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煤物理特性和化学成

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煤物理特性和化学成相关的资讯

  • 我国烟火药剂化学成分检测攻克世界难题
    广西检验检疫局(北海)烟花爆竹检测中心完成的《烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测方法研究》获得国家质检总局2011年度“科技兴检奖”三等奖。该课题为我国进出口烟花爆竹的检验监管、进一步扩大国际市场和促进烟花爆竹可持续发展提供了科学手段,同时也为烟花爆竹的安全生产管理、产品质量控制及安全事故的原因分析提供了强大的技术支撑。     广西(北海)烟花爆竹检测中心人员进行业务交流  北部湾畔,魅力北海,风生水起正扬帆,推动富民强桂新跨越 千年古郡,烟花之乡,丝绸之路始发港,传承中华文化耀五洲。  北海是北部湾海上丝绸之路较早的始发港,也是中国人从海洋走向世界的一个起点,当一个昌盛的中国崛起于世界的东方,历经繁荣与昌盛的北部湾正承载起新时期一个崭新的期望,走上时代的潮头浪尖。  烟火药剂研究迫在眉睫  我国已成为世界上最大的烟花爆竹生产国和出口国,世界上发达国家所用烟花爆竹主要从我国进口,据不完全统计,我国现有烟花爆竹生产企业5000多家,生产总值达100多亿元。在湖南、江西、广西等省区,烟花爆竹已成为不少市县的支柱产业。  根据联合国《全球化学品统一分类和标签制度》,必须对烟花爆竹用烟火药剂的化学成分进行全面的定性和定量分析检测。但是,国内外至今没有烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测标准方法及相关的技术规范。我国现有的有关烟花爆竹的国家标准和行业标准只有部分禁用化学成分的定性分析方法,如GB 10631-2004《烟花爆竹 安全与质量》、SN/T 0306-2006《出口烟花爆竹检验规程》,国外主要烟花爆竹进口国的标准或条例中只规定了禁用的化学物质,没有相关的检测方法,如美国的APA烟花条例、日本的烟花标准等。  国家标准GB/T15814.1-1995《烟花爆竹药剂 成分定性测定》中检测成分种类有限,当前烟花爆竹用化工原材料更复杂,且有些方法已过时,烟花爆竹标准化技术委员会正在组织有关单位进行修订。行业标准SN 0545-1996《出口烟花爆竹烟火药剂安全检验规程》[11]已被SN/T0306-2006《出口烟花爆竹检验规程》取代,该行业标准也只规定了烟花爆竹中禁限用药物的定性检测,没有其他大部分成分的定性检测方法,更没有烟火药中主要化学成分的定量分析方法。开展烟花爆竹用烟火药剂的化学成分分析方法研究成为当务之急。  检测方法研究取得突破  广西局(北海)烟花爆竹检测中心是全国质检系统首家通过CNAL/CNAS认可的烟花爆竹实验室,也是第一个通过危险性分类定级项目认可的烟花爆竹实验室。  《烟花爆竹用烟火药剂的化学成分检测方法研究》是国家质检总局批准立项的科研项目,由该中心承担完成,项目比较系统全面的对我国目前烟花爆竹用烟火药剂的主要成分进行研究,分为主要成分定性检测方法研究和定量分析方法研究,样品预处理方法贯穿其中。  课题组通过查阅大量分析化学资料和国内外相关的最新烟花法规、技术标准,充分考虑现阶段常用烟火药剂的特点,假定目前有可能出现的最为复杂的烟火药剂成分为本方法的研究对象。通过科学的反复试验,最后确定了以特定的有机溶剂分离出含聚乙烯醇、糊精、酚醛树脂等有机黏合剂的样品预处理方法 利用烟火药剂中各组分的物化特性,通过大量试验,成功对其实行分组分离,以最简单的方法准确地解决了烟火药剂的化学成分定量分析这一最大的难题,研究各类烟花爆竹用烟火药剂的试样制备方法、烟火药剂试样的预处理方法,烟火药剂中钡、重铬酸盐、锌、铜、钛、锶、铅、钠、镁、硫、钾、高氯酸盐、铝、铋、铁、硝酸盐、碳等30多种化学成分化学定性分析和利用X荧光光谱仪快速定性分析、干扰离子的消除方法和化学成分定量检测方法。  成果推广应用前景广阔  该成果已在广西区内外200多个烟花爆竹生产厂家和国内主要检测机构中应用,解决了烟花爆竹检验监管中的难题,在药种药量控制、事故原因分析等方面效果明显。同时,课题组利用课题成果及其关键技术为广西区内100多个生产企业培训专职检验员400多人次,这些人员大多成为各个烟花爆竹企业的技术骨干和中坚力量,为烟花爆竹产业快速发展提供了技术和人员保障。  广西区内近百家企业应用该成果后,产品质量稳步上升,促进了出口。据悉,2011年,广西检验检疫部门共受理出口烟花爆竹检验2048批次、货值6908.7万美元。共检出不合格产品21批、货值6.8万美元,同比分别下降了27%和70%,国外客户反应良好,未发现由于质量原因退货和索赔现象。在国内,该科研成果及其关键技术成功应用,解决了烟花爆竹检验监管的难题,为安监部门加强烟花爆竹安全监管起了较大作用,为烟花爆竹安全与环保提供了坚实的技术保障,广西辖区内烟花爆竹安全事故得到了有效地遏制。  “行百里者半九十”,课题主要负责人、该中心主任肖焕新说。肖焕新作为广西检验检疫局首批学科带头人、国家质检总局《全球化学品统一分类和标签制度》(简称GHS)9名国家专家之一,该烟花中心去年承担完成17项行业标准制订任务,填补了国内外该领域空白,对加强我国烟花爆竹用原材料的质量控制起到重要作用,帮助企业从源头把好烟花爆竹产品质量关和安全关,有力地保障了进出口烟花爆竹的产品安全。目前,该中心还有《联合国烟花分类默认表中闪光成分试验装置的研制及其应用研究》、《烟火药剂制样安全系统的研制》等国家总局科研项目、11项行业标准和1项国家标准项目正在紧锣密鼓地开展中。  链 接  四大创新  课题在完成过程中完成科技论文4篇、行业标准草案11项、国家标准草案6项。所确立的烟花爆竹烟火药剂主要化学成分定量分析方法,解决了烟火药剂中化学成分定量分析的世界性难题,方法快速、准确、实用,该课题实现以下创新:  一是系统地对当前最为复杂的烟花爆竹用烟火药剂的化学成分开展研究,提出了采用化学法进行30多种成分的定性检测方法和采用仪器分析法对10多种成分进行快速分析方法,较系统地完成了对烟火药剂中各成分的定性分析。  二是通过对烟火药剂预处理,利用烟火药的物理特性和化学特性,对烟火药剂中的主要成分实行分组分离,成功完成了17种主要成分的定量分析方法。  三是首次使用X荧光光谱仪对烟火药剂进行定性分析研究,快速准确,同时也为烟火药剂定量分析提供科学依据,起到“初筛”的作用,优化了技术方案和节省了分析时间。  四是我国较早开展GHS应用研究的科研成果之一,课题的顺利完成,为我国烟花爆竹行业顺利实施GHS奠定了技术基础。
  • 色谱和波谱自动连接技术“破解”中药化学成分密码
    p  中药及天然药物化学成分与生物活性的研究是阐明中药治疗疾病的科学内涵、实现中药现代化的前提和基础。而a title="" style="color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " href="http://www.instrument.com.cn/application/industry-S22.html" target="_self"span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong天然药物中活性成分/strong/span/a分离是研究中的一大难关,工作量大、针对性差、重复率高等问题,使得活性成分分离效率难以提高。/pp  中国药科大学副校长孔令义带领的团队,经过20年的努力,创建了系列色谱和波谱技术自动连接的制备分离和结构识别一体化的中药和天然药物化学成分分离新技术,发现生物活性化合物和结构新颖化合物。新技术的应用加快了中药物质基础研究与开发的步伐,推动了中药的现代化和国际化,获2015年国家科技进步二等奖。/pp style="text-align: center"img title="捕获.JPG" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201602/insimg/3f51a001-f6f6-40d3-9b61-4899555f3f3a.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 微软雅黑, ' Microsoft YaHei' "strong孔令义获2015年国家科技进步二等奖/strong/span/ppbr//pp  strong探究中药化学成分分离新技术/strong/pp  样品损失、分离效率低是天然药物化学成分研究中的拦路虎。上世纪80年代,美国学者研发的一项高速逆流色谱技术,以其无固体支撑、根据物质在两相中分配系数的差异对物质进行分离,避免了传统色谱技术因不可逆吸附而引起的样品损失、失活、变性等,不仅使样品能够全部回收,回收的样品更能反映其本来的特性,特别适合于天然生物活性成分的分离。/pp  孔令义带领团队深入开展了高速逆流色谱在制备分离各类中药活性成分中的适用性研究,创造性地将制备型色谱分离技术(HSCCC、HPLC、MPLC)和波谱测定技术(MS)连接,建立了色谱和波谱技术自动连接的制备分离和结构识别一体化的中药及天然药物化学成分分离系列新技术,显著提升了天然活性化合物和结构新颖化合物的发现和分离水平。/pp  这项技术可以推动中药物质基础的阐明、基于中药和天然药物活性成分的新药发现、中药质量控制标准的完善和提高等方面的研究工作。将新技术应用到药物研发和生产实际中,可有效提高新药创制水平,解决关键技术难题,为我国中药行业提供强有力的技术支撑。/pp  strong基于新技术的中药成分研究/strong/pp  多年来,孔令义带领课题组应用新技术,从60余种中药及天然药物中分离鉴定了5000余个化合物,发现了600余个新化合物,其中新骨架化合物25个。同时,建立了中药和天然药物化合物库,在中药和天然药物的研究和开发中发挥重要作用。/pp  此外,该项目对化合物的生物活性开展了系统研究,阐明了部分中药和药用植物临床治疗疾病的物质基础,确定了具有降血糖、抗过敏性哮喘、抗肿瘤等显著活性的化合物42个,并为开发具有自主知识产权的新药奠定了基础,其中2个化合物被列为国家科技重大专项重大新药创制候选药物。/pp  课题组将分离新技术应用到中药化学对照品的研究制备中,也取得了很好的效果。将分离制备的中药化学对照品应用于《中国药典》2010年版的质量控制研究中,起草了12个中药及饮片的质量标准,并已颁布实施,为中药质量控制标准的完善和提高做出了重要贡献,保证了相关中药临床应用的安全性和有效性。/pp  项目获得8项专利授权,发表SCI收录论文116篇,其中30篇论文发表在色谱分离和天然产物研究相关领域的国际权威期刊。相关成果先后获得2013年度江苏省科学技术奖一等奖、2009年度教育部自然科学奖一等奖。/ppbr//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 。
  • 更清晰的化学成像和更快的分析速度,尽在安捷伦
    p  ----突破系统限制,带来全新方法br//pp  2018年10月11日,北京——安捷伦科技公司(纽约证交所:A)日前推出一种新的化学成像方法,可为制药、生物医学、食品和材料科学领域带来更高的清晰度和更快的分析速度。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/743ebe64-e3fb-4813-a740-517636724f16.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-align: center "strongAgilent 8700 激光直接红外化学成像系统/strong/pp  Agilent 8700 激光直接红外 (LDIR) 化学成像系统是化学成像和光谱分析领域的一项突破。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/b0bfd7ce-7c8e-4cb1-ab08-71e92a96e228.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "strongAgilent 8700 激光直接红外化学成像系统, 简单易用的Clarity 软件及标配切样器/strong/pp  安捷伦副总裁兼光谱事业部总经理 Phil Binns 谈道:“这一‘无人值守’的解决方案可使高分辨率化学成像更快速、更准确,有助于分析片剂、层压材料、生物组织、聚合物和纤维中的成分。根据这些信息,科学家可以在几分钟之内更详细地分析更多样品,以往这个过程需要几个小时。”/pp  Binns 指出,新系统将对制药实验室产生重大影响,“科学家们可在更短时间内,在产品配方开发和故障排除方面做出更明智的决策”。/pp  科学家利用 8700 LDIR,可获得有关活性药物成分、赋形剂、多晶型、盐类和缺陷的有用信息,使用户能够快速找出并解决药物开发过程中遇到的问题。简而言之,8700 有潜力帮助实验室加速药品上市并对配方更具信心。/pp  8700 LDIR 将独特的量子级联激光器 (QCL) 技术与快速扫描光学元件和直观的 Agilent Clarity 软件相结合。重要的是,系统的成像无激光相干伪影,可提供大面积的高分辨率图像。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/77e0d826-b9cf-4805-8659-dc4505a1b1f2.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg"//pp style="text-align: center "strong系统操作极其简单 ,“上样即可测试”/strong/pp  8700 LDIR 系统结构紧凑、无需液氮、可自动化操作,使各种水平的操作人员均可轻松获得高分辨率的化学成像。现在,用户大大缩短样品分析和数据审查花费的时间,从而提高分析效率。加载即可用的简单方法还可节省时间,是商业和学术环境下无人值守应用的理想选择。/p
  • 开展铁矿石产品中化学成分等调查的通知
    随着我国钢铁产量的持续增长,对铁矿石的需求越来越大,为保障铁矿石产品质量,规范全国统一标准,中国钢铁工业协会准备组织有关单位制定铁矿石产品分等分级冶金行业标准。为此,在全国范围内开展铁矿石产品中化学成分和物理性能指标以及铁矿石标准使用情况的调查,请你单位给予支持。详见附件。 附件:铁矿石产品中化学成分和物理性能指标以及铁矿石标准使用情况调查表
  • 影像未来,见所未见|第一届化学成像前沿科技及应用高端论坛成功举办
    仪器信息网讯 12月1日,由振电科技与苏州路演中心联合主办、HORIBA集团科学仪器事业部、道远资本和姑苏区委人才办联合协办的第一届化学成像前沿科技及应用高端论坛在苏州成功举办。本届论坛聚焦化学成像前沿科技及应用,中国科学院院士、昌平实验室主任谢晓亮与波士顿大学讲席教授程继新领衔,18位国内外知名专家学者围绕生命科学、植物学、合成生物学、电化学、免疫组学等前沿热门领域进行学术分享与讨论,共同促进行业进步与发展。苏州市委常委,苏州国家历史文化名城保护区党工委书记、姑苏区委书记方文浜,保护区管委会主任、姑苏区政府区长陈羔,保护区党工委委员、姑苏区委常委、组织部部长陆德峰,保护区党工委委员、姑苏区委常委雷波,保护区党工委委员、姑苏区委常委杨国栋等领导,以及HORIBA科学仪器事业部中国区总经理濮玉梅、振电(苏州)医疗科技有限公司首席执行官王璞等企业高管出席本次论坛。活动现场会议伊始,苏州国家历史文化名城保护区管委会主任、姑苏区政府区长陈羔致欢迎辞。陈羔 苏州国家历史文化名城保护区管委会主任、姑苏区政府区长技术改变生活,科学塑造未来。陈羔区长表示,化学成像技术作为一种跨学科先进技术,具有非常强大的渗透性、扩散性和颠覆性,展现了巨大的应用前景和赋能潜力。他指出,当下的姑苏正焕发着新时代的发展生机,相信在不久的将来,化学成像技术能够取得更多重要成果和创新突破,得到更加广泛应用。同时,也希望科研领域专家、企业合作伙伴以及相关从业人员能够齐心协力,强化联动,共同谱写化学成像领域发展新阶段。最后,陈羔区长祝愿本届论坛圆满成功,向各位专家和参会嘉宾致以诚挚的问候和热烈的欢迎。基础研究是科技创新的源头。本届论坛特别举行了“先进化学成像联合实验室”落地签约仪式和振电科技和HORIBA战略合作签约仪式。先进化学成像联合实验室签约仪式(前排:金阊新城(白洋湾街道)党工委书记 邱炜(左),苏州威邦震电光电技术有限公司总经理 杨彬(中),北京航空航天大学医用光子学研究所教授、振电(苏州)医疗科技有限公司CEO王璞(右);后排:保护区管委会主任、姑苏区政府区长 陈羔(左),中国科学院院士、北京大学李兆基讲席教授、昌平实验室主任 谢晓亮(中),苏州市委常委,保护区党工委书记、姑苏区委书记 方文浜(右))振电科技和HORIBA战略合作签约仪式(前排:振电(苏州)医疗科技有限公司销售总监 李锐(左),Horiba科学仪器事业部中国区副总经理 遇聪(右);后排:北京航空航天大学医用光子学研究所教授、振电(苏州)医疗科技有限公司CEO 王璞(左一),HORIBA法国策略总监暨科学仪器事业部主管 Denis CATTELAN(左二),波士顿大学讲席教授 程继新(右二),HORIBA科学仪器事业部中国区总经理 濮玉梅(右一))随后,进入报告环节。中国科学院院士、昌平实验室主任谢晓亮、波士顿大学讲席教授程继新等18位国内外知名专家学者,围绕化学成像技术在生命科学、植物学、合成生物学、电化学、免疫组学等领域的前沿进展进行探讨与交流。报告人:谢晓亮 中国科学院院士、昌平实验室主任报告题目:20年受激拉曼成像20年人类基因组引发的医学变革谢晓亮院士首先回顾了拉曼技术的发展历史,拉曼光谱是以印度物理学家Sir Chandrasekhara Raman的名字命名,1928年,Sir Chandrasekhara Raman用水银灯照射苯液体时发现了新的辐射谱线,后来被称为拉曼谱线。1960年以后,红宝石激光器的出现,使得拉曼散射的研究进入了一个全新的时期。由于激光器的单色性好,方向性强,功率密度高,用它作为激发光源,大大提高了激发效率,成为拉曼光谱的理想光源。随后,谢晓亮院士分享了在相干拉曼散射显微成像技术领域取得的一系列重要研究成果。谢晓亮院士作为生物物理化学基础科学研究的国际领军人物,近年来大力推动了无标记光学成像技术和新型单细胞基因组测序技术在医学中的应用。2012年,他带领团队在单细胞全基因组学研究有了突破性进展,开发了单细胞全基因组均匀扩增的新方法—多重退火循环扩增法(MALBAC)。2014年9月19日,世界上第一例“MALBAC婴儿”在北医三院诞生,标志着中国胚胎植入前遗传诊断技术处于世界领先水平。迄今为止,中国有4000多对患有单基因疾病地夫妇成功避免了将有这种疾病传给新生儿,证明了无创产前遗传筛查治疗单基因甚至多基因疾病的前景。最后,谢晓亮院士就如何应对未来大流行病开展了介绍,首先要对新病原体进行测序、鉴定关键的宿主细胞结合蛋白;其次通过高通量B细胞测序鉴定数百种中和抗体以及高通量深度突变扫描技术识别可能使病毒逃逸免疫反应的逃逸突变;根据对进化病毒的预测,开发抗体药物和多价mRNA疫苗,以识别逃逸突变;最后用预测出的新变种制造假病毒。谢晓亮院士研究团队基于ACE2亲和力和抗体逃逸数据,成功构建了SARS-CoVer-2 RBD演化预测模型,其可行性已经在全球范围内得到多次验证。报告人:程继新 波士顿大学讲席教授报告题目:Bond-selective chemical imaging: A new window for life science化学键成像通过提供对分子扰动最小的化学信息,为生命科学和材料科学打开了一扇窗户。虽然红外和拉曼显微镜被广泛使用,但由于空间分辨率差或成像速度慢而受限制。近年来相干反斯托克斯拉曼散射和受激拉曼散射显微镜虽然实现了高速化学成像,但它们的性能受到非共振背景或交叉相位调制的限制进而影响了应用范围。振动激发和随后的弛豫有效地产生热量,使光热检测成为成像化学键的自然而灵敏的手段之一。程继新教授报告中介绍了一种新的化学显微镜——振动光热显微镜,模式包括中红外光热(MIP)、受激拉曼光热(SRP)和短波红外光热(SWIP)显微镜,并围绕振动光热显微镜的结构原理、仪器特点以及在生命科学领域中前沿应用等展开了分享。报告人:崔丽 中科院城市环境研究所研究员报告题目:基于单细胞拉曼的环境微生物研究针对环境微生物安全监测和资源挖掘方法挑战,尤其是原位性和功能性研究上的难题,发展单细胞拉曼与稳定同位素标记、先进算法、分子生物学联用技术成为一种新兴方向,通过搭建单细胞分选平台和原位装置,克服培养限制,以实现关键微生物的原位识别、单细胞分选、测序全链条研究。崔丽研究员报告中主要从建立环境活跃抗生素抗性监测新技术平台、发展抗性传播跟踪和风险定量新方法以及创新功能微生物研究新策略新平台三方面展开介绍。报告人:闵玮 哥伦比亚大学教授报告题目:The other side of Raman scattering受激拉曼散射(SRS)显微镜在生物医学成像中产生了广泛的影响。虽然从经典模型中似乎可以很好地理解基本物理,但绝对SRS信号的预测和解释仍然是一个挑战。为此,闵玮教授团队提出了一种量子电动力学方法的SRS显微镜,他从量化过程、自发与受激“系数”关系研究、全量子力学推导以及应用探索四方面展开介绍。最后,闵玮教授表示该方法的建立不仅为SRS显微镜提供了定量的理论框架,而且为拉曼散射的基本性质提供了新的线索。报告人:张驰 普渡大学助理教授报告题目:光学精准控制细胞内生物分子的化学过程显微镜技术的进步已经使人们对生物样品实现了超高分辨率、超强灵敏度以及高化学选择性的检测。然而,对样品内化学反应的控制技术,尤其是精确控制化学变化的方法,却尚未发展。张驰教授团队发明了一种实时精确光控制(RPOC)技术,利用扫描激光显微镜和实时闭环反馈技术实现了能够只在需要的位点精确控制化学过程,精确度可以达到亚500纳米。报告人:Haonan Lin 波士顿大学研究员报告题目:Single-Cell Profiling of Biofuel Production from Engineered Bacteria with Longitudinal Stimulated Raman Scattering Microscopy随着对可持续和环境友好的生物制造需求的不断增加,利用合成生物学技术合成化学品受到越来越多的关注,其核心内容之一是高效微生物细胞工厂的设计与构建,这也对单细胞代谢产物定性和定量分析提出了更高要求。为此,Haonan Lin研究员开发了一种纵向高光谱受激拉曼散射(SRS)化学成像方法,能够提供单细胞的化学成分组成等信息,比如可直接观察大肠杆菌中的游离脂肪酸,进而分析活细胞中脂肪酸的链长和不饱和度。报告人:石玲燕 加州大学圣地亚哥分校助理教授报告题目:Super-Resolution Multimodal Imaging of Altered Metabolism in Aging and Diseases代谢是生物体内全部有序化学变化的总称,涉及生物分子合成(合成代谢)、维持或分解(分解代谢)的各种复杂生物化学反应。能够评估引起代谢变化的各种信号转导活动和化学反应,是理解正常细胞生理和疾病的关键。石玲燕教授将受激拉曼散射(SRS)成像技术成功转化为具有A-PoD和PRM算法的超分辨多模显微镜,并将其应用于研究衰老和疾病中的代谢动态,比如揭示了果蝇大脑和脂肪体在衰老过程中的脂质代谢动态。报告人:沈微微 北京林业大学博士报告题目:植物细胞壁主要成分的单细胞水平无损原位表征植物细胞壁是一个极其复杂的动态结构网络,也是植物细胞区别于动物细胞的最重要特征之一。植物细胞壁是构成支持植物体的骨架,具有增强细胞机械强度、抵御病虫害伤害等功能。沈微微博士围绕植物细胞壁及其利用、成像及检测技术和基于受激拉曼散射显微技术取得重要研究成果展开介绍。报告人:季敏标 复旦大学教授报告题目:受激拉曼散射显微镜的交叉科学研究探索受激拉曼散射(SRS)显微镜是一种新型的相干拉曼散射成像技术,利用光学相干性和非线性来实现振动信号增强,具有无标记、分子特异性和快速成像等优势。季敏标教授对近年来受激拉曼散射成像技术的发展以及在生物医学和环境科学等交叉学科领域的应用研究展开介绍,包括基于深度的无标记受激拉曼数字病理辅助诊断和环境为颗粒物三维化学表征等。报告人:岳蜀华 北京航空航天大学教授报告题目:Lipid metabolic profiling via quantitative stimulated Raman scattering imaging opens up new avenues for precision medicine受激拉曼散射显微成像是一类新兴的无需荧光标记的分子成像技术,近年来为肿瘤代谢和诊断的研究提供了有力手段。岳蜀华教授通过结合受激拉曼散射、二次谐波、双光子荧光显微成像技术,以及脂质不饱和度量化分析新方法,在单细胞水平上定量绘制了肝纤维化进程中关键生物分子在组织原位上的空间异质性分布。报告人:孔令杰 清华大学副教授报告题目:面向病理诊断的介观高光谱显微成像目前基于H&E染色切片的病理诊断金标准存在着耗时、低效的缺点。孔令杰副教授研究团队在介观显微镜的基础上,引入光谱成像技术,搭建了介观高光谱显微成像系统,并探索其在病理诊断中的应用。报告人:王楠 西安电子科技大学助理研究员报告题目:计算拉曼光谱与成像基于拉曼散射效应和投影断层成像技术的发展,将投影断层成像策略与拉曼光谱技术相结合,可实现大体积复杂系统的高速、无标记和高分辨率的体积化学成像。王楠助理研究员分享了三维显微成像技术、低成本CARS系统和贝塞尔光拉曼三方面研究工作以及在临床样本和中药样本进行的相关应用探索。报告人:王平 昌平实验室教授报告题目:相干拉曼应用于代谢产物和特定蛋白的化学成像王平教授报告中分享了突破光学衍射极限的超分辨相干拉曼分子成像技术,可在细胞和组织水平获得110nm分辨的分子共振拉曼图像。此外,在超快领域,王平教授团队应用双飞秒激光技术顺利研制成功2000幅/秒超快分子成像显微镜,可以跟上剧烈的高分子聚合反应速度,帮助研究人员量化测量自由基触发的水凝胶分子聚合反应动力学过程。报告人:王小召 浙江大学博士后研究员报告题目:正常和OA关节的骨软骨界面高清结构解析及其病理演变机制研究人体膝关节的“骨-软骨”界面组织,结构成分复杂,受力严酷易发生材料失效,进一步可引发骨关节炎(OA)。王小召博士后研究员利用多种微纳米分析技术,探究了正常和OA组织中骨软骨界面的结构解析及病理演变机制,为潜在的治疗靶向策略提供新方向。报告人:施立雪 复旦大学青年研究员报告题目:Super-multiplexed vibrational imaging for 3D spatial biology了解生命体结构和功能复杂性是目前生物学一项重大挑战,开发在三维空间大尺度上对多靶点同时成像的工具将大大提升解析复杂脑神经网络的能力。施立雪青年研究员在报告中分享了超多色振动成像技术以及在三维空间蛋白组学应用探索。报告人:张德龙 浙江大学教授报告题目:Pushing the Limit of Vibrational Imaging Resolution through Temporal Features张德龙教授在报告中介绍了一种新型显微镜技术,通过光热弛豫实现非荧光分子的超分辨率成像(PEAR),摆脱了传统超分辨成像技术对于荧光标记的依赖。此外,他还分享了中红外区分子振动光谱在脂质和蛋白质的特征峰的成像能力,和以金纳米颗粒为代表的电子吸收光谱在可见光区的成像能力。报告人:张尹馨 天津大学副教授报告题目:高分辨率光谱仪及高光谱超分辨显微成像光谱测量及分析在诸多领域应用广泛,宽光谱、高分辨率是商用光谱分析仪的重要发展目标。为此,张尹馨副教授和团队开发了扫描式和直读式高分辨率光谱分析仪,并提出了多次衍射双级联单色器分光方法,在宽光谱范围内波长扫描实现了皮米量级的超高光谱分辨率。在显微成像领域,张教授团队又提出了基于像切分的高光谱结构光超分辨率显微成像方法(HS-SIM),实现了31个光谱通道的快照式超分辨SIM显微成像,并在动态多维度无损解析样本方面进行了相关探索。报告人:洪维礼 北京航空航天大学副教授报告题目:相干拉曼快速药敏检测方法微生物耐药的发展和增加已成为人类健康的全球威胁,部分原因是目前的抗微生物诊断方法无法在疾病早期提供准确有效的结果。洪维礼副教授的报告中分享了一种基于相干拉曼散射成像技术快速测定微生物耐药性方法,利用代谢变化作为生物标记物,可在数小时内确定细菌和真菌的抗菌药物敏感性。论坛期间,振电(苏州)医疗科技有限公司特别举办了UltraView MK-II多模态非线性光学显微成像系统新品发布会。UltraView MK-II多模态非线性光学显微成像系统UltraView MK-II多模态成像系统具有多种成像方式,在支持无标记成像的同时,可以进行传统的三维高分辨荧光成像以及二次谐波成像。成像模态包含相干拉曼(CRS)、二次谐波(SHG)、双光子(TPEF)等。适用于合成生物学、病理组织检测、药物研发、植物学等研究领域。合影留念
  • 中科大在高分子光物理和光化学领域取得重要成果
    近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心张国庆教授团队在高分子光物理和光化学领域取得重要成果。相关成果分别以“Functional Roles of Polymers in Room-Temperature Phosphorescent Materials: Modulation of Intersystem Crossing, Air Sensitivity and Biological Activity”为题发表于Angewandte Chemie(DOI:10.1002/anie.202218712);以“Organic Photocatalyzed Polyacrylamide without Heterogeneous End Groups: A Mechanistic Study”为题发表在ACS Catalysis上(DOI:10.1021/acscatal.2c05972)。在高分子光物理领域,中国科学技术大学张国庆教授和张学鹏研究员团队,将具有分子内电荷转移态(ICT态)特征的染料(如图1,Dye1)共聚到不同极性的高分子中,研究了高分子基质对RTP材料的三大功能化调控作用。图1.高分子极性对染料单-三线态能极差(∆EST)的调控作用首先,S1态具有ICT属性的染料,在越极性高分子中,S1能级越低,具有局域跃迁属性的T1态的能级在不同高分子中几乎保持不变,因此可以通过改变高分子极性来调控染料的∆EST,进而实现对其热激活延迟荧光和RTP发射比例及发光颜色的调控。传统上调控系间窜越(ISC)一般采取改变染料自身化学结构的方式,而该工作提供了一个通过外部基质极性调控ISC的独特方法。图2.高分子基质形貌对RTP强度和寿命的调控作用其次,传统上高分子RTP材料易被氧气渗透,难以实现空气中的RTP。作者发现可以通过高分子链形成交联离子键来改变高分子形貌,获得空气中高效和超长的RTP。例如Dye1-co-PQAS和Dye2-co-PQAS,其本身因多孔疏松在空气中无RTP;但与聚丙烯酸阴离子络合之后,变得光滑致密,在空气中获得了超长的绿色和红色余辉。图3.高分子基质与染料产生的活性氧的协同杀菌作用最后,作者将磷光染料与季铵盐共聚,带正电的聚季铵盐基质和带负电的细菌膜具有静电吸附效应,更易于将磷光染料产生的活性氧释放到细菌周围,从而实现了杀菌效率的大幅提升。该工作创新性的揭示了高分子基质对RTP材料的系间窜越、氧气通透性和杀菌能力的“主动”调控作用,为拓展高分子RTP材料的新功能与新应用提供了新思路。中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心张国庆教授和张学鹏研究员为该论文的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学技术大学量子科技创新计划、中国科学技术大学重要方向项目培育基金等项目的资助。在高分子光化学领域,张国庆教授和合作博士后黄文环发展了一种以廉价、可大量工业制备的酰亚胺类化合物为光催化剂,在365-nm LED光照下高效合成无杂端基聚丙烯酰胺的方法,并对光诱导聚合机理及聚合体系的性质进行了详细研究,同时还展示该方法在软物质光刻方面的初步应用。光诱导反应一直是人工光合作用、太阳能电池、有机合成方法学、可控高分子聚合等领域的研究重点。相对于传统的热引发聚合,光诱导的高分子聚合反应条件更加温和、速度更快,在时间与空间上的可控性更好。然而,大多数光诱导聚合体系往往采用一些光化学惰性分子作为敏化剂和引发剂,这些分子不可避免地作为端基共价结合到聚合物中,对其机械性能、生物相容性和环境毒性等相关特性产生了不可控的影响。该论文提出了一种有别于传统光诱导聚合的方法,实现了聚丙烯酰胺(PDMA)的无杂端基制备(图1),获得了相对于传统方法的组分“纯净”高分子,为后续探究这种“纯净”高分子的特性,以及引发剂作为端基共价接到聚合物对其性能的影响提供了条件。图1.聚合示意图(a)传统聚合:将引发剂作为一个末端基团 (b)光诱导N,N-二甲基丙烯酰胺(DMA)聚合:以工业 单体二甲基丙烯酰胺DMA本身作为引发单元研究团队对光诱导聚合体系(萘酰亚胺分子与DMA单体)光处理前后的荧光光谱变化、核磁信号变化等进行了表征,发现该聚合体系在光照两分钟之内转化率接近100%,聚合过程具有光可控性,并且萘酰亚胺分子并未共价结合到聚合物上。图2.聚合体系的性质及聚合机理示意图研究团队除了对这一体系的聚合机理进行探讨(图2)、聚合物TGA,DSC等性质进行研究之外,还展示了这一体系在软物质光刻方面的初步应用(图3)。目前团队已经可以利用波长更长的紫光和更多的工业单体进行无杂端基聚合反应,有望未来几年实现产业化应用。图3.光刻示意图及光刻体系的光谱性质中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心张国庆教授和陈彪特任副研究员为该论文的通讯作者;博士后黄文环为该论文的第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、中国科学技术大学量子科技创新计划、中国科学技术大学重要方向项目培育基金等项目的资助。
  • 滨松中国受邀出席第23届配位化合物光化学及光物理学国际研讨会
    第23届配位化合物光化学及光物理学国际研讨会(ISPPCC 2019)将于2019年7月14-19号在香港城市大学举办,滨松中国受邀出席。 ISPPCC研讨会每两年举办一次,旨在为光化学、光物理和配位化学领域的前沿研究提供一个国际论坛。今年的ISPPCC研讨会将重点关注分子传感和光学成像,光催化、太阳能燃料和能源用材料,光谱学和配位化合物发光,超分子光化学和光物理学,理论和计算无机光化学,超快激发态过程等研究,届时将会有超过250位专家学者参会讨论。 在此次研讨会中,滨松中国将携Quantaurus-QY Plus C13534-11紫外近红外绝对量子产率测量仪和分子取向性特征测量系统C14234-01亮相。并且滨松工程师kengo Suzuki将会发表题目为“Evaluation of photoluminescence materials and OLED devices using state of the art spectroscopic techniques”的演讲,欢迎大家交流讨论。
  • QD中国邀您体验SPECIM高光谱化学成像工作站SisuCHEMA真机
    2016年5月3日,Quantum Design中国子公司从芬兰SPECIM公司引进的高光谱化学成像工作站(SisuCHEMA)在Quantum Design北京样机实验室成功安装并开始对外开放。Quantum Design此次建立的SisuCHEMA样机实验室,可对相关领域感兴趣的科学工作者提真机体验服务。欢迎广大学者拨打010-85120280,或者给specim@qd-china.com写信预约SisuCHEMA真机体验。Quantum Design公司SisuCHEMA高光谱化学成像系统样机实验室 SPECIM是上早提供商用高光谱分光器的制造商,至今已有二十余年高光谱产品生产历史,产品多样,覆盖范围广泛,包含工业高光谱相机、实验室高光谱成像系统以及机载高光谱遥感系统,产品涵盖可见光到热红外全部波段,为用户提供全面的高光谱成像解决方案。 Quantum Design公司此次引进的SisuCHEMA高光谱化学成像系统,可以采集可见光至短波红外(400-2500nm)的全谱段光谱数据。SisuCHEMA采集的数据具有高的光谱分辨率和空间分辨率,可以的分析样品化学成分的含量以及分布,广泛的应用于药品、食品、农业物料等众多领域化学成分的定性和定量分析。与此同时,SisuCHEMA采用推扫式(pushbroom)成像技术、线照明单元和激光对准装置等技术,使其具有高速成像、低照明热负荷以及数据等优势。因此,SisuCHEMA应用范围涵盖实验室至工业实时检测,可以满足不同用户的需求,是广大客户的得力助手。SisuCHEMA高光谱化学成像系统的典型应用1、SisuCHEMA进行在线药品成分检测2、SisuCHEMA进行农作物成分检测3、SisuCHEMA进行甜甜圈成分检测相关产品SisuCHEMA高光谱化学工作站:http://www.instrument.com.cn/netshow/C160497.htmSisuROCK 高光谱矿石成像工作站:http://www.instrument.com.cn/netshow/C160538.htm?AISA 高光谱航空遥感成像系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/C160539.htmArtScanner艺术品高光谱成像系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/C237971.htm关于Quantum Design Quantum Design是的科研设备制造商和仪器分销商,于1982年创建于美国加州圣迭戈。公司生产的 SQUID 磁学测量系统 (MPMS) 和材料综合物理性质测量系统 (PPMS) 已经成为公认的测量平台,广泛的分布于上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域的实验室。2007年,Quantum Design并购了欧洲大的仪器分销商LOT公司,现已成为著名的科学仪器领域的跨国公司。目前公司拥有分布于英国、美国、法国、德国、巴西、印度,日本和中国等地区的数十个分公司和办事处,业务遍及全球一百多个和地区。中国地区是Quantum Design公司活跃的市场,公司在北京、上海和广州设有分公司或办事处。几十年来,公司与中国的科研和教育领域的合作有成效,为中国科研的进步提供了先进的设备以及高质量的服务。
  • 重磅 | 2016全球最受关注的十大化学成果发布
    p  日前,中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所公布了“2016全球最受公众关注的科学成果”。/pp  该报告数据选取自2016年基于自然指数(Nature Index)遴选的68种优质期刊的论文,以保证期刊的权威性。在此基础上,利用Altmetrics指标(截止2017年3月17日)进一步筛选出2016年度天文学与天体物理、物理学、化学、地球科学、生命科学这五个学科中最受科技界及公众热切关注的科学成果,为科技工作者把握最新的科学研究热点、发现该领域的最新进展和发展方向提供参考。/pp  以下选取了化学学科最受公众关注的十大成果,与大家一起分享。/pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong除皱、保湿、去眼袋的皮肤材料/strong/span/pp  论文标题:An elastic second skin/pp  Doi:10.1038/NMAT4635/pp  期刊:Nature Materials/pp  Altmetrics指数:2272/pp  每个人都希望肌肤保持年轻的状态,然而随着年龄增长,皱纹还是会在人脸浮现。麻省理工学院Robert Langer教授等发明了一种新型聚合物薄膜材料,这种材料宛如人的“第二层皮肤(second skin)”,具有减缓皱纹的功效。把这种材料涂抹在眼袋处,可以有效缓解眼袋的程度,效力可维持24小时。该材料还有很好的保湿性和弹性,以及生物安全性。未来,这种材料可能用于皮肤病的治疗以及肌肤美容等方面。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/4df6aadf-3331-4228-b5e3-98851111647a.jpg" title="1_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong能吃塑料的细菌/strong/span/pp  论文标题:A bacterium that degrades and assimilates poly(ethylene terephthalate)/pp  DOI: 10.1126/science.aad6359/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:1949/pp  塑料虽然给人们生活带来了方便,但其难以降解的特点也带来了严重的环境问题。日本京都工艺纤维大学和庆应义塾大学的科学家发现一种微生物,可以降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),这是一种常见的用于饮料包装的塑料。与通常需要高温高压的降解方法相比,该微生物只需要在30oC下利用两种酶就能将PET降解为对苯二甲酸和乙二醇单体。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/b5556457-1970-4ef5-9e9b-2085940f7259.jpg" title="2_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong世界上首个完全自驱动的软体机器人/strong/span/pp  论文标题:An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots/pp  DOI: 10.1038/nature19100/pp  期刊:Nature/pp  Altmetrics指数:1449/pp  传统的机器人大多由刚性材料制备,现有的具有柔性的机器人也摆脱不了硬质控制系统和供能系统。哈佛大学的科学家借助过氧化氢催化分解产生的氧气及可以自我反馈的微流体控制系统制备出了世界首个完全软体的且自我驱动的机器人,外形类似小章鱼,无需电力和外界控制,可独立控制机械臂运行4~8分钟。整个系统的核心部件如气动传输网络、燃料库、催化反应室等通过3D打印制作。其集成设计和制作方法使得在该结构中的多材料可编程组装成为可能,为全软体自主化机器人打下了基础。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/ca06e045-373e-4b9e-b052-0c26ef8c93c0.jpg" title="3_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong石墨烯+橡皮泥=超级传感器/strong/span/pp  论文标题:Sensitive electromechanical sensors using viscoelastic graphene-polymer nanocomposites/pp  DOI: 10.1126/science.aag2879/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:1187/pp  石墨烯因其卓越的理化性质而成为当今最热门的材料之一。爱尔兰都柏林圣三一学院的科学家利用石墨烯和具有粘弹性的聚硅树脂(俗称橡皮泥)制备出一种具有极高灵敏度的电力学传感材料,能够检测轻微的变形和冲击,其灵敏程度甚至能探测到蜘蛛的运动。该材料可用于制作检测人体脉搏、血压的传感器等。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/7cdbfbdd-24a3-4050-bf39-c6485d4657cd.jpg" title="4_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong多功能可穿戴健康传感器相继问世/strong/span/pp  论文标题:(1)Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis (2)A wearable chemical-electrophysiological hybrid biosensing system for real-time health and fitness monitoring/pp  DOI: (1)10.1038/nature16521 (2)10.1038/ncomms11650/pp  期刊:Nature Nature Communications/pp  Altmetrics指数:(1)1030 (2)1024/pp  柔性可穿戴式传感器正在兴起。通过实时监测各项指标并将数据发送给手机、电脑或智能设备,佩戴者可以及时了解自己的健康状况。美国加州大学伯克利分校的科学家制备了可实时无创分析多项人体血液生化指标的可穿戴传感器,包括汗液中钠离子、钾离子、乳酸根离子和葡萄糖的含量等,可用于脱水,肌肉痉挛甚至糖尿病等状况的警报。加州大学圣地亚哥分校的科学家设计制造了一种可穿戴贴片,可实时记录心电图信号,并追踪心肌损伤化学标志物乳酸的水平,有望用于运动员的训练监控和医生监控心脏病患者。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/f40096b3-acdc-4173-8f9c-d9459bfb1963.jpg" title="5_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong迄今为止最复杂、最牢固的8交叉分子结/strong/span/pp  论文标题:Braiding a molecular knot with eight crossings/pp  DOI: 10.1126/science.aal1619/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:880/pp  在几何中,扭结是指三维空间中不与自身相交的闭合曲线。自然界中已知存在超过60亿种不同扭结,但人类迄今仅成功利用小分子合成3个扭结。英国曼彻斯特大学化学家David A. Leigh成功合成了第四种分子结——819扭结。819扭结有8个交叉,包含192个原子,宽约20纳米,具有手性。这是迄今最复杂、最牢固的人工分子结。这一突破对于编织更复杂的分子结、在分子水平上研究分子结等具有重要意义。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/65b0b275-c82b-4096-8cc7-e769d9d87eca.jpg" title="6_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong仿生叶CO2的转化效率比自然光合作用高10倍/strong/span/pp  论文标题:Water splitting-biosynthetic system with CO2 reduction efficiencies exceeding photosynthesis/pp  DOI: 10.1126/science.aaf5039/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:774/pp  作为自然界最重要的化学反应之一,光合作用一直吸引着研究人员的兴趣,人类也一直试图模拟光合作用。美国哈佛大学和新加坡南洋理工大学的研究人员联合开发了一套人工光合系统,可将二氧化碳和水转变为液体燃料,转换效率达9.7%,是自然界植物光合作用(1%)效率的10倍。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/d6a1ba39-382a-463f-9d2a-78f4551fea13.jpg" title="7_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong利用太阳能直接将CO2转化为燃料/strong/span/pp  论文标题:Nanostructured transition metal dichalcogenide electrocatalysts for CO2 reduction in ionic liquid/pp  DOI: 10.1126/science.aaf4767/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:739/pp  温室气体CO2的转化利用是世界各国普遍关注的问题。美国伊利诺斯大学芝加哥分校和阿贡国家实验室的科学家联合设计出一种新型太阳能电池,能直接把大气中的二氧化碳转化成合成气(氢气和一氧化碳)。该设计同时具有环保和经济两方面价值,不仅可以减缓二氧化碳向大气中排放,而且可以生成重要的化工原料合成气。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/6a66fae7-cdec-446a-83c9-68293b592d7d.jpg" title="8_副本.jpg"//pp  strongspan style="color: rgb(255, 0, 0) "首例可以催化C-Si键形成的蛋白质/span/strong/pp  论文标题:Directed evolution of cytochrome c for carbon-silicon bond formation: Bringing silicon to life/pp  DOI: 10.1126/science.aah6219/pp  期刊:Science/pp  Altmetrics指数:709/pp  硅和碳都是地球上含量丰富的元素,但是自然界中却从未发现硅碳键的存在。美国加州理工学院的研究人员通过改造细菌中的酶实现了这一自然演化中未曾出现的现象。他们发现了一种来自耐高温细菌Rhodothermus marinus的细胞色素c蛋白,通过对该蛋白的定向进化(得到三个突变),可以催化硅氢键的卡宾插入反应,从而形成硅碳键。这一成果对连接生物合成与化学合成两大合成领域,具有重要意义。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/27486996-1bd4-416d-98ff-1c8e05e2b405.jpg" title="9_副本.jpg"//pp  span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong桑蚕吐出纳米碳掺杂的更牢固蚕丝/strong/span/pp  论文标题:Feeding Single-Walled Carbon Nanotubes or Graphene to Silkworms for Reinforced Silk Fibers/pp  DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03597/pp  期刊:Nano Letters/pp  Altmetrics指数:709/pp  中国自古就是养蚕大国。古代中国与西方贸易交流的陆上通道被称为“丝绸之路”。清华大学的科学家将古老的养蚕技术与时兴的碳纳米管和石墨烯结合,发现通过给蚕宝宝喂食含有碳纳米管和石墨烯的桑叶,可以获得更加牢固的蚕丝纤维,延展性和抗拉强度显著提高,而且通过高温加热碳化还可显著提高导电性。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/33a82119-1138-4bdf-8dec-7ec6c0cb4b7b.jpg" title="10_副本.jpg"//p
  • 科学家将拉曼效应用于光热显微镜,实现超灵敏振动光谱化学成像
    “我们开创了受激拉曼光热成像[1]这个全新的方向,这是化学成像领域的一个新突破,这项技术未来一定会发展成为能够被广泛应用的产品。”美国波士顿大学程继新教授如是说。图丨程继新(来源:程继新)在这次研究中,程继新团队利用一种新的物理机制,即受激拉曼本质上是一个化学键振动吸收过程,吸收的能量变成热形成焦点局部升温,升温改变焦点周围样品的折射率。由此,他们开发出受激拉曼光热(Stimulated Raman Photothermal,SRP)显微镜。该技术突破了此前受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS)成像的检测极限,将调制深度提高了 500 倍,极高的调制深度为更高灵敏度的检测奠定了基础。那么,与 SRS 相比,SRP 有哪些不同呢?具体来说,SRS 显微镜直接测量光被吸收后强度的变化,并提供光谱和空间信息;而 SRP 显微镜则是测量由样品热膨胀引起的光散射或由热透镜引起的折射,观察样品本身的温度、折射率等变化,进而提供光谱和空间信息。化学成像技术能够“追踪”细胞中的分子信息,但该领域最大的瓶颈之一是灵敏度。SRS 显微镜在揭示复杂系统中的分子结构、动力学和耦合方面显示出巨大的潜力。然而,由于其较小的调制深度和脉冲激光的散粒噪声,SRS 的灵敏度难以突破毫摩尔级,这导致其无法对低浓度分子的观察及对相关信息的追踪。此外,不可忽视的是,在使用 SRS 成像时,研究人员必须使用高倍物镜来收集信号。如果想得到高分辨成像,就必须将两个高倍物镜挤在一起,这在操作上带来极大的不便。而 SRP 的优势在于操作简单、方便,只需要低倍物镜就能够测量相关信号,且检测物镜和样品之间可以保持一定的距离。由于 SRP 显微镜非常灵敏,可以通过它观测不同的分子、不同的化学键,填补了该领域的数据空白。该技术有望应用于环境科学、材料科学、生命科学等领域,例如环境中微塑料检测、绘画作品成份分析、病毒单颗粒谱学、单细胞和生物组织成像等。一次“因祸得福”的聚会开启了一个新方向该技术背后的科研故事要从一次“因祸得福”的聚会说起。2021 年,在程继新 50 岁生日时,举办了一次课题组聚会,其中的主题之一是篮球比赛。组内成员博士研究生朱一凡在运动时不小心受伤了,因此需要在家休养 2 个月。于是,程教授交给他一个计算方面的任务:在受激拉曼散射成像时,聚焦焦点的温度变化具体是多少?根据朱一凡的模拟结果,在大概 10 微秒的时间里,相关温度上升了 2 至 3 摄氏度,这个结果很快引起了程教授的高度关注。“这个范围的瞬态温度变化不会损害细胞。于是,我们开始探索拉曼效应用于光热显微镜这个全新的方向。”程继新说。图丨SRP 显微镜设计(来源:Science Advances)从计算方面确定了温度升高的数据,那么,如何在实验上证实温度升高呢?研究人员想到,可以用对温度很敏感的荧光染料来做温度计。具体来说,把荧光染料加入样品,在受激拉曼激发的同时进行荧光测量。实验结果证明荧光强度呈下降趋势,以此在实验上确认了受激拉曼导致的温度升高(如下图)。图丨受激拉曼光热效应的理论模拟和实验观察(来源:Science Advances)但是,荧光测试是有标记的测量,而他们更想通过无标记(label-free)的方式测量光热信号。于是,研究人员用“第三束光”测折射率的变化,可以在纯液体中得到同样的信息,而且这种做法不受脉冲激光噪音的影响。最终,他们突破了此前 SRS 成像的检测极限,将调制深度提高 500 倍。组内成员博士研究生殷嘉泽以中红外光热显微镜(Mid-infrared photothermal microscopy)为主要研究方向,于 2021 年发展了一种新方法,用快速模数转换直接提取光热信号[2]。该方法同样适用于 SRP 显微镜,从而有效地提高了其检测灵敏度。图丨生物样品在水溶液环境中的 SRP 成像(来源:Science Advances)此外,组内成员博士研究生戈孝伟为本次开发 SRP 显微镜提供了 SRS 的实验基础。由此可见,研究是一个逐渐积累的过程,并需要团队成员发挥各自的优势,这充分体现了“众人能移万座山”的精神。图 丨相关论文(来源:Science Advances)近日,相关论文以《受激拉曼光热显微镜实现超灵敏化学成像》(Stimulated Raman photothermal microscopy toward ultrasensitive chemical imaging)为题发表在 Science Advances [1]。波士顿大学博士研究生朱一凡为该论文第一作者,程继新教授为论文通讯作者。16 年磨一剑1999 年,程继新在香港科技大学从事第一个博士后研究,他选择了一个技术较为成熟的研究方向——超快光谱学(ultrafast spectroscopy)。同年,诺贝尔化学奖颁予飞秒时间分辨的超快光谱学技术。2000 年,他加入国际单分子生物物理化学的奠基人之一、哈佛大学谢晓亮教授(现北京大学李兆基讲席教授)课题组,从事第二个博士后研究。在那里,程继新和其他同事开发了可实现高速振动光谱成像的相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)显微镜。2014 年,诺贝尔化学奖颁予超分辨率荧光显微技术。但是,荧光显微镜不能解决生物成像领域中所有的问题,例如,荧光染料标记会改变胆固醇、氨基酸等小分子的生物功能。因此,生命科学需要无荧光染料标记的分子成像技术。程继新表示,“选键成像很好地解决了分子选择性的问题,其不仅能看到各种分子,又不需要对分子进行荧光染料标记。”梦想很美好,现实却充满挑战。能不能通过发明新技术,去做荧光显微镜做不到事情?“继新”人如其名,从学生时代就喜欢啃“硬骨头”的他,继续探索。博士后研究工作结束后,程继新于 2003 年来到美国普渡大学任教,在那里,他将分子光谱学与生物医学工程融合,致力于化学成像这一新兴领域。2007 年,该课题组报道了一个有趣的发现:由于受激拉曼增益和损耗,一部分能量从光子转移到分子[3]。因为脉冲式的能量吸收可以产生声波,该发现促使其团队开发出受激拉曼光声显微镜(stimulated Raman photoacoustic microscope)。然而,由于当时的光声测量不是很灵敏,他们没测到受激拉曼光声信号。幸运的是,在一个意外的实验中,他们发现了基于泛频激发的光声信号[4],并开发了检测血管内壁胆固醇的振动光声内窥镜。图丨中红外光热选键成像的原理(左)及产品展示图(右)(来源:程继新)为寻找增强化学键成像信号的方法,他们再次调整研究方向。通过“thinking out of the Raman box”,开启了中红外高分辨光热成像这一全新的方向。由于分子振动吸收的能量在皮秒的时间尺度上全部转化为热能,程继新意识到,光热效应可以用来“看”细胞里的化学键。2016 年,他们报道了高灵敏度中红外光热显微镜 (Mid-infrared photothermal microscope),突破性地实现中红外超分辨三维动态成像。通过用可见光来测量光热效应,该技术能够以亚微米分辨率“看见”活细胞中的化学组分,首次使单细胞红外显微成像成为可能[5]。2017 年,程继新加入波士顿大学担任光学中心的 Moustakas 光学及光电子学讲席教授。他的团队致力于精准医学光子学技术的研发,研究覆盖了化学成像、神经调控、光学杀菌等三个方向。其课题组在全球首次通过光声信号来刺激、调节神经细胞(如下图)。最近,他们设计了一种用于无创神经刺激的高精度(0.1 毫米)光致超声器件,并在小鼠模型成功验证,第一次利用非遗传途径进行超高精度的无创神经调节[6]。此外,他们还发明了一种通过光解色素来杀死抗药性超级细菌的方法[7]。图丨光致超声神经刺激工作原理图和横向声场压强分布(来源:程继新)程继新认为,真正原创的工作不是被设计出来的,而是实现了从来没想过会发生的事情。“原创的科学是由直觉推动的,并得益于长期不懈的努力和积累,所谓的‘突破’其实是一个量变到质变的过程。”他总结道。不止于科学技术的创新,在推进技术产业化落地的过程中,更是让他感叹“应用范围超乎了最初的想象”。据悉,程继新拥有 30 多项国际专利,并作为联合创始人或科学顾问参与了多项技术的产业化。2015 年,基于分子振动光声技术,程教授和学生们共同创立了 Vibronix Inc.,该公司致力于振动成像技术研发和医疗设备创新,现位于苏州工业园区。2018 年,作为科学顾问参与建立了光热光谱公司(Photothermal Spectroscopy Corp.)。该公司位于美国加州,基于程教授的中红外光热成像专利开发了一款名为“海市蜃楼(mIRage)”的显微镜,寓意为“信号来自于折射率的变化”。据了解,该产品目前已销往世界各地百余实验室。2019 年,程继新联合创立了 Pulsethera 公司,旨在通过内源发色团的光解作用杀死超级细菌。2022 年,程继新成为法国巴黎 AXORUS 公司的科学顾问,该公司致力于光声神经刺激技术的医学转化。谈及技术的推进产业化落地的经验,程继新表示,在发展某项技术时,可能最开始只聚焦在生命科学领域的某个细分方向,但将技术真正发展为产品,其应用范围之广可能是当初没有想到的。他举例说道:“mIRage 现在被应用在半导体领域,用来检测芯片中的污染。芯片中的污染多数是有机物,因此能够通过化学键成像来检测芯片的质量,这完全超乎了我的想象。”图丨2023 年 8 月,程继新课题组的部分成员合影于首届化学成像 Gordon Research Conference(来源:程继新)回顾三十年的科研之路,程继新认为,最有回味的事情是每个阶段都有新惊喜。化学成像领域每经过大约 8 年就要进行一次技术革新,从 1999 年的 CARS 显微镜到 2008 年的 SRS 显微镜,到 2016 年的中红外高分辨光热成像,再到 2023 年的 SRP 技术。“几年前还觉得是天方夜谭的事情,都通过发明新的技术实现了,由此一步步将领域发展向前推进。”程继新说。下一步,该团队将继续发展无荧光标记的化学成像,进一步提升灵敏度,同时发展深组织的高分辨化学成像技术。他们希望,能够利用高能量的激光器将 SRP 的灵敏度提升到接近于荧光显微镜的微摩尔级别。同时,他们计划尽快将该技术发展为产品。据悉,美国加州的Photothermal Spectroscopy Corp.及中国苏州的威邦震电公司(Vibronix Inc.)正在推进相关的产业化进程。从 2007 年观测到受激拉曼过程的能量转移,到 2023 年报道 SRP 显微镜,对程继新来说,这是一次历经 16 年的科研旅程。在本次的 SRP 论文发表后,他在朋友圈这样写道:“科学很酷,生命短暂。我的下一个 16 年会是什么样呢?”
  • 中美物理学家首次揭示铁基超导三维超导特性
    英国《自然》杂志发表中美物理学家联合研究的最新成果:在具有二维层状晶体结构的铁基超导体中发现超导态的“各向同性”。这是首次在二维层状的超导材料中报道三维的超导特性。该工作由浙江大学物理系长江特聘教授袁辉球利用美国洛斯阿拉莫斯国家实验室强磁场设备完成实验,铁基超导材料样品由中科院物理所王楠林小组提供,浙江大学物理系为论文第一作者单位。  高温超导形成机理是国际公认的一大挑战,科学家寄希望于寻找铜氧化合物超导材料以外的新型高温超导材料,进一步探索其形成机理。袁辉球在铁基超导材料发现后不久就开始关注这类新型超导材料的奇特物性。他通过采用脉冲强磁场等极端实验条件,极大地延伸了铁基超导材料的温度—磁场相图的研究范围,并发现了令人惊异的现象:铁基超导材料(Ba,K)Fe2As2在低温的上临界磁场几乎与外加磁场的方向无关,具有“各向同性”的特征。这是首次在二维层状的超导体中发现了超导态的各向同性,为揭示铁基超导材料的形成机理提供了重要的物理信息。铁基超导材料的这种奇特的超导特性是由其独特的电子结构所决定的。  袁辉球认为,这类铁基超导材料虽具有二维层状的晶体结构,但其电子结构可能更接近于三维,因此,维度的降低并不一定是形成高温超导的必备条件。此外,铁基超导材料也表现出许多与重费米子材料相类似的性质,特别是在磁与超导的相互作用方面,他还推测,铁基超导材料可能是连接低温的重费米子超导与高温铜氧化合物超导的一个重要桥梁。  《自然》杂志评审专家认为,这是超导研究领域一项非常独特而重要的发现,将对研究铁基高温超导形成机理具有重要意义。
  • 沃特世鼎力支持第六届生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会
    沃特世公司于7月22至24日出席了在北京举办的第六届生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会。本次研讨会由中国药学会主办、中国药学会生物药品与质量研究专业委员会承办,针对国内外生物医药、转化医学和生命科学领域的最新进展和前沿技术,为行业专家们搭建了生物分析与质量研究的交流平台,并分享和借鉴了国内外生物技术药物和质量研究方面的先进经验。为期三天的研讨会分为技术培训与学术报告两部分。在 22日的技术培训会中,沃特世的多位技术专家们结合沃特世的各项分析技术,在“理化特性分析与质量控制”及“生物活性方法开发与验证”两个会场与参会人员进行了深入探讨和交流。左起:沃特世公司科学运营部科学总监陈维斌先生、沃特世中国区制药市场高级经理宋兰坤女士、生物大分子应用经理聂爱英女士、解决方案应用工程师韩治国先生、美国TA仪器(沃特世公司全资子公司)微量热亚太区技术专家林明申先生沃特世公司科学运营部科学总监陈维斌先生发表了题为“蛋白酶切和LC-MS相结合在蛋白质药物表征中的应用”的演讲,其中详细介绍了沃特世LC-MS技术如何与前沿的蛋白质药物研究相结合,帮助研究人员开发更合规、精确、高效、便捷的实验室检测方法。在题为“蛋白聚集体及片段的分析:如何进行SEC方法的开发和优化(原理,实验条件及应用案例)”的报告中,沃特世中国区制药市场高级经理宋兰坤女士分享了开发稳健及精确的SEC方法所需的各项条件、SEC方法表征/评估所包含的内容,以及成功执行SEC方法的判断依据。除此之外,生物大分子应用经理聂爱英女士、解决方案应用工程师韩治国先生、美国TA仪器(沃特世公司全资子公司)微量热亚太区技术专家林明申先生也参与其中,分别以“基于UNIFI的蛋白药物的深度肽图解析及肽药杂质鉴定应用”、“质谱检测器QDa在肽段水平进行关键质量属性监测”、“先进微热量技术用于生物药物稳定性与结合活性分析”为题,带来了精彩的报告,取得了与会代表的良好反响。而在23日的学术报告环节,沃特世公司科学运营部科学总监陈维斌先生在题为“生物药特性表征、工艺开发和质量控制中关键质量属性的分析和监测”的报告中与业界同仁一起探讨交流了沃特世新型分析技术和方法对生物药结构表征、产品开发和质量控制所起的作用及产生的影响。他表示:“沃特世公司在生物药分析表征上进行持续不断的技术和方案创新,以帮助满足法规监管机构对生物药品分析表征日益严格的要求,提供的方案包括从氨基酸分析、蛋白质一级结构分析到高级结构分析。未来,我们将通过深入合作与技术交流,继续为中国生物医药行业的崛起和发展提供创新的技术支持。”沃特世公司科学运营部科学总监陈维斌先生做学术报告在会议期间,沃特世还在其展位现场进行了“差示扫描微量热法在生物药物研究与制剂配方开发稳定性评价之应用案例展示”,吸引了众多观众驻足参观。众多观众驻足沃特世展位,观看案例展示沃特世中国区制药市场高级经理宋兰坤女士表示:“今年是沃特世携手中国药学会、中国药学会生物药品与质量研究专业委员会共同走过的第六年。作为中国生物医药行业的积极参与者、创新者和支持者,沃特世为能与众多行业同仁和专家们一起,共同打造一个学术交流平台而深感荣幸。同时,我们高度重视并看好中国生物医药行业的发展未来,并愿意为行业的不断进步贡献自己的行业经验与创新努力。”关于沃特世公司沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)是全球领先的专业测量仪器公司,作为色谱、质谱和热分析创新技术的先驱,沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。公司在全球31个国家和地区直接运营,下设15个生产基地,拥有约7,000名员工,旗下产品销往100多个国家和地区。
  • AZtecLive 实时化学成像——如影随形
    新版AZtecLive简介AZtecLive真正的实时化学成像,新版更新后,元素面分布图及叠加图如影随形,移动更加流畅,元素配色自动鲜明,特征突出。以往我们使用SEM做显微分析时,通常的工作流程是先扫描电子图像——找到某位置停留——调节聚焦、亮度对比度等参数——采集能谱,进行点或面分析。若非理想位置,还需多次反复以上过程才可找到合适采集区做更多详细分析。在反复求索、重复工作中浪费过多时间及精力。自2017年牛津仪器推出AZtecLive实时化学成像系统后,很多从业人员已然改变了工作习惯,直接通过AZtecLive浏览样品,在同时获得的元素面分布图中寻找合适的采集区域,极大地提高了工作效率,尤其检测BSE下衬度也很接近的样品,仅通过电子图像难以找到合适的采集区域,而通过实时获得的元素分布图即可清晰辨别。如今2021年, AZtecLive新版焕然一新,推出 ColourHiQ——优化实时化学成像的新技术,可以自动快速分析并同时显示电子图像、元素面分布图及叠加图,为能谱分析提供全新解决方案。如图1所示。图1 AZtecLive检测3D打印粉末,真正实时显示谱图、元素面分布图,同时元素叠加图与电子图像如影随形,如需对任意位置感兴趣,稍加停留即可收集更多信号,立刻保存完成元素分析ColourHiQ技术主要包括:1. 数据处理优化算法2. AutoLayer智能叠加图3. 和峰修正数据处理优化算法主要通过数据通讯技术升级,实现数据并行处理,极大地缩短脉冲处理器及成像系统间的通信时间,有效提高帧速率,使元素X射线信号响应及发生尽量接近于二次电子图像或背散射图像,实现二者同步展现。图2 脉冲处理器-图像电子元件-处理引擎及软件算法更新优化单元AutoLayer技术经算法分析每个元素的分布位置,并自动赋予差异更大或近似的颜色并选择合适的元素叠加至电子图像上,获得颜色更加绚丽、特征更加突出的叠加图。具体来讲,系统会自动选择分布图中突出的元素赋予红色(Hue = 0),之后其他元素与之相比,分布位置类似则自动赋予相同或相近的颜色,分布差异大者着以对比色,且噪音更低的元素分布图将优先选入叠加图中。经算法自动优化颜色选择后,叠加图更加直观易读,美轮美奂。图3 AutoLayer自动为元素选择合适颜色并叠加至电子图像,使叠加图颜色更加鲜明,特征突出和峰修正技术和峰是指当2个或2个以上信号同时到达晶体阳极时,如系统无法区分,则会在谱图中看到众多莫名其妙的谱峰或本不存在的元素标识,会对样品分析造成较大的误判。当计数率较高时,该问题尤为明显。而牛津仪器优化的和峰修正方法可以对静态样品进行和峰修正,同时在样品移动过程中,也可以对实时采集到的谱峰进行和峰修正。进一步优化的和峰修正方法,对样品移动过程中遇到复杂相区域时,也可以对其进行和峰修正,具体方法是首先对成分相同区域的谱图逐一进行修正,之后合并至完整区域谱图后,再进行自动识别元素,此时在实时化学成像中即可看到修正后的效果,元素识别更准确。图4 多相区域做普通和峰修正(左);实时化学成像中进行动态及多相 混合的和峰修正,结果更准确(右)经过ColourHiQ算法优化,AZtecLive实时化学成像功能进一步加强,自动获得更加流畅的图像、元素分布图,更重要的是可以通过元素叠加图做样品扫描、倍数调整,在感兴趣位置略加停留累计更多信号,获得高质量元素分布图,即刻保存。从开机到完成样品分析,也许就是几分钟的事。如下展示更多案例,AZtecLive适合多种样品或应用需要,尤其对导电性不佳、束流敏感型样品更可快速获得足够多信号实现元素分析,减小样品损伤。图5 更多AZtecLive实时化学成像案例,地质样品(左),半导体器件样品(右)
  • 沃特世鼎力支持生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会
    由沃特世公司(Waters)协办的2016 年生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会近日圆满结束。本次研讨会由中国药学会主办,中国药学会生物药品与质量研究专业委员会承办,于7月13至15日在北京广西大厦举行。大会邀请了中国食品药品检定研究院以及国内外生物医药行业的专家进行报告,超过400人参加了会议。研讨会期间,沃特世应用科学家Tom Wheat、杜敏博士、俞映清博士和与会者围绕生物制品药学研究及评价工作中所涉及的理化特性分析及质量控制等话题进行了深入的探讨交流。研讨会现场沃特世公司华北区总经理薄美萍女士在14日上午的研讨会开幕式上发表致辞:“自2013年起,沃特世公司已开始与中国药学会共同合作举办生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会。我们非常荣幸能够共同为生物医药行业的同仁和专家们打造一个技术交流与学习平台,并为中国生物医药行业带来全新的信息与视野。经过数年的发展,我们欣喜地见证了会议规模的扩大与国内生物医药行业技术水平的显著提高。”沃特世公司华北区总经理薄美萍女士发表开幕致辞来自沃特世美国总部的高级市场经理杜敏博士作了“质谱技术新进展”的报告,介绍了行波离子淌度高分辨质谱技术在生物药分析上的最新应用进展,成熟的行波离子淌度分离技术为常规高分辨质谱增加了更多一个维度的分离能力,即根据离子的CCS(碰撞横截面积)进行分离,它在蛋白质药物常规结构表征如二硫键错配、氢-氘交换质谱技术进行蛋白质药物高级结构和动态变化研究以及HCP(宿主细胞蛋白)残留的鉴定和定量上发挥着重要作用。同样来自美国总部的俞映清博士介绍了质谱分析在抗体仿制药理化特性比对研究上的应用案例,对英夫利昔单抗原研药Remicade和已经上市的Inflectra仿制药进行了糖基化修饰、氢-氘交换质谱(HDX-MS)以及残留宿主细胞蛋白杂质谱的对比,分析数据表明:仿制药与原研药基本一致,但存在细微的差别。 此外,在7月13日下午同期举办的“2016年生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会会前应用培训班”上,沃特世围绕蛋白糖基化分析、荧光标记N-糖定性与定量分析流程以及糖数据库的选择和使用等话题进行了深度探讨,特别安排了多位来自沃特世全球的国际知名分析科学家为与会者分享最新研究成果,并进行了现场交流与答疑。沃特世始终对中国生物医药行业非常重视,所提供的包括液相色谱、质谱和生物信息学软件方案等产品均已经在中国生物医药行业得到了广泛应用,并获得了众多客户的赞誉。同时,沃特世强大的应用支持团队不断推出新的生物医药方案,引领着行业的创新与发展,更通过深入的合作与技术交流,帮助中国生物医药行业的崛起和发展。 关于沃特世公司(www.waters.com)沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来,公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。 ###Waters是沃特世公司的商标。
  • 汪尔康院士荣获中国化学会电化学委员会最高学术奖励第三届中国电化学成就奖
    “中国电化学成就奖”是电化学委员会颁发的最高学术奖励。每两年评选一次,奖励在电化学科学与技术研究中做出原创性成果,并对中国电化学事业的发展做出重大贡献的中国电化学工作者。2011年,厦门大学田昭武院士、武汉大学查全性院士荣获第一届中国电化学成就奖。2015年中国科学院长春应用化学研究所董绍俊院士(TWAS)获第二届中国电化学成就奖。2017年12月2日,中国化学会电化学委员会在第十九次全国电化学大会上公布了第三届中国电化学成就奖名单,中国科学院长春应用化学研究所汪尔康院士喜获殊荣。p  汪尔康院士曾任中科院长春应化所所长,1952年上海沪江大学毕业,1959年在捷克获博士学位(导师诺贝尔奖获得者J.海洛夫斯基院士),1991年当选中科院院士,1993年当选第三世界科学院院士,2006年当选日本分析化学学会荣誉会员。汪尔康院士长期从事电化学与电分析化学,分析化学及环境与生命科学分析研究,“七五”开始至“十二五”国家自然科学基金委分析和电分析化学方面重大、重点项目以及国家攻关863和973项目和现国家重大项目的参加人和负责人,按国家及科技发展需要,均很好地完成任务。获国家(自然科学奖4项)和省部级奖11项及吉林省首届科技进步特殊贡献奖,国际奖2项,发明专利40多项。已发表论文900多篇,SCI收录800多篇,总引31,000多次。h指数91。国际大会报告和专题报告100多次,在27个国家和地区作学术报告200多次。涉及分析化学,电化学与电分析化学,环境与生命科学分析。主编《21世纪的分析化学》(1999)、《生命分析化学》(2006)和《分析化学手册》(第三版,2016)及《20世纪中国知名科学家学术成就概览:化学卷》编委副主编。在美、法、日和香港的5所大学聘为客座教授。为九种国际化学杂志编委,国际顾问委员会委员 曾长期担任“分析化学”主编。他热心国际学术交流:作为中方负责人创办中日分析化学会议四届(1983-1991),后扩展为亚州分析化学会议第一届(1991),至今已第16届(2016),再扩展为IUPAC国际分析科学会议第一届(1991),至今第6届(2017) 创办中法生物电分析化学会议第一届(2001),至今己第八届(2012) 创办国际电分析化学会议(ISEAC),会议一直在长春召开,每两年一次,自1987年开始至今已16届 创办北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA),每两年一次,自1985年开始至今已17届。培养博士和硕士研究生100多名。其中,3人获全国百篇优秀博士学位论文奖 4人获中科院优秀博士学位论文奖 5人获中科院院长奖学金特别奖,9人获优秀奖 10多人获中科院各类冠名奖 4人获国外引进青年千人创新人才 博士后15名(1人获全国优秀博士后奖)。他本人多次获优秀导师称号。2017年(2005-2015),2016年(2004-2014),2015年(2003-2013)和2014年(2002-2012)连续获选Web of Science公布的全球高被引科学家。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/4e5fa6ae-8a54-4b87-be28-acf3f72c5b3c.jpg" title="111.jpg"//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/46fb3b52-3ff6-406f-aa01-fdff01de37fb.jpg" title="112.jpg"//pp  /pp  /ppbr//p
  • 中南大学化学成分分析中心通过CMA计量认证复评审
    4月24-25日,由湖南省质量技术监督局认评处杨敏处长、张立梅副处长带队,长沙市质量技术监督局刘尹丹处长、长沙市环境监测站易建平站长、省国土资源厅曹建高工等组成的评审专家组,对中南大学化学成分分析中心进行了综合评审。  在听取中心关于质量管理体系建立及运行情况的汇报后,专家组参观了中心相关实验室,审阅了质量管理体系文件,抽查了近两年来的质量运行记录和相关技术档案资料,并进行了现场盲样测试,对中心授权签字人的进行了技术培训和考核,在各项综合考核基础上,认为化学成分分析中心以中南大学化学实验教学中心(国家示范实验教学中心)为依托,经过4年多的建设,软、硬件条件已经符合CMA认证标准,组织管理机构健全,质量管理体系完善,分析检测设施齐备,技术力量雄厚,可以通过CMA认证复评审(含扩项)。  相关资料链接:  中南大学化学成分分析中心的前身是中南矿冶学院分析室,成立于1957年6月,迄今已有50余年的历史。2000年中南大学成立后,该中心由中南大学化学化工院负责管理。为更好地开展对外分析检测服务工作,分析中心所有的分析仪器通过了湖南省计量研究院的计量检定。分析中心对外出具的分析报告具有社会公信力。中心现有分析技术人员15人,拥有气质联用分析仪、高效液相色谱仪、气相色谱仪、分子荧光光谱仪等近千万元的各类分析仪器设备。资质范围涵盖资源、土壤、环境(水质、大气、噪声等)金属材料、化工产品中常见元素的分析检测服务。分析中心具有样品加工的能力,也可提供分析技术人员的技能培训、分析实验室的筹备与建设、分析方法的改进、新的分析方法的研究等与分析相关的技术服务。
  • 新型植物性“模拟肉”产品的研究——人造肉的物理化学表征、FTIR光谱和结构特征分析
    目前的研究旨在用脉冲蛋白取代肉蛋白,并确定植物蛋白-肉类似物商业化的加工方法的适用性。采用碱性/等电沉淀法从青豌豆、马豌豆和豇豆中提取脉冲蛋白浓缩物(PPCs)。对PPCs进行物理化学、形态、GC–MS和热分析。将青豌豆、马豌豆与豇豆的PPCs按(20:20:20)T1、(30:15:15)T2和(15:20:15)T3的比例制备油炸肉丸。所有PPC都表现出塌陷和褶皱的表面。马豌豆蛋白浓缩物表现出最高变性温度(Td°C)89.50 ± 2.57和焓(ΔH(J g−1))(287.73 ± 9.64),与其他样品相比,迭代出更好的热稳定性。FTIR光谱表明,羊肉油炸丸子存在O–H伸缩宽带(3321.22 cm−1)和植物油炸肉丸(3288.28 cm−1),而PPC在(3275–3278)cm−1区域)。在1600–1700区域观察到两条C-H带和PPCs的主要二级结构成分,如α-螺旋、β-片状、β-转弯和无规螺旋 cm−1.酰胺N–H弯曲(1400–1500 cm−1)和C–O伸缩带(1000–1300 cm−1)。以20:20:20(T1)的比例配制的植物性油炸肉丸在感官特性(颜色、质地、多汁性和整体可接受性)、颜色特性(L*和b*)以及质地特性(如硬度、粘附性和内聚性)方面与羊肉油炸肉丸密切相关。这些发现将开辟这一领域的新研究视野,并为肉类替代品的商业化铺平道路,这将减少对环境的影响和碳足迹。Penchalaraju,M,Poshadri,A,Swaroopa,G等人。利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III:肉类似物的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析。国际食品科学技术杂志2023。https://doi.org/10.1111/ijfs.16828• 文章来源:Leveraging Indian pulse proteins for plant-based mock meat III: physicochemical characterisation, FTIR spectra and texture profile analysis of meat analogue(利用印度脉冲蛋白制作植物性模拟肉III:人造肉的物理化学表征、FTIR光谱和质地特征分析). Wiley Online Library供稿:符 斌
  • 沃特世出席第五届生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会
    中国上海 - 2017年7月24日 - 由中国药学会主办、中国药学会生物药品与质量研究专业委员会承办、沃特世公司(Waters)协办的“第五届生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会”于2017年7月18 - 20日在辽宁本溪成功举办,这已是沃特世公司连续第五年支持该大会。来自中国食品药品检定研究院以及国内外生物医药行业的专家们带来了精彩的报告,吸引300余人参会。 研讨会现场 研讨会期间,沃特世美国总部应用科学家杜敏博士、亚太区总部应用科学家陈熙博士、沃特世中国信息学与法规遵从部门运营经理金勇先生、沃特世中国区解决方案中心王晖经理、信息学专家陈洪亮顾问与与会者围绕“生物制品药学研究及评价工作中所涉及的理化特性分析及质量控制”、“LC-MS检测技术在生物制药开发过程中的新应用”、“实验室信息化规划建设”等话题进行了深入探讨和交流,内容紧扣行业发展热点和实施限速点,并结合仪器现场演示实验呈现多关键质量属性同时监控策略的新颖培训,取得了与会代表的良好反响,并展示了沃特世务实的良好形象。 沃特世中国信息学与法规遵从部门运营经理金勇先生及美国总部应用科学家杜敏博士分享精彩报告 此外,美国TA仪器(沃特世公司全资子公司)也在大会上带来了其全新的Nano DSC差示扫描量热仪。该款产品可用于测定稀释溶液中蛋白质和其它大分子的热稳定性和热容,具有所需样品量少、低噪音、基线稳定的特点。 在7月18日下午同期举办的“第五届生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会会前应用培训班”上,来自沃特世的多位专家围绕“LC以及LC/MS分析工作中样品前处理”、“色谱柱选择和分析方法开发与优化”、“分析数据完整性法规要求与稽查热点”、“计算机化系统验证的要求”、“实验室数据管理的规划和设计方案”等话题与与会者进行了深度探讨。同时,多位沃特世资深应用科学家、信息学与法规遵从顾问还分享了最新研究成果和满足法规要求的最佳实践。 沃特世亚太区总部应用科学家陈熙博士及信息学专家陈洪亮顾问分享最新科研成果和法规实践 时值沃特世与大会并肩走过第五年,沃特世在会议期间还举办了包括“沃型沃秀”— 新型质谱ACQUITY QDa在生物制药中的特色应用现场演示、“汇聚分析先进技术”大型学术海报展示、打造领先应用培训平台 — 治疗性蛋白药物理化表征与质量研究联合培训中心课程咨询、“爱沃就跟沃走”幸运抽奖等纪念活动。 ACQUITY QDa是一款新型质谱检测器,可辅助高分辨质谱对蛋白药物分析表征,帮助提高生物制药分析工作效率、降低工艺监测成本、提高LC方法的灵敏度和数据结果的可靠性,在蛋白质、肽图分析、寡糖、吐温等定性定量分析工作中发挥了灵活互补的作用。 “沃型沃秀”— 新型质谱(ACQUITY QDa)在生物制药中的特色应用现场演示 沃特世中国生物制药市场高级经理宋兰坤女士在研讨会期间表示:“这是沃特世携手中国药学会、中国药学会生物药品与质量研究专业委员会共同走过的第五年,我们非常高兴可以见证新的历史机遇下中国生物技术药物蓬勃的发展势头。同时,我们也感到非常荣幸能够与中国药学会、中国药学会生物药品与质量研究专业委员一起共同为生物医药行业的同仁和专家们打造一个技术交流与学习平台,为中国生物医药行业带来全新的信息与视野,并推动学术交流繁荣发展。” 沃特世始终高度重视中国生物医药行业的发展,今年更是前所未有地将生物制药作为全球金牌项目加速驱动,全面增强了包括生物分离色谱产品、生物质谱解决方案、符合GxP法规要求的生物信息学软件方案及生物分离消耗品、全球服务系统在内的支持,获得了众多客户的认可和赞誉。同时,沃特世强大的应用支持团队也正在不断推出新的生物医药方案,引领行业创新与发展,并通过深入合作与技术交流,为中国生物医药行业的崛起和发展提供创新的技术和智力支持。 关于沃特世公司沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来,公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。
  • 物理实验教学成果 | 基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展
    量子信息技术作为一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性创新技术,如何在日常教学中让学生理解量子信息科学的基本原理并进行基础的实验实践,成为了当前物理实验教学中的热点与难点。近期,来自复旦大学物理学系的周诗韵老师与赵铮阳同学在《物理实验》杂志上联合发表了“基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展”的研究成果,基于国仪量子开发的金刚石量子计算教学机,介绍了基于金刚石NV色心体系进行量子计算的基础内容,即量子比特的初始化、调控及读出,设计并拓展了拉比振荡相关教学内容。该研究获得了教育部产学合作协同育人项目与国仪量子(合肥)技术有限公司的支持。01PHYSICS教学实验量子计算实验理论内容丰富,操作难度较大,顺利完成实验并不代表学生真正理解其内涵。因此,讨论量子计算实验内容的教学设计与拓展十分必要。研究人员以国仪量子生产的基于金刚石NV色心的量子计算实验仪为基础开展量子计算教学实验,包含两部分内容:a.学习基础的量子调控,了解量子计算基本知识,如量子比特的初始化、操控和读出等;b.进行实际应用,学生通过实现经典的量子D-J算法,理解量子算法的优越性。研究人员基于复旦大学的教学实践,着重讨论该实验的第一部分,即量子调控部分的教学内容与方法。02PHYSICS实验拓展为更好地帮助学生理解,研究人员设计并拓展了拉比振荡相关教学内容:通过拉比振荡实验,了解微波与自旋的相互作用,熟悉量子态的初始化及读出方法;讨论拉比振荡实验中微波频率的影响,从而引出测量共振频率的方法;通过连续波实验测量共振频率,并讨论测量过程中微波时长参量对测量结果的影响;改变磁铁位置,定性展示了NV色心的系综特性,让学生了解实际仪器中如何进行参量优化。通过该教学设计,老师们可对学生进行启发式教学,引导学生主动思考,帮助学生对量子调控的原理和技术理解得更加全面,为进一步实现量子计算打下良好的基础。量子信息科学是一项由物理学、信息科学等多学科交叉融合在一起形成的新兴科学技术,具有广基础、重交叉、注重科研实践、理论实验相结合等特点。所以,在日常教学实践中让学生参与量子信息科学的实验实践,对帮助学生全面理解量子信息科学的基础——量子调控的原理和技术具有重要价值。03PHYSICS论文全文04PHYSICS《物理实验》杂志介绍《物理实验》杂志创刊于1980年,是教育部主管、东北师范大学主办的学术期刊(物理类),是教育部物理学与天文学教学指导委员会的会刊,主要刊载物理实验成果,交流物理实验教学改革的新思想、新方法、新动态。金刚石量子计算教学机专注量子信息科学实验教学金刚石量子计算教学机是一台基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理,通过控制激光、微波、磁场等物理量,对NV色心的自旋进行量子操控和读出,从而实现量子计算功能的教学仪器。该仪器在室温大气条件下运行,无需低温真空环境,使得设备有着几乎为零的运行成本,桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境,无论是课堂还是实验室,都能轻松进行量子力学与量子计算实验教学。金刚石量子计算教学机今年8月,金刚石量子计算教学机在第十一届全国高等学校物理实验教学研讨会上,荣获教学仪器评比一等奖。 获奖证书与现场评比情况扫描下方二维码获取论文原文注:本文部分内容摘自赵铮阳,周诗韵.基于金刚石NV色心的量子调控教学实验拓展[J].物理实验,2022,42(04)
  • EPA安全化学成分清单增添130种化学物质
    美国环保署(EPA)在其安全化学成分清单中增添了130种化学物质,包括在商业和清洁用品中使用的芳香物质。该含有602种物质的安全化学成分清单,给制造商、消费者和环保主义者提供了一种资源,同时也作为产品是否可携带DfE环保标签的指导原则,因为携带标签的产品必须严格依照EPA标准以保护人类健康及环境。EPA称,化学物质可能会从清单中删除或依照新的数据或技术革新提升安全化学品的标准而改变其状态。  环保署指出,这项自愿性计划能识别使用安全化学成分的具有高性能和成本效益的产品。目前有超过2500种产品携带DfE环保标签。该安全化学成分清单根据使用功能级别分类,旨在帮助产品制造商使用DfE计划已经评估确认为安全的化学物质。
  • 天美公司携爱丁堡产品参加量子点化学、物理与应用研讨会(2018)
    2018年04月14-15日,由彭笑刚教授牵头,高新材料化学研究中心 浙江大学化学系主办的参加量子点化学、物理与应用研讨会(2018)在浙江大学成功举办。参会人数共500余人。组委会邀请了29位量子点领域专家做大会报告。会议包含墙报交流环节,共有100余份墙报参加交流。此次会议是第一次全国性量子点学术会议,具有里程碑式意义,旨在为量子点领域学者提供交流﹑学习﹑建立合作的平台。在两天的时间里,会议通过口头报告和墙报(包括特邀墙报和学生墙报)的形式,涵盖了材料合成﹑结构与性质表征﹑光电器件﹑生物医学应用﹑催化等研究方向。   天美(中国)科学仪器有限公司作为会议的赞助方携英国爱丁堡产品全程参与了此次会议,并展出了量子点发光及相关领域的性能表征仪器:爱丁堡稳态瞬态荧光光谱仪。众多的老师莅临展台,了解稳态瞬态发光的相关技术以其在量子点检测领域的相关应用。   会议期间,彭笑刚教授与我方参会人员合影。  天美公司作为国内主要的科学仪器供应商,将一直致力服务于科研领域。为广大用户提供更专业的仪器和技术服务。此次会议展出的爱丁堡荧光光谱仪,对于材料的稳态和瞬态光谱学来说是必备仪器,天美公司希望能通过与量子点学领域的研究专家、用户以及同行之间的交流,更加深入地了解到各位用户对于相关仪器的应用需求,更加致力于科学仪器在量子点研究中应用的开发,助力我国量子点产业的发展。关于天美:  天美(控股)有限公司(“天美(控股)”)从事表面科学、分析仪器、生命科学 设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销 为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。继2004年於新加坡sgx主板上市后,2011年12月 21日天美(控股)又在香港联交所主板上市(香港股票代码1298),成为中国分析仪器行业第一家在国际主要市场主板上市的公司。近年来天美(控股)积极 拓展国际市场,先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国 froilabo公司、瑞士precisa公司、美国ixrf公司、英国 edinburgh instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司scion气相和气质产品生产线,加强了公司产品的多样化。
  • 可用于预测分子特性!人工智能公司DeepMind开发出化学界最有价值的技术之一
    原文作者:Davide Castelvecchi机器学习算法利用电子密度预测材料性质伦敦人工智能公司DeepMind的科学家领导的一个团队开发了一种机器学习模型,该模型能通过预测分子中电子的分布来预测分子的特性。这种方法发表于12月10日的《科学》杂志上[1],它可以比现有技术更准确地计算一些分子的性质。人工智能预测单个分子中电子的分布(示意图),并利用它来计算物理性质。来源:DeepMind维也纳大学的材料科学家Anatole von Lilienfeld说,“能做到如此精确是一项壮举。”波兰罗兹理工大学的计算化学家Katarzyna Pernal说,这篇论文是“一项扎实的工作”。但她补充说,在能为计算化学家所用之前,机器学习模型还有很长的路要走。预测性质原则上,材料和分子的结构完全由量子力学决定,特别是由支配电子波函数行为的薛定谔方程(Schrödinger equation)决定。这些数学工具能描述特定电子在特定空间位置出现的概率。但是DeepMind的物理学家James Kirkpatrick说,因为所有的电子之间都存在相互作用,所以根据这样的第一性原理(first principle)计算结构或分子轨道异常棘手,仅能对最简单的分子进行计算,比如苯。为了避开这个问题,那些依赖新分子的发现或开发的研究人员——从药理学家到电池工程师,几十年来一直使用一套被称为密度泛函理论(DFT)的技术来预测分子的物理性质。该理论并不模拟单个电子,而是计算电子负电荷在分子中的总体分布。“DFT着眼于平均电荷密度,所以它不知道单个电子的状态。”Kirkpatrick说。物质的大多数性质可以根据该密度轻易地计算出来。自20世纪60年代DFT建立以来,它已经成为物理科学中应用最广泛的技术之一:2014年,《自然》新闻团队的一项调查发现,在被引次数最多的100篇论文中,有12篇是关于DFT的。材料性质的现代数据库,如Materials Project,很大程度上由DFT计算的数据组成。但是这种方法有局限性,而且现在已经知道它会对某些类型的分子给出错误的结果,甚至包括氯化钠这样简单的分子。尽管DFT已经比基于基本量子理论的计算要高效得多,但它们仍然很耗时,并且通常需要超级计算机。因此,在过去的十年里,理论化学家越来越多地开始用机器学习进行实验,特别是用在材料的化学反应活性或导热能力等性质的研究上。理想问题DeepMind团队可能做出了迄今为止最具野心的尝试,他们利用人工智能来计算电子密度,这是DFT计算的最终结果。“在某种程度上这属于理想的机器学习问题:你知道答案,但不知道想用什么计算公式。”理论化学家Aron Cohen说。他长期从事DFT研究,目前在DeepMind工作。该团队用薛定谔方程导出的1161个精确解数据训练了一个人工神经网络。为了提高其准确性,他们还将一些已知的物理定律硬连接进了神经网络中。von Lilienfeld说,他们随后用一组DFT计算常用的标准分子测试了训练好的系统,结果很出色。“这是研究群体目前能得到的最好结果了,而他们大获全胜。”他说。von Lilienfeld补充说,机器学习有个优点是,尽管训练模型需要海量的计算能力,但这个过程只要做一次,之后就能在普通笔记本电脑进行独立的预测运算。与每次都从头开始计算相比,机器学习模型大大降低了成本和碳足迹。Kirkpatrick和Cohen说,DeepMind正在发布他们训练好的系统供任何人使用。作者表示,目前该模型主要适用于分子,而不适用于材料的晶体结构计算,但之后的版本也可能会适用于材料。参考文献:1. Kirkpatrick, J. et al. Science374, 1385–1389 (2021).原文以DeepMind AI tackles one of chemistry’s most valuable techniques为标题发表在2021年12月10日《自然》的新闻版块上
  • 《科学》社论:让化学成为真正的“中心科学”
    化学为问题解决提供原动力 应该引起更多的关注  3月18日出版的《科学》杂志刊登社论——《鼓舞人心的化学》(Inspirational Chemistry),对化学在当今科学研究中的地位以及应该受到何种待遇展开讨论。以下为文章主要内容:  放眼世界,各个国家都在庆祝2011这个国际化学年。全球对化学重要性的共识(到达如此地步)似乎有点异常。化学被称为“中心科学”,也许这是在暗示其在物理学基本概念与生物学实际问题之间的连接作用。进一步来说,化学是解决当今包括能源问题、疾病治疗新方法在内大多数棘手问题的原动力。  那么为何相比其他学科,化学总是退居二线呢?从前,在公众心目中,物理学才是科学的代表 直到最近,生物学也加入其中。奇怪的是,化学总是无法“见人”。有人说,化学归根结底就是物理学 另一些人说,化学只是一种技术,是各种可行性研究方法的集合罢了,其存在的问题没深度,所含的意义没远见。  我们觉得化学所蕴含的尊贵思想是存在的,只不过想看到这种思想有点困难。现代化学解决的是一些很重要的问题,但对不从事化学研究的人来说,这些问题却不是立竿见影的那种。如何利用二氧化碳制造生命基本组成和将水氧化成氧气这样一类问题,很明显是和物理学与生物学紧密相连的,但答案却属于化学的范畴。  我们应该借国际化学年这个契机引起世人的关注,运用基础研究的力量解决那些让人畏惧的挑战,让本世纪成为化学的世纪。
  • 高能所等应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术揭示氧化还原反应的相变过程
    p style="text-align: justify " 中国科学院高能物理研究所多学科中心X射线成像实验站副研究员袁清习和国内外课题组合作,建立了基于同步辐射纳米分辨谱学成像技术追踪氧化还原反应相变过程的方法,并成功应用于锂离子电池电料相变过程的研究。研究成果近期发表在《自然-通讯》(Nature Communications)期刊上。/pp style="text-align: justify " 同步辐射谱学成像(XANES imaging)是利用特定元素对X射线能量的不同响应特性来获得样品内部对应元素的化学价态三维分布。基于波带片全场成像方法的纳米分辨谱学成像技术可以获得高空间分辨的形貌和化学信息,近年来受到了越来越多的重视,在材料科学领域尤其是在能源材料领域的研究中表现出重要潜力。/pp style="text-align: justify " 针对纳米分辨谱学成像方法学和应用研究,高能所多学科中心X射线成像实验站近年来开展了大量的工作。其中,袁清习和国内外多个同步辐射装置建立紧密联系,在技术研发、科研应用等方面开展了广泛的合作。近期,袁清习联合美国斯坦福同步辐射光源研究员刘宜晋课题组、弗吉尼亚理工大学教授林锋课题组提出了应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术研究氧化还原反应的不均匀相变过程的新方法。这个联合团队成功将他们提出的新方法应用于Li(NixMnyCoz)O2(NMC) 三元正极材料的研究中,揭示了该材料热稳定性的一系列问题。该项工作发表于Nature Communications9, 2810,2018,共同第一作者为弗吉尼亚理工大学博士穆林沁和高能所袁清习。/pp style="text-align: justify " 以NMC正极材料中的应用为实例,该实验方法的工作流程如下:首先,为了研究该材料体系在不同温度下的行为,开展原位实验,利用谱学成像获得大量空间分辨的吸收谱数据;其次,提取Ni元素K边吸收能量表示相应的化学状态,高能量代表高价态(相对氧化态),低能量代表低价态(相对还原态)。进而使用样品在不同温度条件下的化学价态分布结果来表征氧化还原相变过程;第三,选择特定的Ni元素价态(例如,选择氧化还原反应最剧烈的能量点代表的价态),利用所采集的大量数据来描绘Ni元素等价态面的三维分布,对比不同反应条件下的等价态面分布来表征相变的发生、发展及相变前沿的推进过程;最后,引入等价面局域曲率(反应界面局域曲率)的概念,来描绘成核生长及整个相变的复杂过程。/pp style="text-align: justify " 图1为Ni的价态随NMC材料加热过程的变化,其中的每一条曲线代表了相应条件下基于全部像素的Ni价态的分布情况,可以看出化学反应从开始到结束全过程Ni元素价态分布的演变情况。图2给出了四个特定反应条件下Ni等价态面的发生、发展过程,所选择的Ni价态为8341eV对应的价态。从图1可以看出,8341eV代表的价态可以代表是化学反应最剧烈情况。图3中用不同颜色表示了镍元素的吸收边能量代表的镍元素的价态。受由晶粒边界和其局域的化学环境(不同组分和缺陷)所影响,相变过程通常非常复杂,如图3a所示,镍阳离子三维的形貌由不同的价态组成,从相对还原态(低能量态)到相对氧化状态(高能量态)。这些三维的价态推进前端提供了一个直观的三维立体多面体。还原态和氧化态分别代表了子相和母相,相变反应的推移前端从图3a到图3c。同时,作者将这些三维多面体每个局域的曲率计算出来,并分别用红色和蓝色代表局域曲率为正值和负值。从图3d、e可以看出相变过程中局域价态曲率的演化过程。br//pp style="text-align: justify " 这项工作不仅对锂离子电极材料的热稳定性和热致相变给出了详细的描述,还为下一步的储能材料优化提供了一些思路。研究工作所使用的方法可以推广到更加广阔的研究领域,尤其是复杂体系的非均匀相变过程等的研究中。特别是考虑到下一代同步辐射光源的发展,更高的亮度将会大大降低实验的时间,从而能够更好地捕捉到相变过程中的非稳定状态,为能源材料、环境科学等研究领域提供有力的工具。/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/863601e7-f186-445f-b8b1-ff31fd5d1984.jpg" title="图1111.jpg"//pp style="text-align: center "图1 NMC样品中镍元素的价态随加热过程的变化。(a)为镍元素的局域价态直方图。(b-e)为原位观测镍价态信息示意图。镍的价态由Ni 的K吸收边能量表示,高能量和低能量分别代表了高价态和低价态。/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/974970c5-2fc2-4129-beeb-217abf22612c.jpg" title="图2222.jpg"//pp style="text-align: center "图2 NMC样品不同反应条件下Ni等价态面的产生、发展及推进过程/ppbr//pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d29d8585-987d-4cf3-9540-9ad6e2f158af.jpg" title="图3333.jpg"//pp style="text-align: center "图3 局部镍元素价态曲率随相转变的演化。(a,b,c)分别代表了不同能量(8339, 8340 和8341 eV)的Ni K-edge的等值面形成的三维曲面。图d和e表示了在不同能量范围内价态曲率随着能量值的变化。/ppbr//p
  • 美国环保署更新安全化学成分清单
    据华盛顿消息,美国环保署(EPA)于2013年7月24日将超过130种的化学药品加入安全化学成分清单中。其中,119种商业和消费清洁产品所用的芳香物质首次加入清单中。  截止到现在,该安全化学成分清单包含了602种化学药品,为致力于制造更安全产品的生产商、提倡使用更安全化学药品的健康环保倡导者和寻求更安全化学产品成分信息的消费者,提供了有效资源。同时,也为环境化设计(DfE)产品标签提供了指南,以达到EPA严格科学的人类健康和环境保护标准。  目前,超过2500多种的商品通过了DfE的认证标准,包括全能型清洁剂、衣服及餐具洗涤剂、车船保养品、窗户清洁剂等。使用DfE认证产品无疑会大大降低对化学药品的暴露,从而保证身体健康和环境安全。  该安全化学成分清单首创于2012年9月,EPA将继续更新添加芳香物质和化学药品于该清单中。
  • 橡胶硫化特性的测试 (包括门尼焦烧和硫化曲线)
    硫化是橡胶制品制造工艺中最重要的工艺过程之一。 就是使橡胶大分子链由线性变为网状的交联过程,从而获得良好物理机械性能和化学性能。 橡胶的硫化性能是反映橡胶在硫化过程中各种表现或者现象的指标,对进行科研、指导生产具有很大的实用价值,硫化性能主要包括焦烧性能、正硫化时间、硫化历程等,测定橡胶的硫化性能方法很多。其中以硫化仪和气泡点分析仪最佳。 ⑴ 门尼粘度计法 门尼粘度计法不但能测定生胶门尼粘度或混炼胶门尼粘度,表征胶料流变特性,而且能测定胶料的触变效应,弹性恢复、焦烧特性及硫化指数等性能,因此它是最早用于测定胶料硫化曲线的工具。虽然门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,但可以用它来推算出硫化时间。 ⑵ 硫化仪法 硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的试验仪器, 类型有多种。按作用原理有二大类。第一类在胶料硫化中施加一定振幅的力,测定相应变形量如流变仪;第二类是目前通用的一类。这一类流变仪在胶料硫化中施加一定振幅变形,测定相应剪切应力,如振动圆盘式流变仪。 3.1 橡胶门尼焦烧试验 胶料的焦烧是胶料在加工过程中出现的早期硫化现象,每个胶料配方都有它的焦烧时间(包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间)。在生产中应控制此段时间的长短。如果太短,则在操作过程中易发生焦烧现象或者硫化时胶料不能充分流动,而使花纹不清而影响制品质量甚至出现废品,如果焦烧时间太长,导致硫化周期增长,从而降低生产效率。当前测定焦烧时间广泛使用的方法是门尼焦烧粘度计(测定的焦烧时间称为门尼焦烧时间),此外也可以用硫化仪测其胶料初期时间(t10)。 3.1.1 门尼焦烧的试验原理 用门尼粘度计测定胶料焦烧是在特定的条件下, 根据未硫化胶料门尼粘度的变化,测定橡胶开始出现硫化现象的时间。 3.2 橡胶硫化特性测定 为了测定橡胶硫化程度及橡胶硫化过程过去采用方法有化学法(结合硫法、溶胀法),物理机械性能法(定伸应力法、拉伸强度法、永久变形法等),这些方法存在的主要缺点是不能连续测定硫化过程的全貌。硫化仪的出现解决了这个问题,并把测定硫化程度的方法向前推进了一步。 硫化仪是上世纪六十年代发展起来的一种较好的橡胶测试仪器。广泛的应用于测定胶料的硫化特性。硫化仪能连续、直观地描绘出整个硫化过程的曲线,从而获得胶料硫化过程中的某些主要参数。 上岛 硫化试验仪(无转子) 型号:VR-3110 在规定的温度下,混合橡胶放在上下平板膜腔之间并施以正弦波扭矩振动时,随着橡胶的硫化测定其扭矩的变化。可根据最大扭矩、最小扭矩、焦烧时间、硫化时间、粘弹性等其它因素的变化求出硫化特性的试验机。 上岛 气泡点分析仪型号:VR-9110 气泡点分析仪是能在需要的最小限度抑制橡胶的硫化时间的测试机,而对车胎、皮带、防振橡胶等产品的硫化工程控制有效。对生产性提高、能源消减、摩耗特性或者耐久性等产品特性的提高有益。 橡胶硫化不够时看到的内部气泡在硫化工程中控制 ,知道每种材料的最佳硫化时间。
  • 清华大学成功研制元成像芯片
    门捷列夫曾经说过:“科学是从测量开始的。”光学成像拓展了人类的认知边界,推动了科学的进步,同时也广泛应用于生活的方方面面。然而受到不可避免的镜面加工误差、系统设计缺陷与环境扰动的限制,实际成像分辨率与信噪比往往显著低于完美成像系统。如何实现无像差的完美光学成像,一直是光学中最重要且悬而未决的难题之一。记者从清华大学获悉,近日,该校成像与智能技术实验室提出了一种集成化的元成像芯片架构,为解决这一百年难题开辟了一条新路径。区别于构建完美透镜,研究团队另辟蹊径,研制了一种超级传感器,记录成像过程而非图像本身,通过实现对非相干复杂光场的超精细感知与融合,即使经过不完美的光学透镜与复杂的成像环境,依然能够实现完美的三维光学成像。该成果近日以“集成化成像芯片实现像差矫正的三维摄影”为题以长文形式发表在《自然》期刊上。减小光学像差是百年光学难题光线经光学系统各表面传输会形成多种像差,使成像产生模糊、变形等缺陷。光学系统设计的一项重要工作就是校正这些像差,使成像质量达到技术要求。传统光学系统主要为人眼所设计,秉持“所见即所得”的设计理念,聚焦在光学端实现完美成像。近百年来,光学科学家与工程师不断提出新的光学设计方法,为不同成像系统定制复杂的多级镜面、非球面与自由曲面镜头,来减小像差、提升成像性能。但由于加工工艺的限制与复杂环境的扰动,难以制造出完美的成像系统。“例如,由于大范围面形平整度的加工误差,难以制造超大口径的镜片实现超远距离高分辨率成像;地基天文望远镜,受到动态变化的大气湍流扰动,实际成像分辨率远低于光学衍射极限,限制了人类探索宇宙的能力,往往需要花费昂贵的代价发射太空望远镜绕过大气层。”研究团队负责人、中国工程院院士、清华大学自动化系教授戴琼海介绍。为解决这一难题,自适应光学技术应运而生,人们通过波前传感器实时感知环境像差扰动,并反馈给一面可变形的反射镜阵列,动态矫正对应的光学像差,以此保持完美的成像过程。基于此,人们发现了星系中心的巨大黑洞。然而,由于像差在空间分布非均一的特性,该技术仅能实现极小视场的高分辨成像,难以实现大视场多区域的同时矫正,并且由于需要非常精细的复杂系统,往往成本十分高昂。将所有技术集成在单个成像芯片上近年来,数字化的高速发展催生了计算光学这一交叉学科,为先进成像系统设计提供了新的思路。记者从清华大学获悉,早在2021年,该校自动化系戴琼海院士领导的成像与智能实验技术实验室研究团队发表于《细胞》期刊上的成果,就首次提出了数字自适应光学的概念,为解决空间非一致的光学像差提供了新思路。在此次最新的研究成果中,研究团队将所有技术集成在单个成像芯片上,使之能广泛应用于几乎所有的成像场景,而不需要对现有成像系统做额外改造,并建立了波动光学范畴下的数字自适应光学架构,通过对复杂光场的高维超精细感知与融合,在具备极大的灵活性的同时,又能保持前所未有的成像精度。“这一优势使得在数字端对复杂光场的操控能够媲美物理世界的模拟调制,就好像人们真正能够在数字世界搬移每一条光线一样,将感知与矫正的过程完全解耦开来,从而同时实现不同区域的高性能像差矫正。”戴琼海说。有望带来成像系统的颠覆性改变研究人员进一步介绍,上述元芯片的数字自适应光学能力有望带来成像系统的根本性改变。传统相机镜头的成本和尺寸都会随着有效像素数的增加而迅速增长,这也是高分辨率手机成像镜头即使使用了非常复杂的工艺也很难变薄、高端单反镜头特别昂贵的原因。戴琼海介绍,元成像芯片从底层传感器端为这些问题提供了可扩展的分布式解决方案,使得我们能够使用非常简易的光学系统实现高性能成像。除了成像系统存在的系统像差以外,成像环境中的扰动也会导致空间折射率的非均匀分布,从而引起复杂多变的环境像差。其中最为典型的是大气湍流对地基天文望远镜的影响,从根本上限制了人类地基的光学观测分辨率。数字自适应光学技术仅仅需要将传统成像传感器替换为元成像芯片,就能为大口径地基天文望远镜提供全视场动态像差矫正的能力。此外,元成像芯片还可以同时获取深度信息,相比传统光场成像方法,其在横向和轴向都具有更高的定位精度,为自动驾驶与工业检测提供了一种低成本的解决方案。戴琼海介绍,未来,课题组将进一步深入研究元成像架构,建立新一代通用像感器架构,或可广泛用于天文观测、工业检测、移动终端、安防监控、医疗诊断等领域。
  • 沃特世支持并参加2014年生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会
    上海-2014年8月18日--日前,由沃特世科技(上海)有限公司协办的“2014生物技术药物理化特性分析与质量研究技术研讨会”于北京顺利举办,会议由中国药学会主办、中国药学会生物药品与质量研究专业委员会承办。来自中国食品药品检定研究院、国家药典委员会及生物技术药物质量标准研究与检验检测机构、生物技术药物研发与生产机构的科技人员240人参会。会议专家们围绕着当前生物制药领域关注热点,做了相关的专题报告。来自中国食品药品检定研究院的饶春明研究员在“重组药物质量标准研究”的报告中,介绍了新版药典对生物技术药物的相关要求以及现代分析技术如液质联用在理化对照品分析上的应用,得到了与会者的广泛关注。糖基化作为蛋白质的一种重要的翻译后修饰,直接影响药物的有效性和安全性。来自爱尔兰国家生物工艺研究培训所(NIBRT)的Pauline M. Rudd教授介绍了三种不同的工作流程进行蛋白质糖基化分析:完整蛋白、游离N-链接寡糖和肽图分析。从样品处理、不同机理色谱分离的运用、系列外切酶酶切、荧光检测、质谱分析以及数据库和UNIFI生物信息学软件,和沃特世共同开发的这一整套方案帮助生命科学实验室解决对糖结构鉴定和定量分析的巨大挑战。 饶春明研究员做“重组药物质量标准研究”的报告 爱尔兰国家生物工艺研究培训所Pauline M. Rudd教授与与会专家交流抗体及抗体偶联物也是国际生物制药行业的热点。来自抗体药物与靶向治疗国家重点实验室-上海张江生物技术有限公司的王皓教授通过具体的应用案例介绍了利用UPLC-Q-Tof-BiopharmaLynx方案和QbD原则指导一种新型抗体融合蛋白的早期工艺开发。中国食品药品检定研究院的高凯研究员作了题为“抗体类生物治疗药物药学分析的特殊性”的报告,通过科学数据分析了N-端测序作为抗体鉴别和异质性检测的适用性,介绍了2015版药典人用重组单克隆抗体产品总论,生物类似药的可比性研究等内容。沃特世公司应用开发中心的陈熙博士通过具体分析数据和与Pfizer合作的数据介绍了沃特世基于UNIFI的生物制药平台化方案在ADC(抗体偶联药物)分子结构表征和质量研究上的应用,利用UPLC/Xevo G2-S QTof/UNIFI系统,能够自动进行DAR计算、药物结合位点确定以及游离药物的定量分析。王皓教授介绍LC-MS在一种新型抗体融合蛋白的早期工艺开发应用生物医药将成为我国新兴产业的强大经济增长支柱之一,然而生物制药门槛高,生产过程复杂,且天生具有“非均一性”的特点。沃特世同全球生物制药行业的发展保持着非常紧密的联系,我们了解生物药物开发的挑战,专注于不断开发和完善针对生物制药研发、生产和质量控制的应用方案。沃特世高级市场策略总监John Gebler博士在会上,回顾了10年以来沃特世公司在生物药分析表征上持续不断地技术和方案创新,以帮助满足法规监管机构对生物药品分析表征日益严格的要求,沃特世提供的方案包括从氨基酸分析、蛋白质一级结构分析到高级结构分析。沃特世基于UNIFI生物制药平台化方案,将稳定耐用的UPLC/MS系统和功能强大的UNIFI?软件结合在一起, 是业界第一个符合GxP要求且涵盖生物制药分析表征各个方面以及相应工作流程完整的解决方案。Gebler博士还介绍了沃特世LC/MSMS方案残留宿主细胞蛋白(HCP)分析和氢-氘交换质谱技术在蛋白质高级结构动态变化研究上的应用进展。沃特世高级市场策略总监John Gebler博士介绍UNIFI生物制药平台化方案作为分离科学和分析技术的引领者,沃特世专注于技术创新和解决方案开发,包括UPLC, UPLC/MS的多项产品和技术被USP、EP等各国药典收录为标准方法。不久前,沃特世和国家药典委员会签署了联合开放实验室合作协议,以期对中国药物质量控制做出积极贡献。沃特世一直秉承The Science of What’s Possible的理念,致力于帮助客户推动生物药品的研究开发,以促进生物医药行业的健康、快速发展,保障公众用药安全。相关新闻链接:http://www.nifdc.org.cn/CL0521/6023.htmlhttp://www.cpa.org.cn/Article/xhdt/201408/2033.asp沃特世生物制药分析:http://www.waters.com/waters/zh_CN/Biopharmaceutical-Analysis/nav.htm?cid=134528454UNIFI生物制药系统解决方案:http://www.waters.com/waters/zh_CN/Biopharmaceutical-Platform-Solution-with-UNIFI/nav.htm?cid=10195515&locale=zh_CN糖苷分离技术色谱柱http://www.waters.com/waters/zh_CN/Glycan-Separation-Technology-Columns/nav.htm?cid=10108578关于沃特世公司(www.waters.com)50多年来,沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)通过提供实用、可持续的创新,为实验室相关机构在医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测等领域创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者,沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持续的先进平台。2013年沃特世拥有19亿美元的收入,它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。
  • 美法科学家交付火星化学成分分析仪
    美国洛斯阿拉莫斯国家实验室表示,美、法两国科学家合作研究小组9月21日将研制的、名为“ChemCam”的仪器交付给了喷气推进实验室。该仪器将安装在计划于2011年发射的火星探测车“好奇”(Curiosity)上,其作用是帮助人们了解火星上的化学元素。  据悉,未来新的火星探测车抵达火星表面开始工作时,“ChemCam”仪器带有的激光器会向距离火星探测车7米处的目标发射激光,并利用激光诱导分解光谱(laser-induced breakdown spectroscopy)技术检测被激光照射目标物质所含的化学成分或元素。  具体分析过程是,首先用激光束轰击分析目标,轰击点仅为针头大小。在激光的作用下,被轰击的物质发生蒸发。随即利用光谱分析仪捕捉和分析蒸发物质发出的闪光。由于原子在激光作用下转变成电离原子时将发出光波,而不同的原子在电离时发出的光波波长不同,因此“ChemCam”可以通过将观察到的光波波长与自身携带的原子光谱数据库的数据进行比较,从而推断出被轰击目标物质中所含的原子或元素。  研究人员表示,即使岩石目标被灰尘遮盖也难不倒“ChemCam”分析仪,因为它可以先用激光清理掉灰尘或其他覆盖物,再对岩石样品进行分析。洛斯阿拉莫斯国家实验室“ChemCam”仪器研制负责人罗杰维恩斯说,他们汇集了众多的新理念才将该仪器变为现实。  “ChemCam”仪器法国参与人员负责人斯尔维斯特莫瑞斯认为,该仪器如同地质化学观察仪,将为人们提供有关火星的组成成分数据,以了解它过去、现在或将来是否适于居住。同时该仪器还将帮助火星探测车控制组选择最有价值的目标,供探测车上的其他仪器进行研究。未来,美、法联合研究小组将共同操控“ChemCam”在火星上的元素分析活动,并解释获得的数据。  “好奇”火星探测车是迄今为止针对火星探测最大且能力最强的机器人。它采用核动力驱动,自身重量超过了900公斤,尺寸大小如同小汽车。搭载它进入火星大气层的太空舱的大小甚至超过了当年搭载3名宇航员的“阿波罗”登月舱。包括“ChemCam”在内,“好奇”探测车上所要携带的仪器总数为10台。其他的仪器能够帮助人们了解火星矿产、嗅出有机物质、观察气象和辐射环境、钻探火星岩石(深度为数厘米)。根据原定计划,“好奇”探测车将于2011年11月从佛罗里达航天中心发射,2012年8月抵达火星。
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