快速分散试验机

我国纸箱抗压试验机行业积极进行产业创新，但是效果并不明显。与欧美发达国家相比，国内的纸箱抗压试验机产业制造工艺水平远远落后。核心部件的技术水平、运行速度、产品精度都难以与发达国家的相互比较。国内的纸箱抗压试验机企业并不具备主动创新的意识，理论层面和实践层面都需要提升。自主创新意识的缺乏和理论研究能力的不足，最终制约纸箱抗压试验机技术的发展。想要有效改变目前纸箱抗压试验机的现状，需要对用户行业产品工艺的特点和要求进行深入的研究，并且根据工艺特点研发高精密检测仪器。除了技术层面的提升，还需要注重理论层面的研究，对纸箱抗压试验机有长远的规划。　　现今，国家出台一系列政策来大力扶持高新技术企业，作为纸箱抗压试验机企业应该抓住机遇，实现产业的全面转型和升级。有了国家政策的支持，相信纸箱抗压试验机能够实现快速发展。

转自于‘无机分析化学’公众号，版权归其所有引用格式：李冬月，郑令娜，常盼盼，等．基于低分散激光剥蚀系统-电感耦合等离子体飞行时间质谱的快速元素成像[J/OL]．中国无机分析化学. https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.6005.O6.20220328.1715.002.html壹研究背景“ 生物体内的微量元素虽然含量低，却参与许多重要的生理过程，还与多种疾病的发生密切相关。随着科学研究的深入，不但需要得到生物样品中元素总量和元素形态的信息，还要获得样品中元素的空间分布，这为分析化学提出了新的挑战。在LA-ICP-MS进行生物元素成像分析时，高能量激光微束轰击剥蚀池中的生物切片表面，产生的气溶胶由载气吹扫进入ICP-MS，检测得到剥蚀区域的元素信息，再将切片上每个剥蚀微区的结果重构，得到元素成像图。同时，新一代电感耦合等离子体飞行时间质谱(ICP-TOFMS)可以在不到50 μs的时间内得到从6Li-238U的全质谱图。随着新一代LA-ICP-MS的发展，需要发展与之匹配的成像方法，以实现快速的生物元素成像。贰研究进展“ 1. 优化快速成像条件LA-ICP-MS的元素成像可采用点剥蚀模式或线剥蚀模式(图1)。A为点剥蚀模式，使用低分散快速剥蚀池；B为线剥蚀模式，使用常规剥蚀池图1 两种剥蚀模式示意图使用的低分散快速激光剥蚀系统，配备了快速洗脱剥蚀池和气溶胶快速引入系统(ARIS)，可以采用点剥蚀模式完成快速成像。优化剥蚀池载气流速，可以得到最佳的SPR。当内池He流量为0.4 L/min，外池He流量为0.2 L/min时，得到最佳SPR(20 ms±1 ms)，此时可以实现每秒40像素的成像速度。理论上越小的激光光斑能获得更高的空间分辨率，但由于成像时间的限制，本文采用20 µ m的方形光斑。在点剥蚀模式下，样品台移动速度设为800 µ m/s(20 µ m×40 Hz)。LA-ICP-MS成像还要求质谱仪具有快速分析瞬时信号的能力，同时能消除谱学偏离(Spectral Skew)产生的结果偏差。顺序扫描的四级杆ICP-MS在测量时，每个核素测量需要毫秒量级的驻留时间(Dwell Time)和稳定时间(Settling Time)，限制了其分析瞬时信号中核素的个数。与四级杆ICP-MS不同， 本文采用的ICP-TOFMS分析速度快，能够在46 μs得到一张全质谱图(即波形，waveform)，适合分析瞬时信号。为了获得更好的信噪比，本文将516张质谱图叠加，这样每个像素点的采样时间为23.74 ms，与SPR时间匹配以得到最优的成像结果。此外，在全谱测量时，由于存在高浓度的基体离子，会造成ICP-TOFMS检测器的饱和。本文使用的ICP-TOFMS采用陷波技术(Notch Filter)，选择将质荷比为28、32、40、80等四个质量数的基体离子去除，消除了基体离子的影响。2.LA-ICP-TOFMS小鼠肾脏的元素成像使用LA-ICP-MS对暴露AgNP的小鼠肾切片中Ag和其他多种生物微量元素快速成像，采用点剥蚀模式，以20 µ m的分辨率分析尺寸为14 mm× 7 mm的肾脏切片，分析时间约为2 h。与常规的LA-ICP-MS系统相比，成像速度提高了约一个数量级。图2 展示了19种元素成像图，其他元素由于含量低或基体离子干扰，没有得到清晰的成像结果。如果采用碰撞池技术，可以消除多原子离子的干扰，提高52Cr、56Fe、80Se等核素的成像效果。由图2可见，不同元素在肾切片中具有不同分布模式。P和S等主量元素，在肾脏切片基本呈均匀分布；Na在肾髓质中含量较高，这与Na+参与形成肾髓质高渗透压的结论相一致；Mn与Na的分布相反，在肾髓质和肾皮质的交界处含量较高，而在肾椎体中含量较低，呈现出中空的图像；由于肾皮质中血流量远远大于肾髓质，因此肾皮质的Fe含量(主要来自血细胞)较高。Ag并不是生命必需元素，在生物体内的背景很低，因此图2中Ag的信号可以认为来自于注射的AgNP。可以看出，AgNP在肾皮质及肾皮质与肾髓质交界区域含量较高，特别是在肾皮质和肾髓质交界处的含量高于肾皮质区，而在肾椎体中含量很低。图2 小鼠肾组织切片元素成像图图3是P、Mn和Ag三种元素合并图，可以直观地看出不同元素在肾切片中的不同分布。总之，元素成像可以得到微量元素及金属纳米颗粒在不同微区的原位分布，为微量元素的微区代谢、金属纳米材料吸收、分布和转运等生物医学研究提供了直观可靠的分析手段。 图3 肾组织切片中P、Mn和Ag叠加元素成像图叁创新点“ 使用低分散激光剥蚀系统与电感耦合等离子体飞行时间质谱联用，建立了新的基于点剥蚀的成像模式，实现了对小鼠肾脏切片的快速、高分辨的多元素成像。LA-ICP-TOFMS成像方法为原位研究生物体内元素提供了直观可靠的手段，有望在生物医学研究中得到更广泛的应用。专家介绍竺云，女，天津师范大学物理与材料科学副教授。2002年6月毕业于武汉大学物理系，2007年6月毕业于中国科学院物理研究所，获博士学位。2007年7月至2008年9月在香港理工大学做博士后，2008年9月到天津师范大学物理与材料科学学院任职。2018年1月至2018年12月在美国休斯顿大学任访问学者。主要从事磁记录介质材料薄膜的制备和性能研究、反常霍尔效应的应用等研究。王萌，男，中国科学院高能物理研究所副研究员。2000年7月本科毕业于南京大学化学化工学院，2008年3月在中国科学院高能物理研究所获理学博士学位。现在主要从事微量元素的化学形态、生物效应及相关分析方法学的研究。主持和参与过国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后基金等科研项目。已发表SCI论文50多篇，H-index为23。

中国市场，被认为是世界上最大的试验机市场。巨大的市场必然会培育出众多的试验机厂家。遗憾的是，中国市场长期被进口试验机品牌垄断，而国产试验机企业只能在中低端市场打价格战。近年来，随着国外高端设备陆续对国内禁售，我国政府对仪器设备的支持政策持续发力，国内试验机企业开始聚焦到高端试验机的研制与开发上，中国市场也逐渐出现了一批可以代表国产试验机水平、能够参与国际竞争的厂家和团队。广州鲲鹏仪器有限公司（以下简称“鲲鹏”），便在此背景下诞生。提及鲲鹏，或许会有人觉得陌生，因为这是一家成立还不足三年的“新”公司，但鲲鹏的几位创始人，想必大家都很熟悉，因为他们是拥有几十年从业经验的“老”试验机人，同时吸纳了国际上具有先进控制技术研发能力的顶尖人才加入。这样的团队推出的第一代产品——BOYI 2025系列电子万能材料试验机，先后获得了2023年度iF设计奖和2024年度红点设计奖两个国际大奖，为国内试验机行业首次获此殊荣。基于此，仪器信息网于近日特别采访了鲲鹏创始团队中的两位创始人——刘东升先生和李捷先生，请他们详细聊一聊鲲鹏的创立和发展、理念与追求、产品和技术。采访合影：刘东升先生（中）；李捷先生（右）见证试验机行业发展数十年，鲲鹏载梦再出发众所周知，中国的试验机厂家众多，品牌也多，特别是2000年后的新世纪，进入了中国试验机厂家数量增长最快的十几年，同时也进入了中国试验机行业技术人员大分散和大稀释的过程。那时候，某个试验机厂家里的一位技术骨干或者管理人员都有可能出来成立一个新公司、创建一个新品牌，大家生产着相似的产品且各自为战，对产品性能的要求不高，能用就行。多年来，国内试验机厂家的数量看似波澜壮阔般增加，但分散的人才、分散的资金以及为了生存而进行的恶性竞争和内卷，使得绝大多数公司根本没有能力开发新产品。国内巨大的市场虽为试验机厂家提供了一定的发展空间，却也培养了这些企业在技术创新上的惰性。想要开发出一款升级换代的好产品，需要汇集各个专业领域的人才，他们要具备多年的经验和专业的知识，还要进行多方协作。此外，较为充足的预算、数年的研发时间等也都缺一不可。现实却是，鲜有厂家能够具备这些必要条件。为了生存，大多数企业只能生产同质化的产品和进行价格竞争，创新根本无从谈起。反观国际市场，几家大型试验机制造商如美国INSTRON、日本SHIMADZU、德国Zwick、美国MTS等，集中了全球最顶尖的试验机专业人才，有底蕴、有资金，占据了全球80~90%的高端市场。以岛津为例，其拥有近110年的材料试验机生产历史，在日本市场的占有率高达60%。同样，INSTRON、Zwick、MTS等也在全球不同行业中占据了垄断地位。相较之下，虽然中国试验机厂家的数量远超这些国际制造商的总和，但我国试验机产品的技术水平却要弱于他们，至今没有哪个国产试验机厂家能够与这些国际制造商进行正面较量。其实，国产试验机在八九十年代也曾努力过，尝试进行技术引进和合作，并取得了阶段性成功。例如，济南试验机厂引进岛津UH-50T液压万能材料试验机技术，获得了机械工业部的表彰。然而，二期AG-10TE电子万能材料试验机的本地化合资生产，由于各种原因被搁浅，使得国产电子万能试验机在追赶国际先进水平的道路上失去了一次难得的跨越机会。再后来，国内最具规模的试验机厂家——深圳新三思被美国MTS收购，原本聚集起来的技术力量再一次被拆散，被迫出走的技术和营销人员又派生出一大批与原厂家有各种关联的“三思系”新厂家，使得国产试验机企业在做大做强的道路上再受打击。现阶段，国内试验机距离国际先进水平起码落后二十年，这一状况导致国产试验机企业在高端产品研发上难以吸引和留住顶尖人才。鲲鹏的创始团队大部分成员，从事试验机行业数十载，是中国试验机行业发展的亲历者和见证者。作为试验机人，他们虽供职于外国公司，但看到国内试验机行业的现状，也时常感到痛心和忧虑。数十载的打拼，已经让他们拥有了舒适的生活、高薪的工作，却因为一个想法——“把中国的材料试验机做起来，能够和国际知名厂家竞争”，让他们选择了创业，召集了一群拥有同等经历和梦想的伙伴，组建了一支高水平的研发团队，踏上了“新征程”。三句话，诠释鲲鹏的理念和追求“新产品：诞生即经典，划时代的中国试验机”鲲鹏团队的核心成员都来源于国际大公司，拥有丰富的试验机设计、制造、销售及服务经验，平均在试验机市场工作长达19年，想必这在全球试验机厂家中也是绝无仅有。凭借对国际知名品牌试验机产品的深层次了解，以及对中国试验机市场的认知和对试验机行业的热爱，鲲鹏团队耗时多年精心打磨，终于推出了BOYI 2025系列产品。从设计到制造，再到推向市场，每一个环节都采取了业内最严苛的要求，一个部件一个部件的反复推敲，一张图纸一张图纸的反复修正，大量的打样再打样，直到满意才最后定型，就是要努力让它成为“中国划时代水准的新一代试验机产品”。经过国家相关权威计量部门的检测及相关专家的评价，BOYI 2025系列产品完全达到了鲲鹏设计之初的目标。鲲鹏的理想是“让中国用户以国产试验机的价格享受到与进口品牌相媲美的品质和服务，实现产品性价比的最优化”。“诞生即经典”，这不是随便说说。BOYI 2025系列是经过鲲鹏团队集二三十年间在试验机行业的耕耘、知识积累，以及对国内外试验机从设计制造到技术服务等各个环节的深度参与，由多方面专业人士的合作才诞生出来的好产品；是对市场做了大量研究，再结合国际上通用高端仪器产品的设计理念，以及在一线获取大量客户真实需求后而研制出的创新性产品。它经得住市场的考验，经得住产品之间的较量，具备与国际大厂、大品牌同台竞技的能力和底气。自BOYl 2025系列产品推出以来，迅速得到了国内一些高端客户的认可和非常积极的评价。如清华大学、华南理工大学、四川大学、中国科学院等离子体物理研究所、中国科学院金属研究所、美的工业技术研究院、贵州省林科院、甘肃海亮新能源材料、深圳劲嘉聚能科技、湖南东映碳材料、广州联茂电子科技、钟化（佛山）高性能材料有限公司等，都已成为B0Yl 2025系列产品的首批用户。“新舞台：面向世界，开创高端试验机新格局”前面提到，鲲鹏BOYl 2025系列先后获得了iF设计奖和红点设计奖。这个过程中，是同一台试验机经过两次空运前往德国、两次海运返回中国，每一次海运要在海上漂泊三个月，两次就是六个月，期间还要面临“集装箱雨”等现象。而鲲鹏的产品，完全经受住了海上的高湿度、高温差以及盐雾环境的多重考验。电子万能试验机的可靠性主要取决于两大部分，一是主机，二是附件。鲲鹏BOYl 2025系列在主机部分的设计制造、工艺过程、品质检验等环节都釆取了高标准和高要求，比如生产组装环节就有近160道工艺流程，各个工位都有专门的工作台保障装配质量，结合使用高性能检测标定仪进行检验等措施，对主机进行全方面品质保证。鲲鹏对各类附件也从设计生产、选择配套等各环节严格把控，并从公司层面杜绝现在较普遍的由销售人员随意搭配行为。另外，鲲鹏产品还要经过震动试验等，来评价包装、运输等环节对产品的影响。两位创始人表示，鲲鹏并不想与众多国产试验机厂家抢市场、争占有率，鲲鹏的目标是高端试验机市场、是进口试验机市场。鲲鹏申请iF设计奖和红点设计奖，就是想从侧面证明鲲鹏的产品质量过硬且可靠；同时也向业内证明，鲲鹏是一个高标准、高要求、重承诺、敢于亮剑、敢于登台、敢于和国际最知名的试验机产品较量的中国厂家。所以，鲲鹏的“舞台”是让广大客户更好的认识鲲鹏公司、认识鲲鹏的产品，从而打破外国某些势力对中国高端仪器市场的打压和对高端客户的使用限制。鲲鹏广州总部应用中心和苏州工厂一种、两种仪器产品取得突破容易，但整个高端仪器行业的全面突破任重道远。令人欣慰的是，许多中国企业都已有此意识并付诸行动。另外，国家相继出台了许多鼓励和支持国产高端仪器发展的政策，这不仅极大增强了鲲鹏团队的信心，也让鲲鹏团队更加坚信当初选择的道路是正确且及时的。“新目标：选型零成本，使用零风险，创造新价值”鲲鹏针对“新目标”提出了三个核心要点。一是“选型零成本”。客户想要在众多产品中选出一个适合自己的好产品，这个过程繁琐而漫长，涉及反复的调研和对比，到多个厂家去实际测试样品等，非常耗时耗力。即便如此，最终的结果也未必完全如意。鲲鹏希望能够通过产品品质和服务的多重保障，以及多项新技术的导入和应用（如AI技术），把客户的选型成本降到最低。可以说，“零成本”是鲲鹏所追求的一个终极目标。二是“使用零风险”。在产品的使用过程中，客户可能会面临各种潜在风险，如设备故障、操作不当、维护保养不足，以及临时增加新样品造成的配套问题等，都可能产生很高的追加成本，甚至影响正常的试验工作。鲲鹏希望凭借过硬的品质以及独特的技术和服务，力求将客户的使用成本也降到最低。“零风险”，也是鲲鹏追求的终极目标之一。三是“创造新价值”，这是鲲鹏给客户做出的庄严承诺。选择使用鲲鹏试验机，力争做到“选型零成本、使用零风险”，其实就是鲲鹏带给客户的“价值”。鲲鹏希望通过推出高端试验机产品，能够切实助力客户的科研开发、品质管理等日常工作，使客户享受到超值的服务体验。两位创始人表示，打消客户的各种担心，在各个环节的零成本追求，绝不是一件简单的事，鲲鹏会通过严苛的品质要求、充分的保障措施，为客户安心使用鲲鹏的产品来保驾护航。倾听市场声音，与客户产生共鸣鲲鹏BOYI 2025系列产品已启动销售，客户或市场的初期反馈有哪些？首先，外观很漂亮。在外观设计上，鲲鹏花费了较大的人力、物力和时间，从数百个设计草案里优中选优，最后定型。产品一经推出就接连获得了国际设计界最有份量的两个大奖。BOYI 2025系列的设计理念充分体现了中国传统美学元素的特征。色彩方面，红色代表红红火火、也代表奋进向上，是中国人特别喜欢的颜色；黑色代表稳重、结实、可靠；金属银色则代表着现代和未来。三种颜色恰到好处的融合，就形成了鲲鹏试验机的色彩特点。结构与色彩的协调性方面，三种颜色的占比以及与各部分的协调，体现出了高端大气不落俗套的设计理念。特别是在一些细节的设计上集思广益，精艺求精。结构部件的加工尽量多开模，突出主机整体的曲线美。总之，力争在细节上展现出大国工匠的底蕴及精神。其次，价格比较高。因为价格与价值直接相关，价值才是鲲鹏的追求。做高品质的高端产品，替代进口并能站在世界试验机行业的最前列，能直接与国际大品牌较量和竞争是鲲鹏创立的初心。在设计制造、工艺流程及品质管控等诸方面都釆取了当前国际试验机行业最先进的理念和方法，如超前设计、精密制造、严苛品质管理等，较高成本的措施无疑会反映到产品的定价上。当然，大批量投放市场后的成本优化会是鲲鹏今后的课题之一。还有“新”。鲲鹏公司新、产品也新，甚至有些客户都没有听说过，所以难免会有各种担心的声音传出来。但随着鲲鹏产品的客户数量快速增加，认识鲲鹏并接受鲲鹏应该就是一件顺理成章的事。鲲鹏的试验机产品，是一代老试验机人和拥有自动控制领域顶尖知识的新生代人才共同的成果，也是代表中国试验机行业的新一代产品。两位创始人表示，鲲鹏现在要做的是与客户交心，一定要取得共鸣。所以，鲲鹏给客户推荐的一定是最具性价比的产品，是能够替代进口的高品质产品，物有所值的产品。经过市场的进一步下沉，再结合批量增加后降低成本的措施，鲲鹏品牌知名度的提升将指日可待。编者后记：一家新公司，想要赢得客户和行业的认可，并不是一件容易的事情。两位创始人却在采访过程中一直表现的自信且从容。我想，这份自信与从容应当是来源于鲲鹏公司的理念和追求、过硬的产品品质和具体可行的保障措施。尽管BOYI 2025系列刚刚问世，但鲲鹏已将电子万能材料试验机BOYI 2035系列、液压疲劳试验机系列等已提上日程，还计划向市场介绍未来试验机的概念机模型以及设计理念。虽然鲲鹏现在还是一家新公司，或许三、五年后就是一个拥有朝气和实力的知名品牌。让我们且行且看，静待花开。