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毛细膨胀测定仪

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毛细膨胀测定仪相关的资讯

  • 新品研发|污泥毛细吸水时间测定仪采用易于操作的翻盖式测试座
    污泥毛细吸水时间测定仪还可以用于研究不同因素对污泥吸水性能的影响。例如,可以通过改变测试温度、压力、样品量等条件,研究这些因素对污泥吸水性能的影响规律。这些研究成果可以为优化污泥处理工艺和设备设计提供理论支持。 产品链接https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104275/C549344.htm 污泥毛细吸水时间测定仪还可以用于评估不同污泥处理工艺的效果。在污泥处理过程中,不同的工艺方法会对污泥的性质产生不同的影响。通过使用该仪器,可以评估不同工艺方法对污泥吸水性能的影响,从而为工艺选择和优化提供参考依据。 污泥毛细吸水时间测定仪在污泥处理和资源化利用领域具有广泛的应用价值。通过使用该仪器,可以了解污泥的性质和特点,为工艺选择和优化提供科学依据。同时,该仪器还可以为新工艺的研究和开发提供技术支持,推动污泥处理和资源化利用技术的进步和发展。 污泥毛细吸水时间测定仪可以用于检测污泥的亲水性和吸湿性。在污泥处理过程中,这些性能对于污泥的脱水性能和浓缩效果有着重要影响。通过使用该仪器,可以了解污泥在不同条件下的吸水速度和吸水量,从而评估其亲水性和吸湿性。
  • 自动粘度仪用毛细管法测定聚乙烯(PE)的分子量
    聚乙烯(polyethylene ,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100~-70°C),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。产品用途:高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等。中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主。超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用。 目前毛细管法测定聚乙烯分子量是行业内作为控制产品质量重要的指标之一实验方法如下实验所需仪器:卓祥全自动超高温粘度仪、多位溶样块、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂1:十氢萘、抗氧剂溶剂的配置:在十氢萘中加入一定比例(质量比)的抗氧剂,并搅拌致抗氧剂完全溶解溶剂粘度的测定:卓祥全自动超高温粘度仪将实验温度设置成135度并且稳定后,加入溶剂,软件中启动测试任务待结束。连续测三次时间之差在0.2秒内粘度管的清洗:启动卓祥全自动超高温粘度仪干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。PE样品溶液的制备:在万分之一天平上精准称量精确到O.0055g,通过卓祥自动配液器将溶液浓度精准配制到0.0002g/ml,具体可参考GBT1632.3中7.31表格,放在卓祥多位溶样块中溶解。样品粘度的测定:加入样品,启动软件中特定公式测试,待任务结束。连续测三次时间之差与其平均值在0.2秒内。粘度管的清洗:再次启动卓祥超高温全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。按照公式(1)计算样品的粘数(比浓粘度)I: 式中:t/t0-----分别代表的是样品流经平均时间/溶剂流经平均时间,单位为秒(S);C ----135度时溶液质量浓度的数值,单位为克每毫升(g/ml);公式(2): γ——20度和135度下溶剂的膨胀系数,等于相对应的密度之比,约等与1.107公式(3)特性粘度 [n]的计算 K —— 同聚合物浓度和结构有关的计算,可用K=0.27计算公式(4)分子量M的计算 以上内容未经过原作者或者现发布者的同意,任何个人或者单位都不可以转载和使用上述内容
  • 电池膨胀行为研究:圆柱电芯膨胀特性的表征方法
    圆柱电芯的膨胀力主要源于电池内部的化学反应和充放电过程中的物理变化。在充电过程中,正极上的活性物质释放电子并嵌入负极,导致正极体积减小,负极体积增大。同时,电解液在充电过程中发生相变及产气副反应,也会造成一定的体积变化。这些因素共同作用,使得圆柱电芯在充放电过程中也会产生膨胀力。随着充放电次数的增加,这种膨胀力逐渐累积,导致电芯的尺寸发生变化。这种尺寸变化不仅会影响电池的外观和使用寿命,还可能对电池的安全性产生影响。因此,准确表征圆柱电芯的膨胀力对于优化电池设计、提高电池性能和安全性具有重要意义。表征圆柱电芯膨胀行为的方法电池的膨胀行为分为尺寸上的膨胀量和力学上的膨胀力测量。目前,对于软包电池、方壳电池膨胀行为的测量表征,已有较多研究和相应的测试手段及设备,在此不再赘述。但对于圆柱型电池的膨胀行为研究相对较少,也没有较好的商业化膨胀力评估手段。目前在文献资料中,常见的圆柱电芯膨胀行为的表征手段主要有以下几种:1、估算法如图1和图2所示,有研究表明圆柱型电池的膨胀变化与电池的SOC和SOH状态具有一定的相关性。但该方法建立在圆柱型电池的膨胀在整个圆周上是均匀的。图 1 单次充放电过程中,圆柱型电池的可逆膨胀变化图 2 电池老化过程中,圆柱型电池的SOH变化与不可逆膨胀之间的关系直接测量法通过在圆柱电芯外部施加压力,通过贴附应变片测量应变,该方式计算复杂,无法直观体现膨胀力。2、影像分析法影像分析法是一种无损检测方法,如利用CT断层扫描、中子成像、X射线、超声波等影像技术观察电芯内部的形变情况,通过分析影像的变化来测算电芯尺寸变化。这种方法适用于多种类型的圆柱电芯,且对电芯无损伤。然而,影像分析法需要使用昂贵的专业设备,且测量精度易受到设备性能和操作人员经验的影响。3、薄膜压力法一般需解剖圆柱电池,在电芯内部嵌入薄膜压力传感器或压敏纸的方式,从而获得圆柱电芯在不同方位上的膨胀力分布情况。但薄膜压力传感器精度一般较低,成本高;而压敏纸分析,具有滞后性。该测试均为破坏性测试。表征圆柱电芯膨胀行为存在的问题有研究表明,圆柱型电池电池实际的膨胀是明显偏离预期的均匀膨胀,在周长上会形成膨胀和收缩的区域,这取决于圆柱型电池的卷芯卷绕方向。因此,使用体积变化来研究老化或预测SOC需要特别谨慎,因为膨胀会因测量位置而显著不同,测量结果可能因测量方法而有偏差。电弛膨胀测试解决方案电弛自主研发的电池膨胀测试系统,高度集成了温控、充放电、伺服控制、高精度传感器等模块,并提供企业级系统组网功能。该系统可对多种电池种类和电池形态的电池进行膨胀行为测试,包括碱金属离子电池(Li/Na/K)、多价离子电池(Zn/Ca/Mg/Al)、其他二次金属离子电池(金属-空气、金属-硫)、固态电池,以及单层极片、模型扣式电池(全电池、半电池、对称电池、扣电三电极)、软包电池、方壳电池、圆柱电池、电芯模组。同时,可为不同形态电池提供定制化夹具,开展手动加压、自动加压、恒压力、脉冲恒压、恒间距、压缩模量等不同测试模式的研究。本产品还可方便扩展与电池产气测试、内压测试、成分分析的定制集成。为锂电池材料研发、工艺优化、充放电策略的分析研究提供了良好的技术支持。参考文献Jessica Hemmerling, 2021. Non-Uniform Circumferential Expansion of Cylindrical Li-Ion Cells—The Potato Effect. Batteries, 7, 61.
  • 德国耐驰60周年回顾系列(三):膨胀计到底能用来做什么?
    本文作者:Aileen Sammler 作为德国耐驰60周年纪念的宣传活动的一部分,本文将详细介绍膨胀计的不同应用领域。  耐驰获得专利的最新技术  德国耐驰拥有极佳的膨胀测量系统——测量单元的功能设置在许多国家获得专利,并具有许多优点,例如:  初始样品长度不限范围以及在更高分辨率下的长度变化  明确的低恒定接触力  力控制调节,推杆无冲击且可重复移动  初始样品长度的自动识别  图:DIL 402 Expedis®  Supreme代表了顶尖的膨胀计技术:自动测定样品长度、在非常广的测量范围内保持恒定的分辨率、测量系统极好的温度稳定性以及双吊炉扩展的温度范围。除此之外,测量系统还可以进行力调制,从而连接热机械分析(TMA)。图:DIL 402 HT Expedis® –2800°C高温版本:无论在航空航天、发电、石油和天然气行业还是要求极严的研究项目中,最高温度可达2400°C或2800°C的石墨炉都能为金属、合金、陶瓷和复合材料的热膨胀测定提供了恰到好处的配置。图:手套箱版本的DIL 402 Expedis® Supreme,适用于对氧气或水分敏感的材料,以及用户必须避免接触样品的情况。膨胀计的外壳完全由不锈钢制成。因此,不存在与样品或环境相互作用的塑料零件。膨胀计可以测量各种材料如今,膨胀计可用于测量各种材料——从塑料、陶瓷、玻璃到建筑材料。玻璃成分的变化也可以通过测量热膨胀系数或测定玻璃化转变温度快速而容易地确定。此外,相变会影响建筑材料(如混凝土)的膨胀和收缩行为。这些对使用它们的系统的统计可靠性和使用寿命有重大影响。通过膨胀计,可以研究膨胀和收缩等尺寸变化,以及体积变化。几十年来,这些方法已成功地在工业和研究中心应用了数十年,如瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心。耐驰期待着膨胀测量未来数十年依然可以“发光发热”。你知道吗?德国耐驰(NETZSCH-Gerätebau)不仅仅在高温领域表现极佳,在低温膨胀计领域也处于第一梯队,可以实现最低至-260°C的膨胀测量。例如,这些膨胀计用于磁悬浮列车的功能测试。图:DIL 402ED点击直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • TA 仪器推出三条全新热膨胀仪产品线
    美国特拉华州纽卡斯尔市。 2017 年 3 月 1 日 - TA 仪器隆重推出三条全新热膨胀仪产品线,性能卓越的 800 平台喜迎新成员:DIL 820、DIL 830 和 ODP 860。这三款系列仪器均采用 TA 的专属真实差分技术,与强劲的竞争对手的系统相比,测量精确度超出十倍,进一步巩固了 TA 作为全球热分析技术领导者的杰出地位。 这三条新热膨胀仪产品线均基于获得专利的光学传感器,能够以高达 1nm 的分辨率分析样品。每款系统均配备新型高速、无温度梯度加热炉,确保温度控制达到最佳状态,缩短不同测试之间的停机时间。 TA 热膨胀仪属于高精度系统,设计用于测量动态热力变化引发的样本尺寸变化。这些热膨胀仪广泛应用于材料科学、陶瓷制造以及金属加工等领域的众多应用。它们在研究环境和生产控制过程中表现出众。 谈及本次发布的这款新产品,TA 仪器的高温产品经理 Piero Scotto先生 表示:“这是行业领先的热膨胀仪产品。通过将崭新系统设计与差分技术(每款仪器的核心)完美相融,TA 已经成为这一产品领域的新晋市场领导者。TA 仪器提供品类齐全的热膨胀仪,其优异性能和优惠价格符合所有用户的不同需求。 这款新平台由以下部件组成:精确测量尺寸变化的 DIL 830 系列高分辨率卧式推杆热膨胀仪、适用于精密烧结研究的 DIL 820 系列创新型立式推杆热膨胀仪以及执行非接触式样品测试的 ODP 860 多模光学膨胀测量平台。TA 仪器是沃特世公司(纽约证交所:WAT)的子公司,是热分析、流变测量和微量热测量领域分析仪器的领先制造商。公司总部位于美国特拉华州纽卡斯尔市,于 24 个国家/地区设立了办事机构。联系人:-全球营销总监 Ed Moriarty电话:302-427-1033 emoriarty@tainstruments.com TA仪器中国市场主管 Vivian Wang 电话 021-34182128vwang@tainstruments.com
  • 我司自动快速热膨胀相变仪中标
    我司中标中科院金属研究所“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目  我司北京销售部,在北京销售部经理的直接参与下,共同努力,精诚合作,终于用自己熟练的专业知识,完美的服务能力,赢得中科院金属研究所的青睐,成功中标其“全自动快速热膨胀相变仪”招标采购项目。 在此我们恭喜北京销售部的所有同仁,并预祝大家不断取得新的更好的成绩。
  • 粘度测定仪用毛细管法测定PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂稀溶液的特性黏度
    PET又名聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate)是由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇酯交换或以对苯二甲酸与乙二醇酯化先合成对苯二甲酸双羟乙酯,然后再进行缩聚反应制得,为乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽,是生活中常见的一种树脂。PET分为纤维级聚酯切片和非纤维级聚酯切片。①纤维级聚酯用于制造涤纶短纤维和涤纶长丝,是供给涤纶纤维企业加工纤维及相关产品的原料。涤纶作为化纤中产量最大的品种。②非纤维级聚酯还有瓶类、薄膜等用途,广泛应用于包装业、电子电器、医疗卫生、建筑、汽车等领域,其中包装是聚酯最大的非纤应用市场,同时也是PET增长最快的领域。众所周知,聚酯生产过程中,产品粘度是影响产品质量的一项重要指标,特别是热灌级聚酯产品生产过程中,由于该品种粘度指标范围窄,一旦受原料、生产过程控制等因素影响,未及时判断出原因进行调整,基础切片粘度无论是下降还是升高,若未及时将该部分切片进行有效隔离,直接进入到后续系统,将对后续固相增粘造成极大影响,致使调整困难,导致产品质量降等。聚酯生产过程中影响聚酯产品质量的因素很多,从纺丝的角度出发,主要有色相、端羧基、二甘醇含量及黏度等,其中以黏度对可纺性的影响最为显著。目前,绝大多数聚合装置都与直接纺长丝或短纤维的装置街接,并且越来越多的纺丝装置采用高速纺和细旦的品种,这就对熔体的质量特别是熔体的特性黏度稳定提出了更高的要求。 乌氏毛细管法是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料质量控制中常用的分析方法之一,由乌氏毛细管法测量得出的特性粘度也是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料的核心指标之一。实验所需仪器:卓祥全自动粘度仪、多位溶样器、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂:苯酚、四氯乙烷、三氯甲烷、丙酮或无水乙醇。1、溶剂的配置选择:根据PET材料分类所选溶剂配比不同,纤维级聚酯切片可选择苯酚/1,1.2,2-四氯乙烷(质量比3:2)亦可选苯酚/1,1.2,2-四氯乙烷(质量比1:1),瓶级聚酯切片选择苯酚/1,1.2,2-四氯乙烷(质量比3:2); 2、溶剂粘度的测定:卓祥全自动粘度仪设置到实验目标温度值并且稳定后,加入苯酚/1,1.2,2-四氯乙烷,软件中启动测试任务待结束。3、粘度管的清洗:启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。4、PET树脂稀溶液样品的制备:在万分之一天平上精准称量精确到0.0001g,通过ZPQ-50自动配液器将溶液浓度精准配制到0.005g/ml,再将样品瓶放置到MSB-15多位溶样器中(纤维级90~100℃,瓶级110℃~120℃),待半小时内溶解完毕后取出冷却到室温待用。5、样品粘度的测定:加入样品,启动软件中特定公式测试,待任务结束。6、粘度管的清洗:再次启动卓祥自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。苯酚/1.1.2.2—四氯乙烷(质量比50:50)作溶剂的试验,按公式(1)、(2)、(3)计算相对黏度(ηr)、增比黏度(ηsp)和特性黏度([η]):式中:ηr——相对黏度;t1——溶液流经时间,单位为秒(s);to——溶剂流经时间,单位为秒(s);ηsp——增比黏度;[η]——特性黏度;c——溶液浓度,单位为克每百毫升(g/100mL)苯酚/1.1.2.2一四氯乙烷(质量比60:40)作溶剂的试验,其结果按公式(4)计算:本文章为原创作品,无原作者授权同意,不得随便转载拷贝,侵权必究!
  • 德国耐驰60周年回顾系列(一):最古老!陶瓷行业诞生的膨胀计
    本文作者:Aileen Sammler德国耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH)将在2022年正式庆祝公司成立60周年的纪念日。为此,我们将关注耐驰仪器背后的故事——耐驰分析仪器及其在过去几十年中的发展。1月份,我们将从膨胀计开始,它是德国耐驰历史上最古老的仪器之一。1962年,德国耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH,NGB)在塞尔布成立。在过去的60年里,德国耐驰已经成为世界领先的热分析制造商之一。我们为我们的员工感到自豪,他们以非凡的决心和毅力推动着耐驰前进。我们感谢与我们的客户和合作伙伴间彼此信任和富有成效的合作。我们共同倡导质量、专业、创新和可持续性,并将在未来几十年继续坚守。德国耐驰多年来一直由Thomas Denner博士和Jürgen Blumm博士成功地管理。Thomas Denner博士非常清晰地记得他在塞尔布的开始:“当我2004年开始在耐驰工作时,我对员工的积极特别印象深刻。从公司成立的第一天起,我还偶然结识了一些同事。一方面,我感觉到他们有着精明的头脑,另一方面非常愿意探索未知。他们对过去取得的成就的自豪感和可持续发展的追寻今天也能感受得到。这将使我们能够在未来几个月里向你们展示我们的许多不同的系统和设备,它们最初出现在热的材料表征,目前采用了当今最先进的技术延续至今。我们将从一个仪器开始,这个仪器在很多年前就已经是一篇博士论文的焦点,最近又在一篇论文的背景下得到了解决,并立即带来了专利技术。我自豪地期待着接下来的耐驰60年主题月。”耐驰历史回顾早在20世纪50年代,在Netzsch兄弟的管理下,就建立了完整的陶瓷产品生产线。在向精细陶瓷行业的客户提供完整的生产设备的过程中,这些客户还要求能够购买相关的测试或实验室设备。这就是决定开发和制造用于建立陶瓷实验室的专用仪器的原因。这种设备的开发最初是从小规模做起的:这些想法被纳入了前耐驰公司(Maschinenfabrik Gebrüder Netzsch)学徒车间的测试仪器中。为了加强“测试仪器”部门的开发、生产和销售活动,耐驰公司(NETZSCH-Gerätebau GmbH)于1962年6月27日成立,总部设在塞尔布。随后,最早陶瓷行业实验室仪器的研制成果之一是:通过热膨胀测量装置,促进陶瓷碎片和釉料膨胀系数的协调。为此,研制了膨胀计。膨胀计——过去和现在德国耐驰膨胀计(简称DIL)的发展可以追溯到瓷器行业,也可以追溯到耐驰的诞生地——德国上UpperFranconi的塞尔布。使用膨胀计的目的是能够准确了解瓷碟在烧制过程中可能发生的膨胀,以防止裂纹和断裂的形成,并确定最终产品的准确尺寸。如今,膨胀计是研究陶瓷、玻璃、金属、复合材料和聚合物以及其他建筑材料长度变化的首选方法。它用于获取有关热行为和工艺参数或烧结和交联动力学的信息。膨胀计用于质量保证、产品开发和基础研究。第一台膨胀计在塞尔布使用图:60年代最早使用的膨胀计之一,曾在Rosenthal使用,现在在塞尔布Porzellanikon德国陶瓷博物馆展出(Porzellanikon德国陶瓷博物馆,位于象征欧陆三百年瓷器发展的历史重镇—德国塞尔布市(Selb),由德国名瓷罗森塔(Rothantal)1866年创立的厂房改建,总占地11,000平方米。Porzellanikon不仅是德国首家陶瓷博物馆,更是全欧洲最大的陶瓷博物馆,其不同于一般博物馆,展示的不只是瓷器的过去,更是它的现在与未来,从艺术、历史、商业到尖端科技,勾勒出一个清晰完整的瓷器现代新风貌,更是承载着欧洲陶瓷历史与艺术的珍贵宝库。)塞尔布——世界瓷都。Rosenthal、Hutschenreuther或Villeroy&Boch等名字在国际上都很有名,与Upper Franconia的这座小城有着密切的联系。60多年前,这家瓷器厂的前所有者Philipp Rosenthal给Erich Netzsch打电话。“我们杯子的把手在烧制过程后会断裂。我们需要一些东西来确定瓷器的膨胀行为,以优化生产过程,”这次谈话可能就是一切的开始。这就是膨胀计的诞生!顺带一提,在Rosenthal工作了近30年后,第一台测量设备于1996年移交给了塞尔布Porzellanikon德国陶瓷博物馆,在那里仍然可以欣赏它。从X-Y绘图仪的打印输出到Digital Proteus® 评估图:Stefan Thumser(前排,左三)和服务部门的同事(1997年)Stefan Thumser于1984年开始他作为能源设备的机电和电子技术员的学徒生涯。作为德国耐驰客户服务部门的长期支柱,他负责耐驰设备的调试、故障排除和基础培训,目前拥有38年的经验和专业知识。几十年来,他积极参与了膨胀计的开发,今天,他随时报告膨胀计取得的进展。Stephan Thumser回忆道:“过去操作膨胀计是真正的手工工作。除了插入样本,许多设置都必须手动选择。这些有时就要花一个小时。如今,你不必再担心这个问题了。只需插入样本,然后通过软件控制开始测量。”图:1979年为陶瓷制造商 Rosenthal定制的膨胀计。这种膨胀计仍然可以在塞尔布的Rosenthal 直销中心看到。“在膨胀计的历史发展过程中,最显著的差异是在测量评估领域。这过去是通过记录仪器以模拟格式进行的,例如2通道记录仪、X-Y绘图仪或所谓的KBK-6彩色点阵打印机。获得的测量数据无法 1:1转换为测量结果,因为样品架和推杆的固有膨胀作为误差包含在记录中。而手动校正这些测量值很费力,通常需要数小时的详细工作。如今,只需点击鼠标和/或通过Proteus® 软件即可完成。在测量后的几秒钟内,自动校正后完整曲线出现在计算机上。一次测量的准备工作,包括设置测量范围和开始位置,以及通过质量流量控制器调节气体,现在只需按下一个按钮即可完成。”即使在早期,质量、创新和客户满意度也是耐驰的首要任务。因此,膨胀计多年来不断改进。Stefan Thumser接着说:“2015年,随着新的DIL 402 Expedis® 仪器系列的开发,在一台仪器上安装两个熔炉也成为可能,可以进行更快、更灵活的操作。”图:用于手动测量评估的旧KBK打印机(6色多通道打印机)点击下方链接直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • 淬火/变形膨胀仪(相变仪)在上海大学正式投入使用
    世界最先进的相变仪产品—德国巴赫公司的DIL805淬火/变形膨胀仪,已于2006年11月23日在上海大学顺利验收,并正式投入使用。DIL805相变仪外观雍容华贵、工艺制作精美、性能先进可靠、操作及其方便,处处绽放着顶尖级仪器的品位,备受用户的青睐。我们相信该仪器必将成为我国钢铁及合金研究领域最得力的助手。 有关此产品的详细介绍,请登陆www.esum.com.cn或电话咨询:010-84831960。
  • 我司中标快速热导率仪、热膨胀仪项目
    2009年12月15日,我司北京销售经理以真诚的销售服务成功中标中国地震局地质研究所“快速热导率仪项目”。欢迎广大客户咨询本公司产品。  我司中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”
  • 金属所在基于金刚石/膨胀垂直石墨烯的层状限域双电层电容行为的研究获进展
    多孔或层状电极材料具有丰富的纳米限域环境,表现出高效的电荷储存行为,被广泛应用于电化学电容器。而这些限域环境中形成的双电层(限域双电层)结构与建立在平面电极上的经典双电层之间存在差异,导致其储能机理尚不清晰。因此,解析限域双电层结构对探讨这类材料的电化学电容存储机理和优化电化学电容器件的性能具有重要意义。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心项目研究员黄楠团队与比利时哈塞尔特大学教授杨年俊合作,设计并制备了具有规则有序0.7 nm层状亚纳米通道的膨胀垂直石墨烯/金刚石复合薄膜电极。其中,金刚石与垂直膨胀石墨烯纳米片共价连接,作为机械增强相为构筑层状限域结构起到支撑作用。进一步,研究发现,该电极表现出离子筛分效应,离子部分脱溶等典型的限域电化学电容行为,是研究限域双电层的理想电极材料。基于该材料,科研人员利用原位电化学拉曼光谱和电化学石英晶体微天平技术分别监测充放电过程中电极材料一侧的响应行为和电解液一侧的离子通量发现,在阴极扫描过程中,电极材料一侧出现拉曼光谱   峰劈裂现象,溶液一侧为部分脱溶剂化阳离子主导的吸附过程。该研究综合以上实验结果并利用三维参考相互作用位点隐式溶剂模型的第一性原理计算方法,在原子尺度上评估了限域双电层中离子-碳宿主相互作用,揭示了在限域环境中增强的离子-碳宿主相互作用会诱导电极材料表面产生高密度的局域化图像电荷。该工作完善了限域双电层电容的电荷储存机理,为进一步探讨纳米多孔或层状材料在电化学储能中的功能奠定了基础。   8月9日,相关研究成果以Highly localized charges of confined electrical double-layers inside 0.7-nm layered channels为题,在线发表在《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)上。研究工作得到国家自然科学基金和德国研究联合会基金的支持。图1. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的制备和表征:(A)制备流程示意图;(B)石墨插层化合物的拉曼光谱;(C-D)XRD图谱;(E)SEM和TEM图像。图2. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的电化学行为:(A)CV曲线;(B)微分电容-电极电势关系;(C)离子筛分效应;(D)EIS图谱;(E-F)动力学分析。图3. 层状限域双电层膨胀垂直石墨烯/金刚石薄膜电极的原位电化学拉曼光谱:(A-D)原位电化学拉曼光谱;(E-F)拉曼特征演变幅度分析。图4. 层状限域双电层电容的储能机理分析:(A)拉曼光谱中的G峰劈裂;(B)电化学石英晶体微天平分析;(C)电极质量变化和拉曼特征变化的关联性;(D)DFT-RISM计算获得的图像电荷分布。
  • Cell:细胞如何避免过度膨胀?
    所有细胞都有一个最为基础的功能,即控制自己的体积避免过度膨胀。数十年来,人们一直在寻找实现这一功能的蛋白,现在来自斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的科学家们终于找到了它。这个称为 SWELL1 的蛋白解决了一个重要的细胞生物学谜题,并且与健康和疾病有着密切的关联。例如,该蛋白的功能出现异常,会造成一种严重的免疫缺陷。 论文资深作者、斯克里普斯研究所教授 Ardem Patapoutian 表示:&ldquo 认识这种蛋白及其编码基因,为人们开辟了新的研究方向。&rdquo 相关研究作为封面文章发表在近期的《细胞》(Cell)杂志上。 揭晓谜底 水分子能够轻松穿过绝大多数细胞的膜,而水分子的流动倾向于平衡膜内外的溶质浓度。&ldquo 实际上水是跟着溶质走的,&rdquo 文章的第一作者 Zhaozhu Qiu 说。&ldquo 细胞外溶质浓度减少或者细胞内溶质浓度增加,都会使细胞被水充满。&rdquo 几十年前人们通过实验发现,细胞膜上存在着某种离子通道,能够作为细胞膨胀的关键安全阀,他们将这种未知离子通道称为 VRAC (体积调控的阴离子通道)。当细胞膨胀时 VRAC 就会开启,允许氯离子和其他一些带负电的分子流出。这时水分子也会跟着流出,从而减轻细胞的膨胀。 &ldquo 在过去三十年中,科学家们已经知道 VRAC 通道的存在,但对它并不了解,&rdquo Patapoutian 说。 由于技术限制,人们一直未能找到组成 VRAC 的蛋白及其编码基因。现在,Qiu及其同事在这项新研究中进行了快速的高通量荧光筛选。他们改造人类细胞使其产生一种特殊的荧光蛋白,当细胞膨胀 VRAC 通道打开时,这种蛋白发出的光会淬灭。 在诺华制药研究基金会基因组学研究所(Genomics Institute of the Novartis Research Foundation)的自动化筛选专家的帮助下,研究人员培养了大量供筛选的细胞,并通过RNA干扰分别在这些细胞中阻断不同基因的活性。他们主要寻找能持续发光的细胞,持续发光表明基因失活破坏了细胞的 VRAC 。 研究团队经过几轮测试,最终找到了一个基因。2003年科学家曾发现过这个基因,并将其称为LRRC8,不过当时人们只知道它可能编码一个跨膜蛋白。现在,研究人员将它重新命名为 SWELL1 。 涉及的疾病 研究人员通过进一步实验发现, SWELL1 的确位于细胞膜上,而且该蛋白的特定突变能改变 VRAC 通道的性能。&ldquo 它至少是 VRAC 通道的一个主要部件,是细胞生物学家长期追寻的蛋白,&rdquo Patapoutian 说。 下一步,研究团队将进一步研究 SWELL1 的功能。例如,在小鼠模型中观察不同细胞类型缺乏 SWELL1 所造成的影响。 2003 年人们最初发现这个基因,是因为该基因突变会导致一种非常罕见的无丙种球蛋白血症(agammaglobulinemia)。这种疾病的患者缺乏生产抗体的B细胞,因此很容易受到感染。这也说明, SWELL1 是B细胞正常发育所需的蛋白。 &ldquo 此前有研究指出,因为中风会导致脑组织肿胀,所以这种体积敏感性的离子通道与中风有关。另外,这种蛋白可能还涉及了胰腺细胞的胰岛素分泌。&rdquo Patapoutian 说。&ldquo 这样的线索有待我们一一解析。&rdquo
  • 硼酸盐零膨胀新材料:可用于低温高精度光学仪器
    ZBO晶体的近零膨胀性质、优异的透过性能以及良好的生长习性  热胀冷缩是自然界物体的一种基本热学性质。然而也有少数材料并不遵循这一基本物理规则,存在着反常的热膨胀性质,即其体积随着温度的升高反常缩小(或不变)。其中,有一类材料的体积在一定温区内保持不变,称为零膨胀材料,在很多重要的科学工程领域具有重要的应用价值。目前已有的绝大多数零膨胀材料是通过将具有负热膨胀性质的材料加入到其它不同材料中,通过化学修饰的手段控制其膨胀率,形成零膨胀状态。而纯质无掺杂的零膨胀晶体材料因为能够更好地保持材料固有的功能属性,在各个领域更具应用价值。但由于在完美晶格中实现负热膨胀与正膨胀之间的精巧平衡十分困难,纯质无掺杂晶体材料中的零膨胀现象非常罕见。迄今为止仅在七种晶体中发现了本征的零膨胀性质。同时,在目前已有的零膨胀晶体材料中含有过渡金属或重原子,其透光范围仅仅截止于可见波段,因此探索具有良好透光性能的纯质无掺杂零膨胀晶体材料是热功能材料领域及光学功能材料领域里极具科学价值的研究热点。  中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心研究员林哲帅课题组与北京科技大学教授邢献然课题组合作,首次在单相硼酸盐材料体系中发现了新型零膨胀材料。相关研究成果发表在国际材料科学期刊《先进材料》上(Near-zero Thermal Expansion and High Ultraviolet Transparency in a Borate Crystal of Zn4B6O13, Adv. Mater.,DOI:10.1002/adma.201601816)。他们创新性地提出利用电负性较强的金属阳离子限制刚性硼氧基团之间的扭转来实现零膨胀性质,并在立方相硼酸盐Zn4B6O13(ZBO)中实现了各向同性的本征近零膨胀性质。  ZBO晶体具有硼酸盐晶体中罕见的方钠石笼结构:[BO4]基团共顶连接形成方钠石笼,[Zn4O13]基团被束缚在方钠石笼中,[BO4]基团之间的连接处被较强的Zn-O键固定住。通过变温X射线衍射实验,证明了ZBO晶体在13K-270K之间的平均热膨胀系数为1.00(12)/MK,属于近零膨胀性质,其中在13K-110K之间的热膨胀系数仅为0.28(06)/MK,属于零膨胀性质。他们利用第一性原理计算结合粉末XRD数据精修揭示了ZBO的近零膨胀性质主要来源于其特殊的结构所导致的声子振动特性:低温下对热膨胀有贡献的声子模式主要来源于刚性[BO4]基团之间的扭转,刚性 [BO4]基团之间的扭转被较强的Zn-O所限制,使得其在13K-270K之间呈现出非常低的热膨胀系数。  ZBO晶体具有良好的生长习性。林哲帅课题组与中科院福建物质结构研究所吴少凡课题组合作,获得高光学质量的厘米级晶体。经过测试表明,ZBO的透光范围几乎包含了整个紫外、可见以及近红外波段,紫外截止边是所有零膨胀晶体中最短的。同时其还具有良好的热稳定性、高的力学硬度以及优异的导热性能。综合其优良性能,ZBO晶体在应用于低温复杂环境中的高精度光学仪器,例如超低温光扫描仪、空间望远镜和低温光纤温度换能器中具有重要的科学价值。  许多硼酸盐晶体材料在紫外波段具有良好的透过性能。同时,由于硼氧之间强的共价相互作用,硼氧基团内部的键长键角随温度基本保持不变,而硼氧基团之间的扭转能够引起骨架结构硼酸盐的反常热膨胀效应。林哲帅课题组率先在国际上对硼酸盐体系展开了反常热膨胀性质的探索。在前期工作中,他们与理化所低温材料及应用超导研究中心研究员李来风课题组合作,发现了两种具有罕见二维负热膨胀效应的紫外硼酸盐晶体(Adv. Mater. 2015, 27, 4851 Chem. Comm. 2014, 50, 13499),并对其机制进行了阐明(J. Appl. Phys. 2016,119, 055901)。  相关工作得到了理化所所长基金、国家自然科学基金以及国家高技术研究发展计划(“863”计划)的大力支持。
  • 反常热膨胀光学晶体研究获进展 有望提升精密光学仪器稳定性
    近日,中国科学院理化技术研究所研究员林哲帅、副研究员姜兴兴等提出实现晶体热膨胀的超各向异性,为光学晶体反常热膨胀性质的调控提供了全新的方法,对于光学晶体中轴向反常热膨胀性质的功能化具有重要意义。   在外界温度变化时,常规光学晶体因“热胀冷缩”效应,无法保持光信号传输的稳定性(如光程稳定性等),限制了其在复杂/极端环境中精密光学仪器的应用。探索晶体的反常热膨胀性质如零热膨胀,“对冲”外界温场对晶体结构的影响是解决这一问题的有效途径。   然而,通过晶格在温度场作用下的精巧平衡来实现零热膨胀颇为困难,一方面,热膨胀率严格等于零的晶体在自然界中不存在;另一方面,目前化学组分调控晶体热膨胀性质的方法,例如多相复合、元素掺杂、客体分子引入和缺陷生成等,影响晶体的透光性能,不利于光学应用。如何在严格化学配比的晶体材料中,利用其本征的热膨胀性能来实现大温度涨落下的光学稳定性,具有重要的科技意义。   该研究团队提出实现晶体热膨胀的超各向异性,即沿晶体结构的三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀性,来调控光学晶体反常热膨胀性质的新方法。研究通过数学推导严格证明了当沿着三个主轴方向分别具有零、正、负热膨胀时,晶体具有最大的热膨胀可调性,可实现热膨胀效应和热光效应的精巧“对冲”,获得完全不随温度变化的光程超级稳定性。   研究在具有高光学透过的硼酸盐材料中探索,系统分析了晶格动力学特征。在此基础上,研究在AEB2O4 (AE=Ca或Sr)中发现了首个沿着三个主轴方向零、正、负热膨胀共存的特性。原位变温X射线衍射实验证明AEB2O4晶体具有宽的零、正、负热膨胀共存的温区(13 K ~ 280 K)。   在相同温度区间内,光程的变化量比常规光学晶体(石英、金刚石、蓝宝石、氟化钙)低三个数量级以上。第一性原理结合变温拉曼光学揭示了AEB2O4这种新奇的热膨胀性质源自离子(AEO8)基团拉伸振动和共价(BO3)基团扭转振动之间热激发的“共振”效应。相关研究成果发表在Materials Horizons上。   近年来,该团队致力于光电功能晶体反常热学和反常力学性能的研究,发现了系列具有负热膨胀、零热膨胀、负压缩以及零压缩性能的光电功能晶体,有望为复杂/极端环境下光学器件的稳定性和灵敏度问题提供解决方案。
  • 德国耐驰热膨胀仪 DIL 402 Expedis:突破量程与分辨率的局限
    对于传统的热膨胀仪,测试量程与分辨率这两个参数很难两全。如果分辨率上升,测量范围通常下降,反之亦然。德国耐驰公司热膨胀仪DIL 402 Expedis通过新型自反馈光电位移测量系统 NanoEye 克服了这一技术上的矛盾。Nanoeye是一种新型的自反馈光电位移测量系统,在过去尚不可能实现的测量范围内具有良好的线性度和最大的分辨率。这是市场上第一个支持调制力(振荡型载荷)的水平膨胀仪系列,藉此打破了膨胀测量和热机械分析(TMA)之间的鸿沟。  热膨胀仪DIL 402 Expedis分为:Classic,Select ,Supreme三个版本。后两个版本是专门为研发和复杂的工业应用而设计的:即全面的、配置齐全的Supreme版本和可升级的Select版本。       功能原理  在测试中,如果样品膨胀,图形中的所有绿色部分都会在线性导轨(蓝色)的引导下向后移动。光电解码器直接在适当的刻度上确定相应的长度变化。     识别功能与数据库  用于识别和解释DIL测量的包括几个耐驰的数据库,其中有来自陶瓷、无机、金属、合金和聚合物或有机领域的上百条数据。此外,还可以创建特定于用户的库。它们可以与计算机网络中的其他用户共享。  识别允许从测量曲线的绝对值、斜率或形状中识别未知样本。这也为比较已知的样品与未知样品、评价材料质量提供了可能性。所有测量值都可以存储在庞大的数据库中,并且始终可用于识别或质量评价。
  • 北京大学引进德国巴赫BAEHR光学热膨胀仪
    德国巴赫(BAEHR)热分析公司DIL806光学热膨胀仪进入我国最高学府-北京大学 DIL806光学膨胀仪是目前世界上唯一利用光学原理进行测量的热膨胀仪,技术上比传统热膨胀仪更胜一筹。具体表现在: 1、利用光学原理测量是绝对测量,无需对测量结果进行校正(传统热膨胀仪是相对测量,必须对测量结果进行校正); 2、测量系统无需与试样接触,没有附加的外力作用在试样上,测量更准确; 3、对试样的外形没有严格要求,外形不规则试样,薄试样,甚至发生固-液-固相转变过程的试样,均可进行完美地测试,极大地扩展了热膨胀仪的应用范围。 Disc furnace – 盘式加热炉 Sample – 被测试样 Sender – 激光发送器 Receiver – 激光接收器 北京仪尊科技有限公司是德国巴赫热分析公司在我国的唯一代理,如想更详细地了解该仪器,请登录我公司网站,或与我公司直接联系: 电话:010-84831960 84832051 邮箱:sales@esum.com.cn 网站:www.esum.com.cn
  • 德国耐驰60周年回顾系列(二):“纳米眼”带来膨胀计分辨率变革
    本文作者:Aileen Sammler 作为德国耐驰60年发展回顾的一部分,本文将介绍德国耐驰总经理Jürgen Blumm博士在其论文中对膨胀计的研究,以及已获专利的纳米眼测量系统是如何彻底改变膨胀计的。1995年,Jürgen Blumm在耐驰应用实验室开始了他的职业生涯。通过与维尔茨堡大学合作的烧结优化研究项目,他将他的论文专注于“烧结过程前后高性能陶瓷的热特性”这一主题。测量方法扩展并结合了他的博士论文,为烧结过程的分析提供了一种全新的方法。动力学模拟计算为陶瓷材料烧结过程的优化做出了开创性的贡献。Jürgen Blumm是最早利用膨胀计(DIL)研究多步烧结动力学的人之一。图:在2002年NGB成立40周年之际展示膨胀计——左起:Jürgen Blumm博士、Dagmar Schipanski教授、Hans Peter Friedrich博士和Wolf Dieter Emmerich博士(1974年至2005年任耐驰总经理)Jürgen Blumm博士论文节选:“在高性能陶瓷的生产中,在大多数情况下,粉末状的原材料会被添加剂(粘合剂、烧结添加剂)抵消。然后,粉末通过模压工艺(如压制)转化为坯体。”然后,通过烧结过程使材料凝固,凝固过程中粉末颗粒粘合在一起,孔隙率降低。烧结通常是热处理的一部分,在此过程中的温度控制对陶瓷的结构性能具有决定性影响。在当今许多工业领域,材料和部件都采用了计算机辅助建模和制造工艺优化的方法。例如,多年来,铸造技术中优化凝固过程的模拟程序得到了广泛应用。然而,在陶瓷元件的生产中,这些方法尚未建立。通过膨胀计测量长度变化,并随后对测量数据进行热动力学评估,可以深入了解烧结过程中的复杂过程和反应过程,而仅仅通过膨胀测量是无法实现的。此外,热动力学分析的使用还提供了通过计算机辅助模拟优化陶瓷材料致密化的可能。”获得专利的纳米眼测量系统:膨胀计的一场革命谁还记得?过去,长度变化是通过感应式位移传感器检测的。这种模拟测量原理表现出不便的非线性,必须反复手动校准。现在,德国耐驰的专利纳米眼测量系统具有100%的线性。由于校准是在测量系统的制造过程中进行的,因此不再需要校准。2015年,德国耐驰通过DIL Expedis® 系列引入了膨胀计测量系统的革命性新概念。当时新集成的纳米眼测量系统基于光电测量传感器和力的施加的相互作用,其在致动器的帮助下被精确控制。从那时起,无论样品的膨胀或收缩如何,都可以施加10mN到3N之间的恒定力。在此之前,不可能在保持相同分辨率的同时增加测量范围。纳米眼测量系统提供了以前无法实现的分辨率,在高达50 mm的整个测量范围内,分辨率高达0.1 nm,且具有完美的线性。耐驰(NETZSCH Gerätebau)机械开发负责人Fabian Wohlfahrt博士解释说:“已获专利的测量系统的其他重要技术特性包括无摩擦膨胀、力控制回路,以及通过自动样本长度测量提高测量范围,同时提高分辨率和减少操作员影响。”自2012年以来,Fabian Wohlfahrt博士一直在耐驰工作,他撰写了关于纳米眼膨胀计测量系统开发的博士论文。但耐驰不仅使膨胀行为的测定更加准确,还简化了在开始测量之前正确插入样品的过程。多点触控软件功能可帮助用户在插入样本后正确安装样本。此外,不再需要手动确定样本长度。如今,纳米眼膨胀计测量系统自动处理所有这些任务。照片:纳米眼测量单元示意图点击直达:热膨胀仪专场德国耐驰展位
  • 具有负泊松比与负膨胀系数的新型双负超材料
    负泊松比材料在受到压缩载荷时横向收缩,负热膨胀系数材料在受热时发生收缩现象。而负泊松比和负热膨胀系数相结合的新型超材料为材料的特殊需求提供了进一步的可能性。香港城市大学深圳研究院介绍了一种具有负泊松比与负热膨胀系数的双负超材料(Extreme Mechanics Letters, 2019)。这种新型超材料基于传统的星型内凹结构。为了提高该结构的负泊松比,研究者分别在结构和排列方式上进行了创新。这种结构和排列上的创新使得超材料在受到外界力/位移载荷时呈现出内凹变形机制,从而表现出负泊松比。图1(a), (b)新构型超材料的结构以及(c), (d)两种不同的排列方式。为了得到负热膨胀系数,在一个结构中引入了两种热膨胀系数不同的材料(图1a)。蓝色的杆的热膨胀系数较小,而红色的杆热膨胀系数较大。研究者用大量的数值模拟对新构型超材料的负热膨胀系数进行了验证。在加热时红色的杆因为需要伸长的更多而使得垂直方向蓝色的杆发生弯曲,从而减小了整个结构所占有的空间,表现出负的热膨胀系数(图2)。图2新构型超材料受热变形图。为了验证该超材料的负泊松比行为,研究者们采用摩方P130 打印机对材料进行了制备。并用试验和数值仿真相结合的方法对其负泊松比行为进行了验证,两者吻合的较好。由于材料打印的尺寸在微米级别,这也为材料在声学、光学等方面的应用提供了可能性。图3新构型超材料电镜观测图以及受力变形图。该研究工作发表于Extreme Mechanics Letters,香港城市大学深圳研究院陆洋老师为通讯作者。摩方nanoArch® P130打印的轻质高强结构材料,最小杆径8 μm。深圳摩方材料科技有限公司持续助力香港城市大学深圳研究院在超材料领域的研究及应用,其自主研发的nanoArch® P130 3D打印机精度高达2微米。除上述研究工作中的超材料应用外,另一重要的应用是轻质高强力学超材料,具有超轻质量和超高强度。其优异的力学性能得益于其中的微晶格结构,如上图所示,这些微晶格结构非常复杂,使用传统的二维制造技术无法加工制作,而摩方的微尺度3D打印技术则可以快速高效加工出这种复杂三维微结构,且具有极高的打印分辨率(图中微点阵结构,最小杆径8 μm)。BMF nanoArch® P130打印系统
  • 我司成功中标中国矿业大学热膨胀仪采购项目
    2010年1月14日,我司北京销售部,在北京销售经理的直接参与下,共同努力,精诚合作,终于用自己熟练的专业知识,完美的服务能力,赢得中国矿业大学的青睐,成功中标其“热膨胀仪”采购项目。 在此我们恭喜北京销售部的所有同仁,并预祝大家不断取得新的更好的成绩。
  • 我司中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”
    我司北京销售经理以真诚的销售服务成功中标沈阳工业大学材料学院“热膨胀仪项目”。欢迎广大客户咨询本公司产品。
  • 美薪酬膨胀助力生物医学发展
    根据传统观点,美国生物医学研究成本的提高比所有消费品和服务费用的上涨速度都快。在过去30年间,国立卫生研究院(NIH)发布的相关指数证实了这种不一致性,也给了游说者更好的“武器”恳请立法者批准NIH年度预算增速高过该国的通货膨胀速率。  这份NIH指数涵盖了诸如试剂、实验动物和科学仪器的费用等,有时它能高过一个更大范围的指数约3个百分点。但在2012年,一件奇怪的事发生了,而且,这件事挑战了传统观点。生物医学研发价格指数(BRDPI)低于了美国国内生产总值价格指数(GDP PI)——消费者物价指数的一个变化版本。  当时,该生物医学指数增长率为1.3%,不仅低于当年的GDP PI的1.9%的增速,也创了BRDPI的历史最低纪录。但这则消息在当时并未引起重视。  要找出该年度如此异常的原因,人们需要知道BRDPI包含哪些内容。NIH在接受《科学》杂志采访时表示,该信息并不适合公开,但根据《联邦信息自由法案》(FOIA)它能被获得。据悉,该指数不仅涉及设备和用品的成本,还包括来自拨款的薪酬和福利。实际上,全部人力成本占到该指数年度变化的2/3。  《科学》杂志曾公开了美国密歇根大学安纳伯分校一位微生物学家近几年的科研经费支出情况。4年内,他共获得约115万美元的基金,其中约43.8%为个人工资和福利,材料费约占 19.6%,另外1/3上缴至学校管理部门,剩下的为其他科研支出。由此可见,人力成本占了经费支出的一大部分。  而在2011年12月美国国会通过支出法案后,薪酬和福利对生物医学研究发展的巨大影响日益清晰。该法案将标准NIH拨款中研究者薪酬上限从19.97万美元减少到17.97万美元。立法者希望这能将钱省下来资助更多项目。而科学家则抱怨NIH的300亿美元经费根本不足以帮助他们实现自己的好点子。  这部2011年法案是NIH经费周期慢性繁荣与萧条的最新案例。虽然,作为帮助美国经济从2008年世界经济危机中复苏的一系列刺激计划的一部分,一个为期两年的100亿美元的预算削减最终结束,但资金仍非常紧张。  例如,NIH的2015财年预算比2014年的299亿美元预算增加了1.5亿美元,仅提升了0.5%,使明年NIH的财政预算仍低于2012年暂押5%前的预算。增加额未达到参议院支出委员会批准的增加6.06亿美元的目标,而且也低于白宫要求增加的2.11亿美元。而且,附加报告还要求NIH在申请者年龄上给予更多关注,目前,首次接受NIH资助的科研人员平均年龄为42岁。  而这个限制薪酬支出的决定让BRDPI陷入混乱,也使得其低于已经很低的GDP PI。2008年,该生物医学指数达到历史顶峰4.7%,是GDP PI的2.1%的两倍还多。到2010年,这一数值略微下降,达到3%,但仍然超过了GDP PI。2012年,BRDPI急剧下降,相反GDP PI增长到1.9%。  外部观察者认为,这一下降趋势是个好消息。毕竟,如果生物医学研究膨胀放缓,那么NIH就能进一步利用其有限的经费。  但NIH领导层并不希望出现这种趋势。NIH前院外研究项目负责人Sally Rockey习惯每年就BRDPI的价值撰写博文。她将其称为“衡量NIH经费购买力的重要方式,并能为下一财年作出预测”。但在2014年3月28日发表的博文中,Rockey只是简单地提及2012年的下降“主要是资深研究人员薪酬上限降低所致”。  另外,也没有部门备忘录显示,2012年BRDPI历史最低纪录引发任何正式反应。但相同备忘录包括了对2013年BRDPI的初步预测,结果显示它将再次超过GDP PI。备忘录作者表示,2013年的生物医学指数虽“但仍处于历史低谷,并将至少再次超过了GDP PI”。
  • XRD冷热台助力我国零膨胀钛合金特殊材料研发
    在航空航天、微电子器件、光学仪器等精密仪器设备中应用的结构部件,对尺寸稳定性有极为严苛的要求。由于温度升高或降低而导致的材料形状变化对其功能特性和可靠性有着很大影响。因此,具有近零热膨胀性能的钛合金在需要高尺寸稳定性的结构中具有极高的应用价值。例如,美国国家航空航天局已针对太空望远镜所需的超高稳定性支撑结构,使用这类钛合金制造了镜体支架。在激光加工领域,已有使用这种材料制造的光学透镜筒体,解决了透镜焦点热漂移的问题。这类材料特殊的热膨胀性能与其内部αʺ马氏体物相的各向异性热膨胀行为有关。但是,现有的通过冷加工工艺获得的低热膨胀系数限制于单相马氏体相区,即使用温度上限通常小于~100℃,限制了其在工程领域的广泛应用。近期东莞理工学院中子散射技术工程研究中心王皓亮博士在冶金材料领域的TOP期刊《Scripta Materialia》上发表题目为《Nano-precipitation leading to linear zero thermal expansion over a wide temperature range in Ti22Nb》的研究论文。论文介绍了在宽温域线性零膨胀钛合金特殊热膨胀性能形成机理方面取得的新的进展。论文第一作者为东莞理工学院机械工程学院王皓亮博士,通讯作者为机械工程学院孙振忠教授,共同通讯作者为比利时鲁汶大学Matthias Bönisch博士,合作作者有中国散裂中子源殷雯研究员和徐菊萍博士等。王皓亮博士主要从事金属材料物相晶体结构、微观组织及应力分析;钛合金固态相变及功能性研究;高等级耐热钢焊接接头蠕变失效预测研究。1.拉曼光谱在材料研究中的应用(图1.Ti22Nb合金通过析出纳米尺寸第二相获得的宽温域零膨胀性能)研究人员利用中子衍射技术表征材料微观结构的巨大优势,配合使用XRD冷热台(变温范围 -190℃到600℃ ,温控精度±0.1℃,文天精策仪器科技(苏州)有限公司)实现测试样品的温度变化,精确鉴定了线性零膨胀Ti22Nb钛合金中的物相组成,证实了依靠溶质元素扩散迁移形成的等温αʺiso相也具备调控热膨胀系数的功能。相对于冷加工材料,该研究中通过机械+热循环处理获得的双相复合材料,其低热膨胀行为的作用范围被拓宽至300℃。结合其他原位X-ray衍射和EBSD/TKD电子显微表征技术,在纳米到微米尺寸范围内全面分析了材料微结构要素,澄清了热循环过程中纳米尺寸αʺiso相的形成路径,揭示了微观晶格畸变/相变应变、晶体学取向参量和宏观热膨胀系数的之间的定量关系,为设计具有较宽使用温度范围的低/负热膨胀钛合金提供了新的途径,是从理论研究向技术和产品层面跃进的重要依据和前提。 (图2.(a)不同状态Ti22Nb合金中子衍射谱线,(b)原位升降温XRD谱线(c)母相及析出相衍射峰强度随温度演化规律)(图3.原位升降温XRD测试)图4.原位XRD冷热台
  • 德国Neaspec推出全新功能模块,助力热膨胀及拉曼研究领域
    德国Neaspec公司推出的neaSNOM超高分辨散射式近场光学显微系统和nano-FTIR纳米傅里叶变换红外光谱仪以其稳定的性能,高的空间分辨率和的客户体验,自面市以来,在等离子激元、物质鉴别、二维材料、生物成像等领域均获得了广泛好评和青睐。目前国内已有清华大学、南开大学、中科院物理所等数所高校和机构用户使用Neaspec产品进行更深层次的科学研究,并给出高的评价。“NeaSNOM显微镜系统大地促进了我们的贵金属纳米结构表面等离激元研究”,中山大学陈焕君教授如是说。 Neaspec公司也秉承一贯的立创新和开拓进取精神,努力为客户提供优质的服务和便捷的实验工具。近期,Neaspec公司推出了全新的Photo Thermal Expansion(PTE+)和Tip Enhanced Raman Spectroscopy(TERS)功能模块,期待可以更好地服务广大科研工作者。 Photo Thermal Expansion(PTE+)功能模块基于被检测物质在激光照明下的热膨胀,通过机械变化的检测还原物质的吸收光谱。对于热膨胀系数较大物质,尤其是高分子材料,PTE模块可以提供良好的吸收谱线,对物质鉴别、材料分析工作是很好的补充。 Tip Enhanced Raman Spectroscopy(TERS)功能模块将大拓展现有产品应用领域。物质的拉曼光谱不同于吸收或者反射光谱,反映的是非弹性散射光性质,可以得到分子振动、转动方面的信息。但是由于其信号弱,一般难以直接应用于实际分析。针增强拉曼光谱利用了AFM探针纳米的曲率半径,对物质的拉曼信号可以起到良好的增强作用。Neaspec公司基于该技术,与s-SNOM技术结合,推出了该项全新模块,以期在分子检测方面为科研工作者提供更大的便利。相关产品链接neaSNOM超高分辨散射式近场光学显微镜http://www.instrument.com.cn/netshow/C170040.htmnano-FTIR纳米傅里叶红外光谱仪http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm
  • ACS:膨胀显微法与STED结合新法,衍射极限分辨提高30倍
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 在提高显微镜分辨率方面,两种方法结合往往比一种方法更好。近日,德国马克斯普朗克分子细胞生物学与遗传学研究所Helge Ewers博士及其同事发表论文(ACS Nano 2018, DOI:10.1021/acsnano.8b00776),文中介绍了一种新的提高显微镜分辨率的方法——ExSTED,即将受激发射损耗(STED)荧光显微术与膨胀显微镜法相结合的方法。STED显微术使用一个环形的激光束精确地控制在标记样本上的荧光团激活的位置。通常情况下,STED的分辨率可以将显微镜光学衍射极限提升10倍。膨胀显微镜法是将固定样品嵌入水凝胶中,将样品溶胀并拉伸至其原始尺寸的四倍,导致物理分辨率提高的方法。将这两种方法结合,Helge Ewers博士及其同事获得了比光学衍射极限提升30倍的效果。 /p p style=" text-align: center" img style=" width: 450px height: 388px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/26d1f3ac-c39c-4d29-8d6b-f2cda2131146.jpg" title=" 01.jpg" height=" 388" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 450" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " ExSTED法观察细胞中微管的图像,色标表示三维空间中各种小管的深度(来自ACS Nano) /span /p p   文章中使用ExSTED方法对三维细胞的微管网络进行成像。 由于扩大样品扩散荧光标记,所有样品观察区域的信号都大大减少。 为了抵消信号减少,研究人员使用多种抗体来增加添加到微管中的荧光标记的数量。他们希望通过第二次扩展样本和寻找放大荧光信号的方法来进一步提高显微镜的分辨率。 /p
  • 保圣科技发布上海保圣土壤黏性测定仪——质构仪新品
    一、产品介绍土壤中各粒级土粒的配合比例,称为土壤的质地,也叫土壤的砂粘性。我国农民历来习惯用土壤的质地来分辨不同的土壤。土壤的砂粘性是土壤的重要农业性状,也反映其生产性能。有的土壤很松散,通透性好,易于耕作,但土壤中空隙太多,通风透气过畅,温度变化过快,微生物分解有机物快而彻底,保水、保肥能力差,所以施用化肥时,要量少勤施;而有的土壤颗粒细,砂粘性强很紧实,保水、保肥能力较强,但排水困难,通透性差,地面容易积水,微生物活动受影响,肥料分解慢,幼苗生长发棵迟缓,难耕作。土壤粘性与肥力关系非常密切,不良的土壤黏性就会对土壤肥力及作物生长产生不利的影响。因此,改良土壤的砂粘性,是改善土壤肥力状况必不可少的重要步骤之一。如何测定土壤的砂黏程度,也就成为农业种植过程中重要的一环。上海保圣土壤粘性测定仪,通过多个探头的配合使用,通过下压模式可测定土壤的疏松程度,通过压缩后土壤粘结探头的情况可以分析土壤的砂黏特性,对数据进行综合分析可以得到土壤的砂粘性、疏松度等物性特征数据,从而为土壤物理特性分析提供客观数据支撑。 二、结构特点1.自带数据库,不少于300种。 2.性价比高,仪器功能、应用和进口仪器相同,而价格是进口仪器的三分 之一。 3.多种探头和配件可以和进口仪器通用。 4.可以使用标准砝码进行校正。 5.软件带有控制键,无需用手接触仪器,只需点击鼠标可以进行仪器操作。 三、土壤粘性测定仪技术参数 (1)力量感应元:20kg;(0.5kg、1kg、5kg、10 kg、20 kg、30 kg、50kg、 100Kg可选)。(2)力量感应元精度:=0.0001 g(精度同时同步到软件显示上); 误差小于0.001%。(3)升降臂全距:0-350mm;位移精度:0.0001mm(精度同时同步到软件显示上)。(4)速度解析度:0.001 mm/s。(5)数据采集率:可调 20、50、100、200、400、500组/秒。每组4个通道同时读取。石油体膨颗粒强度测定 体膨颗粒堵水强度测定 预交联体调驱强度测定 调剖剂堵水强度测定 体膨颗粒膨胀能力测定 石油堵漏剂堵漏强度测定 石油调剖强度测定 国产质构仪哪家好,上海质构仪厂家,国内质构仪厂家,教学用质构仪,保圣质构仪,国内使用多的质构仪,便宜的质构仪,性价比好的质构仪,便宜的凝胶强度测试仪,畅销的质构仪。国产质构仪,质构仪厂家,质构仪代理商,TA质构仪,SMS质构仪,美国质构仪,物性测试仪,凝胶强度测试仪,鱼糜弹性测试,肌肉嫩度仪,保圣质构仪,国产好的质构仪,国产信得过的质构仪,国内销量好的质构仪,国产质构仪哪家好,上海物性测试仪厂家,粘度仪,硬度计,药品硬度仪 药品强度 药片刚性 药片包衣黏性 药片物性 药片质构 胶囊破裂强度 胶囊拉伸强度 胶囊物理性质 质构仪国产质构仪 鱼糜弹性测定仪 肌肉嫩度仪 凝胶强度测定仪 医药材料黏性测定 生物黏附性 材料均一度 薄膜拉伸强度 胶体黏性 材料抗击压强度 医药材料黏性测定 生物黏附性 国产质构仪 质构仪 鱼糜弹性测定仪 肌肉嫩度仪 凝胶强度测定仪创新点:1、仪器包含多种国标推荐质构测定方法;2、软件自带方法库,方便使用人员借鉴学习;3、软件自带教学视频,更为直观理解质构概念及相关知识。 上海保圣土壤黏性测定仪——质构仪
  • 安捷伦、安图相继中标中西部地区药检仪器采购项目
    2010年3月25日,五矿国际招标有限责任公司发布公告,在“食品药品监督管理系统中西部地区药检仪器设备配备项目”公开招标中,最终安捷伦科技以385万元人民币中标12台高效毛细管电泳仪,郑州安图实业有限公司以635万元人民币中标20台线热膨胀系数测定仪。五矿国际招标有限责任公司曾于2010年3月4日发布该项目的中标公告,其中12台高效毛细管电泳仪及20台线热膨胀系数测定仪因其他原因没有开标。详情请见附件。   食品药品监督管理系统中西部地区药检仪器设备配备项目评标结果公告   采购人名称:国家食品药品监督管理局   采购代理机构名称:五矿国际招标有限责任公司   采购代理机构地址:北京市海淀区三里河路5号中国五矿大厦D座206   采购代理机构联系人:王超 李合英   联系方式:010-68494321、010-68494346   项目名称:食品药品监督管理系统中西部地区药检仪器设备配备项目   采购方式:公开招标   招标编号:0716-1041YJ110055   招标公告日期:2010年2月11日   定标日期:2010年3月25日   评标结果: 货物名称 中标商名称 中标金额 (单位:人民币元) 高效毛细管电泳仪 安捷伦科技(上海)有限公司 3,850,000 包号 包名称 中标商 中标金额 (人民币元) 11 线热膨胀系数测定仪 郑州安图实业有限公司 6,350,000   评标委员会名单:杨新科、蒋鸿文、李亚凤、刘载文、张淑军、卢日刚、马鹏飞   五矿国际招标有限责任公司   2010年3月25日 相关链接:中西部地区将采购1亿元原子吸收光谱仪 中西部地区1亿元原子吸收光谱仪采购项目开标
  • 得利特成功研发高温运动粘度测定仪
    仪器是科研的必要工具,对前沿研究来说,仪器的性能差距无法从其他方面弥补。如果国产仪器的性能不过关,即使有政策支持,采购方还是会更愿意采购**产品。这也是高端仪器市场国内产品竞争不过**仪器的根本原因。虽然国产仪器在技术上有所突破,但在稳定性和重复性上仍然有所不足。因此国产仪器企业需要继续加大研发投入,提高产品质量。   随着中美关系日益紧张,为了不在科研上被“卡脖子”,发展国产仪器迫在眉睫。国产仪器的进步不仅需要政府和企业的投入,也需要用户给予更多“试错”的机会。只有在实践中才能不断发现问题,也只有得到用户的反馈,国产仪器才有改进和完善的方向。支持国产仪器,需要有关各方共同努力。为了适应目前国产仪器发展现状,北京得利特科技有限公司扩招技术人员大力开发试验仪器,高温运动粘度测定仪是我公司新研发一款产品.A1015 高温运动粘度测定仪是依据国家标准 GB/T1632.3《塑料 使用毛细管黏度计测定聚合物稀溶液黏度 第 3 部分:聚乙烯和聚丙烯》JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中 T0619-2011《沥青运动黏度试验(毛细管法)》GB/T 1841《聚烯烃树脂溶液粘度试验方法》设计制造的专用测试仪器。技术参数?测量范围:0~800 mm2/s?控温设置:室温~180℃任意设置?装卡毛细管数量:2 支?恒温精度:±0.1?加热器功率:1800W?工作电源:AC220V±10%50Hz?环境温度:室温~35℃?重量 : 25kg 升级点: 双层圆缸,控温效果优良。控温可达 180 度高温。恒温精度高,加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作,耐腐耐高温。环型日光灯照明,透视度好。易观察。电动搅拌装置,浴内温度分布均匀.
  • PerkinElmer 赞助表彰于毛细柱色谱方面取得杰出成就的奖项
    在第 33 届国际毛细管色谱研讨会上颁发 Marcel Golay 和 Leslie Ettre 奖 马萨诸塞沃尔瑟姆 &ndash 专注于人类及其生存环境的健康和安全的全球领先公司 PerkinElmer, Inc.,今天宣布了两个行业奖的获奖者,以表彰在毛细管色谱领域取得的突出成就。 该公司将 Marcel Golay 奖颁给了美国东北大学的 Barry L. Karger 博士,表彰他在窄径液相色谱 (LC) 方面所做的工作,同时将 Leslie Ettre 奖颁给了华盛顿大学的 W. Christopher Siegler,表彰他在三维 气相色谱领域 (GC) 方面所做的工作。 PerkinElmer 在俄勒冈波特兰举行的第 33 届国际毛细管色谱研讨会 (ISCC) 上 颁发了这些奖项。 &ldquo 表彰在毛细管色谱领域取得成就的色谱学家和年轻的学科领袖具有重要意义,因为这能够充分说明我们鼓励在这一领域产生的最新发展&rdquo ,PerkinElmer 色谱事业部副总裁 Eric Ziegler 说。&ldquo 我们必须继续与学界的资深科学家紧密合作,开发满足行业和学术需求的解决方案。&rdquo Marcel Golay 奖 &ndash 美国东北大学 Barry L. Karger 博士 印第安纳大学的 Milos Novotny 教授担任主席的 Golay 奖委员会与 PerkinElmer 一起向 Barnett Institute 的院长、东北大学分析化学系的教授 Barry Karger 博士颁发了 2009 年的奖项。Karger 博士因出版了 315 本经过审核的出版物并获得 39 项专利而被授予毛细管色谱方面的终身成就奖。他最近使用 10mm 内径 (ID) 多孔层开口管 (PLOT) 柱分析少于 10,000 个细胞的样品,取得了新突破。与传统的 75 µ m ID 柱相比,PLOT 平台使用不到五分之一的样品量就能提供高灵敏度。较小的样品量要求能够向毛细管柱内多次进样,从而提高蛋白识别。 Leslie Ettre 奖 &ndash 华盛顿大学 W. Christopher Siegler Ettre 奖授予了华盛顿大学的研究生 W. Christopher Siegler,以表彰他有关添加第三气相色谱维度分离以分离重叠分析物的论文。Siegler 先生及其导师 Robert E. Synovec 等华盛顿大学的其他研究人员共同开发的仪器,简单易用,只需用极低的成本(约 1,000 美元)对传统的 1 维气相色谱稍作修改就能使用。它利用具有不同化学选择性的三个色谱柱,对复杂样品中的不同分析物提供独特的分离功能。研究人员使用平行因子分析 (PARAFAC) 方法,对峰作数学分析,以获得每个维度的色谱。 关于奖项: Marcel Golay 奖是为纪念 PerkinElmer 的前雇员 Marcel Golay 而设立的,他发明了气相色谱 (GC) 中使用的毛细管色谱柱。 该奖项于 1989 年设立,每年在国际毛细管色谱研讨会上颁发。 Leslie Ettre 奖是为纪念 Leslie S. Ettre 而设立的,他在 PerkinElmer 工作了 32 年,为气相色谱 (GC) 事业做出了重大贡献,包括编写和编辑有关毛细管色谱方面的 40 多本书及近 400 篇文章和论文。 该奖项每年在国际毛细管色谱研讨会上颁发,授予的对象是侧重于毛细管气相色谱在环境和食品安全方面最有趣的原创性研究的 35 岁以下年轻科学家。 第 34 届国际毛细管色谱研讨会在意大利的 Riva del Garda 举行。 关于 PerkinElmer, Inc. PerkinElmer, Inc. 是一家专注于提高人类及其生存环境的健康和安全的全球领先公司。据报道,该公司 2008 年收入约为 20 亿美元,拥有约 8,500 名员工,为超过 150 个国家/地区的客户提供服务,同时该公司也是标准普尔 500 指数的成员。有关其它信息,请访问 www.perkinelmer.com 或致电 1-877- PKI-NYSE。 PerkinElmer 媒体联系人: Stephanie R. Wasco, 781-663-5701 Stephanie.wasco@perkinelmer.com # # # 或 Sandra Schiller, 203-402-7105 Sandra.schiller@perkinelmer.com 其他媒体联系人: Porter Novelli: Kate Weiss,617-897-8255 Kate.Weiss@porternovelli.com
  • 安东帕落球粘度计推出最高耐化学性毛细管
    安东帕落球式黏度计Lovis 2000 M/ME,可根据Hoeppler落球原理测量滚球滚过透明和不透明溶液的时间。测量只需100 μL样品量,即可提供准确度最高达0.5%的测量结果。给出特性黏度、运动黏度或动力黏度结果。Lovis 2000 M/ME小巧经济,可节省实验室的空间。 作为安东帕AMVn自动微量黏度仪的后续产品,Lovis 2000 M/ME微量落球黏度计配置选择上更具灵活性,为满足不同需求提供更多选择。其中,一款全新推出的PCTFE(氯乙烯)进样毛细管,对腐蚀性样品具有最高的耐化学性。基于这一特性,Lovivs 2000 M/ME可以用于测量几乎所有液体,无论是腐蚀性的、侵蚀性的还是危险性的样品,甚至可以用来测量氢氟酸。 由于测量毛细管非常小,仅需十分之一毫升的样品就可保证测量需求,从而获得可获得高价值的结果。 此外,由于具有良好的韧性,这种新型的毛细管还非常适合于做演示。PCTFE毛细管和完整附件箱可用于手动进样、流通式进样和低样品量进样。更多Lovis 2000 M/ME产品信息,请登录:http://www.anton-paar.com/cn-cn/products/details/rolling-ball-viscometer-lovis-2000-mme/viscometer/ 关于安东帕(中国)奥地利安东帕有限公司(ANTON PAAR GMBH)是工业及科研专用高品质测量和分析仪器的全球领导厂商。公司成立于1922年,总部设在奥地利格拉茨,在全球12个国家和地区设有分公司直接提供销售和售后服务,并在其它主要地区设有代理销售、服务机构。作为世界上第一台数字式密度计的发明者,安东帕公司的产品占全球浓度、密度测量仪器仪表行业市场份额的70%。 安东帕公司的密度仪、黏度测量仪、流变仪、旋光仪、折光仪、固体表面Zeta电位分析仪、 SAXSess 小角X光散射仪、闪点与燃点测定仪、微波消解与合成设备等产品作为分析与质量检测工具,已广泛应用于啤酒饮料,石油,化工,商检,质检,药检等诸多领域和研究机构,并且已作为许多国家行业标准及计量校正仪器。我们的用户包括了一级方程式赛车队,炼油厂,和几乎所有的世界知名饮料制造商。
  • 毛细管电泳技术在蛋白药物分析中的应用
    毛细管电泳技术在蛋白药物研发和质量控制中的发展 随着蛋白药物的开发热潮在全球兴起,毛细管电泳技术(Capillary Electrophoresis, CE)作为一种新兴的研发和质控的分析技术也越来越受到各大生物制药公司的青睐和法规机构的重视。全球大部分生物制药公司均已使用毛细管电泳系统用于蛋白药物的研发及质量控制分析。从培养基优化、克隆筛选、配方稳定性研究和纯化过程监测,到蛋白表征、相关杂质检测、蛋白结构鉴定和蛋白质药物产品的质量控制,蛋白药物的各个环节都需要使用到毛细管电泳。例如蛋白的纯度测定,已经从SDS-PAGE转变为十二烷基硫酸钠-毛细管凝胶电泳(CE-SDS)方法;蛋白质的等电点测定,毛细管等电聚焦(CIEF)比传统胶条方法更为准确;糖蛋白药物的糖基异质性表征,毛细管电泳是高分辨率分析方法之一。在各国药典中,毛细管电泳技术用于蛋白药物的检测方法也不断丰富与发展。药典中最早出现其对蛋白药物检测方法是促红细胞生成素(EPO)的糖异构体测定。糖蛋白的异构体差异小,普通的分析方法很难将EPO中的多种异构体分离定量。欧洲药典和美国药典将毛细管电泳方法确定为EPO异构体分析的标准,解决EPO产品中各种糖基化异构体的分离和定量问题。此外,生长激素的相关杂质检测标准也采用了毛细管电泳的方法。对于单克隆抗体药物的分析,在2006年,由惠氏、安进、基因技术、礼来、辉瑞、强生及加拿大卫生署等十几个实验室对“CE-SDS方法对单抗药物纯度分析”进行了联合验证。他们对方法的稳定性、可靠性、准确性等多方面进行了研究和考察。研究结果表明CE-SDS方法比传统的SDS-PAGE更适合单抗药物的表征与质量控制,其结果的稳定可靠性要远远超过SDS-PAGE,建议各生物制药公司使用CE-SDS代替原有的SDS-PAGE作为研发与质量分析的平台。随后,上述生物制药公司及机构又针对“CIEF方法进行单抗药的等电点测定及电荷异质性分析”、“CZE方法快速分析单抗药的电荷异质性”,“毛细管电泳技术进行单抗药中的糖基分析”进行了多实验室联合验证,结果展现了CE技术用于单抗药质量控制的优势及可行性。美国药典于2013年发布了利妥昔和曲拓珠等单克隆抗体药物的纯度检测、等电点/电荷异质性分析和糖基分析采用毛细管电泳方法。在中国,中国食品药品检定研究院于2012年联合国内外生物制药机构对“CE-SDS方法对单抗药物纯度分析”进行了验证,确认了CE-SDS方法在分辨率、定量准确性及自动化程度等方面的优势,并指出CE可以对单抗非糖基化重链进行准确定量。基于以上工作以及毛细管电泳技术在单抗药分析中的强大优势,中国药典2015版的第三部中增加了CE技术,明确了CE是单克隆抗体药物大小变异体、电荷变异体、鉴别与一致性和糖基化修饰分析中的重要方法。随着CE技术在生物制药领域的快速发展,以及新的蛋白质药物的不断上市,将会有更多的CE方法出现在各国药典中。毛细管电泳技术在单克隆抗体药物分析中的应用(1)单克隆抗体药物的纯度及大小异质性分析SDS-PAGE方法对单抗药物进行纯度分析,在分辨率、定量准确性和自动化程度上,已经不能满足生物制药研发和质量控制的要求。CE-SDS方法基于蛋白分子量的差异分离,用于还原和非还原单抗药物的纯度分析,免去了复杂的人工操作、定量更加准确,具有更高的分辨率,在还原模式中可对非糖基化重链进行分离和准确定量。图1. CE-SDS对还原单克隆抗体药物的纯度分析[1]选用不同的毛细管长度,可以实现高分辨率模式和快速模式的纯度分析。高分辨模式的CE-SDS方法提供最高的分辨率,快速模式的CE-SDS方法提供更短的冲洗和分离时间,提高了分析的通量。CE-SDS结合激光诱导荧光检测器(CE-SDS-LIF),通过5-Tarma或FQ染料对蛋白进行标记,可以获得更高的灵敏度,可以检测到含量在0.01%的杂质碎片。此外,LIF检测器的使用,可以最小化基线波动,使积分和定量更加准确。(2)单克隆抗体药物等电点的测定和电荷异质性的分析单抗药物在结构上会发生糖基化、脱酰胺化、异构化、氧化等翻译后修饰,造成蛋白表面电荷的改变,引起单抗的电荷异质性。每个变异体具有不同的等电点。基于等电点分离的毛细管等电聚焦技术(cIEF),可以对单抗药物的变异体进行高分辨率的分离和定量,可分离0.03个pI差异的变异体。方法使用等电点Marker制作校准曲线,对变异体的等电点进行准确的测定。是单抗药物等电点测定和电荷异质性分析的重要方法。图2. CIEF方法对单克隆抗体药物的等电点和电荷异质性分析[5]针对不同pI范围的蛋白样品,可以通过选用适当的两性电解质来实现高分辨率的分析。如对于大部分单抗,其pI值位于7-10之间,可使用pH 3-10范围的两性电解质;对于pI 在5-7范围内的蛋白样品,可使用pH 5-8的窄范围两性电解质;而对于pI 小于5的酸性蛋白,则可以使用反向聚焦和迁移模式,实现更好的分析。 (3)CZE方法对单克隆抗体药物电荷异质性的快速分析毛细管区带电泳(CZE)基于分析物电荷/体积的比进行分离,是毛细管电泳技术中最简单、快速的模式。由于单抗药物的各个变异体分子体积近乎相同,因此在CZE分离模式中,电荷变异体的分离取决于表面电荷的差异,与CIEF模式的变异体分离相一致。因此,CZE成为快速电荷异质性分析的平台方法被生物制药行业所使用。此外,由于CZE方法简单快速的特点,它也被用于单抗药的鉴别分析中。图3. 同一种CZE方法对23种单抗药物的电荷异质性分析[3](4)单克隆抗体药物的糖基异质性分析单克隆抗体等糖蛋白药物中,糖基的种类和排列顺序会导致糖基异质性。单抗药物的糖基化修饰对其安全性和药效有着很大的影响。因此对糖基异质性的质量控制十分重要。毛细管电泳方法对糖基异质性分析的流程包括糖蛋白中糖基的释放、糖基的标记和毛细管电泳分离。磁珠辅助的糖基释放和标记,使得前处理可在1小时内完成,加快了前处理的时间。采用APTS作为荧光标记物,不仅可以通过增加电荷提高分离效率, 还通过LIF检测实现了高灵敏的糖基分析。毛细管电泳技术对糖基分析的优势在于分辨率高,速度快。不但可以区分出一个糖基的差别,相同分子量的糖基异构体也可以得到分离,整个分离过程可在5-20分钟内完成。图4. CE-LIF方法对单抗药糖基分析的电泳图毛细管电泳技术在重组蛋白类药物分析中的应用重组人促红细胞生成素(rhEPO)是高度糖基化的蛋白药物。糖基化的异质性导致了多种变异体的存在。采用CZE方法可对EPO的变异体进行分离和定量,该方法已经成为欧洲药典中EPO变异体分析的标准方法。此外,CIEF方法也可以实现对EPO中各个变异体的高分辨分离,不但可以获得与CZE方法相同的变异体数目和定量信息,还可以提供每个变异体的精确的等电点数值。在对不同来源的EPO产品与参考品的比较中,可使用等电点对变异体进行鉴定。图5. CZE方法对EPO变异体的分析重组人生长激素(rhGH)的纯度及异质性分析中,CZE方法分离度高、定量准确,也已为欧洲药典所采用。图6 CZE方法对rhGH的电荷异质性分析总结在蛋白药蓬勃发展的今天,毛细管电泳技术以其分辨率高、模式多等优势,在蛋白药研发和质控的过程中起到了不可或缺的作用,被越来越多的企业和监管机构所认可,用于蛋白药的纯度、等电点及电荷异质性、糖基等分析中。随着蛋白药物、细胞/基因治疗以及新型疫苗等生物制品的不断发展,毛细管电泳技术将会具有更大的应用空间,在蛋白、核酸及病毒颗粒等分析中,发挥它的优势,提高生物制品的质量控制标准。
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