上转换光谱仪

华东师大曾和平教授与黄坤研究员课题组在中红外高速光谱探测方面取得重要进展，发展了宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱测量技术，其具有逼近量子极限的单光子探测灵敏度和近百万帧每秒的光谱刷新率，可为燃烧场分析、高通量分选和化学反应跟踪等应用所需的高速灵敏红外光谱测量提供支撑。相关成果以《High-Speed Mid-Infrared Single-Photon Upconversion Spectrometer》为题于2023年5月9日在 Laser & Photonics Reviews 在线发表。中红外波段包含众多分子振转能级跃迁的特征谱线，是分子的“指纹”光谱区。高灵敏、高速率的中红外光谱技术在天文观测、药物合成和环境监测等诸多应用中具有重要应用。然而，传统中红外光谱仪的性能往往受到探测器灵敏度及宽带光源亮度的限制。长期以来，实现高信噪比的中红外高速光谱测量，一直都是红外光谱领域的研究热点。近年来，频率上转换技术为红外灵敏探测提供了一种有效方案。该技术通过非线性过程将中红外波段转换到可见光或近红外波段，进而利用高性能硅基探测器实现信号的灵敏捕获。当前，实现宽带光谱范围内的高转换效率与低背景噪声仍颇具挑战。迄今，单光子水平的超灵敏中红外光谱测量仍局限在较窄的光谱范围内，单次测量谱带一般仅为数十纳米。此外，基于热辐射或参量荧光作为照明源的上转换光谱仪，其较低的光谱亮度使得光谱探测速率受限。因此，实现宽波段、超灵敏、高帧频的中红外上转换光谱探测仍具挑战，亟需发展高亮度中红外光源、高效率频率转换和低噪声光子探测等关键技术。图2：宽波段中红外单光子上转换光谱仪示意图为此，研究团队构建了具有单光子探测灵敏度和亚兆赫兹刷新率的宽带中红外上转换光谱仪（图2）。在中红外光源制备方面，利用氮化硅（Si3N4）光子波导制备出覆盖1.5-4.2 μm的宽光谱中红外超连续谱光源，相对传统热辐射光源具有更好方向性、更优光束质量以及更高光谱亮度，且通过波导结构色散调控与泵浦光场时频控制，可以实现光谱覆盖范围以及光谱平坦度等参数的定制与优化（图3）。此外，相对于基于固态光学参量振荡器的中红外制备方式，基于光学波导集成的超连续谱源可以直接兼容光纤激光，为发展高集成、高稳定的中红外宽带相干光源获取提供了有效途径，有助于提升后续光谱测量的信噪比与刷新率。图3：基于氮化硅光子波导的中红外超连续谱产生，光谱覆盖范围1.5-4.2 μm在中红外光谱探测方面，研究人员发展了同步脉冲泵浦的非线性频率上转换探测技术，通过制备与红外信号光子时域高精度同步的泵浦脉冲，在啁啾性极化铌酸锂非线性晶体中实现了1700 nm超宽带的中红外高效转换，然后借助高性能可见光/近红外分光与探测器件，实现了高分辨、高灵敏的中红外光谱测量（图4）。为了进一步压制参量荧光噪声与环境背景噪声，研究人员结合高效空间滤波与光谱滤波技术，获得了高达210 dB的噪声抑制比，利用硅基EMCCD最终获得了0.2光子/纳米/脉冲的超灵敏度中红外光谱，光谱分辨率为5 cm−1。进一步地，得益于高亮度的宽带中红外源、高效率的频率转换以及高抑制比的噪声滤波性能，研究者利用高性能硅基CMOS相机实现了高达212,500帧的光谱采集速率，比此前相关报道在相同信噪比下提高了至少一个数量级。图4：宽波段中红外上转换光谱，探测灵敏度达0.2光子/纳米/脉冲值得一提的是，所发展的中红外光谱仪利用硅基探测阵列，能够在室温条件下工作，有助于其在实际应用中的稳定运行。在未来工作中，可将直波导换成双芯氮化硅波导，从而产生更加平坦的中红外超连续谱；通过优化频率转换泵浦脉冲的光谱宽度，利用啁啾脉冲非线性上转换技术，可以进一步提升系统的光谱分辨率；同时，将面阵列COMS相机换成线阵列，有望将光谱采集速率提高到MHz以上。该光谱仪具备的宽带光谱覆盖、单光子灵敏度和　兆赫兹刷新率等性能可为燃烧场分析、高通量分选和反应跟踪等领域的红外瞬态光谱测量提供有力支撑。本项成果得到了上海大学郭海润教授团队的支持，论文第一作者为博士研究生郑婷婷，通讯作者为黄坤研究员与郭海润教授。近年来，曾和平教授与黄坤研究员课题组在红外光子非线性测控方面开展了系列创新研究，先后发展了中红外单光子上转换成像技术、中红外非线性广角成像技术、中红外单光子单像素成像等。相关工作得到了科技部、基金委、上海市科委、重庆市科技局与华东师大的资助。

中红外（2.5-25 μm）波段能够覆盖复杂分子的振动和转动能级跃迁，揭示多种分子的基础吸收带和复杂化合物独特的光谱特征。因此，高效分析工具——超灵敏中红外光谱探测，成为智能生化传感、新兴材料研究、环境气体监测、高精度医学层析成像等领域的重要测量手段。近年来，随着非线性频率上转换技术的进步，基于频率上转换的中红外光谱探测技术表现出显著的科研潜力。该技术利用强泵浦光场作用于非线性光学材料，将中红外光子耦合转换至近红外或可见光波段进行探测，从而规避了现有中红外探测器噪声大的不足，成为了一种有效的中红外直接光谱探测的替代方案，有望在中红外光谱探测灵敏度、探测效率、响应速度、成本效益等方面取得重要突破。现有对中红外光谱探测系统的研究成果表明，进一步扩大中红外频率上转换技术的超灵敏、宽频段的优势，可使其更广泛适用医学、生物、国防等领域的应用。然而，基于多种非线性光学材料的宽带中红外频率上转换系统往往需要强泵浦场来提升宽带转换效率，且系统在短波泵浦模式下工作，强泵浦场导致的非线性参量噪声将覆盖中红外波段，使得实现超灵敏的宽带中红外光谱探测极具挑战。为解决上述问题，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室武愕、陈昱、蔡羽洁等研究团队基于非简并光子对的时间-光谱量子关联技术，提出了一种低功耗、强鲁棒性的高灵敏中红外单光子光谱探测方案，实验验证了单光子水平光子通量下的中红外样品光谱测量。相关研究成果发表于Photonics Research 2022年第11期。该文章报道了一种极低光子通量条件下的中红外上转换光谱测量方案。该方案利用结合同步频率上转换技术的非简并关联光子、对时间-光谱量子关联特性实现了单光子水平的中红外上转换光谱探测，降低了强泵浦非线性噪声和环境噪声对中红外光谱测量的影响，大幅度提高单光子水平下的中红外光谱测量灵敏度和鲁棒性。图（a）展示了基于时间-光谱量子关联的宽带中红外单光子上转换光谱探测系统光路图。利用啁啾极化铌酸锂晶体中的非线性过程，自发参量下转换产生非简并宽频带的关联光子对，光子对产生率6.76×106 counts s-1 mW-1。其中，中红外信号光子覆盖3.14-3.80 μm中红外波段，提供了大于660 nm的光谱探测波长窗口。图（a）单光子频率上转换量子光谱系统图；（b）38 μm厚聚苯乙烯薄膜透射光谱实验基于同步脉冲泵浦技术实现了中红外信号光子的非线性频率上转换，验证了中红外上转换光子（0.78-0.81 μm）与共轭的近红外预报光子之间的非经典相关性得以保留，展示了基于时间-光谱量子关联的中红外单光子上转换光谱测量的可行性。利用该系统对38 μm厚的聚苯乙烯样品进行透射光谱的测量，如图（b）所示。入射样品的中红外光子通量低至每脉冲0.09光子。实验表明，中红外单光子上转换光谱与傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的测量结果吻合，系统的光谱分辨率约为11.4 nm（10.5 cm−1）。相比于传统FTIR光谱探测方案，基于时间-光谱量子关联技术的宽带中红外单光子上转换光谱系统，既能够利用光子对的时间关联、频率关联量子特性降低频率上转换过程中多种噪声的影响，将中红外光谱测量灵敏度推进至单光子水平；又能使单光子探测器和单色仪等元件工作在其最优的工作波段，无需受待测样品特征波长的限制，拓展了系统的应用场景。系统高灵敏、低噪声、强鲁棒性、结构简单的优势，为光敏生化样品的中红外光谱测量提供了新的技术方案。后续将进一步开展更宽中红外带宽、更高灵敏度、更高信噪比的上转换光谱成像研究。

近日，中科院上海光机所精密光电测控研究与发展中心收到国家知识产权局颁发的“上转换发光生物传感器”发明专利证书，这表明该仪器已具有自主知识产权。 　　上转换发光生物传感器通过检测以纳米或亚微米红外上转换发光颗粒为标记物的免疫层析试纸条上检测带与控制带上的发光信号而实现样品中被检物的定量检测，是一种基于上转换发光技术的光学生物传感器(简称“UPT生物传感器”)，具有敏感性高、特异性强、稳定度高、适合于现场快速检测等优点。自2003年起，上海光机所紧跟国际先进光学生物传感技术发展动向，与军事医学科学院微生物流行病研究所、上海科炎光电技术有限公司等单位合作，发挥各自的专业特长与技术优势，开展了基于上转换发光技术的光学生物传感系统的研究与应用工作，其中上海光机所负责UPT生物传感器的研制。经过6年多的潜心研究，上海光机所解决了诸如试纸条表面上转换颗粒分布的精确定量测量、微弱光电信号的提取与处理、功能带自动搜寻定位算法等多项关键技术，研制成功了四代UPT生物传感器，已有100多台仪器成功应用于新疆、青海、云南、内蒙古、甘肃等鼠疫疫源地鼠疫菌的现场检测，国境口岸反生物恐怖现场快速检测，2008年奥运会安保等多中场合。 　　自本世纪初以来，上海光机所精密光电测控研究与发展中心大力拓展光学技术在生物医学领域的应用研究，经过近10年的不懈努力，使光学生物传感器发展成为该中心一个重要的研究方向。除UPT生物传感器外，该中心还研制成功了光纤倏逝波生物传感器、时间分辨荧光分析仪、定量金标免疫分析仪等生物医学快速检测仪器，至今共获得4项国家发明专利。同时，本中心与合作单位提出的“多重检测UPT生物传感技术”已作为子课题列入2008年启动的国家科技重大专项“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”。目前，该中心科研人员与相关企业合作，正在积极推进UPT生物传感器在临床诊断方面的应用，预计明年初UPT生物传感器将在乙肝、人C反应蛋白、甲胎蛋白等疾病标志物的快速诊断中得到实际应用。

ATR法不仅用于验证分析，还广泛用于异物分析。对ATR法扫描获取的光谱和用透射法扫描获取的光谱进行比较可以发现，因为原理不同，纵轴及横轴的数值有一定差别。所以，将ATR法的光谱与透射法的光谱或数据库进行比较时，通过对ATR光谱进行适当的校正，可取得更高精度的结果。本文向您介绍通过高级ATR校正，对ATR光谱和透射光谱进行近似处理的示例。经高级ATR校正可使ATR光谱与透射光谱相似。并且，如果通过透射法数据库检索ATR谱图，可获取高精度的检索结果。 岛津高级ATR校正功能，可对上述纵轴和横轴变化进行校正。该校正可同时进行以下3种校正：1. 受波长影响的红外光穿透深度带来的峰强度变化。2. 由折射率的异常分散引起的低波数峰偏移。3. 由偏光特性引起的来自朗伯-比尔定律的偏差。 在BCEIA2013上展出的岛津IRTracer-100 了解详情，请点击“将ATR 光谱转换为透射光谱的高级ATR 校正的介绍” 关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，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，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员团队在量子点光化学研究中取得新进展，实现了低毒性量子点敏化的近红外光至可见光的上转换，并将该体系与有机光催化融合，实现了高效快速的太阳光合成。红外光到可见光的上转换在能源、医学、国防等诸多领域具有重要意义。例如，对太阳能电池而言，上转换能使器件有效利用阳光中大量的低能量红外光子，颠覆性地提升太阳能转换效率。在各类上转换技术中，基于有机分子三线态湮灭的光敏化技术可对非相干、非脉冲光源实现上转换，具有较强的实用前景。然而，此前报道的近红外光敏剂普遍效率较低或含有贵金属和有毒金属，相对廉价环保的高效近红外光敏剂仍然有待开发。吴凯丰研究团队一直致力于胶体量子点的超快光物理与光化学研究。在超快光化学领域，团队深入系统研究了量子点敏化有机分子三线态的动力学机制，并探索了这些新机制在光子上转换、有机光合成等领域的初步应用。在这些前期基础之上，团队开发了CuInSe2基量子点，用于替代剧毒性的铅基近红外量子点，实现三线态敏化和近红外上转换。本工作中，团队首先制备了ZnS包覆的Zn掺杂CuInSe2核壳量子点，有效解决了该类量子点缺陷多和稳定性差的难题。团队在量子点表面修饰羧基化的并四苯分子作为三线态受体，并采用红荧烯分子作为湮灭剂，构建了溶液相上转换体系。时间分辨光谱研究表明，该类量子点的光生电子和空穴都会在皮秒尺度被局域在量子点本身的缺陷位点。该局域化电子—空穴对仍然能够在纳秒尺度传递至量子点表面的并四苯分子，高效生成自旋三线态，并进一步传递至溶液中的红荧烯分子，进行三线碰撞湮灭。该体系实现了近红外至黄光的上转换，量子效率高达16.7%。此外，团队进一步将该上转换体系与有机光催化融合，将上转换产生的红荧烯单线态直接用于“原位”有机氧化、还原、光聚合等反应。该设计巧妙避免了上转换光子传播至溶液表面所经历的量子点重吸收损失。此外，得益于近红外光子的有效利用和量子点的宽谱吸收特性，该上转换—有机催化融合体系可在太阳光下高效快速运行。在室内窗台上(光照强度约32 mW cm-2)，几秒内即可实现丙烯酸酯的光诱导聚合。该工作不仅实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见高效上转换，还发展了一种高效快速太阳光合成的新路径。这一交叉创新型研究成果对光化学和光合成技术的发展具有重要意义。相关成果以“Near-infrared photon upconversion and solar synthesis using lead-free nanocrystals”为题，于近日发表在《自然—光子学》(Nature Photonics)上。该工作的共同第一作者是我所1121组梁文飞、聂成铭博士、杜骏副研究员。上述工作获得了中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、我所创新基金等项目的支持。

近期，智能所刘锦淮课题组杨良保研究员等人将上转换发光材料引入表面增强拉曼光谱(SERS)研究中，实现了长波长、低能量激光下高灵敏的SERS检测，对SERS技术应用于实际检测具有十分重要的意义。相关成果已发表在英国皇家化学会《材料化学A》和《分析家》杂志上(J. Mater. Chem. A, 2015, DOI: 10.1039/C5TA03143E, Analyst, 2015, DOI: 10.1039/C5AN00441A)。　　近年来，SERS技术由于可以进行无损、高灵敏的指纹识别检测而一直备受关注，已经广泛应用各大基础研究领域。但如何发展一种SERS基底使其更好的应用于实际检测和监测研究仍然是一个很大的挑战。　　针对以上问题，刘洪林博士等研究人员通过简单的方法合成了上转换材料与贵金属的复合材料NaYF4:Yb,Er@Ag和NaYF4:Yb,Er@SiO2@Ag。利用上转换材料NaYF4:Yb,Er将近红外光转换为常用的可见光，实现了近红外激光下超灵敏的SERS检测和表面等离子体催化反应，并通过一系列的对比实验阐明了近红外激光下复合SERS基底高灵敏检测的机理。研究人员通过改变上转换材料的发光中心制得了另一种复合SERS基底(NaYF4:Yb,Tm@TiO2@Ag)，成功实现了二氧化钛在非紫外光下的光催化降解行为。同时利用SERS技术监测不同波长单色激光下各光催化剂的光降解反应过程，为NaYF4:Yb,Tm@TiO2@Ag在非紫外光下光催化降解反应提供了直接证据，也为SERS应用提供了新的方向。　　该研究工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大科学研究计划纳米专项和国家自然科学基金等项目的支持。　　文章链接： 　　1.http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/an/c5an00441a　　2. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ta/c5ta03143e 上转换材料中能量转移以及由表面等离子体共振引起的电磁场增强示意图

催化转换器是一种有助于汽车产生更清洁排放物的装置。催化转换器通过使用催化剂（一种加速化学反应的基质）将排气系统中的有害气体转化为污染较少的气体。这种设备还可以通过另一种方式 — 回收利用，起到保护环境的作用。催化转换器的回收除了能减少废物外，在经济性上也有所帮助，因为催化转换器中含有稀有金属。催化转换器内的催化剂成分通常是铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）的组合，这些都是稀有且昂贵的铂族金属（PGM）。通过对催化转换器废料进行适当的分类和处理，可将这些金属回收并重新用于制造新的催化转换器或其他设备。使用手持式荧光光谱仪识别催化转换器废料中的铂族金属回收工厂需要一种快速、准确的方法，在回收过程的多个步骤中识别这些令人们趋之若鹜的金属。手持式荧光光谱仪是一种有用的工具，可以在现场对催化转换器废料进行元素分析，以进行快速分拣和定价。虽然像Vanta系列这样的手持式XRF光谱仪可以快速提供答案，但遵循最佳做法以确保分析仪充分发挥其固有性能也比较重要。在回收厂，一名技术人员正在使用手持式XRF分析仪检测催化转换器废料要优化您的Vanta手持式XRF光谱仪，以便在催化转换器回收的过程中更快地检测并测量铂、钯和铑等元素，请采用以下快速技巧：检查您的仪器窗口首先，检查您的手持式XRF光谱仪上是否安装了正确的窗口。例如，我们根据Vanta型号和X射线管类型提供了不同的仪器窗口。另一个需要考虑的重要因素是窗口的状况。窗口是否完好无损? 您要检查窗口是否有任何刺破或撕裂的迹象。如果看到有孔洞，就该更换窗口了。要使分析仪正常工作，保持窗口清洁至关重要。在检测之前，请确保用酒精或湿巾清洁窗口。正确制备用于检测的样品为了使XRF分析获得具有代表性的准确结果，我们建议您通过研磨、筛滤、匀质处理方法，对催化剂废料进行适当的制备。将分析仪与便携式Vanta工作站结合在一起使用，在完全联锁的系统中测量铂族元素。按等级对废料进行分类在匀质处理催化剂废料之前，回收商应使用Vanta分析仪对废料进行分类和分离，将相同类型的材料放在一起。催化剂废料分为三个或四个等级，例如：氧传感器三路转换器双向转换器柴油微粒过滤器（DPF）核查检测时间在检测汽车催化转换器废料中的铂族元素时，确保使用正确的检测时间至关重要。以下是一些建议使用的检测时间：快速扫查，以探测铂、钯、铑：光束1 — 最长15秒。这是进行基本分类和确定是否存在铂族元素及钽（Ta）和硒（Se）添加物的不错选择。标准检测，以探测铂、钯、铑：光束1 — 最长30秒，光束2 — 最长15秒。这种检测方式非常适合于完全制备送至精炼厂的样品。全面扫查，以探测到所有元素：光束1 — 最长45秒，光束2 — 最长15秒。可用于优化精炼厂内的回收过程。建议Vanta手持式XRF光谱仪在测量铂、钯和铑元素时使用的检测时间随着全球对铂族金属需求的快速增长（分析师预测全球铂族金属市场将以4.38%的复合年增长率增长），催化转换器回收商需要高效工作，才能满足这种需求。

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导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电转换技术是利用材料的塞贝克效应与帕尔贴效应将热能和电能进行直接转换的技术，包括热电发电和热电制冷。这种技术具有系统体积小、可靠性高、不排放污染物、适用温度范围广等特点。热电器件可以实现热能和电能的直接转换，在废热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值，对热电发电器件的能量转换效率进行测量是评价热电材料和器件性能的重要基础。 热电材料性能指标的关键在于能源转换效率，其由材料的无量纲热电性能优值（ZT值）决定。由ZT值的定义式（ZT = (Sσ/κ)T）可知，在给定温度T下，高性能热电材料应具有大的塞贝克系数S、高的电导率σ和低的热导率κ。然而，这些热电参数相互之间具有强烈的耦合关系，使得热电材料的性能优化具挑战性，调控这些强烈耦合的复杂热电参数是提高材料ZT值和热电转换效率的关键。随着热电材料领域的研究越来越受重视，不断涌现出了诸多提升ZT值的有效策略：优化载流子浓度以提高电导率；调整电子能带结构、晶体结构、相结构等优化电传输性能；通过引入点缺陷、位错、晶界、纳米沉淀物等进行多尺度分层架构设计以降低热导率；探索和开发具有本征低热导率特性的新材料体系；通过高通量及基于基因计算等预测潜在热电材料等。近日，北京航空航天大学材料科学与工程学院赵立东教授团队与南方科技大学、清华大学及武汉理工大学的科研团队合作，通过掺杂Pb，显著提高了p型SnSe晶体室温附近的电传输性能。该工作以《Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments》为题目发表在《Science》上。 以往研究中，多选用窄带隙或半金属材料作为热电制冷材料，赵立东教授课题组则主要开发宽带隙热电材料，利用各向异性调和电输运与热输运的矛盾。该研究通过在动量空间和能量空间同时作用的多价带协同传输策略，实现了p型SnSe晶体热电性能的显著提升；并制备了基于SnSe晶体材料的热电器件，测试其温差发电性能（大发电量及功率），还实现了大温差的电子制冷。这一研究表明SnSe基晶体材料在温差发电和电子制冷方面有巨大潜力，使用p型SnSe晶体制备的器件，其制冷性能达到了使用传统BiTe基材料商用器件的70%（210K温差下），但SnSe基热电材料具有成本低、重量轻且储量更加丰富等优势，具备十分巨大的应用价值。图1. 使用PEM-2测得的温差发电器件性能：电压（A）和输出功率（B）以上工作中，材料的电导率、塞贝克系数使用日本Advance Riko公司生产的塞贝克系数/电阻测量系统ZEM-3测得，热电转换器件（TEG）的发电量、输出功率及热电转换效率使用日本Advance Riko公司生产的热电转换效率测量系统PEM-2测得。图2. 使用PEM-2测得的温差发电器件的转换效率 日本Advance Riko公司已专业从事“热”相关技术和设备的研究开发近60年，并一直走在相关领域的前端，为各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本Advance Riko公司的新先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及大气环境下热电材料性能评估系统F-PEM引进中国。2018年7月，Quantum Design中国与日本Advance Riko达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本Advance Riko先进的热电相关设备介绍到中国。目前，所有中国用户购买的日本Advance Riko热电产品，均由Quantum Design中国公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国公司在日本Advance Riko公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。参考文献：[1] Qin Bingchao et al., Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments, Science 30 Jul 2021: Vol. 373, Issue 6554, pp. 556-561[2] 《Science》刊发北航赵立东教授课题组在电子制冷材料研究上的新进展，北京航空航天大学新闻网[3] 南科大何佳清团队在Science发表SnSe热电材料和器件重要成果，南方科技大学新闻网 关注Quantum Design China微信公众号，在对话框中输入“热电”了解更多信息。

美国密歇根大学研究人员在《光学》期刊发表论文称，他们使用被称为极化子的独特准粒子开发了一种新型高效光电探测器，其灵感来自植物用来将阳光转化为能量的光合复合物。该设备将光能的远程传输与电流的远程转换相结合，有可能大大提高太阳能电池的发电效率。在许多植物中发现的光合复合物由一个大的光吸收区域组成，该区域将分子激发态能量传递到反应中心，在那里能量转化为电荷。极化子将分子激发态与光子结合在一起，赋予它类光和类物质的特性，从而实现远距离能量传输和转换。这种新型光电探测器是首次展示基于极化子的实用光电设备之一。　　为了创建基于极化子的光电探测器，研究人员必须设计允许极化子在有机半导体薄膜中长距离传播的结构。此外，他们必须将一个简单的有机检测器集成到传播区域中，以产生有效的极化子到电荷的转换。　　研究人员使用特殊的傅里叶平面显微镜来观察极化子传播，以分析他们的新设备。结果表明，新的光电探测器在将光转换为电流方面比硅光电二极管更有效。它还可从大约0.01平方毫米的区域收集光，并在0.1毫米的“超长”距离内实现光到电流的转换——这个距离比光合复合物的能量传递距离大3个数量级。　　到目前为止，观察的大多数极化子为封闭腔中的静止准粒子，顶部和底部都有高反射镜。这项新研究揭示了极化子如何在单个镜子的开放结构中传播，新设备还允许首次测量入射光子转换为极化子的效率。

我国云南楚雄拥有优越的自然生态资源，经济发展急需清洁能源支持。近日，京仪绿能公司和裕昆新能源在北京签约，京仪绿能中标裕昆新能源的云南楚雄4MW光伏电站的EPC总包服务，助力楚雄彝族自治州绿色发展。项目将应用京仪绿能自主知识产权JYNB-250KHE高效250kW光伏逆变器。 　　据介绍，太阳能电池产生的直流电必须通过逆变器转化成交流电才能用于民用和生产，转化过程中不可避免要损失一部分能源。大功率光伏逆变器占系统成本10%—15%，逆变器的能源转化效率决定了光伏发电系统投资回报率。目前国外龙头企业SMA占据该领域44%的市场份额，国内多数光伏企业依赖进口，进一步增加了本已高昂的发电成本。 　　今天举行的签约仪式上，京仪绿能自主知识产权JYNB-500KHE大功率高效500kW逆变器首次亮相，公司副总经理黄晓红表示，今年6月，该逆变器通过国家“金太阳”认证，包括环境测试、EMC测试、性能测试等。经检测最高转换效率为98.8%，居我国光伏太阳能行业首位。逆变器采用模块化设计理念，具有功率密度比高，结构紧凑、方便更换维护的竞争优势；其效率高、效率曲线陡峭，在国内已经发布的产品中优势明显；在进行暗室辐射和辐射抗干扰度测试等EMC测试中均一次性顺利通过，并且参数远低于行业标准。

“台式”变“掌上”FTIR光谱仪（傅里叶转换红外光谱）是利用红外光谱经傅里叶转换来分析杂质浓度的光谱分析仪器，可用于气体、液体的分析等。传统的FTIR光谱仪虽然具有无需利用昂贵的图像传感器的优点，但因其需要高度精准的光学分光仪，所以设备往往是比较大而且昂贵的台式仪器，这便很大程度上限制了设备的应用。“更小尺寸”也就成为FTIR光谱仪发展的一个重要技术话题。而说到“微小”则让人想到了MEMS（微机电系统）技术，它将微电子技术与机械工程相融合，可实现操作范围的在微米范围内。如果把这项技术融合在FTIR光谱仪之中，“台式”变“掌上”应该就不只是个梦了。经过重重技术难题的攻克，滨松公司终于实现了这一构想，成功开发出滨松MEMS-FTIR产品。其利用专有的MEMS技术（半导体材料的三维精密加工的尖端技术），在硅晶片上来制造所有的光学分光元件，最终在只有指尖那么大MEMS-FTIR驱动元件上，实现所有所需的光学功能，在这个超小型MEMS-FTIR核心驱动原件基础之上，滨松最终研制出了“掌上”MEMS-FTIR光谱仪。 滨松MEMS-FTIR驱动元件与“掌上”MEMS-FTIR光谱仪C12606 （75x100x27mm）MEMS技术的选择MEMS是通过一个硅晶片和半导体技术实现的具有最小尺寸的轻便的机械组件。硅晶片级的一致流程可实现MEMS的批量生产。基于硅技术，其在高弹性和高抗逆性上具明显的机械优势。而集成电路则使其可以轻易获得多种功能。此外，曝光引起的物理负荷亦可被忽略，所以是MEMS驱动器的最佳选择。滨松MEMS-FTIR把一个迈克逊干涉仪以及一个控制移动镜面的触动器高度紧密地集成在了一个硅晶片级别的封装中，一条接受入射光的光纤直接通过被动对准连接到MEMS芯片上，这样大幅的降低了组装成本。而通过DRIE(深反应离子刻蚀)，MEMS-FTIR驱动元件的每个光学组件的相对位置十分精确，公差不大于1μm，组装后无需进行任何的光学调整。滨松MEMS-FTIR 光谱仪C12606以及驱动原件内部构造迈克逊干涉仪的所有光学组件都在硅制造的壁面上形成。分束器通过利用硅与空气之间折射率的巨大差异，将入射光束按照菲涅尔反射（反射30%；透射70%）分割。移动镜面放置在静电驱动器和固定镜面上，其每个表面都通过蒸镀形成金属层，这形成了具有高反射率（高于98%）的全反射镜面。迈克逊干涉仪SEM图像更好、更便捷、更广阔的应用为了使该产品拥有更多新的应用可能，所有原件都被精细地封装在一个手掌大小、低成本的FTIR光谱仪模块之中，使用时只用通过USB连接到电脑，就能够进行光谱测量以及吸光度测量。该模块也可安装在相关的探测仪器之内进行工作。滨松MEMS-FTIR光谱仪测量示例滨松通过简化生产过程，使低成本、小型化与高灵敏度、高准确光谱相结合成为了可能。与大规模工厂或实验室中进行的传统测量不同，滨松MEMS-FTIR光谱仪可更加灵活的，在现场就地实施光谱分析。这种技术预期将来能够找到新领域中的应用。滨松公司的筑波中央研究院在MEMS-FTIR光谱仪应用实验中表明，该产品可精确测算葡萄糖含量。而近畿大学分子工学研究所的河濟博文教授研究得出，该产品亦可根据获得的光谱数据对透明塑料板(大概1mm)的类型进行判断。除此之外，该产品在探测汽车尾气排放中的酒精，以及实时监测农业场所的土壤等方面都有广阔的应用空间。葡萄糖溶液测量（滨松公司中央研究院提供数据） 塑料分类（近畿大学分子工学研究所河濟博文教授提供数据） 目前，滨松公司依然在进一步的积极促进基于MEMS的紧凑型红外光谱仪于“现场使用的分析工具”的应用，并将通过在ASIC（Application Specific Integrated circuit，特殊应用集成电路）芯片以及MEMS-FTIR驱动元件上集成更多功能，从而进一步缩小产品的尺寸，实现与移动设备，如电话、平板电脑、可穿戴设备等的连接使用，正真意义上赋予FTIR光谱仪全新的概念。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在磁光力混合系统研究方面取得新进展。该团队的董春华教授研究组将光力微腔与磁振子微腔直接接触，证明该混合系统支持磁子-声子-光子的相干耦合，进而实现了可调谐的微波-光波转换。该研究成果于2022年12月9日发表在国际学术期刊《Physics Review Letters》。 　　不同的量子系统适合不同的量子操作，包括原子和固态系统，如稀土掺杂晶体、超导电路、钇铁石榴石(YIG)或金刚石中的自旋。通过将声子作为中间媒介，可以实现对不同量子系统的耦合调控，最终构建能发挥不同量子系统优势的混合量子网络。目前，光辐射压力、静电力、磁致伸缩效应、压电效应已被广发用于机械振子与光学光子、微波光子或磁子的耦合。这些相互作用机制促进了光机械领域和磁机械领域的快速发展。在前期工作中，研究组利用YIG微腔中的磁振子具有良好的可调谐特性，结合磁光效应实现了可调谐的单边带微波-光波转换(Photonics Research 10, 820 (2022))。但是由于目前磁光晶体微腔的模式体积大、品质因子难以进一步突破，从而限制了磁光相互作用强度，导致微波-光波转换效率较低。相比之下，腔光力系统虽已实现高效的微波-光波转换，但由于缺乏可调谐性，在实际应用中会受到限制。 图注：a-b.磁光力混合系统示意图，支持磁子-声子-光子相干耦合；c.微波-光波转换。 　　该工作中，研究组开发了一种由光力微腔和磁振子微腔组成的混合系统。系统中可以通过磁致伸缩效应对声子进行电学操控，也可以通过光辐射压力对声子进行光学操控，而且不同微腔内的声子可以通过微腔的直接接触实现相干耦合。基于高品质光学模式对机械状态的灵敏测量，课题组实现了调谐范围高达3GHz的微波-光学转换，转换效率远高于以往的磁光单一系统。此外，研究组观测了机械运动的干涉效应，其中光学驱动的机械运动可以被微波驱动的相干机械运动抵消。总体而言，该磁光力系统提供了一种有效进行操控光、声、电、磁的混合实验平台，有望在构建混合量子网络中发挥重要作用。 　　沈镇、徐冠庭、张劢为该论文的共同第一作者，董春华为该论文的通讯作者。上述研究得到了科技部重点研发计划、中国科学院、国家自然科学基金委、量子信息与量子科技前沿协同创新中心等单位的支持。

【科学背景】随着超高清显示技术的快速发展，对有机发光二极管（OLEDs）中高效深蓝光发射器的需求引起了广泛关注。深蓝光发射器不仅在色彩饱和度和显示质量方面起着至关重要的作用，还直接影响着OLEDs未来的发展前景。在此背景下，开发具有高效率和超纯发光的深蓝色发射器成为当前OLED技术面临的核心挑战。深蓝光发射器的设计面临诸多问题，尽管蓝色磷光和供体-受体型热激活延迟荧光（TADF）发射器可以实现接近100%的内部量子效率，但由于结构弛豫和第一单线态激发态（S1）与基态（S0）之间的振动耦合，难以保持发光颜色的纯度。此外，为了满足最新的BT.2020蓝色标准，发射器不仅需要优化发射峰，还需减少半高宽（FWHM）并限制光谱拖尾。然而，现有的深蓝色发射器在实现这些目标时，常面临光谱展宽和颜色纯度不达标的问题，且装置效率常出现严重滚降。为了解决这些问题，深圳大学杨楚罗教授提出了一种基于高度扭曲的双硼MR-TADF核心的分子设计策略，通过引入线性扩展的π骨架，实现了大自旋轨道耦合和小ΔEST值，从而显著加快了RISC速率（达到2.29 × 106 s&minus 1）。此外，通过合理选择元素组合，成功地将发射波长精确控制在458 nm，FWHM低至12 nm。这种设计不仅解决了传统深蓝光发射器在颜色纯度和效率上的矛盾，还通过优先的水平发光偶极取向（Θ∥达到97%），进一步提高了装置的光输出效率。最终，在OLED器件中实现了接近BT.2020标准的深蓝色光发射，并达到了世界领先的外量子效率（EQE），为超高清显示应用提供了新的技术路径和理论依据。【科学亮点】1. 实验首次设计了扭曲的多硼基MR-TADF框架，并将其集成到线性扩展的π骨架中，从而实现了深蓝色发光体在光谱特性上的突破。此设计策略使得发射器具备了极其狭窄的发射带（FWHM为12 nm）和接近100%的量子产率（ФPL），主要归因于扩展核心的高结构刚性、非键合特性以及合理的元素组合。2. 实验通过优化三重态上转换过程（RISC），实现了kRISC值达到106 s–1的快速上转换，这得益于扭曲结构引起的大自旋轨道耦合（SOC）矩阵元，以及由线性扩展MR-TADF骨架带来的小ΔEST。通过这一优化，发光体在OLED器件中的性能显著提升。3. 采用双元发光层的OLED器件达到了BT.2020蓝色标准，并展现了优异的性能，最高外量子效率（EQEmax/1,000）分别为39.2%/28.7%，且FWHM仅为14 nm。进一步整合TADF敏化剂后，器件性能进一步提升，EQEmax/1,000分别达到44.6%/38.8%，并保持了窄的发射光谱。4. 在串联器件架构下，实现了深蓝区域内的最高效率，EQEmax/1,000分别为74.5%/65.3%。这些结果表明，该设计策略在深蓝色MR-TADF分子的色纯度和自旋翻转过程方面取得了显著进展，为超高清显示应用的高效OLED提供了有力的解决方案。【科学图文】图1： 分子设计。图2：DPA-B2 、 DPA-B3 、 DPA-B4和Cz-B4的光物理性质。图3：基于DPA-B2 、 DPA-B3 、 DPA-B4和Cz-B4的非敏化OLED的EL性能。图4: 基于 DPA-B4 的 HF 器件和两单元串联 HF 器件的 EL 性能。【科学启迪】本文利用扭曲的多硼基框架与线性扩展的π骨架相结合的策略，突破了以往发射器的光谱限制，实现了超窄发射带（FWHM为12 nm）和接近100%的量子产率。这一创新设计展示了如何通过调节分子结构来优化光学性能，从而满足高色纯度的需求。其次，优化的三重态上转换过程（kRISC值达106 s–1）显示了大自旋轨道耦合（SOC）矩阵元对提高发射效率的关键作用。这一发现表明，结构设计对于加速三重态到单重态的转换至关重要，有助于提升器件的整体效率。进一步的应用研究表明，该策略在OLED器件中不仅达到了BT.2020蓝色标准，还实现了高外量子效率（EQEmax/1,000达74.5%/65.3%）。这些成果表明，通过系统的分子设计和结构优化，可以显著提升深蓝色OLED的性能，为未来高解析度显示技术的发展奠定了坚实基础。参考文献：Hua, T., Cao, X., Miao, J. et al. Deep-blue organic light-emitting diodes for ultrahigh-definition displays. Nat. Photon. (2024). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01508-w

基于太阳光开展能源转化和工业生产，是解决全球能源危机、助力我国实现“双碳”目标的重要路径之一。太阳光中蕴含着大量的红外光子，这些光子不为人眼所见，且能量较低，通常难以有效转化和利用。胶体量子点是一类溶液法生产的理想捕光材料，它们的吸光范围很容易被拓展至红外波段。同时，吸光后的激发态量子点能够参与丰富的光化学转化过程，生产太阳燃料或者精细化学品，是国际上的重要科学前沿。近日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）研究员吴凯丰团队在量子点光化学研究中取得重要进展。团队率先实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见上转换，并将该体系与有机光催化融合，实现了高效快速的太阳光合成，有望对光合成技术产生深远影响。相关成果发表在《自然-光子学》上，共同第一作者是大连化物所博士梁文飞、聂成铭和副研究员杜骏。利用低毒性量子点开展近红外光子上转换和有机催化合成红外光到可见光的上转换在能源、医学、国防等诸多领域具有重要意义。比如对太阳能电池而言，上转换能使器件可以有效利用阳光中大量的低能量红外光子，颠覆性地提升太阳能转换效率。在各类上转换技术中，基于有机分子三线态湮灭的光敏化技术可对非相干、非脉冲光源实现上转换，具有较强的实用前景。然而，此前报道的近红外光敏剂普遍效率较低或含有贵金属和有毒金属，相对廉价环保的高效近红外光敏剂仍有待开发。前期工作中，团队深入系统地研究了量子点敏化有机分子三线态的动力学机制，并探索了这些新机制在光子上转换、有机光合成等领域的初步应用。此次研究中，团队聚焦于CuInSe2基近红外量子点，该类量子点相对绿色环保，可用于替代剧毒性的铅基近红外量子点。团队制备了ZnS包覆的Zn掺杂CuInSe2核壳量子点，有效解决了该类量子点缺陷多和稳定性差的难题。随后，在量子点表面修饰羧基化的并四苯分子作为三线态受体，并采用红荧烯分子作为湮灭剂，构建了溶液相上转换体系。该体系成功实现了近红外至黄光的上转换，量子效率高达16.7%。进一步地，团队将该上转换体系与有机光催化融合，将上转换产生的红荧烯单线态直接用于“原位”有机氧化、还原、光聚合等反应，巧妙避免了上转换光子传播至溶液表面所经历的量子点重吸收损失。此外，得益于近红外光子的有效利用和量子点的宽谱吸收特性，该上转换-有机催化融合体系可在太阳光下高效快速运行。在室内窗台上（光照强度约32 mW cm-2），几秒内即可实现丙烯酸酯的光诱导聚合。“一个世纪以来，在阳光下进行有机合成是许多科学家的想法，但前期的探索主要局限于利用太阳光中的可见光子。”吴凯丰说，“这项研究将太阳能合成的范围扩大到了阳光中丰富的可见光和近红外光子，将有力地推动光合成技术的发展。”该工作不仅实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见高效上转换，还发展了一种高效快速太阳光合成的新路径。这一交叉创新型研究成果对光化学和光合成技术的发展具有重要意义。

0512高效液相色谱法“方法转换” 2015版与2020版药典中“色谱参数调整”比较2015年版《中国药典》0512通则规定：品种正文项下规定的色谱条件（参数），除填充剂种类、流动相组分、检测器类型不得改变外，其余如色谱柱内径与长度、填充剂粒径、流动相流速、流动相组分比例、柱温、进样量、检测器灵敏度等可适当调整。 2020版药典全面增订“色谱参数允许调整的范围”，品种项下条件不再是固定的，本次增订内容提供了“使用不同粒径、内径色谱柱的液相色谱方法转换的操作准则”，用户可依据通则进行HPLC法向UHPLC法转换，可有效较少单针分析时间，提高分析通量，减少仪器用电耗能、人工成本、废液处理成本、试剂成本。注：表格来自《中国药典》2020年版四部 0512通则 可通过相关软件计算表中流速、进样体积和梯度洗脱程序的调整范围，并根据色谱峰分离情况进行微调。 岛津方法转换应对方案 面对标准变化和用户需求，岛津提供“方法转换工具”、超高效液相色谱仪、色谱柱整体解决方案助力用户应对方法转换。 岛津方法转换工具 岛津方法转换工具特点• 全中文界面，操作简便，既支持独立运行，亦可嵌入LabSolutions工作站运行，可兼容不同的岛津机型，产品系列、型号和产品图可视化。• 内置ChP（中国药典2020年版）计算公式，自动计算流速、进样体积、梯度洗脱程序；内置流速自定义输入框，如调整，软件自动同步计算调整后的梯度程序。• 内置梯度模式、混合器体积、最大进样体积、死体积及检测池体积选择项目，方便用户进行系统匹配。• 可实现梯度开始时间或梯度程序的调节，梯度表折线图及转换前后梯度叠加图显示可视化；速度提升倍数、节约溶剂量显示可视化，助力成本核算。• L/dP值自动计算，自动计算参考范围（0512通则色谱参数允许调整的范围），自动检查是否超范围与超出参考范围提示（红色标记，评价区文字提示）。• 仪器系统压力预测，自动提示是否超出型号耐压限值并给出提示，指导选择合适型号仪器与色谱柱可为仪器选型和色谱柱规格选择提供参考。 使用方法1点击初始方法和目标方法下对应系列按键，进入设置界面，选择转换前后的仪器型号，梯度模式和混合器体积。2先后输入当前HPLC使用色谱柱和计划转换后UHPLC使用色谱柱规格，需注意L/dp 值应在原有数值的-25%～+50%范围内。3左侧输入转换前HPLC色谱方法条件，软件自动计算转换后条件数值。4左侧梯度表输入当前HPLC梯度程序，右侧即会自动转换为UHPLC梯度。5评价区智能提示超限项目。 使用注意事项为获得良好方法转换效果及高匹配色谱图表现，建议使用同一品牌同一系列（如Shim-pack系列）或者性能相近的色谱柱。 对于梯度分析， 系统延迟体积对于分析影响较大，需要注意HPLC和UHPLC使用仪器混合器体积差异，并在软件设置模块输入相应参数。 不同LC平台选择和对应色谱柱选择岛津多系列HPLC可以满足用户不同分析需求，选择和 LC 液相系统更为匹配的色谱柱可以获得更高的分离效率，如下表格总结了针对不同的液相系统配置如何选择色谱柱。 应用案例 赤芍配方颗粒HPLC转化为UHPLC法 转换成UHPLC法后，分析效率提升至原来的3倍以上。转换成UHPLC法后，特征峰顺序、数量、RRT、相对峰面积均符合标准规定。 银杏叶提取物UHPLC法转化为HPLC法 转换前后，各色谱峰出峰顺序和个数保持一致，指纹图谱相似度均达到0.90以上。

中国科学院大连化学物理研究所发布消息称，该所吴凯丰研究员团队近日在量子点光化学研究中取得重要进展。团队率先实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见上转换，并将该体系与有机光催化融合，实现了高效快速的太阳光合成。相关成果发表在《自然-光子学》上。基于太阳光开展能源转化和工业生产，是解决全球能源危机的重要路径之一。太阳光中蕴含着大量的红外光子，红外光到可见光的上转换在能源、医学、国防等诸多领域具有重要意义。比如对太阳能电池而言，上转换能使器件可以有效利用阳光中大量的低能量红外光子，颠覆性地提升太阳能转换效率。然而，近红外光敏剂普遍效率较低或含有贵金属和有毒金属，相对廉价环保的高效近红外光敏剂仍有待开发。据介绍，前期工作中，团队深入系统地研究了量子点敏化有机分子三线态的动力学机制，并探索了这些新机制在光子上转换、有机光合成等领域的初步应用。此次研究中，团队聚焦于铜铟硒(CuInSe2)基近红外量子点，该类量子点相对绿色环保，可用于替代剧毒性的铅基近红外量子点。此外，得益于近红外光子的有效利用和量子点的宽谱吸收特性，该上转换有机催化融合体系可在太阳光下高效快速运行。在室内窗台上几秒内即可实现丙烯酸酯的光诱导聚合。“一个世纪以来，在阳光下进行有机合成是许多科学家的想法，但前期的探索主要局限于利用太阳光中的可见光子。”吴凯丰说，这项研究将太阳能合成的范围扩大到了阳光中丰富的可见光和近红外光子，将有力地推动光合成技术的发展。吴凯丰表示，该工作不仅实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见高效上转换，还发展了一种高效快速太阳光合成的新路径。这一交叉创新型研究成果对光化学和光合成技术的发展具有重要意义。

虹科车载以太网媒体转换器合集——带你走进物理层TX与T1的双向转换总述：Media Converter可在车载以太网连接 (100BASE-T1或1000BASE-T1或10GBASE-T1)和任何具有带RJ-45连接器的标准以太网网络接口卡 (NIC) 的设备之间建立物理层转换。在转换过程中，设备不存储或修改任何数据包，并具有高可靠性。 一个镀锌钢板的便携外壳，加上方便配置DIP开关，使用户可以毫不费力地与转换器交互。它的设计使它便于携带，易于安装在测试架上。金属外壳使其具有坚固的IP20保护性能。是理想的智能、易于管理的解决方案，协助高效处理车载以太网的工作。它使用车规级连接器，满足在下一代车辆系统中测试与验证最先进的通信技术解决方案日益增长的需求。Media Converter产品亮点1. 100BASE-T1 &bull 全双工100BASE-T1 (1 x非屏蔽双绞线-UTP) 快速转换为100BASE-TX&bull 应用BCM 100BASE-T1 PHY&bull 2 x DIP开关，便于配置 (Master/Slave HalfOut/FullOut) &bull 2 x状态指示灯 (包括Linkup和Data数据指示灯)2. 1000BASE-T1 &bull 应用Marvell 88Q2112 A2 PHY, 兼容100BASE-T1&bull 1 x RJ-45端口，用于100BASE-TX/1000BASE-TX&bull 1 x 100/1000BASE-T1端口，不同接口：MATEnet、HMTD (若ECU端带有四孔HMTD接口或需要其他接口，可以修改线束来匹配)&bull 4 x DIP开关，便于配置 (Master/Slave 100/1000 Mbit/s 传统/IEEE模式 帧生成)&bull 状态指示灯&bull MQS连接器&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”3. 2.5/5/10GBASE-T1&bull 允许通过2.5/5/10GBASE-T1多千兆的车载以太网端口轻松地连接到ECU&bull 兼容车载以太网的PHY 88Q4364 2.5G/5G/10GBASE-T1 IEEE 802.3ch&bull 1 x H-MTD端口，用于10GBASE-T1&bull 1 x 标准 SFP+模块 (10GBASE-T，光学，直接连接电缆)&bull 4 x 状态指示灯&bull 4 x DIP开关，便于配置 (Master/Slave 10GBASE-T1/other 2.5GBASE-T1/5GBASE-T1)&bull I/O信号，易于与自动化系统接口&bull 输入信号用于启用“强制Slave模式”和“强制链路断开”&bull 输出信号用于通知“链路连接状态”Media Converter应用领域1. 具体用途有：激光雷达、相机等传感器数据采集；自动化在环HiL测试；下线测试EOL；DV和PV试验等。2. 针对性案例：车载以太网接口的传感器，通过转换器与PC上位机连接，进行数据传输。

近日，南昌大学化学化工学院、高分子及能源化学研究院陈义旺教授团队在能源转化和存储领域取得重要研究进展。在能源转化领域，通过调节铅基/非铅基钙钛矿吸光层结晶行为，实现高效、稳定钙钛矿光伏器件。在能源存储领域，通过构造和调控多级纳米结构与电极界面，实现高效氧还原电催化剂和锌金属电池的制备。得益于简易的溶液加工方式、优异的半导体性能以及对柔性可穿戴设备的兼容性，钙钛矿太阳电池已成为光伏商业化应用中极具潜力的候选者之一。然而，相比于传统光伏技术长达20年的使用寿命，钙钛矿太阳电池的稳定性仍是制约其商业化应用的关键因素。作为制备钙钛矿太阳电池的初始材料，前驱体溶液中的高活性组分极易发生副反应，从而引发钙钛矿太阳电池的效率批次性以及稳定性问题。此外，由于对溶液表征手段的局限性，前驱体溶液中胶粒的组装行为对后续晶体的生长影响仍未可知。鉴于此，陈义旺团队利用先进的液体飞行时间二次离子质谱仪作为“分子眼”评估前驱体物种差异，刨析前驱体溶液接触空气后的化学演变，直观揭示钙钛矿前驱体溶液老化本质。同时，结合氢键强度变化与离子团簇含量差异，可视化低维钙钛矿前驱体溶液中胶粒组装与量子阱演化之间的内在联系，实现低维钙钛矿模组可印刷性的突破。为进一步论证氢键作用在形核结晶过程的普适性，在无铅钙钛矿体系中揭示了以盐析结晶为主导的反溶剂机制和以氢键强弱为依据的挑选反溶剂的通用规则，发展了以乙酸为代表的一类多功能绿色新型反溶剂。此外，针对两步法中碘化铅的残留问题，引入“多功能胶囊”概念构筑多孔通道，促进固液界面反应，并通过下转换效应提高光利用率，实现高效、稳定的钙钛矿太阳电池的制备。团队进一步总结了钙钛矿太阳电池中离子迁移的起源和抑制离子迁移的有效策略，并创新性地从整体器件的角度提出了抑制离子迁移的前瞻性方法，为开发高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了新思路。针对当前商业化的锂离子电池面临的性能、安全和成本等瓶颈，研发下一代环境友好型储能技术以提高器件功率密度、能量密度、安全性，降低制造成本显得尤为重要。得益于资源丰度高及绿色无污染等特性，水系锌基电化学储能器件极具发展前景。为提高水系锌空气电池的功率密度及稳定性，陈义旺团队通过在邻苯二甲腈功能化石墨烯表面经微波聚合原位生长铁酞菁聚合物，通过液相原位电荷剥离策略，制备得到铁酞菁聚合物纳米片纵向接枝于石墨烯的多级次纳米片，作为高效氧还原电催化剂用于液态和柔性准固态锌空气电池。此外，为克服锌金属负极面临的枝晶生长、腐蚀、钝化等问题，团队采用聚阳离子电解质－聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDD）作为添加剂双向调控电解液和锌/电解液界面电场，改善Zn2+迁移行为，诱导Zn(002）优势沉积，成功构筑高可逆和高稳定性的锌金属电池。团队长期围绕能量转换与存储器件关键材料与技术等方面开展研究，发展了一套可全自动化印刷制备工艺，实现大面积柔性固态能量转换与存储器件（太阳电池、超级电容器、金属－空气电池）的制备、集成及应用，在专利技术和工艺优化中取得连续突破，为进一步的产业化提供了支撑。团队最新研究成果近期连续在化学和材料顶级期刊Angewandte Chemie International Edition，Advanced Materials和Energy & Environmental Science上发表（Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e2022157 Angew. Chem. Int. Ed.,2023, e202303177 Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e2023016 Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202302701 Adver. Mater., 2023, 2301852 Adver. Mater.,2023, 2302552 Energy Environ. Sci.,2023, 10.1039/D3EE00202K），南昌大学为论文第一及通讯作者单位。

p style=" text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong & nbsp 12月17日，北京必创科技股份有限公司披露“发行股份、可转换债券及支付现金购买资产并募集配套资金暨关联交易新增股份上市公告书”。公告显示，该公司将以发行股份、可转换债券及支付现金“三融合”方式全资并购卓立汉光，总交易作价6.2亿元。同时关联交易新增股份上市，新股将于12月23日上市。 /p p 　　本次交易完成后，必创科技将持有卓立汉光100%股权。 /p p 　　根据公告，本次交易，必创科技向丁良成等40名卓立汉光股东以发行股份、可转换债券及支付现金的方式购买其持有的卓立汉光100%的股权，并向不超过5名符合条件的特定投资者发行股份、可转换债券募集配套资金。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/17d90f54-bfc3-4696-8a31-cd459813cee1.jpg" title=" 微信截图_20191220143958.png" alt=" 微信截图_20191220143958.png" / /p p 　　 strong 从支付对价情况看 /strong ，本次卓立汉光交易作价6.2亿元，其中发行股份方式支付金额4.03亿元，占比65%，新增股份数量为17605923股 发行可转债支付金额3100万元，占比5% 支付现金1.86亿元，占比30%。同时募集配套资金2.5亿元，占发行股份及可转换债券购买资产对价的比例为57.60%。 /p p 　　 strong 实际控制人不变 /strong 。本次交易前，代啸宁、朱红艳为必创科技的控股股东和实际控制人，持股比例为32.06% 交易完成后，在不考虑募集配套资金及可转换债券转股的情况下，代啸宁、朱红艳的持股比例变更为27.42% 不考虑配套融资，假设可转换债券全部按照初始转股价完成转股，则本次交易完成后，代啸宁、朱红艳的持股比例变更为27.12%，仍为公司的控股股东和实际控制人。 /p p 　　 strong 从财务数据上看 /strong ，必创科技并购卓立汉光公司发生了巨大变化，不过，并购前后的利润表现远没有营业收入的增幅大。根据备考数据，并购后，必创科技的资产总额增长了171.43%，归母所有者权益增长93.69%，营业收入增长233.51%，归母净利润增长13.92%，扣非净利润增长73.22%。 /p p 　　业绩对赌三年合计1.77亿元。丁良成等40名业绩承诺方承诺卓立汉光2019年度、2020年度和2021年度扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润分别不低于人民币5000万元、5900万元、6800万元。 /p p 　　 strong 关于必创科技 /strong /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/45c908f0-6cd4-43ce-a6ff-d86c09245b40.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p 　　北京必创科技股份有限公司创立于2005年，是一家无线传感器网络系统解决方案及MEMS传感器芯片提供商，是国内最早基于IEEE802.15.4通讯标准进行无线传感器网络相关产品研发、生产和销售的企业之一，是国内较早实现无线传感器网络产品批量产业化生产的企业。 /p p 　　公司的主营业务为工业过程无线监测系统解决方案、力学参数无线检测系统解决方案、MEMS压力传感器芯片及模组产品的研发、生产和销售。 /p p 　　北京必创科技股份有限公司成立十余年来一直专注于无线传感器网络领域，自主研发了物联网感知层中最核心的无线传感器网络技术、MEMS芯片设计和制造技术。公司在无线传感器网络技术领域成功研发多项无线网络通讯协议和行业专用算法，掌握了组网模式、拓扑控制、路由、介质访问控制和逻辑链路控制技术、定位技术、能耗管理、低开销操作系统技术、能量收集技术等多项关键支撑技术。公司在MEMS芯片设计和制造技术领域，掌握了设计仿真、前道流片、封装测试等全过程生产工艺技术。公司研发了MEMS压力传感器芯片开口封装技术，生产的MEMS压力传感器芯片的精度、稳定性、温度漂移等性能指标已经达到国外同等水平。 /p p 　　 strong 关于卓立汉光 /strong /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/a18e6906-f1e9-4912-8ec7-6da594ba0ad7.jpg" title=" img3.png" alt=" img3.png" / /p p 　　卓立汉光成立于1999年，一直聚焦于光学及光电检测分析仪器行业，是国内知名的光电仪器、精密组件和测试系统专业供应商。公司客户范围涵盖工业企业和科研院所，销售区域覆盖全国所有省份，包括香港特别行政区、澳门特别行政区。卓立汉光自主拥有以光栅光谱仪、光谱单色仪、拉曼光谱仪系列、多构型高光谱测试系统、激光综合应用及测量系统、全功能型荧光光谱仪、多维精密位移控制单元与系统、高精度光学平台等主要产品，在国内同行中处于领先地位。 /p p br/ /p

光纤网络是现代信息传递的基础，光电信号转换器是其核心，德国卡尔斯鲁尔研究中心的科研人员研制出一种世界最小的光电信号转换器。其内部结构为平行排列的两个微小黄金电极，长度约29微米，两电极之间的间隙约为0.1微米，整个结构直径不到人头发的1/3，两电极之间引入变化的电压信号，其频率与传输的数据信号相关，在电极中间充填有特殊的塑料材料，其对光线的折射率随所施加的电压发生改变。在两电极的间隙中导入连续光束后，会激发出表面电磁波(表面等离子体)，这种表面电磁波受到施加与电极间隙中充填的塑料材料中的电压信号的调制，而经过调制的表面电磁波又可影响穿过间隙的光束的相位，实现信息通过施加于两电极的电压信号调制光束而转换成光信号在光介质中的传输。经过实验验证，这种光电转换器可实现的数据转换速率达到40G比特/秒，可工作在目前宽带光纤网常用的红外光波长范围内(波长1480-1600纳米)，工作温度可达85摄氏度，是目前世界上最小型化的高速光电信号(相位)转换器，可用目前成熟的微电子技术手段进行规模化生产，并集成在微电子芯片中，可实现信息的高速率低能耗传输。

高熵合金通常被定义为含有5个以上主元素的固溶体，并且每个元素的摩尔比为5~35%，具有优异的力学、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能，在较多领域展现出发展潜力。中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副研究员高祥虎、研究员刘刚带领的科研团队，通过组分调控、构型熵优化和结构设计，制备出系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。　　前期，研究人员设计出一种由红外反射层铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成的彩色太阳能光谱选择性吸收涂层，其吸收率可达93.5%，发射率低于10%。研究人员发现，单层高熵合金氮化物陶瓷具有良好的本征吸收特性，因此制备出结构简单的涂层。以高熵合金氮化物作为吸收层，SiO2或Si3N4作为减反射层得到的涂层吸收率可达92.8%，发射率低于7%，并可在650°C的真空条件下稳定300小时。　　近期，为进一步提升涂层吸收能力，研究人员选用不锈钢作为基底，低氮含量高熵合金薄膜作为主吸收层，高氮含量高熵合金薄膜作为消光干涉层，SiO2、Si3N4、Al2O3作为减反射层，形成了从基底到表面光学常数逐渐递减的结构（图1）。研究通过光学设计软件（CODE）进行优化，利用反应磁控溅射的方法制备，提高了制备效率。涂层吸收率可达96%，热发射率被抑制到低于10%。研究人员通过时域有限差分法（FDTD）研究了涂层光吸收机制。长期热稳定性研究表明，高熵合金氮化物吸收涂层在600°C真空条件下，退火168小时后仍保持良好的光学性能；计算涂层在不同工作温度和聚光比的光热转化效率发现，当工作温度为550°C、聚光比为100时，涂层的光热转化效率可达90.1%。该图层显示出优异的光热转换效率和热稳定性（图2）。　　研究人员将吸收涂层沉积在不同基底材料上制备的涂层依然保持优异的光学性能，并在铝箔上实现了涂层的大规模制备。对不同入射角的吸收谱图研究发现，吸收涂层在入射光角度为0-60°的范围内具有良好的吸收率。研究人员模拟太阳光对吸收器表面进行照射，在太阳光照射下，涂层表面的温度超过100℃，表明该材料在界面水蒸发研究领域具有重要应用价值。　　相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A、Solar RRL、Journal of Materiomics上。上述工作开发出兼具优异光学性能和耐高温性能的高温太阳能光谱选择性吸收涂层，拓展了高熵合金在新能源材料领域的功能应用。研究工作得到中科院青年创新促进会、中科院科技服务网络计划区域重点项目和甘肃省重大科技项目的支持。图1.光学模拟结合磁控溅射方法制备太阳能光谱选择性吸收涂层图2.光谱选择性吸收机制和热稳定性研究

光电产业是将光子学、电子学、信息学技术相融合的高新技术产业，是围绕光信号产生、传输、处理和接收等环节，开展各类零件、组件、设备制造及应用市场商业行为活动的总和。光电行业虽是一个新兴产业，但已呈现出生机勃勃的发展态势，产值指标一路扶摇直上。据数据，2019年光电行业总体规模已超过1.5万亿元，预计全球光电市场仍会持续以两位数的速度增长。正是这种快速增长的产业发展速度，吸引了众人的眼球，带动了世界各国光电相关产业的发展。光电产业市场庞大，其中的细分市场小则百亿，大则近万亿。相关细分产业包括：光电器件、半导体照明产业、平板显示产业、光伏产业、红外及微光夜视产业、光机电一体化设备等。日立科学仪器丰富产品线为光电产业提供各种解决方案日立科学仪器（北京）有限公司具有丰富的产品线，可帮助用户攻克光电领域的各项课题，为光电行业提供丰富的解决方案。面向光电行业，日立分析仪器产品线及电镜产品线可提供紫外分光光度计、台式电镜、钨灯丝扫描电镜、热场发射扫描电镜、冷场发射扫描电镜、聚焦离子束系统、透射电镜、离子研磨仪、原子力显微镜、白光干涉仪等仪器技术及对应完备的光电行业解决方案。以下按细分行业对部分解决方案案例进行列举，以飨读者：光电器件产业：日立提供分光光度计、电镜解决方案列举光电核心器件产品主要包括激光器、探测器、光学元件、传感器、滤光片等。据数据，2018年全球核心器件市场的总收入约2800亿美元，复合年增长率约为7.6%。其中亚洲市场贡献了绝大部分市场份额，特别是中国市场的高增长。日立电镜、分光光度计等可以为光电核心器件提供全面的光电表征解决方案。解决方案案例：近红外型光学元件光学性能测试。凭借紫外・可见・近红外区宽的测光范围，非常适合评价近红外型光学元件，如自动驾驶等的传感设备LiDAR*2等光学元件及智能手机摄像头的滤光片、人脸识别滤光片等。对应产品型号： 紫外可见近红外分光光度计UH4150AD+（测光范围：紫外可见区8Abs、近红外区7Abs）解决方案案例：显示屏等偏振材料的偏振度和消光比测试。对应产品型号： 紫外可见分光光度计U-3900系列、紫外可见近红外分光光度计UH4150系列和UH5700解决方案案例：防窥膜在不同入射角下偏振透过率测试。对应产品型号： 紫外可见近红外分光光度计UH4150系列解决方案案例：VR和 AR眼镜、相机镜头、摄像头等多种光学元件、传感器部件光学测试。对应产品型号： 紫外可见近红外分光光度计UH4150系列解决方案案例：镜头光学涂层结构分析。冷场电镜优异的低电压成像能力，可以观察光学涂层的多层结构。对应产品型号： 冷场扫描电镜SU8600半导体照明产业：日立提供电镜、干涉仪解决方案列举半导体照明通常是指把电能转换为光能的半导体器件LED及其应用产品。LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是利用半导体P-N结在正向导通时少数载流子和多数载流子复合释放出的过剩能量引起光子发射的冷光发光组件。日立电镜、干涉仪等可以为LED、半导体材料等提供全面表征解决方案。解决方案案例：通过电镜中的能谱可以分析LED内部结构（封装树脂，反射材料，金线和电极等）对应产品型号：钨灯丝扫描电镜SU3800；离子研磨仪IM4000II（加工LED样品截面）解决方案案例：LED发光层位置分析。通过BSE图像可以观察金线及镀层的分布情况，通过UVD-CL成像模式可以看到发光层的位置。对应产品型号：钨灯丝扫描电镜SU3900；离子研磨仪IM4000II（加工LED样品截面）解决方案案例：表征荧光粉的二维分布，通过UVD-CL成像模式可以区分荧光粉中的发光材料（图c ③所示），通过能谱可以分析发光材料的元素。对应产品型号：热场扫描电镜SU5000解决方案案例：白光LED是由蓝光发光片和荧光粉组成，荧光粉可以将蓝光发光片发出的部分蓝光转换成黄光，最终黄光和蓝光共同组成白光。通过UVD-CL成像模式可以观察到树脂中的荧光粉分布。对应产品型号：热场扫描电镜SU5000解决方案案例：表征荧光粉的三维分布，SU5000配合超薄切片机可以对样品进行连续切片并拍照，实现三维重构。利用UVD的CL图像，可以分析荧光材料（绿色）的三维空间分布情况。对应产品型号：热场扫描电镜SU5000解决方案案例： LED三维形貌观察和成分分析。通过VS1800可以测量LED颗粒的表面3D形貌，利用多层膜测量功能可以无损观察LED内部的电极位置。结合电镜可以观察形貌和元素分布。对应产品型号：白光干涉仪VS1800解决方案案例：半导体材料晶体缺陷分析。SE和BSE信号均无法观察GaN表面的晶体结构缺陷，而UVD的CL信号可以看到表面的晶体结构缺陷（黑点）。对应产品型号：台式扫描电镜FlexSEM1000红外及微光夜视产业：日立提供电镜、干涉仪解决方案列举红外及微光夜视产品是指在无光照或弱光照条件下，利用红外热成像技术实现成像功能的产品。红外夜视产业链涉及红外光学材料、红外镜头、红外探测器等几个关键环节。红外探测器是红外夜视产业链中技术和制造工艺难度要求最高的器件，红外探测器用于将感应到的红外光信号转换为电信号，相当于普通数码相机的CCD或CMOS传感器。日立电镜、干涉仪等可以为LED、LCD等提供表征解决方案。解决方案案例：红外滤光片多层结构分析。利用离子研磨仪可以将样品截面平整加工，通过冷场电镜优异的低电压成像能力，可以观察红外滤光片的多层结构。对应产品型号：冷场扫描电镜Regulus8100、离子研磨仪IM4000II平板显示产业：日立提供电镜、干涉仪解决方案列举新型平板显示器件已成为数字电视、计算机、移动终端等新一代数字化整机产品的关键件，成为支撑全球信息产业持续发展的新经济增长点之一，是战略性的高科技产业。新型平板显示器件分主要包括薄膜晶体管液晶显示器件(TFT-LCD)、等离子显示器件(PDP)、有机电致发光器件(OLED)、表面传导电子发射器件(SED)等几大类。日立干涉仪等可以为LCD等提供表征解决方案。解决方案案例： LCD材料的三维形貌观察。VS1800可以实现无损、大面积、高分辨的表面3D形貌分析，可以满足各类显示材料和薄膜的高度、角度、粗糙度、膜厚测量需求。对应产品型号：白光干涉仪VS1800光伏产业：日立提供电镜、干涉仪解决方案列举光伏电池，又称太阳能电池，是一种有效吸收太阳能辐射并使之转化为电能的半导体电子器件。根据所用材料的不同，分为多晶硅、单晶硅、非晶硅、多元化合物（如砷化镓等III-V族化合物）、纳米晶等太阳能电池。其中，硅系太阳能电池的市场占有率具有绝对优势，其中多晶硅、单晶硅太阳能电池又称为晶体硅太阳能电池，占全球太阳能电池的90%左右，非晶硅太阳能电池为薄膜太阳能电池，是产业未来的发展方向。日立电镜、Map 3D软件等可以对太阳能电池进行三维形貌观察。解决方案案例：太阳能电池三维形貌观察。Hitachi Map 3D软件配合BSE探测器可以对样品表面的三维形貌进行观察和测量。上图左边为太阳能电池表面金字塔结构的三维形貌。对应产品型号：日立扫描电镜、Hitachi Map 3D软件

光谱仪究其实质是一个“分光”仪器，现在有几种方式来实现分光功能。主流的方式是用光栅作为色散部件，将不同波长的光在空间上分开，用阵列探测器接收并输出光谱。另一种方式是用干涉仪调制入射光，用单元探测器接收被调制了的光，并输出光强随时间变化的曲线，再用傅里叶变换还原光谱，这就是傅里叶光谱仪。　　由于在UV-VIS-NIR波段，硅CCD, CMOS阵列的工艺成熟，性价比好，再加上无移动部件，可靠性好，因此，几乎无一例外地使用光栅色散，阵列探测器检测的方式。只是在波长大于900nm的近红外波段，硅材料实在无法胜任，才采用InGaAs线列探测器，但是，至少在现阶段InGaAs线列探测器还是太贵，于是才有人尝试采用傅里叶光谱技术，转动光栅技术，美国德州仪器公司的DLP(Digital Light Procession)技术，其核心是用MEMS技术制造一个微镜陈列，可以用集成电路芯片组驱动每一个微镜的方向，这样就可以用单元InGaAs探测器，使近红外波段的微型光谱仪成本下降。另一种思路是怎么把光谱仪做得更小，更便宜，干脆不用光栅分光，虽然性能不一定那么好，但是对于有些应用也许就足够了，这基本上就是用滤光片加线列探测器的方法。　　就采用光栅分光技术的微型光谱仪而言，其性能主要决定于三个方面，光学设计，光栅的选择，探测器的选用。　　光学设计又与采用的光栅种类有关，现用的光栅有反射光栅和透射全息光栅两大类，采用不同光栅的光谱仪光学设计方案有所不同。现在的主流是反射光栅，这是由于制造工艺相对成熟，因此价格也相对低一些的原因，采用反射光栅，又要做得体积小，采用折叠光路的设计就很自然了，因此，交叉光路Czerny-Turner 结构(Crossed Czerny-Turner)成为市场最流行的设计 另一类是透射全息光栅，它的主要优点是光栅效率高，导致光学系统的光通量大，对于一些测量比较微弱的光的应用，或者快速动态过程分析，不允许长的积分时间，就倾向于选择透射光栅，当然，价格相对会贵一些。　　以下我们就分析典型的交叉光路的Czerny-Turner 结构光谱仪(如图所示)。图 典型的交叉光路Czerny-Turner光谱仪结构。1为SMA 905接头，2为入射狭缝，3为长通滤光片(可选)，4为准直反射镜，5为反射光栅，6为汇聚反射镜，7为柱形汇聚透镜(可选)，8阵列探测器，9为线性可变滤光片阻挡高阶衍射光进入探测器，10为探测器的石英玻璃窗口，取代普通BK7玻璃窗口，用于工作在小于340nm的紫外波段光谱仪(可选)　　-用光纤将待测光束通过标准的SMA905接头接入光谱仪。　　-待测光束通过狭缝进入光谱仪，狭缝就是成像系统中的“物”，通常为矩形，根据应用的要求，狭缝的宽度可选，较宽的狭缝允许更多的光子进入光学系统，即系统的光通量较大，但这是以损失分辨率为代价。典型的狭缝宽度在5um-200um之间，高度为1mm。　　-从狭缝出射的光是发散的，我们希望入射光束的传播方向是可控的，不要散射到不该去的地方，导致杂散光太大，通过准直光学部件，通常是反射镜，将其变为平行光束。　　-光栅作为色散元件：这是对光谱仪性能有决定性影响的元件，不同波长的光被衍射到空间不同的方向。光栅的参数包括刻线密度，闪耀角度等，都会影响到光谱仪的性能指标，包括分辨率，波长范围，光栅效率曲线等。　　-反射镜作为光束汇聚器件，将光栅分光后不同波长狭缝的“像”汇聚到阵列探测器不同的像元上。每个像元会接收到波长范围很窄的光子(15 nm to 0.02 nm，取决于光谱仪的结构)　　众所周知，狭缝的宽度会影响到光谱仪的分辨率和响应率，　　-探测器阵列：探测器是实现光电转换的重要器件。线阵探测器上的每一个象元的读出数据对应于一个特定的波长范围，在紫外，可见光，短波近红外波段，硅CCD是目前使用最多的探测器，其性价比最好，探测器本身的噪声对光谱仪信噪比的影响。只有在900nm-2500nm的近红外波段才使用InGaAs线列探测器。　　-模-数转换电路ADC (Analog-to-Digital Converter):探测器读出电路给出的是电压模拟信号，通过ADC把模拟信号转换为数字信号，将每个像元输出的电压转换为一个特定的数字，这个读数被称为“counts”　　ADC器件性能的重要指标是它输出的数字是用多少位二进制数字来表示。一个12位的模数转换电路可以将满量程光强度用0-4096(212)个counts来表示。相应的，同样的满量程光强度，如果用16位的模数转换电路其输出则是用0-65535(216)个counts来表示。由此可见ADC器件的位数反映了光谱仪在垂直方向的“分辨率“。(如图xxx所示)ADC的位数越高其输出的读数就可以越”准确“地描述光谱的强度。　　因此，对于一个采用2048个像元的线列探测器和12位模数转换器件的光谱仪，每条光谱曲线会输出2048个波长和对应光强的数据对，每个光强的数据用一个12位数字表示。这些数据是光谱的原始数据。图 ADC的位数和垂直方向“分辨率“的关系示意图　　-光谱仪内还包括以微处理器为中心的一些电路，主要包含两部分功能。一方面，产生光谱仪CCD或CMOS探测器所需的控制时序，使探测器按用户设定的工作模式工作 另一方面，实现与PC机的通信，如从探测器中读出数据并传送到PC端。这些电路的性能，譬如，模拟电路的噪声水平、处理器的主频、缓存的大小和通信接口的速度，都会对光谱仪的整体性能有重要影响。

究目的本研究的目的是证明使用配置了电导率选项的Sievers® M9总有机碳（TOC）分析仪和使用台式仪表和探头来测量《中国药典》2020版通则与USP 规格样品水第1阶段电导率这两种方法同样有效，并帮助用户从使用台式仪表和探头转换为使用配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪。制药用水的电导率是指样品水在已知电势差上传导因离子运动而形成电流的能力值。电导率的计算方法是用电流强度除以电场强度。可以用离线的台式仪表和探头或者在线的电导率传感器来测量电导率1。随着温度和pH值变化，水分子自然离解成离子，从而使样品水具有可计算的电导率。外来离子也会影响样品水的电导率，并对样品水的化学纯度以及样品水在制药应用中的适用性产生较大影响。因此，国际通用的药典都有关于测量制药用水电导率的专论，给出了水的纯度和适用性的接受标准。USP 还对测量电导率的仪器规定了具体要求，并规定了具有不同接受标准的三个测量阶段，以帮助用户进行在线或离线测量。第1阶段测量的接受标准最严格，但此阶段最容易实施。第2和第3阶段测量则要求实验室人员进行离线的、耗时的实验台操作。对于制药商而言，最想进行的测量是离线或在线的第1阶段测量。根据USP ，如果要进行离线测量，测量就必须在合适的容器中进行。离线测量电导率所使用的合适容器的制造材料，不可以在与样品接触时浸出离子。传统的硼硅酸盐玻璃瓶会在样品水中浸出钠离子和其它离子，因此不适用于测量制药用水。Sievers电导率和TOC双用途瓶（DUCT，Dual Use Conductivity and TOC）的瓶体、瓶盖、垫片的测试表明，即使用DUCT瓶保存样品长达5天，也不会对样品的TOC和电导率产生明显的贡献。2,3目前许多制药商在测量制药用水的电导率时使用台式仪表和探头离线进行第1或第2阶段测量。这种测量方法有几个无法避免的缺点，比如数据不安全、样品的安全性不足、样品暴露于空气中、资源的使用效率低等。测量制药用水电导率的先进方法应当是进行自动化的第1阶段电导率测量，而存放和传输数据的电子安全数据库应完全符合21 CFR Part 11法规和最新的数据完整性法规。配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪就为用户提供了这种理想的第1阶段电导率测量方法。以下路线图显示如何从使用台式仪表和探头来离线测量第1阶段电导率，转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量第1阶段电导率。料配置了电导率选项的Sievers M9便携式TOC分析仪（SN＃0043）配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多SevenCompact 仪（Mettler Toledo SevenCompact Meter）一盒Sievers DUCT电导率和TOC双用途样品瓶（HMI 77500-01）两套Sievers 100 μS/cm KCl电导率校准标样（STD 74470-01）（如果适用）一瓶500毫升Ricca 100 μS/cm KCl标样，25°C（CAT＃5887-16）10毫升和1000微升移液器和吸头析步骤01通过DataPro2（请见下图）中的“样品电导率校准（Sample Conductivity Calibration）”系统任务，或者用M9的触摸屏，用100 μS/cm标样组（STD 74470-01）来校准M9分析仪，确保校准正确。02用100 μS/cm标样组（STD 74470-01）来校准梅特勒-托利多SevenCompact仪和InLab 741 ISM电导率探头，确保校准正确。请务必选用正确的电导率校准值。对于梅特勒-托利多SevenCompact仪，请选择以下校准标样路径：菜 单（Menu）/校准（Calibration），设置（Settings）/校准标样（Calibration Standard）/定制标样（Customized Standard）。输入100 μS/cm KCl标样，25°C。03为了最大程度上减少样品在传送过程中或转移到二级容器过程中被空气中的二氧化碳所污染，所有标样都应直接制备在DUCT样品瓶中² 。请采用正确的样品制备技术，用100μS/cm KCl储备溶液分别制备30毫升DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1 μS/cm浓度的标样² 。最佳做法是按从高浓度到低浓度的顺序来制备标样，这样就可以在制备和分析各种敏感的低浓度标样之间花费最短的时间。所需要的稀释体积，请参考表1。04低浓度电导率标样非常敏感，因此必须先运行最低电导率标样，最后运行最高电导率标样，方法条件如图1所示。M9分析仪报告原始电导率、温度、温度补偿电导率。USP 指出，对未知水样的所有阶段1的电导率测试是非温度补偿的。在进行校准、确认、比较研究时，应使用已知化合物的纯标样。例如，上述校准标样在25°C时为100 μS/cm KCl。为了正确地将测量值与此标准值进行比较，必须将电导率测量值补偿回参考温度25°C时的标准值。同样，由于是在两个电导率测量平台上测量这些纯净的已知标样，因此必须进行温度补偿以确保进行正确的比较。05采用正确的取样技术，用100 μS/cm KCl储备溶液分别制备DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1.00 μS/cm浓度的标样，用于台式仪表和探头测量。低浓度标样非常敏感，因此必须最先在仪表和探头上运行最低电导率标样，最后运行最高电导率标样，方法条件如图1所示。确保将探头完全浸入DUCT瓶中。样品水在转移时可能会洒出来，因此建议将样品瓶放在二次容器（即防洒容器）中，以便在操作过程中用二次容器接住洒出来的水。06对于梅特勒-托利多SevenCompact仪表，确保选择25°C作为参考温度，并对测量值进行温度补偿。在仪表和M9上选择准确的补偿曲线和参考温度，这一点非常重要。KCl在低浓度时有非线性温度校正曲线，因此建议在仪表上选择非线性补偿曲线。测量时请将探头放入样品中，然后按“读取（Read）”键。待测量稳定后，表会提示“保存（Save）”或“退出（Exit）”。所有样品的测量数据都会记录在仪表上，然后导出用于分析。结果和讨论图2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪测量的电导率数据，包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值连成直线，可以看到R² 值和斜率，便于进行方法比较。图2中的数据显示，配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的电导率线性非常适用于测量制药用水的第1阶段电导率。图3是Sievers M9 TOC分析仪测量的电导率数据，包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值也连成直线，可以看到R² 值和斜率，便于进行方法比较。图3中的数据显示，Sievers M9 TOC分析仪的电导率线性也适用于测量制药用水的第1阶段电导率。表2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪的线性方法对比数据。这两种不同设备的实测响应数据显示，Sievers M9的R² 和斜率响应均略优于配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的R² 和斜率响应。本研究中的数据不仅确认了这两种设备方法都可以有效地测量电导率，更进一步证明了配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪更具优势。用这两种设备方法的结果差异，部分归因于样品与周围空气能否有效隔离。当使用Sievers M9 TOC分析仪时，电导率和TOC标样都装在DUCT样品瓶里进行分析，从而有效地隔离了空气。而当使用梅特勒-托利多仪和探头时，需在测量过程中打开样品瓶的盖子以便插入探头。打开瓶盖后，空气中的二氧化碳就会污染样品。在测量电导率时，Sievers M9分析仪比传统的台式仪表和探头有更好的线性、斜率响应、样品处理。除此之外，Sievers M9分析仪还有其它优势。台式仪表和探头测量的数据通常以txt或csv格式存放在仪表上。这都不是安全的数据格式，容易被审计机构审查。而Sievers M9分析仪采用安全的数据文件格式，数据不会受到机构审查。此外，在使用台式仪表和探头时，通常需要用USB设备来从仪表向电脑传送数据，而使用USB来传送数据时，容易被审计机构审查数据完整性。M9分析仪的数据可以通过以太网自动导出到LIMS系统、SCADA系统、或其它数据管理平台。最后，台式仪表和探头需要专门的操作人员来制备和运行样品，费时费力。由于对温度、搅拌、测量稳定性的要求，每份样品的第2阶段电导率测量时间需长达30分钟。而将自动进样器和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪一起使用时，就可以实现自动化的样品分析和数据采集。考虑到Sievers M9 TOC分析仪的上述诸多优点，及其卓越的分析结果，那么制药商放弃使用传统的台式仪表和探头，转而使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量电导率，就成为非常明智的选择。两种设备方法的优缺点比较，请见表3。结论改变现行的分析方法通常是复杂的过程，而从传统的台式分析转换为自动分析可能更加复杂。本研究旨在说明如何从使用台式仪表和探头转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来测量电导率。本研究证明了台式设备和自动设备在测量USP 第1阶段电导率时具有同等分析性能，从而证明了从台式分析转换为自动分析的可行性。本研究还显示，用户可以相对容易地完成这一转换。最后如表3所示，当使用Sievers M9分析仪代替台式仪表和探头来测量电导率时，可以有诸多优点，例如数据可靠性、样品完整性、自动化运行等，这就使得从台式分析到自动分析的转换对寻求精益工艺流程的制药商极具吸引力。参考文献Sievers Lean Lab: Simultaneous Stage 1 Conductivity and TOC Lab Testing of Pharmaceutical Water (300 40030).DUCT Vial Performance and Stability (300 00297).Reserve Sample Bottles for Conductivity and TOC (300 00299).Low Level Linearity Conductivity Study on the Sievers M9 TOC Analyzer (300 00339).◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

在微型光纤光谱仪中，光子会经历一个曲折而漫长的过程，从光子的产生、传输，光电转换，模拟信号到数字信号，再到通过电脑将光谱展示出来。过程是曲折的，但结局是美好的。那么光子在微型光纤光谱仪中都发生了些什么?　　光子历程将从光的激发开始。光子可以来自于大自然中的太阳、星辰，日常生活中的光源、LED或者激光，也可以来自于荧光物质或者由拉曼散射产生。无论光子源于哪里，不同光子都能产生特定的光谱谱线，而光谱的形成伴随着光子的一生，从产生到消亡。 　　光子在到达狭缝前，会经历一个崎岖的旅程。光子在自由空间中传播时，会被传输过程中其他物质反射、透射或者吸收。不同的物质会在不同波长情况下相互作用的时候过滤、更改或者消除不同波长的光子。光纤作为最基本最简单的耦合工具，可以将光从一个单点耦合至另一器件中，并且能防止其他杂散光的进入。光子在到达狭缝前，通过光纤可以更顺利的到达光谱仪，减小损耗，降低噪音影响。　　狭缝是光子进入光谱仪狭长细小的入口，它能保证光子尽可能有效地耦合到光谱仪内部。狭缝越大，通光量越大，但是光学分辨率越差，所以狭缝在选择大小尺寸时，需要权衡通光量和光学分辨率的大小。　　光子通过狭缝进入光谱仪内部，仍在一个自由空间内传播，到达第一个元器件为准直透镜。由于准直镜可以保证所有光子都以平行路径到达下一个元器件，确保所需测量的光束不发散或者散射，所以可以使光束最大利用率的得到使用。　　准直镜将光反射至衍射光栅上，光栅将不同波长的光进行分光。分光作为一个重要的阶段，将光束分为不同波长段，使光谱仪有效地检测不同波长的光信息。　　衍射光栅发射出来的光再通过聚焦镜进行聚焦，保证每个波长的光都尽可能地投射到检测器上。一维线性排列的CCD或CMOS检测器，每个像元能够接收窄范围波长的光子。　　每个像元以量子阱的形式工作，收集特定范围的光子。当积分时间开始时，量子阱开始接收满电压电荷。当一个光子撞击量子阱时，同一时间量子阱内电荷就得到释放。积分时间越长，每个像元就会接收到更多的光子。一旦电荷释放完成，单个像元阱就会饱和，那新的光子信号就不会被采集。当光子撞击检测器的同时，即转换成了电信号，这时光子能量完成释放，光信号转换为电信号的过程也随之结束。　　之后进入到数字模拟阶段，积分时间完成时可以通过检测像元读出电荷水平值。读出的模拟信号通过AD(模拟-数字)转换器，可以将每个像元的电压值读出成特征的“counts”强度值。通过数字处理，由光子信号而来的电信号就转换成数字信号，即光子转换成数据。当光子在光谱仪中的旅程结束也就意味着另一个旅程的开始——电信号的转换，软件的输出。　　当从光谱仪读出相关光谱后，希望读出的光谱数据是非常平滑且不失真的数据，这时候就需要利用光谱处理技术对原始光谱进行平滑和过滤：电子暗噪声扣除，由“光学暗像素”获得的平均电子暗噪声，可以校准读出噪音和温度躁动偏移 非线性校准，使用出厂校准7阶函数对光谱仪进行校准，确保每个像素点的响应成线性关系 平滑度，通过设置平滑次数，可以对每个像素和与之相邻像素的测量值进行平均 平均次数，通过增加平均次数提高信噪比。　　处理后的光谱数据可通过USB从micro的转接口与电脑连接进行数据传输。在未来产品中，除了USB通讯连接，光谱仪还提供其他的通信方式，如蓝牙、太网、WiFi等。　　从光子的产生、光谱仪中的传输、到达检测器像元，数据的处理及传输，光子经历了一段崎岖的旅程。微处理器，检测器和光纤光学的不断发展，使得光谱技术不仅仅局限于实验室中，微型光纤光谱仪将把光谱技术带到人们的日常工作中，改善人们的生活方式。（来源：海洋光学）

2012年12月6日，安捷伦公司宣布推出其革命性智能化模拟技术(ISET)这个新版本的ISET可以应用于沃特世Alliance LC系统。 　　使用此版本ISET，科学家可以实现把在沃特世Alliance LC系统上建立的传统方法无缝转移到安捷伦1290 Infinity液相平台。有了这种独特的能力，现在沃特世Alliance LC用户可以将旧设备更换成安捷伦1290 Infinity，但仍然可以执行传统的方法，同时提供相同的色谱结果。 　　带有ISET功能的1290 Infinity液相色谱，用户可以： 　　1、通过简单的鼠标点击即模拟其他U(HPLC)； 　　2、无需修改现有的(U)HPLC方法即可运行原方法； 　　3、相比于现有的方法转换解决方法，该版本ISET可以获得相同的保留时间和峰分辨率。 　　对于需要将不同品牌仪器做出的液相方法在不同部门和地点进行转换的实验室而言，方法转换时一个重要的课题。在高度监管的环境中，如制药行业的质量控制，液相方法转移可能是一个挑战，因为任何原始方法的修改都应被避免。 　　安捷伦 1290 Infinity液相产品经理Christian Gotenfels说，“我们已售出超过1000个 ISET许可，我们正在解决客户在工作流程中的一大空白。我们将继续扩大ISET的能力，使其可以模拟其他厂商的液相色谱仪，如岛津和戴安(现赛默飞)。”

美国马萨诸塞州米尔福德市，2018年2月1日 - 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）近日隆重推出Waters ACQUITY Arc Bio系统。这套设计精良的通用四元液相色谱系统由不含铁的生物惰性材料制成，可以有效转换和改进采用任何LC平台开发的生物分离方法。 Waters ACQUITY Arc Bio是一套设计精良的四元液相色谱系统，由不含铁的生物惰性材料制成，可以有效转换和改进采用任何LC平台开发的生物分离方法自2015年上市以来，ACQUITY Arc系统已发展成为全球药物开发和QC实验室的主力分析工具。如今，随着ACQUITY Arc Bio系统的推出，生物制药实验室也能充分利用ACQUITY Arc平台的强大功能，开发稳定可靠的分析方法，使其能在不同实验室和LC仪器平台之间轻松转换，并且不影响方法完整性。 沃特世公司制药市场开发高级总监Diane Diehl博士表示：“对于许多GLP/GMP实验室来说，开发、验证和转换用于产品放行分析和多属性监测的分析方法是一项基本工作，我们希望通过Arc Bio系统帮助实验室研究人员简化这方面的工作。从发现研究、产品开发到生产线，沃特世始终致力于满足分析科学家和实验室管理人员在各个阶段的不同需求。ACQUITY Arc Bio系统和BioResolve RP mAb色谱柱的发布是沃特世践行这一承诺的又一力证。” ACQUITY Arc Bio系统的生物分子残留极低且回收率极高，是运行反相、离子交换、体积排阻和疏水作用LC方法的理想之选。该系统的流路由不含铁的非不锈钢生物惰性材料制成，设计精良，能够将不良的蛋白质相互作用降至最低，同时最大限度提高系统在高盐浓度和极端pH条件下的稳定性。这款仪器与众不同的性能得益于其独有的Arc Multi-flow path技术，该技术通过修改系统的延迟体积模拟方法开发时所用仪器的延迟体积，以“即插即用”的方式实现HPLC与UHPLC方法的兼容，从而最大限度缩短实验室重新开发来自内部或外部合作伙伴的方法时所需要的时间。 ACQUITY Arc Bio系统不仅能重现当前的HPLC方法，还能与更先进、高效的2.5 - 2.7 μm颗粒色谱柱相结合，进一步改善色谱方法的灵敏度、分离度以及分析速度，其中就包括全新的Waters BioResolve RP mAb实心核颗粒多苯色谱柱。这款色谱柱能够分析和重现完整单克隆抗体（mAb）、mAb亚基以及抗体偶联药物（ADCs）。此外，ACQUITY Arc Bio系统还可运行使用3 - 5 μm HPLC色谱柱开发的“传统”方法。 ACQUITY Arc Bio系统可兼容多款沃特世多款检测器，包括光电二极管阵列检测器、UV/Vis检测器、荧光检测器、示差折光检测器、蒸发光散射检测器以及ACQUITY QDa质谱检测器。此外，ACQUITY Arc Bio系统还采用了新型Auto Blend Plus技术，该技术能以任意组合或比例自动混合多达四种溶剂。操作人员可通过设置pH和离子强度为离子交换或体积排阻分离方法优化梯度，也可以通过设置有机溶剂浓度和pH为反相分离方法优化梯度，从而显著减少手动配制缓冲流动相可能产生的人为错误和工作量。ACQUITY Arc Bio系统由Waters Empower 3和MassLynx软件控制。 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。

Sievers® M9便携式TOC分析仪具有功能多样性，极大提高清洁验证和产品转换的效率。自从2004年推出《PAT—制药行业发展、生产和质量保证的框架》行业指南以来，制药业就已经利用各种工具来实现理想的产品质量。上述指导文件提供了科学的和基于风险的框架，旨在支持企业在药品开发、生产、质量保证方面实现创新和高效。该框架建立在对工艺理解的基础之上，帮助企业进行创新，帮助监管机构作出风险管控决策。在创新时，需要用“旁线at-line”方法从工艺流程中获得测量数据，例如，在接近工艺流程的地方测量样品的总有机碳（TOC）。本文证明了旁线TOC分析法对于清洁验证的定期擦拭取样的适用性和能力，探讨了如何用Sievers® M9便携式TOC分析仪将旁线TOC分析法应用到产品转换过程。本文还展示了Sievers M9便携式分析仪的多功能性，并举例说明如何用TOC分析法来提高效率，确保在清洁和产品转换过程中不会发生显著污染。此外，本文还举例说明了旁线TOC过程分析技术（PAT，Process Analytical Technology）的应用。在验证文档中加入便携式TOC分析仪的使用2006年，一家大型制药公司在清洁验证时使用了旁线TOC分析法。公司在制定了验证主计划、选择了最坏情况、确定了接受标准之后，就用《Sievers清洁验证支持包》中的任务模板和报告编制了具体的验证任务和报告，以进行TOC清洁验证。验证文档和分析结果表明，TOC分析法（用Sievers UV过硫酸盐和膜电导法）非常适用，在分析方法的验证和达标过程中回收了难以回收的化学成分。此外，TOC分析仪为便携式仪器，可以方便地用于监测生产设施的各种位置。公司使用Sievers认证的系统适用性标样，并在取样之前和之后进行系统适用性测试。用TOC分析法进行定期监测（清洁确认）和产品转换监测根据任务报告，定期（或在切换产品时）进行直接取样（擦拭取样）。经过验证，直接取样（擦拭取样）和间接取样（淋洗取样）的接受标准确定为1.25 ppm C。尽管耐用性验证研究显示了成功的结果，但公司仍选择最具挑战性的区域来代表最坏情况，用擦拭取样和TOC分析对其进行定期监测。图1是大型Chromaflow色谱柱上的4个“最坏情况”或具有挑战性的位置。图 1. 擦拭取样的最坏情况位置协议指出，应在擦拭后进行注射用水（WFI，Water for Injection）淋洗，以确保系统清洁，且擦拭过程不会污染系统或设备。在擦拭取样后，将Sievers便携式TOC分析仪移至原位清洗（CIP，Cleaning in Place）滑橇的位置，以分析WFI淋洗液。在最终淋洗循环时，采集TOC淋洗样品以再次证明系统中没有痕量取样物质（污染物）残留。如何实现PAT—旁线TOC分析在实验室中制备擦拭样品和淋洗样品，并测试系统适用性。在通过系统适用性测试之后，为TOC样品分配实验室信息管理系统（LIMS，LaboratoryInformation Management System）编号。用设定的擦拭区域信息来标记样品，并将样品信息输入实验室电脑或设备专用的记录中。将取样材料和TOC分析仪拿到原位清洗和旁线取样的生产车间。采集擦拭样品并重新连接部件之后，用M9便携式分析仪的集成在线取样器（iOS，Integrated On-Line Sampler）开始TOC分析。将分析结果记录在实验室电脑和相应产品转换的文档中。完成对棉签的TOC分析之后，就开始WFI淋洗，按照相关程序设定的时间提取淋洗样品。用Sievers M9便携式分析仪旁线提取和分析淋洗样品，以确保没有来自棉签或环境的痕量物质污染设备。表1是生成的完整文档的示例。精简流程，提高质量此例是使用创新仪器进行PAT应用的众多实例之一。通常，可以用Sievers M9便携式分析仪在几分钟或几小时内完成产品转换监测或样品定期监测，帮助一个或多个产品设施提供高效率。此方法简便易行，可以节省产品转换成本，且不影响分析性实验室进行定期水取样或其它清洁验证的TOC取样。质控和生产团队可以实时记录分析结果，快速签署验证包和产品转换记录，严格确保设备清洁，为下一批产品的生产做好准备。*如果发生偏差或TOC故障，产品转换或定期监测程序要求生成事故报告，LIMS编号应记录在实验室电脑和设备专用的记录中。◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

1 月 22 日，由 DeepTech 携手络绎科学举办的 "MEET35：创新者说 " 论坛暨 "35 岁以下科技创新 35 人 "2021 年中国线上发布仪式成功举行。来自科学界和产业界的人士在云端共同见证了新一届中国青年科技领军人物登场。DeepTech 同 " 创新 35 人 " 2021 中国入选者浙江大学百人计划研究员杨宗银，在光谱检测系列创新研究、技术迭代以及产业化应用等方面进行了深入交流。作为 " 发明家 " 入选的杨宗银，开创了基于带隙渐变半导体材料的全光谱发光与探测的一系列理论、方法和工艺的研究，实现了多个 " 世界之最 "。因其从微型光谱仪、波长可调谐光源以及新型发光材料合成等方面突破了光谱检测设备微型化的核心技术瓶颈，并进行产业化研究成功入选 " 创新 35 人 "。获奖时年龄：33 岁获奖时职位：浙江大学百人计划研究员获奖理由：他通过一系列全光谱发光与探测的开创性研究，发明了世界上最小的光谱仪和超宽波长可调谐纳米激光器。光谱检测在化学分析、食品检测、生物检测等领域发挥着重要的作用。传统的光谱检测设备由于体积庞大、价格昂贵，导致其难以大规模推广。然而，减小其内部光学和电学元件的尺寸，将导致其性能显著下降从而无法应用。因此，光谱检测设备的微型化是目前科技界面临的重大技术挑战。图丨杨宗银的研究成果总结（来源：杨宗银）为此，杨宗银进行了系列研究，包括发明世界上最小的光谱仪和超宽波长可调谐纳米激光器、提出两种全新的带隙渐变半导体发光材料的合成方法等。发明世界最小光谱仪，取得兼具小尺寸与高性能的世界性突破 在全光谱探测方面，杨宗银首次提出集分光和探测于一体的光谱仪微型化技术方案，开创性地将计算光谱技术与半导体纳米材料结合开发出世界上最小的光谱仪。该光谱仪器件尺寸仅几十微米，仅为头发丝直径的 1/1000 [1] 。解决了在微米尺度上实现大光谱范围色散的科学难题，突破了传统光谱仪小尺寸与高性能无法兼具的挑战。据杨宗银回忆，该研究从 2011 年产生想法至今仍在研发。他表示，最初想通过半导体材料光谱吸收特性直接读出波长信息，后来证明该方法并不可行。2017 年，他开始尝试用计算光谱的原理提取光谱信息。2019 年，相关论文正式发表在 Science 上，证明这种方案能把光谱仪的体积做到 " 极致的小 "。此外，光谱学领域以及机器视觉领域的重要教材，还把该技术写入到最新版本。Science 审稿人对该研究评价："该研究是集合了目前世界上最先进的材料合成工艺、配上最高超的器件制作水准和实验技巧、再加上巧妙的算法得到的杰作。"英国皇家化学会专栏作家德里克 洛威（Derek Lowe）教授，在Science子刊上撰文，对这项工作给予了高度评价：" 这项工作展示了一种全新的技术路线，将极大地减小光谱仪的尺寸和成本 "。图丨 ( a ) 微型光谱仪器件照片与显微照片，核心传感器部分尺寸仅几十微米，封装成芯片后长宽小于 1 厘米； ( b ) 纳米线光谱仪工作原理示意图； ( c ) 微型光谱仪综述论文封面，首次把光谱仪微型化技术归类为色散型、窄带滤波型、傅里叶变换型和计算光谱四大类（来源：Science）此外，杨宗银还在 Science 上撰写了微型光谱仪的综述论文。该论文规范了微光谱领域的术语，并深入浅出地总结出该领域的发展脉络，为将来从事该领域的研究人员指明了方向 [2] 。杨宗银表示，"Science 综述文章数量非常少，一般只接收在领域里非常有影响力的研究人员的投稿。我们的文章发表后，引起了学术界和工业界的广泛关注。"此外，杨宗银在半导体材料合成领域也收获了重要成果。他首次提出了以移动源和移动衬底法生长带隙渐变半导体发光材料，是领域的 " 奠基之作" [3] 。图丨 ( a-e ) 通过截断带隙渐变纳米线获得不同波长激光的原理示意图； ( f ) 引入移动散色点实现激光波长连续可调的示意图（来源：Nano Letters ）在全光谱光源方面，他开创性地将渐变半导体材料作为激光器的可变增益材料，发明了超宽波长可调谐纳米激光器 [ 4 ] 。杨宗银表示，" 可调谐纳米激光器的纳米波长可调范围为几百纳米，甚至上千纳米。"其优势就在于可调范围非常宽，该激光器能覆盖所有波长。并且，该激光器原理巧妙，不同位置使用不同的材料，相当于可通过堆砌材料无限延伸激光波长。据了解，" 可调谐 " 的背后是创新材料的支持，传统的均匀材料发光范围窄，该研究中采用了渐变材料，并且每种材料覆盖范围不同，因此可延伸范围广。该激光器可在微型光谱检测设备中作为光谱照明光源，并且，其在光通信、军事和环境监测等领域也具备潜在的应用价值。完成微型光谱仪的技术迭代，推动产业化发展 杨宗银在前期理论与实验验证的基础上进行了多次技术迭代，2019 年开始进行产业化探索。2020年初，他开发了和 CMOS 兼容的微型光谱仪方案，经过一年的迭代，在 2020年底实现了可在手机上演示的样机，尺寸小于 2*2*2 cm，并在 400-1000nm 范围内分辨率能稳定到 2 nm。" 该样机的性能比市面上同类的光谱仪好很多，并且，多次测量的稳定性、一致性非常好。但是，离我们自己的要求还有些距离。该性能对于大部分的光谱应用还不够，所以，我们至今还在不断迭代。" 杨宗银说。此外，他还对接产业界的上下游企业，完成了光谱仪手机模块的制作和测试。他认为，如果该技术未来大规模应用，光谱分辨率达到 1nm 较为理想，此外，在灵敏度、稳定性方面还有优化的空间。图丨微型光谱仪的技术迭代与产业化 ( a ) 从 Science 论文中报道的第一代纳米线光谱仪到薄膜光谱仪，实现了光谱分辨率和灵敏度的重大飞跃，并且完成了与手机电路兼容的相机封装； ( b ) 在手机中测试，实现了线扫描光谱成像（来源：杨宗银）微型光谱仪技术壁垒较高，目前市场上尚未有成熟的产品。按照传统的技术路线，小尺寸和高性能无法兼具，因此需通过计算光谱来解决。杨宗银表示，"但对于计算光谱，高的光谱分辨率和测量可靠性之间很难同时满足，需要非常巧妙的光谱编码设计，这也是我们迭代的重点所在。"另外，计算光谱的重构速度也是技术壁垒，这需要在算法上做大量创新来解决。据介绍，目前的算法可达到0.1 秒的速度，可满足单点测量的光谱仪来要求，但对于成像光谱还不够。此外，在手机传感器目前处于 " 瓶颈 " 的发展状态，微型光谱仪从长远看是 " 黄金赛道 "，但是短期内还有很多的技术和应用问题尚未解决。" 技术一直在进步，我相信近几年，随着进入该行业的人才越来越多，光谱分辨率和稳定性的问题会被很好地解决。" 杨宗银说。此外，找到契合并且是 " 刚需 " 的应用也是难点。对此，杨宗银表示，很多看起来很 " 酷炫 " 的应用其实在生活中并不是刚需，真正的刚需是与健康息息相关的应用。" 等市面上有了微型光谱器件后，各种应用会在尝试中慢慢被发掘出来。另外，器件的性能指标和应用是挂钩的，微型光谱仪性能进一步提高后，会开辟更多新的应用。" 他说。上百次失败的经验，却成为最好的科研 idea源泉杨宗银的科研之路从浙江大学机械系、浙江大学光电系到剑桥大学电子工程系。在剑桥大学博士后研究完成后，他选择到母校浙江大学任教。这一路充满无数挑战，包括上百次的失败。但他有坚定的信念，成果一定可以做出来。第一个挑战是 " 孤注一掷 "。在杨宗银读博期间，前三年虽然做了大量工作，但并没有论文产出。" 作为一个不善言辞的人，没有经常和导师及学校解释自己在做什么，直到毕业时，导师才发现原来我之前做了大量细致的工作。"第二个挑战是对纳米材料的精确掺杂控制，为此，杨宗银投入很长时间做相关实验。" 虽然中途很多尝试看起来是无效的，但是现在回想起来那些经历是一笔财富，现在有很多好的科研 idea 就是从那些失败过程中偶然发现的。其中，还包括未来重点研究的方向，解决了能有巨大的科学和应用价值。" 杨宗银说。图丨杨宗银（来源：杨宗银）对于光谱仪未来的发展，杨宗银表示，希望可以用来改善环境及人们的生活。" 希望尽早看到光谱仪大规模应用，将光谱仪嵌入手机或变成很小的部件，可以放在家里或随身携带。用来测血糖、测尿液等人体的生命健康指标。"杨宗银认为，光谱仪器件的成本未来有望控制在 1000 元以内，手机配件的成本则在百元以内。谈及本次入围 " 创新 35 人 "，杨宗银表示，其实有些担心这份荣誉会超过所做的贡献。" 我认为，得到与付出要‘守恒’。得到这份荣誉的同时，也激励着我去做更多的科研贡献，希望尽早将技术产业化落地。