昌勤研究员
    日前,在全国第六届近红外光谱学术会议上颁发了第一届“陆婉珍近红外光谱奖”。其中,中国食品药品检定研究院胡昌勤研究员获得 “陆婉珍近红外光谱科技奖”。胡昌勤,现任中国食品药品检定研究院(简称:中检院)化学药品检定首席专家,抗生素室主任兼微生物检测室主任,中检院学术委员会委员,第十届药典委员会执行委员。  华中科技大学骆清铭教授、近红外光谱分会理事长袁洪福教授为胡昌勤研究员颁奖  胡昌勤研究员带领他的课题组从2001年开始从事近红外光谱在制药领域中的应用研究。承担了国家“十一五”科技支撑计划、国家公益性行业专项基金等多项与近红外相关的研究工作。在财政部直接拨款的“药品检测车”项目中,胡昌勤研究员担任药品近红外光谱快速分析系统的总技术负责人,首次提出了针对药品市场不同的监管目的,建立近红外光谱通用性模型和近红外光谱快速比对模型等理念,并赋予实施。如今“近红外光谱药品快速检测系统”已经装配在全国400多辆流动的药品检测车上,用于广大基层地区药品的现场快速筛查,并在2008年四川汶川地震、2010年广州亚运会等多个国内重大事件的现场发挥了作用,第一时间保证了用药安全。胡昌勤研究员  作为近红外光谱领域“新人”,胡昌勤获此奖项有何感想?“药品检测车”项目从立项到广泛应用于基层药品快检都经历了哪些不为人知的辛酸苦辣?我国近红外光谱药品快检技术与国外相比有何异同?今后近红外光谱在药品检测领域有何发展?仪器信息网编辑就这些问题采访了胡昌勤研究员。  仪器信息网:这次获得“陆婉珍近红外光谱科技奖”对您来说有什么不同的意义吗?  胡昌勤:确实有点不一样。我真正开始从事近红外光谱研究是在2001年,虽说也有15年的时间了,但是相对来说我还只是近红外光谱领域的“新人”,当时会场上就有很多近红外光谱领域的前辈、专家,这个奖项会颁发给我其实是完全没有想到的。对我而言,一项新的工作、在原本不太了解的领域能获得业界的认可,是非常令人兴奋和惊喜的,意义重大。  仪器信息网:您开始近红外光谱研究以来,尤其是“药品检测车项目”上,经历了哪些不为人知的辛酸苦辣和哪些令人兴奋的事情?  胡昌勤:说起这些,“故事”就很多了。近红外光谱技术用于药品的检测,从最开始的一个概念到现在的广泛应用,并不是一蹴而就的简单过程。初期的时候,我们仅知道国外有文献说近红外光谱可以用于真假药品的鉴别,但是更具体的就不知道了。当时只觉得,近红外光谱既然是一种光谱技术,那么是完全可以用于药品检测的,中检院可以说是在进行一项几乎完全陌生的新工作。  这个项目给我和这个课题组带来的压力都是很大的,这种压力既有来自项目的时间进度,也来自于不同领域专家的争议,还有更重要的,药品安全关系着我国人民的生命健康,当时国家下定决心整治假药问题,可以说是身兼重任,自然更有压力。  由于当年对近红外光谱的很多理论的了解并不是特别清晰,所以在建模的过程中经历了许多反复,当时从全国药检所抽调了很多人员配合进行这项工作,财政部四个亿的拨款也已经到位,甚至国家药监局已经开始通知仪器厂商生产仪器,项目倒计时的压力一直存在。另一方面,由于近红外光谱在当时在药检领域还是一个全新的技术,尤其是“通用性模型”这个概念,无论在国内外,都是一种比较新的理念,因此也引起了一些专家的争议。当时的中国食品药品检定所所长桑国卫院士在全所组织了一次论证会,不同领域的专家各抒己见 在财政部组织的项目论证会上,专家组组长由中国科学技术大学的苏庆德教授担任,苏教授对我们的课题非常支持,给我们的项目签了字,但直到半年后我们的课题顺利通过以陆婉珍院士为组长的专家组的鉴定,苏教授才真正放下心,由衷为我们高兴。  压力虽然很大,但同时也是一种动力,在课题组的努力下,近红外光谱检测车最终成功装车,我们将检测车“开”到湖北进行了四个月的试运行,在各种实际路况下来验证仪器的性能和抗震能力,考察检测车用仪器与实验室仪器的区别。一次在山区的试运行,随行的一辆车的司机由于“跑山路”经验不足,发生了侧翻,当看到我们的同事逐一从车中爬出来时,大家悬着的心才放下。不断试验,不断改进,可以说最开始的模型并不理想,首要解决的是“能用”,在使用过程中发现问题、解决问题,同时对近红外技术也有了更系统、深入的认识,比如说现在液体制剂的快速检测就已经不再采用近红外光谱,而是采用适用性更好的拉曼光谱。  我国药品近红外光谱通用性模型的建立是有一定难度的,相比国外同一通用名药物仅有少数药厂生产而言,我国同品种药物的生产厂家往往非常多,虽然活性成分一致,但是所用的药用辅料等成分是完全不同的,这也就意味着除药物活性成分外背景光谱完全不同,所以我们国家的近红外光谱通用性模型相对于国外而言是一个更加复杂的系统。目前中检院已经建立了几百种通用性模型,包括了市场常见的口服制剂。  虽然,2006年药品近红外光谱快速检测系统已经配备在药品检测车上正式向全国装备,但是一直到现在相关研究工作还在继续。2010年中检院成立了“标准化研究室”,专门负责药品快检方法的研究。  仪器信息网:现在国内很多药厂开始尝试将近红外光谱应用于过程控制,您觉得这项应用的前景如何?  胡昌勤:中国仪器仪表学会曾进行过调研,发现我国制药企业和中国食品药品监督管理总局(CFDA)的沟通存在一定问题。企业想将新技术应用起来,但国家目前并没有标准和配套政策,所以企业担忧前期的投入是否能与最后的政策相符合 而CFDA则认为,企业应用的很少,没有明确依据来制定相关法规,这是一个矛盾的问题。而在国外,例如美国FDA在一项新技术应用的初期,会与企业定期探讨,共同促进技术发展。而我们国家目前人力物力不足,可能还没有精力来做这项工作。  所以目前我们计划先建立若干示范工程,帮助企业认识新技术能给企业带来的益处,也同时帮助CFDA了解一项新技术在企业的具体应用,促进二者沟通,带动技术发展,促进我国制药生产技术与国外接轨。目前,CFDA认识到过程控制技术的重要性,也在推动项目进程,并列入“十三五”计划。  仪器信息网:药品快检和生产过程控制,近红外光谱技术的应用与国外有什么不同?  胡昌勤:单纯从假药快检角度来讲,中国是领先于世界的,CFDA也在推动药品快检技术向非洲的援助,可以说我们的检测技术是达到国际先进水平的。  但是,药品快检更广泛的意义是应用于生产中的过程控制,这方面我国与国外还有一定差距。目前我国制药企业过程控制应用近红外光谱技术,还仅仅停留在检测,而没有数据收集方面的意识 其实很多看似没有关联的数据,如果深入挖掘、分析,就是一个很大的数据库。近年来日益频繁的飞行检查,检查方式还停留在针对纸质资料的检查上,存在效率上的很大不便,如果针对过程控制中存档的电子数据的检测,则可大大便利检察人员的工作。  目前我国药厂实验室检测大多还是使用色谱仪器。从绿色环保角度来说,色谱需要使用有机溶剂会产生大量废气废液,对环境威胁很大,同时也会给企业带来后续废液处理问题,增加成本。如果近红外光谱、拉曼光谱等快速检验手段能够应用到生产过程控制中中间体的检测,而色谱方法仅作为最终产品质量控制的手段,则可降低解决这一问题的难度。  仪器信息网:以您多年的研究经验,如何看待近红外光谱技术未来的定位和发展趋势?  胡昌勤:我认为近红外光谱技术的研究应该聚焦于应用研究,因为,近红外光谱技术是伴随着相关应用而发展起来的,所以,仪器的设计和研发都应根据用户的需求来开展。  以制药企业来说,其实有很多环节可以使用近红外光谱。但高昂的价格往往使企业担心成本,若能针对生产过程中某一个检测物质,设计简单的、目标单一的仪器,则会更加便于使用,降低成本。模块化、价格相对低廉的仪器应用比较灵活,同时也会促进更多的企业应用,反过来也会促进仪器的发展。  另外,提到近红外光谱,很多人谈 “建模”而却步。将来如能以实用性为目的,抽象化几个简单步骤来建立模型,也会带动仪器的应用。现在的建模过程还是很繁琐的,其实任何一家企业的产品,在通用性模型里都是一个局部,如果将来按照一定规模建好光谱库,当检测某一个药厂的某个样品时,则可以按照一定规则从光谱库里选择相应的样本,结合网络、云、大数据等概念,建模过程可大大的简化。不求最优,但是适用性强,这样可推广近红外光谱的应用,也能促进仪器的发展。  后记  我国已经渡过了缺医少药的年代,药品生产工艺在优化完善,整体药品质量在不断提高,相关质量检测技术更是日新月异。近年来,“QbD(质量源于设计)”理念在制药行业日益凸显,如何从生产源头保障产品质量、如何保证现有工艺能够生产出“质量一致”的仿制药,“过程控制”不可不说至关重要。利用过程控制技术,生产过程中可以可靠、快速、直接、简单地评估风险,执行质量控制,因此其在药品的生产中正得到越来越广泛的应用。  近红外光谱应用于假药鉴别方面,我国已达世界领先水平,而在过程分析控制中的应用则刚刚起步,与国外还存在一定差距。制药企业如何在具体工作中应用近红外光谱,近红外光谱仪器厂商如何根据需求更新产品,胡昌勤研究员的工作可以说是深入到各方面的细节,也是在探索我国制药行业近红外光谱的应用方向。从假药鉴别到过程控制,近红外光谱在我国制药行业潜力无限、大有可为。(撰稿:王明煜)
  • 药包材的鉴别,您选对仪器了吗?
    药包材的鉴别,您选对仪器了吗?2011年,经中国食品药品鉴定研究院检验,在某公司生产的药品中检出邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP),国家食药监局决定立即停止该产品的销售和使用,已进口上市的由企业召回。DIDP是塑化剂的一种,它能达到使薄膜、塑料达到柔软的地步。“塑化剂”风波之后,人们对日常所接触到的医药、食品包装材料的安全性的关注度越来越高。医用包装材料包括用来包装医药品和医疗器械的包装材料,可服用的、接触的医药品的或用作功能性(如防潮、阻氧等)外包装的包装材料等等。由于高分子材料的发展,塑料包装在医用包装中发展很快。检测方法欧洲药典对于高分子材料的控制首选红外光谱法,同样我国国家食品药品监督管理局也颁布了国家药品包装容器(材料)标准YBB00262004-《包装材料红外光谱测定法》。红外光谱法主要原理是对物质进行定性鉴别的有效方法,利用不同药品包装材料在红外波段具有不同的的特征吸收,对其主要成分进行定性分析。样品的制备方法有衰减全反射(ATR)法:红外光以一定的入射角度通过ATR晶体后,在与晶体紧贴的样品表面经过多次反射而得到反射光谱图。大部分样品(原材料、成品)无需经过制备过程便可以直接测定。多层结构的药包材鉴定通常需要通过处理将多层包材分离后进行测试ATR更方便快捷。药品的包装原始材料包装材料上层检测的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)红外光谱图包装材料下层检测的聚乙烯(PE)红外光谱图小结采用ATR法对医药包装材料进行测试,无需制样、可以实现原位测定,尤其是在界面固体薄膜测试方面有明显的优势。红外光谱法利用ATR附件定性测试医药包装材料,方法简单、结果可靠,是鉴别医药包装材料的理想方法。Summit 傅里叶变换红外光谱仪Thermo Scientific™ Nicolet™ Summit 傅里叶变换红外光谱仪采用高性能光学引擎,配置的OMNIC™ Paradigm软件,符合药典法规。Summit拥有全面快速的药物分析检测方案,其操作简单、方便快捷,透射样品仓,高灵敏度ATR附件,QCheck高精度识别技术,Specta混合物识别技术以及TQ Analyst定量分析软件,可在更短时间内完成更多工作,令使用部门在工作效率上达到新的高度。Summit傅里叶变换红外光谱仪具有以下特点:1.性能:由Thermo Scientific™ LightDrive™ 光学引擎驱动的NicoletSummit光谱仪设定了红外光谱仪性能的基准,提供干涉仪、激光器和光源10年质保。2.工作效率:直观的OMNIC Paradigm 软件、集成的多色光带、智能背景采集功能以及可选配的机载触摸屏简化了分析,极大提高了工作效率。3.连接性:仪器采用数据库架构,支持多种数据库。4.兼容多种附件:适用于药包材检测的不同应用。对于药品包装材料的鉴别,Summit傅里叶变换红外光谱仪是您最合适的选择。
  • 如海光电┠拉曼光谱法为药物晶型的鉴别“添柴”助力
    了解固体药物的晶型有多重要?简单回答,合适的药物晶型能够提高药物的生物活性、API的热力学稳定性、制剂的稳定性,且利于制剂成型,故其重要性,不言而喻。近年来,固体药物晶型专利授权门槛的提高,也能看出国家知识产权局对于药物晶型领域新颖性、创新性研发越来越重视,所以如何才能搞明白在研药物的晶型呢?下面小编列出了目前检测固体药物晶型的常用方法,一起来看看吧。检测方法原理优点缺点XRD通过X射线衍射分析晶体结构能精确计算晶体间距无定型结构难以用XRD进行评估DSC通过晶体的吸热/放热反应分析晶体的稳定性和熔点能观察晶体的属性无法定义晶体的结构红外吸收光谱利用物质对红外光区的电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析。能提供丰富的结构信息研磨可能会导致药物晶型的改变Raman通过分析受激光辐射产生的散射光来分析化学结构样品制备简单,没有特殊要求难以通过Raman分析晶体的jue对结构近几年,由于拉曼光谱指纹图谱的特性,利用拉曼光谱法来识别固体药物不同晶型的研究和应用层出不穷。近日,我们利用如海光电的高性能便携式拉曼光谱仪Raman11510成功地区分了包括谷氨酸、氯霉素、阿立哌唑在内的固体药物的不同晶型,充分展示了拉曼光谱法在鉴别不同药物晶型应用场景中的发展前景。Raman11510Raman11510是一款具备专业水平的便携式拉曼光谱检测系统,内置高性能红外增强型光纤光谱仪,提高了800nm的近红外波段的信号灵敏度,使得785 nm拉曼光谱的信号得到显著增强。在面对需要高灵敏度的研究场景,如晶型鉴别、蛋白质研究时,能够捕获到细微的拉曼信号。不同晶型的固体药物仅仅有晶型上的区别,而物质组成没有区别,其差异非常小,但我们使用Raman11510便携式拉曼光谱仪的检测结果表明,这种细微的差异在拉曼光谱的“火眼金睛”下还是无可遁形。不同晶型固体药物的拉曼谱图如下图所示,在谱图中我们标出了较为显著的光谱差异部分。图1:谷氨酸α晶型和β晶型的拉曼光谱图图2:氯霉素A、B两种晶型的拉曼光谱图图 3:阿立哌唑A、B、D三种晶型的拉曼光谱图2019年11月至2019年12月期间我们进行了多次药物晶型拉曼光谱的测定的实验。实验数据表明,谷氨酸、氯霉素、阿立哌唑不同晶型的单晶在每次测定所得拉曼光谱图中的主要散射峰的形状、位置、强度及其差别均明显可辨。由此也说明了拉曼光谱法具有良好的准确性、重现性和耐用性,从而可以为原料药成品的晶型分析,结晶过程中离线与在线原位监测控制等过程分析技术的建模提供依据。随着拉曼光谱法在药物分析研究中的不断深入,可以说目前在药物分析领域,拉曼光谱技术是一项未来极具发展潜力的药物分析方法。拉曼光谱法最早被美国药典(USP)收载为通用分析方法,随后又被《欧洲药典》和《英国药典》等收载为药物晶型检测方法。值得关注的是,2010年版的《中国药典》将拉曼光谱法作为指导原则收载,2015年版修订为理化分析通则方法,2020版又再次对拉曼光谱法部分进行修订,这无疑会大大推动拉曼光谱法在药品全生命过程中的应用发展。国家药典委员会官网截图:药典摘文:现代拉曼光谱仪使用简单,分析速度快(几秒到几分钟),性能可靠。因此,拉曼光谱与其他分析技术联用比其他光谱联用技术从某种意义上说更加简便(可以使用单变量和多变量方法以及校准)。拉曼光谱既适合于化学鉴别和固体性质如晶型转变的快速和非破坏性检测,也能够用于假药检测和质量控制,例如:化学分析:原料药活性成分,辅料的鉴别和定量;物理分析:固态(如多晶和水合物)和晶型的鉴别和量;过程分析:生物和化学反应,合成、结晶、制粒、混合、干燥、冻干、压片、装填胶囊和包衣。在《中国药典》2020修订版中介绍了拉曼光谱的很多优势,而手持式拉曼光谱仪能更好的诠释这些优势:如海光电的蓝牙手持式拉曼光谱仪将光谱仪器、采集分析软件、光谱数据管控三个核心功能有机结合,实现了设备管理、用户管理以及数据管理分层级管理,为现场检测提供了方便、有效的工具。《中国药典》zui新修订版中还增加了低波数包括太赫兹光区的拉曼光谱对于鉴定、表征药品有重要意义的表述,如海光电的低波数拉曼光谱仪EVA3000-LW能够检测到66—200cm-1波数范围内显著的拉曼光谱,在药物分析和晶型鉴别领域有巨大的应用潜力。相信未来拉曼光谱定能成为制药行业中药物研发与生产过程中最有力的工具之一!
  • 能谱科技推出快检利器实现对分太尼类物质快速鉴别
    伴随第32个“国际禁du日”,加之前不久的《破冰行动》热播,du品犯罪成为人们热议的话题。现在全球du品正处在加速的扩散期,在第yi代、第二代du品依然泛滥的情况下,第三代du品新精神活性物质开始在国际上流行,新精神活性物质具有更强的致幻、兴奋、麻醉的du害作用。在新精活类du品中,分太尼因其药性强、价格低廉,成为第三代du品——“实验室du品”中的重要成分。分尼太的来历:分太尼(Fentanyl)于1960年作为镇痛药开发,随后被批准用于医疗用途,是临床上常用的强效麻醉性镇痛药之一(化学结构式如图1所示)。以分太尼为先导化合物生成了超过50种活性更高的分太尼类衍生物,包括分太尼、卡分太尼等。分太尼药效作用比吗啡更强,相当于吗啡的50-100倍,而衍生物卡分太尼的药效约为吗啡的10000倍,成人致死量约为2毫克!药物在适合的剂量下是救人良药,而一旦超量使用就变成了害人du品。自2019年5月1日起中国将依法对分太尼类物质进行整类列管,以应对其现实危害和潜在威胁,保护人民群众免受du品侵害。因此,现在亟需简单实用、快速便捷的分太尼类化合物检测方法。天津能谱科技推出iCAN 8 Plus便携红外光谱仪为分太尼类化合物的定性判定提供快速检测方案,可利用能谱便携傅立叶变换红外光谱仪对未知物做快速定性鉴别。通过谱图比对即可实现样品的快速定性测试。仅需几十毫克样品,耗时1-2min即可得到结果。 iCAN 8 Plus便携红外光谱仪在刑侦缉毒及防爆等领域的应用社会的进步,科技的发展,使得各类案件侦破中,科学技术扮演了越来越重要的角色。在du品分析中,红外光谱技术的应用大大改进了原来的危险品和du品分析技术的不足,为du品案件的侦破提供了有利的证据。du品的不同成份再红外光谱图中表现的振动频率各不相同,应用红外光谱技术对du品进行分析,可以检测出du品的成分。而不同的du品再红外光谱桶中呈现的峰位不同,能轻易地从光谱图中辨认出du品的类型。红外光谱技术用于du品检测,具有操作简单、不使用有害试剂、不污染检材、样品量小、结果准确等特点。因此红外光谱技术是一种非常简便有效区分du品的方法。可以预计红外光谱技术再du品检测领域的应用将越来越广。在刑侦上:可实现bao炸物现场快速分析、危险品快速检测,危险品现场快速鉴别。在缉du上:du品分析(吗啡、海luo因、冰du、可ka因及新型的仿制du品等的筛查)。 iCAN 8 Plus便携红外光谱仪产品特点iCAN 8 Plus小巧紧凑的结构使它便于携带和操作,加之其优良的抗震性能,几乎可以放置在任何地方:既可在实验室中轻松的转移位置,更可应用于车载实验室中,节省了你分析样品所需的时间和成本。也方便直接放置于通风橱或者仪器箱中。功能齐备、灵活多样的测量模块和检测附件依靠独特设计的接口装置,可在几秒钟完成更换和装卡定位,仪器自动识别,无需校准即可使用。提供的选配功能及附件 触摸屏; 无线传输; 可移动电池; 车载电池; 透射模块; ATR模块:多种晶体可选:ZnSe单次全反射晶体,ZnSe多次全反射晶体,金刚石晶体等; 漫反射模块; 平面反射模块; 密封转运箱。 天津能谱科技对新的行业应用和市场需求有丰富的认识和理解,所以,我们提供给客户的,不仅仅是一台傅立叶红外光谱仪,更是一套完整的解决方案:从样品预处理到采样方案,从现场设计到后期的项目实施,我们都可以为客户提供个性化解决方案和完整的项目体验。能谱科技研发及销售团队成员有丰富的业内经验和专业的技术背景,对市场的需求有长期而准确的理解,大家有着一致的理念和目标,配合默契,服务高效。
  • 能谱:中药材质量掺假,你能鉴别出药中“李鬼”吗?
    LZ9000FTIR 中药红外量子指纹一致性评价系统中药面临着伟大复兴,回顾历史,开创中药红外量子指纹评价体系,把中药发展为世界性医药文化的主体之一。中药是中华民族几千年文化的瑰宝,有着悠久的历史,经过数千年的医疗实践,中药的安全性、有效性已经得到验证,但是还没有得到国际上的普遍认可,为了使中药走向世界,必须解决质量控制这一关键问题。在现有条件下,采用单一的化学成分分析方法无法适用于成分复杂的中药体系,而要解决这一难题的有效手段就是建立质量控制新方法和新控制模式,加强中药质量评价的科学化与标准化。目前应用现代仪器分析手段,建立于中药整体系统上的光谱量子指纹图谱技术是中药质量一致性评价的新方法。特别FTIR红外光谱测定快速,指纹特征性强,是开展中药原料药物和中成药质量控制的简单易行方法,红外量子指纹使其定性和定量功能产生飞跃,红外量子指纹用于中药一致性评价大有可为。 图1 复方甘草片红外量子指纹图谱 图2 蓉蛾益肾口服液FTIR红外量子指纹图谱(在不同点数合并时红外量子谱) 图3 退热解毒注射液的红外量子指纹图谱(在不同点数合并时红外量子谱)红外量子指纹能鉴别药材质量特征,比如药材的种属、形态、产地和采收期等;再者能对药材重要活性成分进行识别、定性和定量,尤其对能反映中药质量并可作为质量控制的指标成分的定性和定量方便快捷,测试成本低;建立红外量子指纹要进行仪器精密性、方法重复性和样品稳定性的考察,以确保红外量子指纹建立方法的可靠性和建立的红外量子指纹能够反映药材的特征属性;然后要保证所建立的红外光谱量子指纹能有效、全面地反映药材的质量和药效。因为中药具有复杂性特点,所以对于大部分中药材都不能完全地说明其药效成分,在实际工作中往往多针对其中含量较多或特征指标成分定量,而红外光谱能有效地全面地反应各类型化学单键和不饱和化学键的整体信息,因此通过红外量子指纹完全能有效地控制中药整体质量。 【LZ9000FTIR中药红外量子指纹一致性评价系统】通过FTIR红外光谱法原理,对中药红外光谱指纹进行分析测试,把连续光谱量子指纹化属于光谱领域的颠覆性创新技术。为建立中药红外量子指纹图谱提供了大量特征信息数据,通过对其准确分析进行评价可揭示数据背后的质量变异而作为中药的质控依据。因此,该系统作为研究中药红外量子指纹图谱是一种很好的技术工具,它能按照官能团量子指纹特征峰类型对化合物进行官能团分类的定性和定量分析。红外量子指纹适应中药信息质控的要求,也是数字化中药红外量子化的现代中药质量控制模式和一种重要技术工具与强有力的技术载体平台。 产品特点可对中药红外光谱进行量子指纹化的多类型方法的计算分析和评价报告,分析准确,评价数据可以作为中药质量控制的依据。适用于中药原料药物、中间体和中成药质量分析与鉴别。功能全面而强大,可以即刻获得中药红外光谱量子指纹参数信息,并可以导出多种图谱格式。方便的快捷键功能,将主要操作都集中到快捷图标上,使用户能更加快速的上手使用软件,方便用户操作。一种功能可以通过快捷键实现,还可以通过菜单命令实现。有良好的界面以及美观的功能布局,操作简便,多数功能都可以通过点击目标对象,直接跳转菜单栏,使用快捷图标完成操作。是分析中药红外光谱量子指纹的软件。计算与报告模块:包含多种不同的计算分析方法,可以对谱图进行深入的数据信息挖掘,比如中国药典委相似度,主组分参数,系统指纹定量法等等。还可以生成规范化的检验报告单,对文档格式进行自定义修改,对中国药典委相似度、系统指纹定量法等直接生成分析报告。带审计追踪功能,四级用户密码管理,符合国家计算机软件认证要求。本系统测试采用独到的数据采集预览全程监控模式,采集过程一览无余;整机一体化铸模成型,主部件对针定位,无需调整配备智能湿度自动提醒装置,减轻了操作人员对仪器维护的工作量,电子湿度数字直观显示功能,将自动提醒用户更换干燥剂,解决红外使用过程中的隐患硬件实时在线诊断:连续在线监控所有光学部件仪器始终处于良好工作状态,测量谱图准确可靠。硬件实时在线诊断:连续在线监控所有光学部件良好工作状态,软件H2O/CO2自动补偿软件,自动除去空气中水和二氧化碳采用进口高能量、高效率、长寿命光源国内独特带自动休眠功能,提高光源寿命 密封干燥的光学仓,特殊处理的防潮窗口设计,可以有效抵御外部溶剂和水汽;分腔式设计,保证各腔体不相互影响,保证腔体密封干燥;国内独特配置湿度软件自动数字显示装置,自动提醒更换干燥剂 产品应用国家要求仿制与原研药须杂质谱一致、稳定性一致、体内外溶出规律一致。中药物质基础复杂、多数组分尚未明确,所以中药一致性评价有其特殊性,应该从整体角度控制不失为一种全面可行的策略。中药红外光谱量子指纹图谱是实现从整体角度上鉴别中药真实性、评价质量一致性和产品稳定性的可行模式,可用于中药质量一致性评价,同时对单个或局部量子指纹可进行针对性区间定量分析。 LZ9000FTIR中药红外量子指纹一致性评价系统为中药质量控制提供了强有力的工具,同时也为我国的中药现代化建设奠定了光谱量子化控制的基础,因此中药红外光谱量子指纹控制是中药现代化的突破技术之一。中药材和中成药的生产质量管理,就是从中药材的栽培到饮片、中药材的生产质量,以及中成药生产都要按照指纹图谱技术进行全面质量控制。它在中药工业生产上的应用,解决了中药现代化的关键技术。天津能谱推出的中药红外量子指纹一致性评价系统具备中药指纹图谱的分析技术要求,具有广泛的应用前景和实用化高效的可靠的评价结果。
  • 美科学家发明血迹鉴别新技术
    近期出版的《分析化学》期刊发表了美国南加州大学化学与生物化学系迈克尔迈里克(Michael Myrick)研究小组的系列文章,介绍了该小组发明的“多模式红外热成像”(Multimode imaging in the thermal infrared)技术,该技术能够鉴定人眼看不到的血迹。  目前,犯罪现场的血迹鉴定多采用“鲁米诺”法,但该方法存在一些弊端。首先,鲁米诺本身是有毒物质 其次,它会稀释血迹致使DNA无法回收 此外,它还可能导致假阳性结果产生。而“多模式红外热成像”技术则可克服这些弊端。  为此,迈里克小组研制出一种摄像机。这种摄像机可利用红外光脉冲波“照亮”人眼看不见的斑迹,并在数秒内捕捉数百张图像,其中一些是通过特殊的过滤器拍摄得到 这种过滤器可阻挡特定波长,从而鉴别出某些物质,比如血液——即使是将其稀释100倍也可检测到。  研究人员称该技术可检测对比任何表面污迹,并有望应用于犯罪现场侦查。
  • 海洋溢油事件频发 油指纹鉴别技术是时代之需
    溢油事故:超级杀手  “据不完全统计,1976~2006年,我国沿海平均每4天发生一起溢油事故,其中,溢油量在50吨以上的溢油事故60多起。”国家海洋局北海环境监测中心主任高振会告诉记者,“随着我国对外开放和海洋经济的迅速发展、海洋石油勘探开发规模不断加大、海上石油运输日益繁忙,加之我国未来对石油需求的不断增加、油运市场的不断壮大,我国海域可能是未来溢油事故的多发区和重灾区。海上溢油事故正逐渐成为十分敏感的问题。”  海洋溢油被称为海洋生态环境的超级杀手,是我国近海经常发生的重要环境灾害之一。随着我国经济的不断发展,各类油污染事件呈上升趋势,发生的频率与风险正日益加大,这给我国海洋生态环境、生态资源及人民群众带来了重大损失。  高振会举例说,2002年,一艘装载8万吨原油的马耳他籍“塔斯曼海”轮船在渤海湾发生撞船事故,大量原油泄漏,经过评估,这起事故给我国带来的环境经济损失达1亿多元。除此之外,各种地沟油、加油站漏油、发电厂及机修厂漏油也是油污染的主要来源,而它们直接危害到周围居民的健康。  发展,迫在眉睫  溢油源的确定和损失评估是溢油事故处理的重要依据,因此,发展溢油鉴别与损害评估技术越来越迫切。  “海洋溢油具有突发性、偶然性和瞬时性,加之其在海洋环境中的复杂变化,使得其损害的对象也十分广泛。但目前我国缺乏专门的海洋溢油科研平台,部分基础研究成果零散分布,缺乏有效的海洋溢油快速鉴别与损害评估技术,给查找肇事者、有效保护我国海洋生态环境带来诸多困难。”高振会告诉记者,面对我国沿海经济的迅速发展,我们应该逐步开展以溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响评估、溢油现场处置与生态修复技术为重点的研究与应用示范工作,从而指导我国海洋溢油环境保护工作。  针对溢油事故频发及其对海洋环境的巨大损害,目前国际上很多国家和地区都建立了相关的专业研究机构,如美国早在1978年就在海岸警备队成立了油品鉴别中心实验室 欧洲的比利时、丹麦、德国、挪威、葡萄牙和英国等6个国家的研究机构也于1983年在对油类分析研究的基础上,建立了欧洲海上溢油鉴定系统,后经过两次修订于1992年被《波恩协议》所接受,作为《波恩协议》内部溢油鉴别的推荐方法。这些机构在溢油方面开展的研究成果,不仅促进了海洋溢油相关技术的发展,并在海洋行政管理中发挥了重要作用。而我国在这方面却一直落后于这些发达国家。  我国也应时代发展的需要,于2007年在国家海洋局北海分局建立了我国第一个溢油鉴别与损害评估技术重点实验室,促使海洋科学技术研究及成果转化与海洋行政管理的结合。  油指纹鉴别技术是时代之需  溢油鉴别与损害评估技术重点实验室通过溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响、溢油应急处置及生态修复等方向与多学科交叉研究,深入了解海洋溢油的特征和规律,准确查明各种溢油来源,对其造成的海洋生态环境损害作出客观评估,为修复受损的海洋生态环境、发展海洋突发事件研究的理论体系、发展相应的高新技术提供技术平台,为我国海洋减灾防灾和维护国家海洋权益提供科学依据。该实验室以溢油监测与鉴别技术、溢油的生态环境影响和溢油现场处置与生态修复技术为主要研究内容和方向。  高振会向记者介绍,这些技术中油指纹鉴别技术至关重要。  该技术最早始于20世纪60年代,美、日等国家在70年代相继推出标准方法,北欧标准也在80年代颁布。近些年来,随着技术的发展和研究的不断深入,各国都在不断完善自己的溢油鉴别体系,并建立起了自己的油指纹库,我国也正在着力建设自己的标准油指纹库。  高振会解释说,所谓的油指纹鉴别就是基于油品指纹的差异性,通过对溢油和可疑溢油源油样的“油指纹”进行比对,从而实现溢油源的排查和确认。  众所周之,原油是由上千种不同浓度的化合物组成,这些化合物通过不同的分析检测手段获得不同的信息,如利用色谱获取的组分信息、利用光谱获得的各种光谱特征,这些信息就是反映油品特征的油指纹。  油指纹的差异性主要受到3个方面因素的影响:首先,原油的形成和聚集过程中的因素,包括原油生源岩本身的有机质特征、热环境以及原油在地层和油井内的运移 其次,原油通过不同的炼制过程获得的成品油,因为炼制过程不同,不同的需求,以及运输、储存等过程的不同,不同成品油的油指纹不同 最后,油品溢出到环境中后的风化和混合,不同的风化过程、不同的环境背景和环境中其他烃类污染源带来的混合,油指纹也会发生不同程度的变化。  记者了解到,为提高溢油鉴定能力,为海洋行政执法管理提供科学依据,国家海洋局北海分局建立了气相色谱、气相色谱—质谱、红外光谱、荧光光谱及物理方法等一套国际先进的油指纹库建设体系和多手段逐级鉴定体,承担并完成了油指纹库建设体系及关键技术研究。  关键之处显身手  “在我国科技工作人员的努力下,在认真梳理、总结多年工作成果并广泛借鉴国内外先进经验的基础上,我国现已完成了国家标准《海面溢油鉴别系统规范》的制定。该标准是在行业标准部分内容的基础上,广泛吸收《欧洲溢油鉴别系统》(NT CHEM 001,1991)和美国ASTM相关标准中先进的油指纹鉴别技术,研究石油指纹的化学分析方法、溢油鉴定程序和判定方法,较之前行业标准已经有了质的飞跃,溢油鉴定流程方面实现了与国际接轨。”高振会高兴地对记者介绍。  高振会进一步补充说,这些技术目前已经得到了很好的应用,积累了较丰富的实践经验。如长岛海域油污染事件鉴定、埕岛海域油污染鉴定、“塔斯曼海”轮溢油鉴定、威海“恒冠36”轮溢油事件鉴定、绥中36-1油田F31井溢油污染鉴定、黄骅滩涂溢油鉴定、黄岛溢油鉴定等几十起溢油事故鉴定中,这些技术都发挥了关键性作用。尤其是2006年“长岛海域油污染事件”中,北海分局北海监测中心基于油指纹鉴定技术,排除了多种溢油嫌疑,成功地确定溢油来源,为事件的处理提供了有力证据。
  • 蜂蜜中糖类营养物质测定与掺假蜂蜜鉴别
    蜂蜜是一种常见的健康食品,口味香甜,营养丰富。蜂蜜主要成分是糖类,包括单糖、二糖、低聚糖和多糖等,此外还含有人体需要的大部分矿物质和各种维生素、有机酸、氨基酸、生长素等营养物质,所以其药用价值也非常广泛,可作为中成药辅料,也对神经衰弱等慢性疾病有良好的辅助疗效。由于蜂蜜广泛的营养价值,在市场上广受欢迎,但假冒伪劣产品随之而来,且名目繁多,对食品安全构成重大威胁。有关蜂蜜掺假检测方法较多,这里分两类进行简单汇总:现有标准和法规方法、近年来新技术新方法。蜂蜜掺假相关综述文章也比较多[1-3],感兴趣的读者可查阅相关文章。一、现有标准和法规方法国标GB14963-2011食品安全国家标准蜂蜜中定义,蜂蜜是“蜜蜂采集植物的花蜜、分泌物或蜜露,与自身分泌物混合后,经充分酿造而成的天然甜物质”,其中明确规定果糖和葡萄糖含量至少要达到60%,蔗糖含量不得超过10%。市场上蜂蜜掺假形式主要包括添加葡萄糖、果糖、蔗糖、C3 植物糖浆(甜菜糖浆、大米糖浆)、C4植物糖浆(玉米糖浆、甘蔗糖浆)、高果糖浆和果葡糖浆等等。针对添加C4植物糖浆掺假,依据国标GB/T 18932.1-2002 蜂蜜中碳-4植物糖含量测定方法-稳定碳同位素比率法可鉴定,但其不能鉴别添加C3植物糖浆的蜂蜜。国标GB/T 21533-2008 中,以淀粉糖浆中含有的五糖以上的低聚糖为标志物, 将低聚糖富集后采用阴离子交换色谱-脉冲安培检测器(HPAEC -PAD) 检测,可以实现对蜂蜜中淀粉糖浆掺假的检测。2020版药典也是按照五糖以上的低聚糖为标志物,检测方法为薄层色谱法。国标GB/T 18932.2-2002 蜂蜜中高果糖淀粉糖浆测定方法-薄层色谱法对蜂蜜中寡糖多糖进行定性测定,也可鉴别蜂蜜中是否含有淀粉糖浆。二、近年来新技术新方法现代分析技术的发展为蜂蜜的鉴别提供了越来越多的新方法,屈亮亮等[4]采用基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)分析了蜂蜜及其掺假样品中的糖类以及小分子代谢物。在正离子模式下,通过比较蜂蜜样品和掺假样品的MALDI-MS谱图在多糖聚合度以及糖类分布趋势上的差异,可对掺假样品进行快速鉴别。在负离子模式下通过寡糖异构体组成上的差异,可对掺假样品进行高通量鉴别。刘彩云等[5]采用高效液相色谱-电化学联用技术对中蜂蜂蜜中所含的 12 种酚类化合物进行了鉴别和含量测定,构建了陕西不同地区中蜂蜂蜜的酚类色谱指纹图谱。并对共有峰进行匹配,提取特征峰信息,可对掺假蜂蜜进行鉴别。杨远帆等[6]通过测定蜂蜜和果葡糖浆中脯氨酸含量后发现,蜂蜜中氨基酸的量随果葡糖的掺入量的增加呈线性减小趋势,由此建立了一种基于测定脯氨酸含量鉴别蜂蜜掺假的有效方法。杨心浩等[7]通过研究,建立了采用红外光谱测定蜂王浆品质并基于 NIR 光谱结合水光谱组学建立了检测麦卢卡蜂蜜掺假糖浆的新方法。核磁共振技术结合化学计量学分析方法也成功运用于蜂蜜和其它食品的分析检测中。Bertelli 等[8]比较了一维(1D)和二维(2D)高分辨核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR) 对掺杂糖浆的蜂蜜的检测效果, 发现1D 核磁谱有较高的预测正确率(95.2%)。不同的蜂蜜来源组成不同产生的气味不同, 从而在电子鼻气体传感器中产生的指纹图谱也不同。裴高璞等[9]发现电子鼻对掺假蜂蜜比较敏感,LDA模式识别算法可以将纯蜂蜜样品与掺假蜂蜜样品很好的区分开,识别正确率可达94.7%。江瑶等[10]基于代谢组学技术,采用超高液相色谱串联四级杆轨道离子阱高分辨质谱(UHPLC-Q Exactive Obitrap LC-MS)对样本原始数据进行采集,获取的数据通过多元统计分析实现对比较样品组的区分,找到的可能的标志性代谢物进行二级质谱分析寻找碎片离子,初步完成标志性代谢物的定性工作。对真蜂蜜与已知劣质蜂蜜进行区分。由于蜂蜜成分的复杂性,单一的鉴别方法也可能无法达到鉴定目的,这时可以考虑将多种方法联合使用, 多组分多指标对蜂蜜进行检测。 根据2020版药典蜂蜜含量测定项[11]下方法采用聚合物氨基柱分析4种常见糖,使用电雾式检测器(CAD)替代示差检测器进行测定取得了较好的效果。CAD作为一款通用型检测器,被2020版药典所收载,其具有良好的动态范围、一致的响应和出众的灵敏度,适用于大部分非挥发性和半挥发性有机物的检测,该检测器用于糖的检测,较示差检测器灵敏度更高,而且适用于梯度洗脱条件。图1是CAD测定某蜂蜜样品中4种常见糖的谱图。图1 蜂蜜中4种糖含量测定1:果糖 2:葡萄糖 3:蔗糖 4:麦芽糖近年来常用的蜂蜜掺假手段中,利用果葡糖浆掺假[12,13]形式最为普遍。果葡糖浆是由植物淀粉水解制得,如玉米或红薯淀粉,加工简单,成本低廉。蜂蜜中不含五糖(DP = 5)以上的寡糖,但在果葡糖浆中却广泛存在。2020版药典据此在蜂蜜检查项下采用薄层色谱法对寡糖进行鉴别[11],该方法灵敏度差、误差较大,存在很大的局限性。 赛默飞采用液相色谱法,聚合物氨基柱分离、电雾式检测器(CAD)检测,可以测定不同聚合度的寡糖,并依据五糖(DP = 5)以上寡糖的存在作为蜂蜜中果葡糖浆的判定指标,方法灵敏度高,并且具有很好的普及性。混合对照品与样品测定谱图见图2和图3。图2 寡糖混合对照品1:麦芽糖和异麦芽糖 2:麦芽三糖 3:麦芽四糖 4:麦芽五糖 5:麦芽六糖 6:麦芽七糖图3 果葡糖浆和蜂蜜样品叠加(1-果葡糖浆,2-蜂蜜样品)1:麦芽五糖 2:麦芽六糖图3可以看出该样品中未检出聚合度5以上(DP 5)的寡糖。为了考察方法准确度,我们在空白蜂蜜样品中添加麦芽五糖、麦芽六糖和麦芽七糖进行了加标回收率实验,添加浓度水平分别为为0.10、0.25和0.50mg/g,加标回收率在95.2%-100.7%之间,证明方法准确度较高。另外本方法灵敏度较高,添加1%果葡糖浆即可明显检出。HPLC-CAD方法可以方便地测定蜂蜜中糖类营养物质含量,对掺假蜂蜜中的果葡糖浆具有高灵敏度的检出,方法操作简便,保障了蜂蜜的品质,为百姓餐桌食品安全保驾护航。参考文献:1. 岳锦萍, 徐雨欣, 范佳慧, 邢 璇, 任 虹. 食品安全质量检测学报, 2018, 9(19): 5138-5145.2. 郑优,王欣,毛锐. 食品与发酵科技, 2018,54(6):76-82.3. 杜宗绪.保鲜与加工, 2015, 15(5): 67-71.4. 屈亮亮. 基于MALDI的高通量蜂蜜糖浆掺假检测及植物源鉴别分析[D]. 南昌:南昌大学.5. 刘彩云. 中蜂蜂蜜酚类色谱指纹图谱构建及加工对蜂蜜中酚类物质影响[D]. 西安:西北大学.6. 杨远帆,倪辉,吴黎明.茚三酮法测定蜂蜜及果葡糖 浆中的氨基酸含量[ J].中国食品学报, 2013, 13 (2) : 171 -176.7. 杨心浩,基于红外光谱分析蜂王浆品质及鉴别麦卢卡蜂蜜掺假的方法研究[D].广州:暨南大学.8. BERTELLI D, LOLLI M, PAPOTTI G, et al. Detection of honey adulteration by sugar syrups using one-dimensional and two-dimensional high-resolution nuclear magnetic resonance [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(15): 8495-8501.9. 裴高璞, 史波林, 赵镭, 等.典型掺假蜂蜜的电子鼻信息变化特征及判别能力[J].农业工程学报, 2015, 31(1): 325-331.10. 江瑶, 基于代谢组学技术寻找蜂蜜标志性代谢物并探究其应用[D].济南: 山东师范大学. 11. 国家药典委员会 . 中华人民共和国药典 [ M ] . 一部. 北京: 中国医药科技出版社, 2020: 374-375. 12.任雪梅, 胡梅, 周传静, 王文特, 吴裕健. 山东农业科学, 2013, 45(2): 117-119.13.黄文诚, 蜜蜂杂志, 2010, 4: 18-19.赛默飞世尔科技(中国)有限公司刘兴国供稿附:食品安全事关人民群众的身体健康和生命安全,关系中华民族的未来。俭以养德、诚信为本是中华民族的传统美德,保障食品安全更需要尚俭崇信、德法并举。进入全面小康社会,人民群众对食品安全营养健康的需求不断提升,必须坚持“四个最严”,严格源头治理,严格过程监管,严厉打击食品安全违法犯罪。全国食品安全宣传周(China Food Safety Publicity Week),是国务院食品安全委员会办公室于2011年确定在每年六月举办的,通过搭建多种交流平台,以多种形式、多个角度、多条途径,面向贴近社会公众,有针对性地开展风险交流、普及科普知识活动。2021年全国食品安全宣传周活动已于6月8日正式启动,而本次活动的主题为“尚俭崇信 守护阳光下的盘中餐”。作为保障食品安全的不可或缺一环,科学仪器在“保护舌尖安全”的过程中发挥了非常重要的作用!为此仪器信息网在食品安全宣传周期间特推出专题“关注食品安全——仪器人在行动”,一起领略下仪器人守护食品安全的风采!
  • 特色应用| 岛津气味分析系统助力小麦储藏年份鉴别方法研究
    岛津中国创新中心与国家粮食和物资储备局科学研究院杨永坛研究员团队在粮食储藏年份的鉴别方法研究中取得新进展。研究基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱对小麦中挥发性风味物质的种类和含量进行分析,通过多元统计分析筛选不同储藏年份小麦中的特征差异化合物,并以此为基础建立小麦储藏年份的分类鉴别模型,为小麦的储藏年份鉴定提供技术支撑。研究成果以“基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究”为题,已发表在《食品安全质量检测学报》。背景介绍小麦是中国最重要的口粮之一,小麦产业发展与国家粮食安全和社会稳定密切相关。小麦具有较长的后熟期,在温湿度适宜的环境下可储藏3至5年。随着储藏时间的延长,小麦的化学成分、组织结构、生理特性等均不断发生变化。我国国情决定了庞大的小麦储备量,对于中央储备粮承储库,国家要求在粮食收储和轮换入库过程中必须收购当年新粮,确保品质优良的新鲜小麦入库。而小麦加工行业则需收购经过后熟期的小麦, 原因是新鲜小麦蛋白质、脂肪和矿物质等营养成分尚未完全转化,导致食用品质不佳而不适宜直接加工。因此,国家粮食储备库和加工企业收购小麦时,对于小麦储藏年份鉴别存在客观需求。传统的小麦储藏时间分析方法主要有感官鉴定法、愈创木酚反应法、脂肪酸值法和红外光谱法等。感官鉴定法通过色泽、气味和外观形态来判定小麦品质,需依赖评价人员的经验,易受其主观性的影响;愈创木酚反应法显色深浅差异不明显,对相邻年份小麦样品判断存在困难 脂肪酸值法基于小麦储藏过程中化学成分的变化,在一定程度上可以判断小麦的新陈, 但在粮堆发热时霉菌活跃可能导致脂肪酸作为营养物质被消耗, 还需要结合其他指标进行综合判定;红外光谱法样品制备过程繁琐, 应用于小麦籽粒样品时存在前处理较复杂的局限性。小麦储藏过程中伴随着挥发性物质的产生和变化,主要来源包括小麦自身脂质的氧化和水解、蛋白质和氨基酸的降解、糖类的代谢以及微生物活动产生的挥发性物质等,挥发性风味物质的变化是反映小麦储藏品质及营养价值改变的重要特征。固相微萃取技术能对含量较低的挥发性物质进行富集,具有快速、灵敏、无需溶剂的优点,基于固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱开发小麦中挥发性风味物质的检测方法有望为粮食储藏年份无损鉴别提供重要技术手段。研究内容本研究采用固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱(GCMS-TQ系列),结合专属型多反应监测(MRM)数据库,建立了小麦中挥发性风味物质的分析方法。实验从采集自2018、2019、2020、2021和2022年的小麦籽粒样品中检出了94种挥发性化合物,去除其中可能来源于包装材料或环境的化合物后,检出的挥发性风味物质有73种,包括醇类、醛类、酮类、杂环类、酸类等多种化合物类型(如图1a)。按检出化合物类型对风味物质的相对含量数据进行凝聚层次聚类分析,2018 年和2019年小麦样品与其他3个年份聚为两类,表明小麦中挥发性风味物质与储藏年限存在一定的相关性,其中酯类、酸类、醇类和烃类化合物在储藏年限大于3年时含量明显高于储藏3年内(如图1b)。图1. (a)2018年山东小麦样品中所含挥发性风味物质类型组成图;(b)2018年至2022年小麦挥发性风味物质的凝聚层次聚类分析结果。各年份小麦样品获得的挥发性风味物质偏最小二乘法判别分析(PLS-DA) 结果如图2a所示,5个年份的样品呈明显的聚类状态,表明不同年份间的小麦中的挥发性化合物存在明显差异。从检出的所有化合物中以变量投影重要性(VIP)大于1作为阈值,筛选出37种不同年份间小麦中的差异化合物,其中VIP 值在前15 位的化合物如图2b所示。交叉验证(图2c)及置换检验(图2d)的参数均说明,基于小麦中特征挥发性化合物建立的样本储藏年份判别模型可靠, 不存在过拟合现象。注:a为PLS-DA;b为VIP值;c为PLS-DA交叉验证,*表示目前所选交叉验证的最佳结果;d为PLS-DA模型置换检验结果。图2. 2018至2022年小麦风味物质的PLS-DA结果进一步探讨不同年份间小麦中挥发性风味物质的含量分布差异,可以看出有两类挥发性化合物出现规律性变化。4种内酯类化合物含量随储藏时间延长而增加 (图3a),3种醇类化合物含量同样随储藏时间延长而增加 (图3b)。图3. 不同储藏年份小麦特征差异物箱线图结论基于岛津固相微萃取-气相色谱三重四极杆质谱仪开发建立小麦中挥发性风味物质的分析方法,对2018至2022年收获的小麦样品中的挥发性风味物质种类和含量进行检测和分析,应用多元统计分析方法筛选不同年份的小麦间具有显著性差异的化合物,并基于特征差异化合物构建了小麦储藏年份的样本判别模型,有望解决小麦流通环节储藏年份鉴别的难题,为保障粮食品质和节粮减损提供有利分析工具。岛津多功能自动进样器-气相色谱三重四极杆质谱仪参考文献:[1] 张玉荣, 张晓, 田甜, 等. 加速陈化过程中小麦品质变化及陈化指标筛选[J]. 河南工业大学学报(自然科学版), 2020, 41(5): 91‒ 97. ZHANG YR, ZHANG X, TIAN T, et al. Changes of wheat quality during accelerated aging and screening of aging indicators [J]. J Henan Univ Technol (Nat Sci Ed) , 2020, 41(5): 91‒ 97.[2] 张欢欢, 吴小良, 祁鸣, 等. 小麦新陈度鉴定的现状分析和新方法探讨[J]. 粮食加工, 2016, 41(3): 17‒ 20. ZHANG HH, WU XL, QI M, et al. Present situation analysis and new method discussion of wheat freshness identification [J]. Grain Process, 2016, 41(3): 17‒ 20.[3] NIU YN, XIE GD, XIAO Y, et al. Spatiotemporal patterns and determinants of grain self-sufficiency in China [J]. Foods, 2021, 10(4): 747.[4]郭瑞,张晓莉,李盼盼等. 基于挥发性风味物质分析的小麦储藏年份鉴别方法研究[J].《食品安全质量检测学报》, 2023, 14 (24): 303-312.本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 赛默飞世尔科技展示原辅料快速鉴别的便携式解决方案
    中国,上海 (2011年4月27日)-- 服务科学全球领先的赛默飞世尔科技公司于4月19日至21日参加了第二届全国药品质量分析论坛,同业界人士及专家分享了我们用于生产过程中先进的解决方案。我们用于制药的过程解决方案,从原辅料鉴别到药品研发,再到在线质量控制以及在线环境检测。此次会议上,我们针对听会对象,主要与大家分享了原辅料快速鉴别的便携式解决方案。  我们便携式解决方案为众多应用提供了完善的现场分析,包括物质识别、鉴定、筛查及定量:   Thermo Scientific TruScan 手持式拉曼光谱仪:   用于现场快速准确的物料确认,基于骨架分析。   Thermo Scientific TruDefender FT 手持式傅立叶红外光谱仪:   用于现场物料快速识别,基于官能团分析。   Thermo Scientific microPHAZIR 手持式近红外光谱仪:   用于现场物料定性定量的快速分析,基于含氢基团和物理性质分析。  制药原料的鉴别和确认以及制剂药的特性可快速测定完成。我们的手持式光谱仪能够极大地改善工作流程,提高生产力。制药业是一个受到严密监管的行业,作为赋形剂、原料药及制剂药的制造商,需要严格遵守GMP规定。例如,在欧盟,EudraLex为GMP实践提供指导,《欧洲药典》(Ph.Eur.)则推荐测试设备和分析方案。在美国,FDA为联邦法规21章第210款和第11款项下的GMP和电子记录保存提供指导。国际协调有效地促进了材料的跨国流动。在GMP和100%检验需求日渐增长的背景下,使用方便可靠的手持式光谱仪已被证明是一个帮助制药行业解决检验和合规性问题的成功解决方案。  制药过程是一个在严格限制条件下生产出数百万剂量的过程,所以各成分必须具备可预知的物理特性。在生产过程中对原料和成品药进行在线监控可确保提高产品的一致性和生产效率。Thermo Scientific 手持式光谱仪能够提供实验室级分析仪结果,在现场即时进行物料鉴别,为您提供经济高效的质量管理和控制,操作简单,即使非专业用户也可操作检测。  2011年3月7日,根据美国智库美国企业学会(AEI)的研究,使用手持式光谱仪检测假货对尼日利亚药品质量的改善有一定的积极意义。 (此新闻更多信息请访问 www.thermo.com.cn/truscan)  更多产品信息请访问手持式光谱仪(www.thermo.com.cn/poa)  Thermo Scientific是服务科学世界领先的赛默飞世尔公司旗下品牌。     关于赛默飞世尔科技  赛默飞世尔科技(纽约证交所代码: TMO)是科学服务领域的世界领导者。我们致力于帮助我们的客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额接近 110 亿美元,拥有员工约37000人。主要客户类型包括:医药和生物技术公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制行业。借助于Thermo Scientific 和 Fisher Scientific 两个首要品牌,我们将持续技术创新与最便捷的采购方案相结合,为我们的客户、股东和员工创造价值。我们的产品和服务有助于加速科学探索的步伐,帮助客户解决在分析领域所遇到的各种挑战,无论是复杂的研究项目还是常规检测或工业现场应用。 欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com,或中文网站:www.thermofisher.cn。
  • 仅限国产!省级危险废物鉴别中心发布超千万仪器采购需求
    近日,政府采购网发布《省级危险废物鉴别中心建设公开招标招标公告》,拟采购26台(套)分析仪器、试验箱及气候环境试验设备、样品前处理及制备仪器等,预算金额总计15,157,508元,明确不允许进口产品投标(进口产品指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品)。该招标公告受福建省环境科学研究院委托,拟采购GC-MS、气相色谱仪、ICP-OES、ICP-MS、原子吸收分光光度计、原子荧光光谱仪、离子色谱仪、X射线荧光光谱仪、液相色谱仪、HPLC-MS、红外光谱仪等分析仪器,固相萃取仪、加压流体萃取装置、微波消解仪、脂肪测定仪、平衡顶空分析仪、高通量真空平行浓缩仪等样品前处理设备等,主要用于危险废物中半挥发性化合物、有机物、重金属、阴离子和阳离子、非挥发性化合物、石油类、急性毒性等的测定,以及有机物、无机物和重金属等样品的前处理。详情如下:项目编号:[350001]MHDL[GK]2023001项目名称:省级危险废物鉴别中心建设采购方式:公开招标采购需求:(包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等)品目号品目编码及品目名称采购标的数量(单位)允许进口简要需求或要求品目预算(元)中小企业划分标准所属行业1-1A02100407-质谱仪GC-MS1(台)否GC-MS,1台,主要用于危险废物中半挥发性化合物的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。500,000.00工业1-2A02100408-色谱仪气相色谱仪2(台)否气相色谱仪,2台,主要用于危险废物中有机物的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。700,000.00工业1-3A02100401-电化学分析仪器ICP-OES1(台)否ICP-OES,1台,主要用于危险废物中重金属的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。550,000.00工业1-4A02100407-质谱仪ICP-MS1(台)否ICP-MS,1台,危险废物中有机物的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。1,650,000.00工业1-5A02100404-光学式分析仪器原子吸收分光光度计1(台)否原子吸收分光光度计,1台,主要用于危险废物中重金属的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。343,000.00工业1-6A02100404-光学式分析仪器原子荧光光谱仪1(台)否原子荧光光谱仪,1台,主要用于危险废物中重金属的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。348,900.00工业1-7A02100408-色谱仪离子色谱仪1(台)否离子色谱仪,1台,主要用于危险废物阴离子和阳离子的测定。600,000.00工业1-8A02100408-色谱仪汞形态分析系统1(套)否汞形态分析系统,1套,主要用于甲基汞、乙基汞的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。650,000.00工业1-9A02100405-射线式分析仪器X射线荧光光谱仪1(台)否X射线荧光光谱仪,1台,主要用于固废中金属含量检测,具体服务及验收要求详见招标文件。700,000.00工业1-10A02100408-色谱仪液相色谱仪1(台)否液相色谱仪,1台,主要用于危险废物中有机物的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。449,000.00工业1-11A02100407-质谱仪HPLC-MS1(台)否HPLC-MS,1台,主要用于危险废物中非挥发性化合物的测定。3,430,000.00工业1-12A02100404-光学式分析仪器红外光谱仪1(台)否红外光谱仪,1台,主要用于危险废物中石油类的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。350,000.00工业1-13A02100603-试验箱及气候环境试验设备毒理实验室1(套)否毒理实验室,1套,蛀牙用于危险废物中急性毒性的测定,具体服务及验收要求详见招标文件。127,800.00工业1-14A02100419-样品前处理及制备仪器固相萃取仪1(台)否固相萃取仪,1台,农药、除草剂等检测前处理设备,具体服务及验收要求详见招标文件。250,000.00工业1-15A02100419-样品前处理及制备仪器加压流体萃取装置1(台)否加压流体萃取装置,1台,主要用于有机物分析前处理,具体服务及验收要求详见招标文件。480,000.00工业1-16A02100419-样品前处理及制备仪器微波消解仪1(台)否微波消解仪,1台,主要用于无机物和重金属样品的前处理,具体服务及验收要求详见招标文件。350,000.00工业1-17A02100411-蒸馏及分离式分析仪脂肪测定仪1(台)否脂肪测定仪,1台,主要用于有机物分析前处理,具体服务及验收要求详见招标文件。250,000.00工业1-18A02100601-分析天平及专用天平十万分之一天平1(台)否十万分之一天平,1台,用于配套精密测试分析,具体服务及验收要求详见招标文件。47,750.00工业1-19A02100419-样品前处理及制备仪器平衡顶空分析仪1(台)否平衡顶空分析仪,1台,挥发性有机物浸出,具体服务及验收要求详见招标文件。320,000.00工业1-20A02100419-样品前处理及制备仪器高通量真空平行浓缩仪1(台)否高通量真空平行浓缩仪,1台,主要用于有机物分析前处理,具体服务及验收要求详见招标文件。165,000.00工业1-21A02100419-样品前处理及制备仪器全自动平行浓缩仪1(台)否全自动平行浓缩仪,1台,主要用于有机物分析前处理。156,000.00工业1-22A02100603-试验箱及气候环境试验设备腐蚀性鉴别装置1(套)否腐蚀性鉴别装置,1套,主要用于危险废物样品腐蚀性测试求,具体服务及验收要求详见招标文件。90,000.00工业1-23A02100603-试验箱及气候环境试验设备易燃性鉴别装置1(套)否易燃性鉴别装置,1套,主要用于危险废物样品易燃性测试求,具体服务及验收要求详见招标文件。205,000.00工业1-24A02100603-试验箱及气候环境试验设备反应性鉴别装置1(套)否反应性鉴别装置,1套,主要用于危险废物样品反应性测试求,具体服务及验收要求详见招标文件。178,500.00工业1-25A02100420-分析仪器辅助装置实验室配套设施1(套)否实验室配套设施,1套,主要用于满足危险废物鉴别实验正常开展的所需的通风、排气、电气、安全设施,具体服务及验收要求详见招标文件。2,266,558.00工业本采购包不接受联合体投标合同履行期限:自合同签订之日起90日
  • 鉴别全方位,固废‘零进口’│岛津齐全产品线助您守好生态之关
    导 读4月29日,修订后的《固体废物污染环境防治法》在两会上审议通过后,号称史上“最严格制度最严密法治保护生态环境”的法律制度诞生了。几近同时,海关总署启动“蓝天2020”专项行动,坚决禁止洋垃圾入境,逐步实现固体废物“零进口”。生态前行,厉举持续。对固体废物的精准鉴别,明察秋毫仍然需要“科学之眼”。 对于环境工作者来说,固体废物对生态环境的危害大多耳熟能详,无需赘述。但固体废物的属性鉴别却未必人人了然于胸。肉眼之不能达,假借何物?知识所不能辨,求力何法?津曰:行科学之事,依科学之法,借科学之器,慧科学之眼。 科学之眼 一图解析鉴别流程对于进口固体废物的鉴别,是以《固体废物鉴别标准 通则》 (GB 34330-2017)为依据,通过各种技术手段对未知样品进行全面剖析,最终形成鉴别结论的过程。检验鉴别过程中,检验部门根据实际需要,还可依据《国家危险废物名录》和危险废物鉴别标准对其是否具有危险特性做进一步鉴别。一张流程图助您快速了解鉴别的过程。 科学之眼 EDX-FTIR明察多个维度能量色散X射线荧光光谱仪EDX可以在没有标样,无需制样的情况下确定固体废物的元素种类用于元素的含量分析,傅里叶变换红外光谱仪FTIR是鉴别高聚物和有机化合物最成熟、最有效、最简便的手段。岛津独有的EDXIR-Analysis软件确保EDX-FTIR联用,可直接读取EDX、FTIR数据,结合谱库,对EDX和FTIR数据同时进行检索,得到固废的无机和有机成分信息,实现多维度分析方法的自动联合分析,为充分了解固废组成和成分提供重要信息。 科学之眼 PY+GCMS洞察分子聚集热裂解器将分子量较大的固体废物尤其是聚合物在易控制的条件下进行加热,生成可挥发的裂解产物,使用气相色谱-质谱联用仪进行分析和测定,可判断固废的组成及性质。岛津PY-GCMS结合F-Search聚合物谱库,根据裂解碎片的特征来判断样品的组成及性质,被广泛用于树脂、塑料等相对分子量大的高聚物的鉴别。 岛津PY+GCMS的特点 1.适用于各种形式的样品,可直接对固体样品进行测定,一般不需预处理2.灵敏度高,样品用量很少3.分析速度快,信息量大4.四种分析方法供选择:释放气分析(EGA), 单步裂解(Single-Shot)、热脱附/裂解组合(Double-Shot)、中心切割释放气体分析(Heart-cut EGA) 科学之眼 EDXRF快察危害元素有毒有害重金属元素的含量水平,是固体废物危险特性鉴别的一方面内容。岛津能量色散X射线荧光产品EDXRF可以在无标样的条件下,使用专利的BG-FP法对固废来料的异型样品、少量样品、超薄样品直接定性定量分析。固废样品无需复杂前处理,可以实现多元素同时测定。 科学之眼 丰富机种全察固废属性鉴别固体废物属性,除了特色仪器能够提供快速甄别依据之外。岛津丰富的产品线还能为固体废物的物理性质和化学性质提供多个方面的辅助分析。热重分析仪产品DTG可以分析固体废物的热稳定性和组分,X射线衍射光谱仪产品XRD可以进行固体废物的物相分析,AAS/ICP-AES/ICP-MS等产品可以辅助分析固体废物中的重金属含量。 结 语实现固体废物“零进口”,无死角的鉴别是关键。蓝天专项在行动,固废鉴别无漏洞。在最严法规即将实施,生态建设持续推进的2020年,让岛津以丰富齐全的产品,科学实用的技术助您守好固废入境的大门,生态建设的关卡。 请识别下面二维码下载《海关进口固体废物检测应用解决方案》。 撰稿人:钟跃汉
  • 岛津开发高精度鉴别汽车废旧塑料新技术
    ---以分析技术为能源的有效利用做贡献--- 在石油、天然气等传统能源发展的同时,太阳能、风能等新能源也在不断地发展。岛津公司面对这一能源多样化的发展趋势,正在为提高能源利用率积极进行着各种新技术开发。在汽车领域,如何提高废旧汽车产生的大量废弃塑料的回收率已经成为了一个课题。针对这一课题,岛津公司目前正在展开从各种材料混杂的汽车垃圾中高精度地鉴别出可再回收利用的聚丙烯的新技术研究。通过此技术可对材料再回收利用贡献力量,从而达到能源高效利用的目的。 2005年日本开始实施废旧汽车再生利用法,在此背景下,每年产生的约360万辆废旧汽车全部被回收,拆下来的金属、橡胶、塑料等部品也都再回收利用。完成报废申请手续的汽车,被拆卸部门。拆卸部门会对可再使用的诸如发动机之类的零部件进行回收,对轮胎或有色金属等材料进行再生使用。 在汽车领域,已建立起能够将大多数的汽车组成部品都进行再回收利用的体系,有效推行着资源的有效利用及环境负荷降低等活动。但是,上面提到的日本废旧汽车再生利用法中明确规定,到2015年,汽车再生利用率需达到严格的95%。这就要求汽车制造商进一步提高再生利用率。由于在回收可再生利用部分之后的汽车垃圾( Automobile Shredder Residue)中含有的废塑料往往和其它多种材料混合在一起,很难分类。以至于到目前为止只是对这些废塑料进行燃烧作为热能源使用或是进行填埋处理。如何对这些废塑料进行再生处理已成为了一个重要课题。 目前,我公司正在研究开发利用傅立叶变换红外光谱仪等高精度分析仪器对汽车废旧塑料进行分类的技术。这种技术是把细小的、鳞片状的汽车垃圾(ASR)依次检测,按照各种材料进行分类。本研发以鉴定在汽车废旧塑料中约占50%的聚丙烯作为目标,为了防止其它材料的混入,争取能够实现高精度的识别性能及准确快速的分类技术。 争取基于这种鉴定技术的系统,达到99%以上的聚丙烯识别率,1小时内可鉴定处理100kg。今后还将继续推进此技术的研究,通过现场反复的实验验证,争取2014年能够在日本国内发售。此外,在进军世界市场的同时,还将对家电及OA机器等领域推广该技术。 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所为扩大中国事业的规模,于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司。 目前,岛津企业管理(中国)有限公司在中国全境拥有12个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心;覆盖全国30个省的销售代理商网络;60多个技术服务站,构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地,已构筑起了不仅面向中国客户,同时也面向全世界的产品生产、供应体系,并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以“为了人类和地球的健康”为目标,岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn。
  • 【近红外故事】张学博:我与近红外的感情至深至真
    p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/2015a8b3-9dd0-4d1f-8b78-023eafed803c.jpg" title="张学博1_副本.jpg"//pp  至今我还清晰地记得,2005年7月,我的导师胡昌勤教授跟我说,让我做近红外光谱用于药物分析方面的研究方向,并去仪器公司参加培训。这是我第一次正式接触近红外,而刚一接触,我就认为近红外这个方向挺适合我的,里面包括了化学、物理、数学还有信息化的一些东西,内容很丰富,引起了我的极大兴趣。此后的四年,在胡老师的指导下,我进行了一定的药物分析标准方法的训练,并做了大量的光谱扫描、数据分析和建模工作。当时正值国家药品快速检测车项目的全国配备工作启动,我有幸参与了许多工作,主要包括近红外建模、模型加密、仪器验收、技术培训等工作。借着这个项目,我接触到了各地的快检专家,也跑遍了大半个中国,当时许多同学都对我颇为羡慕。后来我又数十次向国外来访客人介绍和演示药品快检车和近红外,引起了外国官员和国际友人的关注和兴趣。/pp  在硕博课题研究中,我重点研究了近红外光谱用于药品的定性鉴别和定量分析。除了胡昌勤老师的悉心指导和冯艳春师姐的无私帮助,我也做了一些创新性工作。当时近红外用于药品分析,往往是一个品种一个模型,有一天我突发奇想,把不同品种的水分建模光谱放在一起,建立了可以用于7个头孢类品种的水分含量测定通用模型,效果不亚于对单个品种建立的水分模型,后来据此发表了一篇SCI。在我的博士论文中,有一部分内容就是做的这方面的工作。博士论文答辩时,还有幸请到了严衍禄教授和袁洪福教授做我的答辩专家,当日正好是严老师的生日,我提前给他预定了一个抹茶蛋糕,严老师非常高兴。毕业之后,我留在了中国食品药品检定研究院(简称“中检院”)工作,从事药品快检技术的研究与应用,其中重点包括了近红外。/pp  这些年来,除了辛苦和充实,近红外带给我更多的是一份热情,可以说脑子里天天想的都是近红外。比如,当时近红外用于药品快速鉴别的模型除了定性鉴别模型之外,主要是一致性检验模型和相关系数模型,这两种建模技术各有优缺点,都有一些不尽人意的地方。经过对这两种模型预测失败的众多案例进行逐一分析,我想了一种新的算法,叫做“峰谷相关系数法”,通过抓住光谱中峰和谷的特征,来实现对药品光谱的快速准确鉴别,小规模验证结果表明这种新算法比一致性检验模型和相关系数模型都要准确、稳定。再如,2006年给各地配备快检车时,需要对模型加密,把400多个近红外模型从100多个文件夹里面调入光谱操作软件,然后加密,费时费力。那时候我天天琢磨如何简化这个过程。后来我想出了一个办法,将所有模型放到一个文件夹里面,然后做了一个基于Dos命令的批处理程序,将批量加密后的模型分别复制到不同的文件夹里面,实现了相同的效果,把加密时间从40分钟降低为4分钟,大大提高了工作效率,而且不会出现人为错误。/pp  为了做好近红外工作,我还自学了信息化和机械设计。2010年,我想把全国各地400多辆药品快检车的工作模式由单机版变为网络版,从而实现及时的近红外系统升级、计算机自动建模、各地运行情况实时掌握及在线支持等。为此,我跟Oracle、IBM等一些大公司的相关部门经理沟通平台设计问题,但是仍然感觉不太清晰。为此,我报名去清华大学利用周末时间学了近一年的Web应用开发培训班,通过系统学习,我对信息化项目有了较为深刻的理解,并试着设计了“国家药品快检数据库网络平台”。后来,该平台经过多次论证,于2013年启动委托开发,并于2015年基本结束,目前正在推广。也正是由于那一年工作和学习太辛苦,身体免疫力下降,我被诱导了过敏性鼻炎,至今仍是折磨我的主要疾病。此外,我自学了Solidworks和ProE机械设计软件,设计了一套光谱测样附件,用于胶囊、小药片、粉末及颗粒、液体、膏剂等,可以使不同人员测定的光谱几乎完全相同,从而实现了不同人员测定光谱的标准化。/pp  这十几年来,我们对近红外的研究应用从最初的我们组织建模、各地学习使用,到各地学习建模、全国交流使用,再到现在的计算机自动建模、各地傻瓜式操作,可以说是经历了不同的发展阶段。在这个过程中,我们倾注了很多心血来研讨,并做了许多创新性的工作。近红外以其简单、便捷、无损的特点,在多种药品快检方法中格外引人关注,其使用率也比较高。由于药品的制剂工艺比较稳定,近红外也确实比较适合对药品的快速定性鉴别和定量分析。总体来讲,在中检院金少鸿老师、胡昌勤老师等的带领下,我们对近红外用于药品快检开展了深入的研究并推广应用,工作做的很扎实。/pp  自2009年以来,我们组织了三届国际药品快速检测技术论坛,其中近红外无疑是一颗闪耀之星。此外,我们还举办了数十次的快检研讨和培训会议,包括多次500人的大型会议,其中近红外属于重点内容。我们本着“全国药检是一家”的精神,所做的药品快检项目之大、应用之广,让老外们连连赞叹。记得2011年美国FDA派技术专家来我们实验室现场交流时问我:“你们怎么能在这么短时间里做这么多模型、涉及这么多品种?”我说:“我们在全国有一支‘军队’,来共同研究和应用近红外方法”。中国人的人多力量大和组织管理优势,让药品快检技术,尤其是近红外光谱技术得到了快速发展。/pp  回首与近红外走在一起的旅程,它带给我的不仅是事业上的成绩,也是一份人生的财富。在这些年与近红外的日子里,我在近红外用于药品快速分析方面学习了大量知识,做了大量工作,除了食药监系统内各位老师和领导的指导和帮助,还有很多收获是来自食药系统外的近红外前辈和牛人们的无私分享,他们做出的成就和贡献,常常让我兴奋不已。在人生关键的二十多岁,近红外陪伴着我成长,对我来讲是一件很幸福的事情,可以说我与近红外的感情至深至真。/pp  我认为,做过近红外研究的人都是聪明的人,即使原本不聪明的人也会变得聪明。因为近红外是一种跨界的基础和应用学科,通过深入研究近红外的技术方法,对于理解其他的科学都非常有帮助。不论是现在新潮的大数据、人工智能,还是可穿戴设备及各种二级检测方法,甚至是股票研究,都可以用得上近红外的思想。同时,做近红外研究的人也是幸福的人。在各位近红外领头人的带领下,近红外事业红红火火,近红外大家庭也越来越兴旺。在这个大家庭里,无论是大虾还是菜鸟,都能够得到来自“组织”的热情关怀和无私帮助,都能深切地感受到近红外大家庭的温暖和幸福。近红外就是有这样一种魔力,能够让大家聚在一起,可以毫无保留的畅谈技术、展望未来。/pp  虽然这两年我的工作越来越多,近红外在工作中的比重也小了一些,但是它在我心里一直占据着重要的地位。现在有了褚博建立的微信群,我也时常关注着近红外一点一滴的发展和同仁们的动态。我相信,近红外的明天将会更加辉煌灿烂,我也希望以后能有机会再专心研究近红外,继续感受它的无限魅力。/pp style="text-align: right "  作者:中国食品药品检定研究院张学博/p
  • 拉曼和傅里叶光谱技术已成为最常用的两种微塑料鉴别方法
    目前微塑料定性定量探测技术主要有拉曼光谱技术(Raman)、傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)、裂解气相色谱-质谱联用技术(Pyrolysis-GC/MS)等,其中Raman和FTIR已成为最常用的两种鉴别方法,这与其技术特点是分不开的。1.拉曼光谱技术(Raman)是基于拉曼散射效应,光照射在微塑料样品上后,大部分光子被样品分子直接散射出来,散射光频率不变,小部分光子和样品分子发生碰撞和能量转移,改变了分子的振动方式,导致样品散射出了其他频率的光,它与原入射光的频率差值又称“拉曼位移”。“拉曼位移”的程度与分子结构密切相关,因而可以起到类似“指纹”的作用,通过光栅光谱仪等设备可以提取出样品拉曼特征谱峰的位置和强度,然后与标准物质的光谱数据库进行比对,就可以确定样品的成分。在微塑料分析时,经常将拉曼光谱技术与光学显微镜组合,构成显微拉曼测量系统(Micro-Raman),这样不仅可以获取样品的拉曼光谱,还可以绘制整个样品区域图像,从而快速确定微塑料的种类、形貌、尺寸及数目。图4是显微拉曼系统结构示意图,它主要由激光器、显微镜和光探测器等组成。用于微塑料测定时,常用的激光波长有785nm,532nm或1064nm;因为样品的拉曼光谱信号往往很弱,光探测器需使用带制冷功能的高灵敏度光谱仪。测量时,激光器出射光经过调制或过滤,进入显微镜后,被物镜聚焦到样品上,样品散射出的拉曼光谱信号被显微镜头收集,再经过分束器和二向色镜过滤进入光谱仪的探测器中,变成电信号后由电脑记录和分析。样品的形貌、尺寸等信息可由显微镜上自带的CCD(或CMOS等)图像传感器获取。图4:拉曼系统测量原理示意图。图片来源:Raman Spectroscopy, ScienceFacts在微塑料分析方面,Raman光谱技术优势很多,对样品无破坏性或微损,抗水分子干扰能力强,对样品预处理要求简单,并且可以分析深色或不透明的塑料样品。此外拉曼光谱的空间分辨率较高,在鉴定粒径小于20um的微塑料颗粒碎片方面优势明显。该技术的主要缺点在于拉曼光谱属于弱信号,信噪比较低。另外样品中杂质的荧光会产生干扰,严重时会彻底淹没待检特征光谱信号,影响了测量速度和检测限。2.傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)是基于迈克尔逊干涉仪和分子吸收光谱原理。红外光源发出的连续光被干涉仪内的分束器分为两束,一束到达动镜,另一束经反射到达定镜。两束光分别经过定镜和动镜反射后再回到分束器上汇合后射出。动镜以恒定速度前后移动,导致两束光之间存在光程差而发生干涉。射出的干涉光穿过样品池,照射在样品上,样品分子或其官能团会发生振动能级跃迁,吸收与其振动频率相同的红外光能量,使得几个特定波段的红外光能量被削弱,出射光束携带了样品的特征吸收信息,并被光电检测器转为电信号传输到电脑上,然后采用傅里叶变换算法对信号进行解析,最终提取出样品的吸收光谱信息。因为不同种类的微塑料会有不同的光谱吸收峰结构,可以起到类似“指纹”的作用,故可以像拉曼光谱分析一样,将其与标准物质的光谱数据库进行比对,就可以确定样品的成分。其测量系统如图5所示。如若样品比较透明、轻薄,可以采用简便的透射模式测量,不过需要红外滤片配合;如若样品比较厚或不透明,则可采用反射或衰减全反射(ATR)模式来获取样品特征光谱信息[5]。此外FTIR也可以与光学显微镜联用,进一步获取样品的图像特征。图5:FTIR测量系统示意图。图片来源:In: Park, T. (eds) Bioelectronic Nose. Springer, Dordrecht.在微塑料分析方面,FTIR技术有和Raman技术相同的优点,比如对样品无破坏性,样品预处理要求简单,测量准确等。但不同于Raman技术,FTIR技术无需衰减严重的色散分光,光能量利用率高,光通量大,信号强度高,测量速度快,这是FTIR技术的独特优势。FTIR技术也有一些缺点,样品测试极易受水分子干扰,样品必须保持严格干燥;同时对于形状不规则或厚度过大样品,FTIR技术会因折射误差等原因造成红外光谱图解析困难。对于粒径小于20µm的小塑料颗粒,FTIR技术也易受周围粒子或者环境的干扰,测定效果一般。微塑料在人体内的检测与发现近年来,Raman和FTIR技术在帮助人们鉴定人体内塑料方面进展迅速,取得了一系列新发现,下面是几个案例。2021年,北京大学的研究团队,从北京体育大学的青年学生志愿者中,采集了24份粪便样品,使用光学FTIR技术对样品开展检测,结果有23份检测出了8种微塑料,其中聚丙烯(PP)的相对质量丰度比占到61.0%,检出的微塑料尺寸在20-800um之间。相关研究论文标题引用了一条西方谚语-“You are what you eat”,也是一个形象的提醒,检出的微塑料与大家饮用的瓶装水和饮料有关。2022年,南京大学和南京医大的研究团队从50名健康人和52名炎症性肠病(IBD)患者中获取了粪便样品,然后使用显微拉曼光谱技术开展了检测,发现健康者与肠炎患者的粪便中都有微塑料,其中PET和PA的拉曼特征峰出现次数最多[7]。图6是测试结果,测出的微塑料颗粒形状多为薄片、纤维、碎块和球状,其中薄片和纤维状微塑料占比超过80%,成分以PET(多用于瓶子和食品容器)和PA(多用于食品包装和纺织品)塑料为主。需要注意的是,研究发现,常喝瓶装水、常吃外卖食品、或经常暴露在灰尘中的患者,其粪便中含有更多的微塑料。肠炎患者的粪便中的微塑料含量是健康者的1.5倍,意味着微塑料在肠炎患者肠道内有更多的堆积,可能加重了炎症。更进一步的,2022年荷兰阿姆斯特丹自由大学研究团队采用裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)技术,首次在人类活体血液中检测出微塑料颗粒,平均浓度为1.6ug/ml。图6:受试者粪便内微塑料。图片来源:Environmental Science & Technology 56.1 (2021): 414-421.不仅是血液,最近人们在人类胎盘和母乳中也检出了微塑料。2020年来自意大利Marche大学团队联合当地医院妇产科采集了6位正常怀孕并分娩的健康女性的胎盘样品[9],并选择了其中4%的区域,进行染色加工等预处理,然后该团队使用785nm激光器为光源,结合显微镜,测量了样品的微区拉曼光谱,结果首次在胎盘的胎儿侧、母亲侧以及胎盘膜中检测到了12个微塑料颗粒的存在,其尺寸小于10um,鉴定出塑料的成分为常见的乙烯和聚丙烯等。为避免胎盘受到污染,样品采集与分析过程中,该团队全程采取了零塑料措施。2022年,该团队再接再厉,继续发挥拉曼光谱技术的威力,以母乳为研究对象,结果首次在健康人体母乳样本中也发现了微塑料,其成分特征光谱和显微图片如图7所示,光谱图中横坐标代表波数(cm-1),纵坐标代表相对强度值(Counts)。研究人员将测量得到的波峰的位置与标准数据库中的波峰对比,确认出这些塑料与日常生活中常见的PE等塑料一样。其进入人体的途径与母体皮肤和呼吸接触的油漆、染料、塑料粘合剂、灰泥、化妆品以及个人护理等产品密切相关。图7:微塑料颗粒特征拉曼光谱。图片来源:Polymers 14.13 (2022): 2700.上述研究让我们清晰地感觉到,微塑料可以滞留在人体内,并进一步突破屏障,进入血液并被输运到全身各处,甚至可以进入人体胎盘和乳汁! 同时,上述研究也展示了Raman和FTIR技术在研究微塑料方面的价值。两种光谱技术各有千秋。在未来,如将两种技术进行有机组合,互补其优势,将可以进一步发挥其威力,对探索人体内的微塑料提供更全面、更深入的帮助。
  • 近红外应用 | 你鞋是真的吗?
    在线上各大电商平台和线下各种促销专柜,琳琅满目的选择中,买到真正喜欢的正品鞋好难啊。因而催生了许多新兴产业,比如倒买倒卖的黄牛,比如假鞋制造产业,鱼龙混杂真假难辨。假冒品每年会给企业和消费者造成数十亿美元的损失,假鞋制造商使用与原品牌相同的材料,甚至相同的技术。因此,仿冒品的鉴别也越来越难。真假球鞋的鉴别究竟有多难?如何才能科学鉴别真假球鞋呢?下面来跟大家分享一下如何使用近红外光谱技术来鉴别真假球鞋。如何才能鉴别?近红外光谱按美国材料检测协会的定义就是指在780-2526nm范围内的光。一束近红外光照射纺织品时,纺织品中的某些成分就会吸收其中特定的光,改变分子的自身状态,产生近红外光谱。近红外光谱分析技术与传统成分检测技术比有效率高、速度快、适用范围广等很多优势。为将真假鞋区分开,制造商正使用近红外漫反射光谱和简单的光谱数据处理技术,帮助美国一认证公司检测每双价值100美元以上的知名品牌运动鞋的劣质材料。为快速检测鞋子的某些部分,并提供有借鉴意义的数据。将反射探头的光纤两端分别连接到NIR Quest光谱仪和光源HL-2000。在Ocean View软件中选择反射测量模式,使用WS-1漫反射标准白板,建立100%参考光谱。使用反射探头观察检测鞋子(正品和仿冒混合在一起)中每个样品的不同区域,并将产生的光谱保存以供分析。我们测量了鞋子的橡胶鞋底,皮革外部,鞋舌外部,内衬面料,甚至鞋带。检测结果如何?下图按顺序分别为橡胶鞋底、白色皮革和鞋舌的近红外反射光谱,我们检测到样本之间的特征光谱确实存在一些差异,但此差异太微弱,不足以用来识别假冒产品。 ▲橡胶鞋底▲白色皮革 ▲鞋舌对内衬面料采集光谱,采集时间小于1s。从下图中可看出,有多个光谱区域内可明显看出差异。至少对于这些高端运动鞋样品而言,内衬面料(蓝色线)是区分正品和仿冒鞋的关键。▲内衬面料结论假冒商品影响到每个人,比起掺假婴儿配方奶粉和伪造货币,假鞋可能没那么严重,但它仍然会贬低品牌价值并提高消费者的消费价格。本文初步证实了近红外光谱真假鞋鉴定的可行性。PS:你鞋是真的吗?买台光谱仪来测测!本文来源:海洋光学关于海洋光学海洋光学作为世界领先的光学解决方案提供商,应用于半导体、照明及显示、工业控制、环境监测、生命科学生物、医药研究、教育等领域。其产品包括光谱仪、化学传感器、计量检测设备、光纤、透镜等。作为光纤光谱仪的发明者,如今海洋光学在全球已售出超过40万套的光纤光谱仪。关于爱蛙科技爱蛙科技(iFrogTech)是海洋光学官方授权合作伙伴,提供光谱分析仪器销售、租赁、维护,以及解决方案定制、软件开发在内的全链条一站式精准服务。如需了解更多详情或探讨创新应用,可拨打400-860-5168转5895客服电话。
  • 【我与近红外的故事】曾仲大:近红外数据分析之路
    p  span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "strong随感:/strong“我与近红外的故事”征文近一年了,看过许多老师情真意切的表达,真是把乐趣融入到了近红外的研究与应用之中,也更加深切地感受到同行们对国内近红外发展的使命感和责任感。而自己与近红外的故事,几次动笔却都没能写下几个字。时间肯定不是借口,惰性真是害人啊。好在拖到春节,总算能静下心来了。就像与近红外的相遇相知,既是机缘巧合,更是某种必然吧。/span/pp  初识近红外,都是博士毕业一年以后的事了。那时已经在香港理工大学周福添教授课题组从事博士后研究一年多了,主要方向还是老本行-化学计量学基础算法研究,解决中药和代谢组学等复杂体系分析中的数据处理问题,从GC-MS,LC-MS到中药指纹与药物活性关系。一次Daniel MOK博士找到我,询问是否有意愿到陈新滋院士课题组从事中药质量分析与鉴别方面的工作,陈院士那时是理大副校长(后任香港浸会大学校长,现受聘中山大学教授、学委会主任),研究组的条件与学术水准自不必说,就这样幸运地开始了近二年的近红外数据分析之旅。/pp  对香港熟悉的朋友一定对其大街小巷的名贵中药材印象深刻,尤其是弥墩道,应该是内地赴港旅游人士的必经之地吧,一是去旺角购买电子产品的旅游大巴必定经过这里,另一方面则是这条大道两旁大大小小的中药材店。记得第一次见到时,很是疑惑哪来的那么多冬虫夏草、燕窝和野生人参?说回到陈院士负责的这个研究课题,由香港赛马会中药研究院提供500万研究经费,对包括上述中药,以及石斛、灵芝、阿胶等在内的30味名贵中药材进行质量鉴别分析和研究,目的是帮助那些大街小巷的药材经销店铺,中间批发商,甚至普通消费者,以快速、经济、简便的方法识别药材真假,甚至质量等级。这些药材大多价格不菲,若能够有效识别真假,其商用价值可想而知!顺便一提,香港赛马会中药研究院很多年前已经解散,个中原因无法深究,但在目前国家大力践行中医药研究开发与应用的今天,这也算是一件憾事吧,包括设想中的香港国际中医药中心。/pp  说到这里,近红外分析可以派上用场了!无论是十年前,还是十年后的今天,应没有什么分析技术比近红外更适合完成这项使命,综合考虑时间效率、分析成本,亦或是平衡多重因素影响下定性定量分析结果的准确性!记得当时我们使用的是FOSS公司的XDS快速含量分析仪(Type XM 1100 Series),以及Polychromix手持式近红外分析仪(Model: 1600-2400)。由于项目定位于实际应用,需要适应不同场合下的快速分析,对数据分析本身的要求同样也是比较高的,比如涉及模型传递,尽可能简化数据分析的过程及对使用者的要求,亦确保结果的准确可靠性。基于此编写了功能完备的近红外数据分析软件系统,一站式地完成近红外数据分析的完整流程,从各种各样的预处理方法到特征选择,再到定性定量模型的构建、评价与验证预测,以及模型传递等。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/137c0a6d-7548-46ef-beea-f984cce33ba7.jpg" title="2_副本.jpg"//pp style="text-align: center "中药质量分析与鉴别项目中用到的近红外分析仪 (图1和图2)。/pp  说实在的,那时对化学计量学的多元校正方法并不是特别熟悉,我的整个硕士和博士研究,都是多元分辨方向,也就是如何从中药和烟草等复杂体系分析的联用仪器数据中,发展“数学分离”的方法,获取化学纯组分的定性定量信息,即纯组分的光谱和色谱信息。幸运的是,得益于在梁逸曾教授研究组六年时间里耳濡目染的学习,比如许青松教授对统计分析的讲解,杜一平教授的QSAR研究等等,使得我无论对复杂数据的理解,还是化学计量学方法的应用与发展,都有足够基础支持我去解决近红外数据分析中遇到的各种问题。在香港的几年时间里,梁教授每年也都会利用假期去香港一段时间,与香港同行合作交流化学计量学及其应用方面的成果,更是继续指导我解决研究中遇到的实际难题。每每想到这些,总会浮现与恩师相处过程中的点点滴滴。至于上面提到的中药质量分析研究项目,我们对包括阿胶、珍珠、川贝母、藏红花、黄连在内的多味中药进行了深入分析研究,获得了非常不错的结果,陈院士对此也给予了很高的评价。很清楚地记得因此第一次上了电视新闻,是香港亚洲卫视针对我们使用近红外分析技术,如何快速识别真假中药,及其质量等级的采访报道。当然,这些研究很多也是和理工大学的同事,以及杨大坚教授(现任重庆市中药研究院院长)、董玮玮博士等一起完成的,我主要负责数据分析,以及数据软件产品开发与实现方面的工作。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/ac0a45a1-23c7-43bf-8467-f0cb1a6ccb8d.jpg" title="3_副本.jpg"//pp style="text-align: center "中药质量分析与鉴别项目交流会 (图3),及与日本Yukihiro Ozaki教授交流(图4)。/pp  离开香港后,很长一段时间内都没有与近红外分析有直接的关联。先是在Philip Marriott 教授课题组做research fellow,从事全二维色谱数据分析方面的工作,主要方向是全二维分离的模拟、预测,以及化学计量学新方法的发展。2012年回国后则作为引进人才,在中科院大连化物所许国旺教授研究组,从事代谢组学数据分析与高分辨LC-MSn数据处理新算法的研究等。看似这些工作与近红外分析不怎么挨着边,但老实说,同其他研究一样,数据分析也是一通百通的事!数据来源与数据结构可能不一样,数据背景与数据分析结果,以及数据处理方法亦可能存在差别,但数据分析的本质却是高度一致的,无论是色谱分离的模拟,亦或是代谢小分子标志物的发现!从这个意义上来说,也算是一直在这个圈子吧。/pp  近红外技术的发展,面临非常多的机会,无论从国内快检还是工业智能化的需要来看,还是从国外近红外发展的轨迹来看。然而近红外分析更广阔的应用,仍有一系列需要解决的难题,这其中当然包括仪器硬件的小型化、便携式,以及智能化与场景化。但从数据及数据分析的角度来说,快速、准确的模型构建,模型的通用性、更新及转换等仍是需要加以研究的内容。基于此,离开化物所后创办的大连达硕信息技术有限公司,第一个数据产品“魔力”,便专注近红外数据的分析,这也算是真正走在了近红外技术与数据分析的商业应用之路上。希望能够以智慧化、便捷化的方式,分析挖掘科学研究与工业应用中的海量数据。无论对于近红外分析的初入者,还是有了相当经验的人员,一旦采集到数据,便能快速得到好用的模型及结果,这也是目前非常欠缺的,主要原因就在于近红外数据分析的过程长,可变因素多,涉及的算法也很多,传统上要快速得到一个好用的模型并不容易。尽管大多数研究者并没有把数据分析提升到特别核心的位置,但其价值显而易见,甚至在某些方面可与硬件本身相得益彰,弥补硬件的物理劣势!/pp  另一方面,近红外分析以其简单方便的前处理,加上非常快速的数据采集方式,使得数据的获取,甚至大数据的积累顺理成章。然而即使对同一组数据,不同的研究者亦极有可能得到完全不同,甚至相反的分析结果或结论,即使在固定分析方法的情况下!这是一个容易被忽视,却又至关重要的问题,否则不管如何将近红外分析的硬件评价,以及实验测试全过程标准化,也无法得到可相互比较的结果。数据“横看成岭侧成峰”的魅力,不应是由于数据分析方法或人员的不同导致,而是数据背景的属性差异或者数据分析目的的不同产生。基于此,我们也正采用近红外数据分析的通用准则,使用粒子群等最优化的方法,开发全新的近红外数据分析软件产品,自动优选数据分析算法,以及方法的使用顺序,并全局优化方法的参数。这样我们获得数据后,只需按照标准化的流程一步一步走,便可获得最优的数据分析模型与模型结果。从而使得近红外数据的分析,如同实验分析一样,结果的重现性与可比性也就不再是个问题。避免像现在这样,往往是漫无目的的数据探索,耗费漫长时间也不一定能得到合适好用的模型!这无论在研究中,还是在工业生产中,都是需要花大力气迎接的挑战。在这一过程中,得到了袁洪福教授、吴海龙教授、邵学广教授、杜一平教授、褚小立教授、闵顺耕教授等诸多老师的大力支持与帮助。从老师们关切的眼神中,能读懂那份殷殷之情,也唯有努力做点事情,为国内近红外的发展做些有益的工作,方不负此情。/pp  近红外分析能做的事情很多,近红外数据分析如是,尤其站在移动互联时代,站在大数据分析挖掘的视角与高度。近红外有其自身特有的巨大优势-本身就是物联网中的一个绝佳传感器!从这个意义上来说,近红外分析代表着某种未来,只是通往未来的路上,还需要我辈站在前辈的肩膀上,不断付出智慧和汗水。/pp  “师者也,教之以事而喻诸德也。”,数据分析之路上,深深地烙上了梁逸曾教授的影响。亦师亦友者,感恩、深切缅怀您。/pp style="text-align: right "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai "  2017年1月30日于浙江西湖/span/pp  strong个人简介/strong/pp/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/e1424397-960a-4e21-a206-9245429e6328.jpg" title="1_副本.jpg"//pp  曾仲大,男,博士,现任大连达硕信息技术有限公司总经理。/pp  曾博士师承梁逸曾教授,2006年获得工学博士学位,主要从事化学计量学基础算法研究,以及色、质、光谱等分析技术在制药、烟草和代谢组学等复杂体系分析中的应用及其数据分析挖掘等。近年来在大数据的分析与应用方面亦有涉猎。/pp  曾博士先后工作于香港理工大学、澳洲RMIT大学、Monash大学,以及中国科学院大连化学物理研究所。迄今已发表SCI论文40余篇,在2013-2016近三年时间里,以第一作者或合作者在美国分析化学杂志发表7篇研究论文,同时获邀为TrAC等权威期刊撰写化学计量学及化学数据分析处理方面的综述。/pp  曾博士曾获得中国科学院大连化学物理研究所“所百人”引进人才计划,大连“海创工程”计划、高层次人才创新创业支持计划、新兴技术创新成长计划,以及国家人社部高层次海归人才创业计划的支持。公司主要提供复杂化学与生物数据分析服务,数据挖掘软件产品开发,以及个性化数据应用的整体解决方案。/pp  strong人生格言:/strong有志者,事竟成。/p
  • 聚光科技近红外在种业首批30台采购订单
    2013年12月,聚光科技实验室业务发展事业部签订30台近红外分析仪采购订单,该批仪器将在种业领域应用,用于种子的真实性快速鉴别。该种子鉴别系统由聚光科技与中科院半导体所合作开发,中国农业大学严衍禄教授给予大力支持,系统的开发将王守觉院士提出的“仿生模式识别方法(BPR)”结合近红外光谱分析技术,通过前期鉴定玉米群体样品品种真实性探索研究,已提出了基于近红外光谱分析和仿生模式识别的玉米品种快速识别方法,并开发出近红外种子真实性鉴别系统。近红外种子真实性鉴别系统 在前期应用开发过程中,由多家种业公司提供的多品种玉米种子样品建模,经过多台仪器联机应用测试,测试结果完全满足客户需求,首批订单仪器将发往国内几家大型种业公司应用。 聚光科技(杭州)股份有限公司实验室产品
  • 椰子水口感哪家好,步琦近红外最知晓 ——近红外光谱对椰子水定性分析
    近红外光谱对椰子水定性分析椰子水又称液体胚乳,是存在于椰子果实中富含营养成分的一种天然植物水。根据一些椰子研究机构发现,椰子水中主要含多种氨基酸、维生素、矿物质和蛋白,其中精氨酸、丙氨酸、胱氨酸和丝氨酸的含量比牛奶中的还要高。因其高营养价值和良好的口感,在近些年的消费市场崭露头角,赢得众多消费者的青睐。市面椰子水种类繁多,不过国内的主要来源还是高株椰子和矮株椰子这两大类。其中高株椰子是在全球都是广泛种植的一个品种,矮株椰子由于其椰子水的特殊口感而被市场关注。通常椰子在 11 至 12 个月成熟,随着时间的变化,可以分为 6 到 8 个月的嫩椰,9 到 11 个月的熟椰,以及 12 个月以上过熟的椰子。在 8 个月左右椰子中的椰子水的口感是最佳的,太早或太晚都会有酸涩感,主要就是因为这个时期的椰子中水分和糖是椰子水的主要成分,而像有机酸和氨基酸等酸性物质的含量普遍偏低。在椰子生长过程中,椰子水也是逐渐填满椰子腔体内部的,等到 11 个月完全成熟后,其含量又会慢慢减少,此时通过晃动壳体发出的声响就能大致判断椰子的成熟度。但对于未完全成熟的椰子,目前没有有效的检测手段去分析其中成分的变化。除了椰子生长时间会影响椰子水口感以外,不同椰子品种以及采摘后保存时间同样对感官评价有着重要作用。我国海南是椰子主产地,有因高产量而闻名的文椰2号到6号五大品种,其中文椰2号和3号分别是从马来西亚引进的马来亚黄矮椰和红矮椰子中经过筛选培养的新品种,4号是从东南亚引进的香味椰子中筛选改良的。通常椰子在采摘后一周以内的口感是最好的,随着储存时间的增加,其中的一些如氨基酸、有机酸、糖、酚类等代谢产物含量就会发生变化,从而影响其风味,存放超过两周的椰子水就难以被大众接受了。暂时也没有比较有效的方法去判断椰子水不同品种来源和存储时间。近红外作为一项快速无损的检测方法,无论是定性鉴别还是定量分析,都能一展拳脚。今天和大家分享的一篇文献便是使用 BUCHI NIRFlex N500 傅里叶近红外光谱仪对椰子水进行定性和定量分析。▲BUCHI NIRFlex N-500 Fiber1实验内容同年同季采摘的文椰 2 号 8 个月、文椰 2 号 10 个月、文椰 4 号 6 个月和文椰 4 号 8 个月分别有 198 个,77 个,63 个和 206 个。每天从 2 号 10 个月与 4 号 6 个月中随机取三个样,从 2 号 8 个月和 4 号 8 个月中随机取五个样,首先进行可溶性固形物和 pH 的快速检测,剩余样品保存在液氮中,随后进行糖含量的测定和近红外光谱的收集。在其它指标测定结束后,将样品水浴平衡至室温,然后在同一天用 NIRFlex N500 光纤探头测量加热至 35 ℃ 的 1mL 样品 3 次,每次测量扫描 32 次,光谱范围10000 – 4000 cm-1,所得光谱用于后续建模分析。2鉴别存储时间实验将存储在 7 天以内的样品定为新鲜的F级,将存储超过两周的样品定为久放的A级,将每天的 5 个随机选取的 2 号 8 个月和 4 号 8 个月中的 3 个样品,以及每天 3 个随机选取的 2 号 10 个月和 4 号 6 个月中的 2 个样品分到校正集,剩余样品分到验证集。通过 PCA 在 95 % 的置信区间下用霍特林统计量 T2 去除建模集中的异常样品。最终各集合中样品数量如下表:表1 定性分析样品集合划分情况:_NO.2-8MNO.2-10MNO.4-6MNO.4-8M校正集97352798验证集65191468通过结合化学计量学方法对上述样品的存储时间建立模型,各类椰子水的最优模型和结果分别由 表2 和 图1 到 图4 所示:表2 基于 OPLS-DA 建立不同类型椰子水的存储时间最优模型结果:▲图1 文椰 2 号 8 个月的存储时间模型统计▲图2 文椰 2 号 10 个月的存储时间模型统计▲图3 文椰 4 号 6 个月的存储时间模型统计▲图4 文椰 4 号 8 个月的存储时间模型统计3鉴别品种考虑市场实际需求,样品从文椰 2 号和 4 号中生长时间均在 8 个月且新鲜程度为F级的样品,其中校正集有 49 个,验证集有 31 个样品,经过相同处理检测到 1 个校正集中的异常值,剔除后建立的最优模型结果如下:表3 基于 OPLS-DA 建立不同类型椰子水品种的最优模型结果:▲图5 文椰 2 号和 4 号品种鉴别模型统计4鉴别成熟度过熟的样品通过简单的物理晃动就能够分辨,并且利用价值不高。实际需求往往是要在完全成熟之前分辨样品的成熟状态,从而鉴定其感官价值。因此实验针对文椰 2 号和文椰4号分别选择 47 个和 48 个样品建模,15 个和 16 个样品验证,最佳的结果如下:表4 基于 OPLS-DA 建立不同类型椰子水品种的最优模型结果:▲图6 文椰 2 号和 4 号成熟度识别模型统计从以上结果不难看出,对椰子水的存储时间、品种和成熟度的定性鉴别都取得了比较理想的结果,除了文椰 2 号 8 个月和文椰 4 号 8 个月的存储时间判断中分别有 3 个和 2 个误判,其模型的总体识别率在 95% 和 97%,剩余的应用模型都达到了 100% 的识别水平。近红外光谱分析在椰子水定性方面展现了十分优异的结果,同时也在水果的快速定性这一应用领域显露出巨大的潜力。5参考文献Foods 2023, 12, 2415. https://doi.org/10.3390/foods12122415
  • 靶向质谱精确鉴别与研究
    p  今天小编与大家一起来来分享通过靶向质谱精确鉴别胰腺癌囊性前病变的研究。大家都知道胰腺囊性病变经常在影像学检查时被偶然发现,但是可能有一半是胰腺癌的征兆。因此,准确的鉴别诊断就显得尤为重要。但遗憾的是,目前的诊断方法并不能强有力地识别癌前病变和恶性胰腺囊性病变。不久前,在著名肿瘤学杂志上JCO则发表的一篇文章旨在提高鉴别诊断的准确性。/pp  研究人员采用常规超声引导下抽吸囊液样本进行分析。在一个24例患者的队列中,通过探索性蛋白质组学的方法确定了8个恶性可能和高级异型增生/癌症的候选生物标记物。随后,利用30个重标肽和平行反应监测质谱进行了定量分析,在80例的队列中进行了测试,并在68例患者的验证队列中进行了前瞻性评估。终点为外科病理诊断/临床随访。/pp  研究结果显示检测恶性可能最佳的一组标记是一组来自musin-5AC和mucin-2的肽段,能够在验证队列中区分出癌前病变/恶性病变与良性病变,准确率97%(95%CI,89%-99%)。这一结果与标准分析相一致:囊液癌胚抗原(61% 95%CI.46%-74% P 0.001)和细胞学(84% 95%CI,71%-92% P=0.02)。结果蛋白质mucin-5AC及前列腺干细胞抗原能够以96%的准确性识别出高级别异型增生/肿瘤(95%CI,90%-99%),并能发现95%恶性/严重不典型增生,而癌胚抗原和细胞学分别为35%和50%(P 0.001 P=0.003)./pp  由上述研究可以看出仅对三种囊液生物标记物做靶向的质谱分析,就可以以高度准确性来识别和评估胰腺囊性变及胰腺癌。/pp  阅读上文小编认为,通过靶向质谱精确鉴别胰腺癌囊性前病变的研究,在临床、科研等影像研究领域起着至关重要的作用。而对于不断新型的标记物和靶像分析与检测,相信在未来的科学研究中有着突破性的意义。/p
  • 药典委公示《化学成像指导原则标准草案》,涉及近红外、中红外、远红外和拉曼等
    近日,国家药典委发布《关于化学成像指导原则标准草案的公示》的通知,公示期自发布之日起三个月。本指导原则主要适用于基于振动光谱(例如,近红外、中红外、远红外和拉曼光谱)的化学成像系统,但也适用于其他成像技术。起草单位为浙江大学、浙江省食品药品检验研究院,参与单位为中国食品药品检定研究院。充分获取药品的化学成分及物理形态信息,对于准确评价药品质量至关重要。化学成像可同时提供样品的成分信息与空间信息,能可视化分析样品表面的分布特征,可实现不同样品之间的快速和无损比较,是传统光谱分析方法的重要补充,已收载于欧洲药典和英国药典。本指导原则围绕药学实践应用需求,参考欧洲药典、英国药典和其他相关技术要求,旨在通过建立统一的技术指南,为化学成像在药品成分鉴别、含量分布评估、物理形态表征等应用中提供指导,实现该技术在我国制药行业的规范和广泛应用,促进我国药品质量控制与国际接轨。制修订的主要内容如下:征求意见稿附件1 化学成像指导原则公示稿(第一次).pdf附件2 化学成像指导原则增订说明.pdf点击原文链接进行公示反馈 。
  • 孙素琴教授:中药与食品的红外光谱分析
    清华大学孙素琴教授  红外光谱用于混合物分析的优势包括:(1)指纹特征强,适合于不同样品的区分鉴别;(2)反映样品的整体信息,可同时对多种组分进行分析;(3)与化学计量学结合,可实现快速简便的定量分析;(4)多种附件技术的使用,能够对各种形态样品进行无损检测等。在中药与食品的实际分析中,基本思想是根据混合物红外光谱对其组分进行整体结构分析、使用相应的谱图解析技术对不同混合物进行鉴别、与化学计量学方法相结合进行特定组分定量分析,所用分析方法为:谱峰指认与比较(红外光谱三级鉴别)及模式识别、多元校正等化学计量学方法。
  • 等离激元“拉满”红外“技能”
    红外光谱技术是一种通过检测分子内部振动/转动能级的跃迁频率来确定物质分子结构从而鉴别化合物的分析方法。其“快速”、“无损”的特点,对研究生物分子的化学键和官能团十分有利,因此受到生物、化学等领域的广泛关注。不过,微米级别的红外光波长和纳米级别的生物分子相互作用微弱,成为红外光谱技术长期难以突破的限制。更重要的是,生物分子原位检测的水环境,是红外光谱最大的“忌讳”。  为此,来自国家纳米科学中心(以下简称纳米中心)纳米光子材料与器件实验室(以下简称光子室)研究团队自主开发出一种石墨烯增强液相红外传感器,“拉满”红外光谱的“技能”。这一传感器不仅实现了在生理环境下原位识别纳米级蛋白质的振动指纹,还创新性地采用电学调控的方法有效消除了液相环境水信号干扰。  5月30日,这项研究成果在《先进材料》(Advanced Materials)上在线发表。石墨烯增强液相红外技术原理示意图及相关实验数据(研究团队供图)  红外光谱难题待解  在生物学研究中,蛋白质作为复杂的纳米级分子机器,其纳米蛋白冠界面、病毒蛋白结构域与受体的结合界面以及纳米药物靶向作用位点也都在纳米尺度。作为论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员杨晓霞告诉《中国科学报》:“开发具有纳米级分辨率的原位和非侵入性检测技术以了解生理环境中的生物界面和过程非常重要。”  许多研究者心目中,目前已经广泛应用于物质鉴定的红外光谱技术备受期待。一束红外光通过某种物质,当物质分子中基团的振动/转动频率和红外光谱中的特定频率一样时,分子会吸收红外光的能量完成“跃迁”,该处波长的光就被物质吸收,形成具有不同特征的“振动指纹”。这便是红外光谱技术用来鉴别化合物的基本原理。  然而,红外波长普遍在微米尺度,与纳米尺度的生物分子存在超过3个数量级的尺寸失配,导致光与物质相互作用十分微弱。与此同时,水作为一种极性分子,强烈的红外吸收总是掩盖生物分子关键频段的振动指纹。  因此,如何克服信号微弱和水的干扰这两个“短板”成为红外光谱探测研究领域面临的大挑战。  石墨烯+等离激元  多年来,学者们想尽各种办法,希望用“增强”红外光谱的策略实现原位检测生物分子的目标。  作为导电材料上一种独特的物理现象,“等离激元”的应用被视为增强红外光谱的新方法之一。在等离激元现象中,入射光驱动材料中的自由电荷产生光频的集体振荡,形成的电磁模式可以“聚焦”和“放大”入射光的信号。  与此同时,2010年前后,石墨烯作为一种新型低维纳米材料,逐渐走进科研人员视野。石墨烯具有单原子层的厚度、高载流子迁移率、狄拉克电子特性以及电学可调的优势,是实现增强红外光谱的理想介质。  石墨烯+等离激元,会迸发出什么火花?过去已有研究证明,石墨烯等离激元在红外波段表现优异,其可以将90%的电磁场能量“圈定”在表面10纳米范围内,形成“热点”,处在热点区域的待测分子红外信号被有效放大。  但是,实际操作中,研究人员却遭遇新的困难。“石墨烯的特殊结构带来性能突破的同时,也使其等离激元效应容易遭受周围介电环境的强烈干扰。”最新发表论文一作、国家纳米科学中心博士生吴晨晨告诉《中国科学报》。  为解决石墨烯等离激元易受干扰的问题,2015年以来,纳米中心光子室研究团队通过对石墨烯纳米结构设计和等离激元调控规律研究,突破了基底介电环境干扰,已经实现了微量固相有机分子薄膜和有害气体分子的高灵敏检测,相关研究成果陆续在《自然-通讯》《先进材料》等期刊上发表。  想法变成现实  科研团队在攻克固相和气相分子检测之后,又对石墨烯等离激元进行了“新技能”开发,即液相分子检测。  吴晨晨介绍,消除水的干扰是生理环境中分子检测遇到的最大挑战。一方面,通过双电层对石墨烯进行电学调控可将等离激元热点外的背景信号原位扣除;另一方面,石墨烯的疏水表面可以有效吸附溶液中的蛋白质分子到其热点区域,并把水分子排除在热点区域以外,这两者协同作用,可有效放大蛋白质分子的红外信号。  这个想法看起来容易,想要真正做出一个实物却没那么简单。研究团队首先通过设计超薄透射红外液体流通池,保证了红外光在液体环境下的稳定光程和高透过率。然后,构筑了在生理环境中进行有效电学调控的石墨烯纳米结构。经过3年不懈努力,一种可调谐的石墨烯等离激元增强液相红外传感器终于出炉。  从一进入团队开始,吴晨晨几乎每天从早到晚都泡在这个实验上,辗转于微纳加工实验室和红外光谱实验室。“从红外液体流通池到传感器的电路设计,理论上看起来是能走通的,但是在微纳加工实验室制备完传感器,去测试红外光谱之后又发现没有预期的结果。”她说,“就这样反复失败,反复查阅文献、找老师们讨论、总结原因,重新设计、重新制备传感器。”当然,她也获得一个意外的收获,微纳加工技术得到大大精进。  实验证明,这一液相红外传感器在生理环境下,有效激发了可调谐的石墨烯等离激元响应,不仅成功抑制了水环境的信号干扰,还将光谱检测的灵敏度提高到了2纳米水平。在此基础上,进一步实验原位识别了纳米级蛋白质“酰胺I带”和“酰胺II带”的振动指纹,并成功监测了纳米蛋白质的氢氘质子交换过程。  “几乎从零起步,看着这个一步步研究出来的实实在在的技术,有很强烈的成就感。”吴晨晨坦承。  更令人期待的是,这种自主设计的可调谐石墨烯等离激元增强液相红外传感器作为可拆卸附件,可以兼容商用显微红外光谱仪的测量模式。  国家纳米科学中心博士生吴晨晨为本文的第一作者,戴庆研究员和杨晓霞研究员为共同通讯作者。
  • 面向2024——步琦近红外产品线为纺织行业提高效率,准确度和节约成本!
    步琦近红外纺织行业提高效率,准确度近红外应用”纺织品是生活的必需品,其质量的好坏直接关系到每个消费者,因此对纺织品质量的检测非常重要。纺织品的性质指标参数众多,例如纤维长度、纤细度、含油率、纺织纤维成分及含量鉴别等等。其中纺织品纤维成分及含量是反映服装面料优劣的重要指标,绝大多数国家及地区都颁布了相关法律法规规定纺织品必须标注纺织纤维的组分及含量。然而由于纺织品种类繁多,不同品种纺织纤维之间的造价及性能天差地别,故市面上产生了一些以次充好的乱象。例如标签写的是 100% 山羊绒,实际采用的却是成本低廉的涤纶,或者在山羊绒中掺绵羊绒等。这些以假乱真、以次充好的现象严重破坏了正常的市场秩序,同时也破坏了纺织品产业的健康发展。因此,快速准确鉴别纺织品材质对于纺织品生产管理、市场监督都具有重要意义。瑞士步琦积累多年纺织类行业的经验,提供久负盛名和经过验证的 FT-NIR-LAB/At-line/On-line 应用方案。1纺织行业相关近红外的应用标准向上滑动阅览SN/T 3896.1-2014 《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第1部分:聚酯纤维与棉的混合物》SN/T 3896.2-2015《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第2部分:聚酯纤维与聚氨酯弹性纤维的混合物》SN/T 3896.3-2015《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第3部分:聚酰胺纤维与聚氨酯弹性纤维的混合物》SN/T 3896.4-2015《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第4部分:棉与聚氨酯弹性纤维的混合物》SN/T 3896.5-2015《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第5部分:聚酯纤维与粘胶纤维的混合物》SN/T 3896.6-2017 《进出口纺织品纤维定量分析近红外法第6部分:聚酯纤维与羊毛的混合》SN/T 3896.7-2020 《进出口纺织品 纤维定量分析 近红外法 第7部分:聚酯纤维与聚酰胺纤维的混合物》SN/T 3896.8-2020 《进出口纺织品 纤维定量分析 近红外法 第8部分:棉与聚酰胺的混合物》SN/T 5233-2020 《进出口纺织原料 原棉回潮率测定 近红外光谱法》DB15 / T 1229 -2017 《山羊绒净绒率试验方法 近红外光谱法》GB/T 41442-2022 《山羊绒净绒率试验方法 近红外光谱法》FZ/T0114-2018 《纺织品 纤维定量分析 近红外光谱法》规定了使用近红外光谱仪快速测定纺织品纤维定量分析的检测方法。FZ/T 01150-2019 《纺织品竹纤维和竹浆粘胶纤维定性鉴别试验方法近红外光谱法》规定了科学检验竹纤维、竹浆粘胶纤维的定性鉴别方法。FZ/T 01057.10-2023 纺织纤维鉴别试验方法 第10部分:近红外光谱法,列出了38种纯纤维物质图谱直接比对鉴别和利用已知类别的样品建立近红外光谱鉴别模型,再用改模型考察未知样品是否属于该类物质的一种鉴别法。NIRFlex N-500 傅里叶近红外光谱仪采用瑞士步琦( BUCHI)公司的 NIRFlex N-500 傅里叶近红外光谱仪,仪器的光谱范围为10000 ~4000cm -1,采用漫反射附件,分辨率为8 cm -1,扫描 64 次。仪器带有反射板,采集样品光谱时压在样品上,以确保透过样品的光能被反射回去。2样品收集试验样品由山东、江苏、广州等客户提供,共249 个不同组织结构、不同颜色、棉含量具有一定梯度分布的棉/涤混纺织物用于建立近红外定量模型。3试验方法实验室温度 10~30℃,湿度 30%~70%。为确保样品所采集到的光谱的稳定性,面密度大 100g /m2 的样品折叠 4 层,面密度小于 100g /m2 并大于 50g /m2 的品折叠为 8 层,面密度 10g/m2 的样品折叠 16 层,保证大部分光不透过样品,即使透过样品的光信号也可反射板重新返回样品,与直接从样品下表面反射回的漫反射光同进入探测器,以增强样品信号。4试验结果利用步琦仪器自带的数据处理软件 NIRCAL 进行数据预处理并采用偏最小二乘法建立定量模型。利用所建模型,可对未知含量的棉/涤混纺样品进行定量分析。结果如下表1 和表2。表1 中给出对棉/涤样品所建立的 5 个模型的汇总结果。以按照 GB / T 2910. 11-2009 方法测定的样品棉含量和模型预测棉含量的绝对 误差为判定依据,若绝对误差位于(-3%-3% ) 区间,认为样品预测准确,反之,预测错误。对棉含量为 0~100% 的模型进行优化后,校正集和预测集的相关系数 Rc 和 Rp 虽然较高,但校正均方根误差及预测均方根误差( RMSEP) 较大,且对样品的判定准确率低,预测集的准确率仅达 85.3% ,分段建模后预测准确率得到大大提高,可见,按棉含量不同分段建模,能更好地利用此含量范围内样品的特征,得到更好的效果。表2 示出近红外光谱法和国标方法 1000 个棉/涤验证样品棉含量的对比统计结果。1000 个棉/涤样品的预测结果为错判 10 个准确率为 99%。对预测结果和国标方法得到的结果进行方差分析,置信区间为 95%,显著性水平取 5%,F 比为 1.01,小于临界值 1.26,因此 2 种方法的结果无显著差异。5试验结论近红外光谱分析技术用于纺织品纤维成分的定性判定和定量分析有广阔的应用前景,该方法操作简单,无需化学试剂,无需破坏样品并将检测时间从几个小时缩短为几分钟,大大提高了检测效率,无法从样品外光谱图直接判定样品中是否含有氨纶以及较低含量的涤纶等纤维,必须建立准确率较高的定性模型,利用近红外光谱法直接判定未知样品是棉/涤混纺织物,从而进一步作定量分析,完成样品纤维成分的定性与定量分析。再次表明近红外光谱技术在纤维成分定量分析中是可行的。
  • 胡昌勤:我的近红外情结
    我是从2001年开始从事近红外(NIR)应用研究的,在近红外领域还应当算是一个新人。今年能够获得“第一届陆婉珍近红外光谱科技奖”,是我完全没有想到的,我感到非常高兴与荣幸,感谢近红外光谱学会的同仁对我的厚爱和我们工作的认可。  我于1982年毕业于兰州大学生物学,毕业后一直从事药品质量控制工作。在我三十余年的职业生涯中可以说有二次大的转折:第一次是从我熟悉的生物学专业转行进入化学分析领域 第二次就是从事近红外分析。  大家都知道,假劣药品严重危害人民群众的健康,并且制约着社会经济的发展,是世界各国特别是发展中国家共同面临的难题之一。上世纪末,伴随着改革开放的大潮,假劣药品对我国社会经济发展的影响日显突出。当时制售假劣药品的违法行为80%发生在广大农村 农村医疗机构数量多且分散、药品进货渠道多,而药品监督检验资源相对匮乏、打假手段落后,这些都增加了打击制假售假的难度。针对这一状况,2003年初,在国家食品药品监督管理局的统一部署下,中国药品生物制品检定所(中国食品药品检定研究院的前身)牵头成立了农村基层用药快速检查与打假工作协调组,决定研发“药品检测车”,利用其快速流动的特点解决农村监管力量不足的矛盾,并将我们的研究项目,“近红外假药识别系统”作为药品检测车中的主要组成部分。我们课题组是从2001年开始从事近红外研究的。当时对近红外的认识只限于“近红外是红外的倍频与合频光谱,近红外可以实现无损检测”等简单概念,可想而知,当时课题组的压力是非常大的。针对当时假劣药品的特点,我们提出“建立不针对具体企业产品、以制剂活性成分(API)为检测对象、能够在多台近红外光谱仪使用的药品NIR通用性模型”的设想。当时的想法非常朴素,并没有充分考虑到这一命题的难度,认为“既然近红外光谱是红外光谱的倍频与合频,红外光谱对化合物可实现专属性的鉴别,利用近红外光谱也一定能实现专属性的鉴别”。但真正开始建模时各种问题不断出现,建模过程也经历了许多反复,可以说是在“不断发现问题,不断解决问题”。我们的研究工作得到了陆婉珍院士、严衍禄教授、科大的苏庆德教授、南药的相秉仁教授等老一辈学者的指导与帮助,陆院士还亲临我们实验室观看我们采集的近红外光谱图,并给出了非常具体的指导意见。当时,由于近红外光谱的应用在药检领域还是一个全新的技术,尤其是“通用性模型”这个概念,在国内外都是一个比较新的理念,因此也引起了一些专家的争议。当时的中国食品药品检定所所长桑国卫院士在全所组织了一次论证会,不同领域的专家各抒己见 在财政部组织的项目论证会上,专家组组长由中国科学技术大学的苏庆德教授担任,苏教授对我们的课题非常支持,给我们的项目签了字,但直到2004年我们的课题顺利通过以陆婉珍院士为组长的专家组的鉴定,苏教授才真正放下心,由衷地为我们高兴。此次专家鉴定会上,鉴定专家们评价“如此大规模、系统化、多品种药物的研究成果,具有国际创新水平,至今在国内外未见披露”。自2006年药品检测车正式向全国装备以来,我们研制的“NIR药品快速检测体系”已经装备于全国400多辆流动的药品检测车上,用于广大基层地区药品的现场快速筛查,并在2008年四川汶川地震、2010年广州亚运会等多个国内重大事件的现场发挥了作用,第一时间保证了用药安全。可以说药品检测车这一项目,凝集了我一生的近红外情结。  谈一下我们的研究团队。当时为保证检测车项目的顺利实施,我们从全国10个药检所抽调“精兵强将”成立了近红外建模和检测车试运行两个协作组,并与当时布鲁克光谱仪器公司的药检项目团队紧密配合开展工作。中检所的尹立辉主任药师(当时是一个朴实肯钻研的小伙儿)对车载型近红外光谱仪及通用性模型传递中的误差控制问题进行了系统的探讨 姜红主任药师(如今已经是湖北省院的院长了)、殷飞主任药师(一位即能干又能说,走到哪儿就把欢快带到哪儿的“帅哥”)、谢子立主任药师(一位沉稳有责任感的年轻人)在湖北、河南和安徽省建立的大规模应用经验,直接推动了药品近红外快检技术的推广。中检院的冯艳春博士(一位睿智“美女”)首先证明了建立药品近红外通用性定性和定量模型的可行性 广东所的雷毅博士(一位才华横溢的贵州小伙儿)提出定性与定量模型联合应用可以提高对假劣药品筛查的检出率 崇小萌、逄涣欢、张学博、贾艳华、侯少瑞、刘续平、尼珍、柳艳云、王学良、雷德卿、邹文博等一批有才华的年轻研究生,逐一解决了项目中的诸多科学与应用问题,推动着项目的不断完善,使得我们的药品近红外快速分析系统目前已成为中国最大的药品NIR应用平台。如今,这些年轻人也都已经成为各自单位的骨干,在各自的工作岗位上发挥带头作用,我感到无限的欣慰和自豪。  我的近红外故事讲到这儿是想告诉大家,明确的课题目标,良好的团队合作和不懈的努力工作,是任何项目成功的基础。我国已经渡过了缺医少药的年代,假劣药品的猖獗势头也已经得到了较好的控制。近年来,“QbD(质量源于设计)”理念在制药行业日益凸显,如何从生产源头保障产品质量、如何保证现有工艺能够生产出“质量一致”的仿制药是我们当前必须面对的另一挑战。利用过程控制技术,将药品质量风险在生产过程中得以解决与控制是我们课题组目前的努力方向。也希望越来越多的年轻人投入到这项事业中。  胡昌勤  2016年5月7日
  • 近红外光谱分析技术高速发展——参加全国第九届近红外光谱学术会议心得体会
    北京工商大学人工智能学院 张倩 高翔 崔程(导师:吴静珠)2022年10月20~22日,为期三天的全国第九届近红外光谱学术会议在线上召开,此次会议全力展示了我国近红外光谱领域所取得的最新进展及成果,增进了广大近红外光谱科技工作者和广大近红外分析工作者之间的交流与合作,进一步促进了我国近红外光谱事业的发展。本次会议中外专家学者汇聚一堂,近3000人报名参会,会议规模再创新高。此次会议共安排了80余场报告,内容涵盖了化学计量学方法、仪器与测量附件、光谱成像与过程分析,以及近红外光谱技术在农业、食品、化工、制药等多个领域的应用进展,为参会人员呈现了一场既有深度亦有广度的学术盛宴。以下从多种角度介绍本次会议亮点及参加会议的心得体会。首次邀请国外学者进行汇报,扩充国际视角本次会议,不仅汇集了数十位近红外领域顶尖的国内专家,还邀请了四位国际知名教授、专家站在国际视角,现场分享近红外技术的最新发展。来自日本名古屋大学的Satoru Tsuchikawa教授带来了题为《State-of-Art NIR Imaging Research For Agriculture and Forestry》的报告,详细讲述近红外成像技术在农业和林业的研究进展;来自韩国汉阳大学的Hoeil Chung教授的报告题目为《Identification of gallbladder cancer through NIR analysis of bile and quantitative detection of microplastics captured in perfluorocarbon》,通过对于胆汁的近红外分析和定量检测来诊断胆囊癌,展现了近红外光谱在疾病筛查领域具有的广泛应用前景;来自西班牙Córdoba-UCO大学的Dolores Pérez-Marín教授分享了报告《Current Trends in The Use of NIRS Spectroscopy for The Control of Agrifood Products and Processes》,介绍了在农产品、食品品质和生产过程控制中近红外光谱技术的应用趋势;奥地利因斯布鲁克大学分析化学和放射化学研究所所长Christian Wolfgang Huck教授针对微型光谱仪的现状与未来带来了题为《Present and Future of Miniaturized NIR-Spectrometers Combined with Challenging Data Management Strategies》的精彩汇报,介绍了近年来不同分光原理的微型光谱仪应用领域发展及智能化水平提升等趋势。数十位资深近红外专家相聚云端,现场分享最新的研究进展本次会议十余位在近红外检测领域深耕多年的专家教授分享了自己从事近红外光谱分析技术应用研究与实践十余年的经历、经验和心得体会,为青年学者进行后续的研究提供经验与启发。南开大学的邵学广教授结合近红外光谱分析的需求,简述近红外光谱分析中所涉及的化学计量学方法,阐述化学计量学对近红外光谱分析的作用和意义。化学计量学的核心是正确的使用数学和统计学方法进而从数据中获取与分析目标相关的信息,理解化学计量学方法的原理是保障正确使用的关键,邵教授通过将建模流程拆分,在数据集及评价、建模方法、模型评价与验证、模型监控等步骤中说明如何在近红外光谱分析实践中正确选择和使用化学计量学方法。云南中烟工业有限责任公司的王家俊高工结合自己从事近红外光谱技术在烟叶原料、辅助材料质量控制与品质分析中的应用研究的经验,从近红外光谱定量定性分析与标准、近红外光谱分析网络化与数据挖掘应用、天然样品高质量光谱的测量与参考数据测定、化学计量学方法应用和模型应用和维护五个方面分享了自己的实践体会,同时也展望了大数据时代近红外光谱技术网络化的应用前景,给青年学者提出希冀。华东理工大学的杜一平教授带来自己最新的研究进展,杜教授通过对低浓度组分检测的深度思考,从样品中浓度相关性的角度探讨NIR模型的本质。他提出当样品中存在与被测组分浓度具有相关性的组分时,模型可以“借助”这种关系提升模型性能,样品组成改变时,相关性组分对模型的影响可能影响到模型预测精度,该发现有助于我们进一步理解和应用模型、变量选择结果、模型维护方法以及注意模型更新等。海南大学的云永欢副教授做了题为《我与近红外光谱的十年:从基础理论、方法开发到应用研究》的报告,将自己从开始接触近红外光谱到现在取得的成果和总结的经验精炼在20分钟内向大家进行了分享,给正在学习和进行近红外领域相关研究的在校研究生提供了很多新的思路和研究方向。聚焦近红外技术在食品安全、生物制药、化学化工等热门领域的最新应用本次会议不仅聚焦最新、最前沿的光谱技术,而且对食品安全、生物制药、生命科学、材料等目前最热门的应用领域进行深入探讨。近红外技术在水果分级检测中应用日趋广泛。来自北京市农林学院智能装备技术研究中心的李江波研究员进行了题为《水果内部质量近红外光谱检测技术与设备》的报告。针对近红外光在水果组织中传输存在多重散射和吸收,导致水果内部有效光谱信息难以准确、稳定获取的问题,建立了水果内部光传输特性分析系统,解析了近红外光在水果内部传输机理,提出了逐步切片结合最小二乘拟合的近红外光在水果组织中穿透深度分析法,保证了近红外光谱信号的可靠获取。湖南农业大学李跑教授利用近红外光对果皮穿透能力对柑橘品种、柑橘产地、柑橘霉变进行定性无损检测:对于不同品种的柑橘鉴别分析,采用主成分分析-Fisher线性判别模型(PCA-FLD)+6点平均光谱(赤道4点+顶部+底部)最终实现100%鉴别率,使用同样的方法对不同产地的柑橘进行鉴别,最终结果依然非常优秀;对于霉变柑橘检测,研究了不同波段(长短波段)柑橘近红外光谱对霉变模型的影响,并指出:在建模过程中发现短波近红外光虽然穿透性要强于长波近红外,但长波近红外光建模效果要优于短波近红外。在食品行业近红外技术的应用日渐成熟。福斯华(北京)科贸有限公司的应用专家杨海龙结合福斯华三款近红外光谱仪在肉类行业、谷物交易加工行业以及制糖行业的应用,对近红外光谱分析技术在食品行业的应用进行了分享。温州大学的黄光造老师利用一类自编码器结合近红外光谱实现对奶粉中掺假的检测。四川长虹电气股份有限公司的刘浩工程师深入探讨了近红外光谱在白酒行业的应用:应用近红外光谱技术实现对酒醅的快速检测,可为酿酒生产现场及时提供数据。通过组合不同预处理方法、预处理参数选择、PLS成份数建立定量模型,可以选择出酒醅的水分、酸度、淀粉、残糖的最佳建模方法;自主研发的光谱智能APP可以实现账号管理、光谱采集、光谱曲线绘制、云端模型调用和结果展示等功能。相较于传统实验室,其具有体积小巧、轻便、易携带等优点,非常适合对酿酒车间酒醅进行现场快速检测。近红外光谱在生物制药领域近年来也取得了显著的研究进展。随着制药技术的发展,药物连续化生产正在成为国际制药行业发展的趋势,来自山东大学的李连副研究员分享了报告《近红外光谱分析技术在制药领域的在线应用研究探索》,以光谱稳定获取、光谱-物料实时对应、光谱模型建立等方面为着力突破点,重点介绍了山东大学药物智能制造技术研究团队,应用NIRS在药物生产在线分析方面所做的研究工作及获得的研究成果。来自天津中医药大学的硕士研究生吴晨璐进行了题为《多光谱数据融合用于双黄连口服液的质量检测》,该报告提出了一种基于紫外可见和近红外光谱的数据融合方法,以可溶性固含量和总黄酮为指标的用于检测双黄连口服液质量的方法。来自中国科学院西北高原生物研究所的硕士研究生龙若兰进行了题为《藏药五脉绿绒蒿提取过程中总黄酮含量的近红外在线检测》的报告,该研究以提升五脉绿绒蒿中总黄酮含量在线检测精度为目标,为中药材在线检测模型的建立提供了新的思路。来自天津中医药大学中药制药工程学院的硕士研究生崔同灿进行了题为《草药NIRS指纹图谱转换为HPLC指纹图谱的可行性研究》。在草药的流通和使用的过程中不同批次的药材之间质量波动较大,该报告以菊花和天麻为例,研究不同校准转移方法实现NIRS指纹图谱转换为HPLC指纹图谱的适用性和可靠性。该研究探索了具有不同分析信号的不同类型仪器之间的校正转移的可行性,以期解决草药快速质量评价和成分含量预评估任务,为草药质量控制研究提供新的手段和思路。拉曼光谱成像、高光谱成像、微波频谱分析等多领域的光谱分析技术全面发展 此次会议交流不仅仅限于近红外光谱分析技术,对于其他光谱技术结合化学计量学的研究和应用等也展开了多组报告,对拉曼光谱成像、高光谱成像、微波频谱分析和介电光谱等领域的基础研究、理论创新、及新方法、新技术和新应用进行了介绍。来自武汉轻工大学的四位研究生分别基于拉曼光谱成像技术做了多种研究。肖晓枫同学以小龙虾为研究对象,模拟了微塑料在小龙虾体内的传递途径和累积过程,并利用拉曼成像结合图像处理用于识别和可视化不同小龙虾组织中的微塑料,基于此估计微塑料的污染水平。梅婷娜同学建立了一种基于拉曼成像与化学计量学相结合的高效方法,以同时识别滤袋在浸泡过程中释放出的各种MPs。吕静雯同学以大豆油、菜籽油和棕榈油为研究对象,模拟了油炸行业的煎炸过程,将拉曼光谱结合化学计量学用于定量监测油炸过程中油的降解。徐梦婷同学通过拉曼峰强度建模成功地将山茶油与低价植物油和掺假山茶油区分开,预测成功率达95%以上,为山茶油鉴别提供一种可行方案。来自中国农业大学的博士研究生龙园做了题为《拉曼高光谱用于玉米种子霉变筛选检测研究》的报告:将拉曼高光谱应用于玉米种子霉变样本筛选,结果表明基于竞争自适应重加权算法(CARS)结合胚面和非胚面权重比例为3:7构建的偏最小二乘判别分析模型精度最佳,测试集精度可达90.63%。来自西北大学的硕士研究生郭梦君做了题为《基于表面增强拉曼光谱结合随机森林的水中多环芳烃定量分析》的报告,报告表明表面增强拉曼光谱结合RF可以实现水中多环芳烃的快速准确检测。随着微波电子学和微波测量技术的发展,微波频谱分析方法逐渐发展成为一种独立的快速无损测量技术。微波频谱分析技术已成功应用于许多领域的水分含量测量,包括粮食作物、轻工业产品和建筑材料等。来自中国矿业大学的田军博士设计了一款煤炭水分含量智能测量系统,其将微波频谱分析与距离加权K近邻(DW-KNN)算法相结合,实现了煤炭水分含量的快速无损测量。广州星博科仪有限公司的创办人罗旭东针对高光谱成像技术的应用现状做了题为《高光谱实时分类技术在机器视觉中的应用和发展》的报告,介绍了针对高光谱成像技术三维成像数据,数据量巨大问题的解决方案,以及在工业现场的实际应用。来自北京工商大学崔程同学在其报告《基于近红外高光谱成像的花生冻伤检测》中研究利用高光谱成像技术对花生是否冻伤进行定性检测研究,采用四种变量选择方法CARS、SPA、VCPA-IRIV、VCPA-G在全谱范围内选择出与花生冻伤相关的特征波长,并按照每个波长变量的重要性进行排序组合建立支持向量机模型,最终在保证一定判别准确率前提下筛选表征花生冻伤的特征波长,并通过光谱吸收峰解析花生冻伤光谱检测机理。来自西北农林科技大学的杨可博士和朱杰亮同学报告了使用介电光谱检测牛初乳中掺假的检测研究,介电光谱具有波长长、在乳中穿透深度大、散射影响小等优点,在非均质乳的在线检测中具有很大的潜力。杨可博士通过建立基于近红外光谱和介电光谱的初乳成熟乳含量定量鉴别模型来比较近红外光谱和介电光谱在定量鉴别掺假初乳中的性能。研究显示NIRS和DS均能清晰识别初乳中成熟乳的比例,但两种方法的识别特征完全不同。DS比NIRS能更好地预测初乳中成熟乳的掺假,在非均质液体食品的快速定量分析中具有良好的潜力;朱杰亮同学建立了一种基于介电光谱的成熟乳初乳掺假快速检测的新方法,利用合理的算法分析其影响因素和机理。多种最新检测仪器亮相,助力近红外光谱检测发展近红外技术的研究和应用离不开仪器技术的进步,本次会议得到了12家国内外知名仪器公司的大力支持,多家仪器企业也派出资深技术人员现场分享最新的产品和技术。来自无锡迅杰光远科技有限公司的技术总监兰树明做了题为《颗粒样品NIR漫反射光谱提高采样精度方法的研究》的报告,介绍了一种颗粒样品提高采样精度的方法,研究漫反射光谱化学计量学结果与粒度之间的关系,提出一种大光斑侧照式混合光学采样方法,扫描全部样品的漫反射光谱信息,并将颗粒产生的随机光谱噪声通过简单的平均方法实现有效抑制,提高颗粒样品的分析精度,使颗粒样品无需粉碎能够得到高精度的分析结果。海洋光谱的晏彬彬分享了如何在科研和生产中选择适合的近红外光纤光谱仪,介绍了海洋光学多款新款小微型近红外光谱仪,以大波段范围、高灵敏度、全谱波段信号优化为主要升级目标,有效的提升了仪器的稳定性,数据的可靠性。珀金埃尔默仪器公司的资深产品专员郁露也介绍了珀金埃尔默近(中)红外产品及应用进展。在大会组委会努力不懈的组织与全国近红外技术用户的热情参与下,第九届全国近红外光谱学术会议顺利闭幕。会议为国内外光谱科研工作者及专业技术人士提供一个持续、高效的沟通交流平台,促进了业内交流,提高了光谱研究及应用水平。会议不仅有国外专家的研究分享,还有国内从业数十年的资深专家传授经验,更有数位优秀的青年科研工作者和在读学生在本次会议中分享了最新的研究成果。从了解、质疑,到认可,中国近红外光谱技术经过长时间的发展、实践,现在已经逐渐被各领域用户接受、认可,目前近红外技术的应用研究和技术推广还处在迅速上升阶段。这不但得益于老一辈专家打下的坚实基础,更需要年轻学者和学生的不断进取。会议开幕式上获得第四届“陆婉珍近红外光谱奖” 的各位老师以及会议闭幕式评选的12位获得优秀青年报告奖的青年学者都是我们学习的榜样。
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