水分在线分析仪

近期，由北京中医药大学吴志生研究员作为项目负责人，北京中医药大学为承担单位的中药炼蜜过程水分在线检测 近红外光谱法》团体标准项目正式批准立项。为推进中医药标准化建设，制定满足市场和创新需求的团体标准，加快中医药标准化发展进程，中华中医药学会标准化办公室组织了团体标准立项审查（函审）。专家对《中药炼蜜过程水分在线检测 近红外光谱法》的科学性、实用性进行审查，经过专家审查同意该项目立项，并经中华中医药学会秘书长办公会审议通过。炼蜜过程通过热加工去除蜂蜜部分水分，提高粘度，是中药传统制造的特色工艺。炼蜜按照炼制程度可分为嫩蜜、中蜜和老蜜，水分是其中的关键质量属性。目前，炼蜜过程一般采用人工取样，通过折光率法离线检测水分，存在生产过程高耗，工艺控制粗放等问题，迫切需要引入水分的在线检测方法。近红外光谱技术具有快速、无损和可在线检测等优势。同时，近红外光谱可用于测定蜂蜜水分，实现炼蜜过程水分的在线检测。为进一步加强炼蜜过程水分在线检测近红外光谱法的应用和推广，本标准起草工作组拟制定炼蜜过程水分在线检测方法在应用过程中的光谱数据采集、校正模型开发、校正模型验证以及数据处理与表达等要求，旨在促进炼蜜制造过程的提质增效，为中药质量稳定可控提供保障。据悉，该团体标准由北京中医药大学、陕西中医药大学、福建中医药大学、中国农业科学院农产品加工研究所、卡尔蔡司（上海）管理有限公司、瑞士万通中国有限公司、波通瑞华科学仪器(北京)有限公司、北京同仁堂股份有限公司、九芝堂股份有限公司、厦门壮途医药有限公司、浙江寿仙谷医药股份有限公司、山东金璋隆祥智能科技有限公司、仲景宛西制药股份有限公司、内蒙古天奇中蒙制药股份有限公司等多单位起草。项目负责人吴志生研究员介绍：吴志生研究员，北京中医药大学研究员、博士生导师、博士后合作导师。中药制药首位国家优青，中药提取分离过程现代化国家工程研究中心学科带头人，教育部中药制药与新药开发关键技术工程中心学术带头人，中药智能制造与全程质量控制创新团队负责人。 领衔获中国仪器仪表学会最美抗疫先锋团队，获中国仪器仪表学会最美科技工作者、北京市科技新星、全国高等中医药院校优秀青年、中华中医药学会青年人才托举工程等荣誉称号。获中华中医药学会十大论文奖，中国仪器仪表学会陆婉珍近红外青年奖，中国仪器仪表学会青年科技奖，中华中医药学会中青年创新人才奖，中国药学会以岭生物医药创新奖，中国仪器仪表学会科学技术二等奖，北京市科学技术奖一等奖等奖项。 中国仪器仪表学会理事，药物质量分析与过程控制分会秘书长，中国医药设备工程协会医药自动化专业委员会副主任委员，全国饲用中草药科技产业联盟副理事长等，世界科学技术---中医药现代化、中草药、中华中医药杂志、计算机与应用化学、世界中医药英文版、中华中医药杂志编委或青年编委。科技部十四五中医药关键技术装备重大专项指南起草编制组-中药饮片组组长，中国科协“创新驱动助力工程”项目组专家，中国科协“智能制造助力中药产业发展”政策建议类项目执行人，中国互联网健康医疗发展报告蓝皮书执笔人之一，全国中医药博士生优秀论文奖评审专家，国家科学技术进步奖专家库专家，山东科学技术进步奖专家库专家、教育部学位中心专家库专家等；国家自然科学基金委、教育部、科技部及北京、江苏、山东、新疆、陕西和福建等基金专家。 致力于中药制造质量控制与名方新药创制研究。承担国家重点研发计划子课题、国家重大新药创制、国家自然科学青年、面上项目和制药企业/基金会委托课题（100万以上级）等十余项。以第一或通讯作者发表论文120余篇，包括Bioresource Tech, J Control Release, Acta Pharmaceutica Sinica B, Talanta, Scientific Reports, Food chemistry等SCI论文60余篇，蓝皮书3项，起草指南2项，标准4项，著作6部，申请专利20余项。受邀SPIE，第446次香山科学会议等学术报告20余次。

2022年1月，中国仪器仪表学会分析仪器分会十届三次理事会及“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖在京举行。经过10位专家的会评，2021年“朱良漪分析仪器创新奖”最终评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”4名。仪器信息网同中国仪器仪表学会分析仪器分会对“朱良漪创新奖”获奖人员进行了联合采访，本期的采访对象是“青年创新奖”获得者兰州大学核科学与技术学院研究员黑大千。兰州大学核科学与技术学院 黑大千研究员主要成果：研制的中子活化分析设备的性能指标经多方测试能够满足实际应用中的需求，在研发的过程中形成了中子活化分析设备的发明专利和分析方法的软件著作权，并在煤炭和水泥等相关行业得到了实际应用和示范验证，取得了一定的社会经济效益。仪器信息网：首先恭喜您获得“2021年朱良漪分析仪器创新奖”，请向广大网友介绍一下您自己，以及您所在的单位？黑大千：各位网友好！感谢仪器信息网的采访。我是兰州大学核科学与技术学院的黑大千。目前我在主要开展核技术应用及核分析技术领域系统性研究工作，涵盖基础研究、方法学研究、应用基础研究、技术拓展等核分析技术的全链条式科研创新工作。具体研究内容包括：瞬发伽马射线中子活化分析（PGNAA）技术、核素识别与定量分析技术、中子/伽马新型探测技术、X射线分析技术、核电子学技术等。仪器信息网：请介绍您进入分析仪器领域的机缘？您在分析仪器的研制和产业化方面开展了哪些工作，取得了怎样的创新成果?黑大千：我能有幸进入分析仪器领域还要感谢国家科技部在十二五期间组织的国家重大科学仪器设备开发专项，2013年，在我的导师陈达院士、贾文宝教授的带领下，我们团队牵头获批了项目“工业物料成分实时在线检测仪器的开发和应用”，在项目执行期间，我和项目团队中的年轻人得到了充分的锻炼，从仪器硬件的优化设计，到仪器分析方法的创新突破，再到标准样品的设计优化，直至最后仪器总装、示范工程建立，我们经历了完整的分析仪器开发流程，并与分析仪器的研究与开发深深结缘。在研究工作方面，我的主要研究工作可以大致分为两个方面：1. “穷理以致其知” --- 核分析技术基础研究：从核分析技术的基本物理过程出发，探索测量信号与被测量信息间的物理机制模型建立、影响因素探索等。并在此基础上，形成全新分析方法、构建相应数据库、发展仪器设计方法并形成信息分析、系统设计软件与程序。2. “反躬以践其实” --- 仪器开发、应用研究及技术拓展：基于基础研究成果，开发了多种基于PGNAA技术的在线成分分析系统及危化品检测系统，完成了多个基于PGNAA技术的工业物料成分分析系统的示范工程建设。在基础研究取得突破性进展的基础上，进一步拓宽相关研究领域与应用。以需求为导向拓展在技术发展中的关键核心技术、并行技术、应用中的辐射防护问题等研究。包括：瞬发伽马射线中子活化成像PGAI技术研究、中子探测与能谱测量研究、X射线通讯与关键部件开发、XRT技术开发与应用、X荧光分析技术的开发与应用、中子辐射防护技术，辐射防护材料的开发等。 主持包括国家重点研发计划项目、国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家自然科学基金、国防技术基础项目子课题、国家质量基础条件平台项目子课题等国家级项目在内的各类科研项目20余项，以第一或通讯作者身份发表SCI收录论文40余篇，以第一完成人身份获得授权发明专利10余项。仪器信息网：您所研制的仪器成果解决了哪些实际问题，仪器的主要用户有哪些，成果的市场前景如何？黑大千：在工业物料领域，如煤炭、水泥、矿石成分分析应用中，可利用在线分析技术，实现全过程的实时成分测量、分析，对对生产企业质量信息化管理、多角度质量数据分析、动态掌握质量状况等方面具有明显的促进作用，可有效提高企业产品质量控制能力。此外，在节能降耗、提升生产效能等方面具有良好的前景。工业物料成分分析系统在违禁品检测系统开发方面，面向不同使用场景，基于建立的信噪比优化评价方法，设计开发了一系列违禁品检测系统，包括：NIQAS(Nuclide Identification and Quantitative Analysis System)危化品识别检测系统、EPDS(Explosion-Proof Detection integrated System)防爆检测一体化系统、行李箱高爆炸药检测系统、掩埋爆炸物检测系统等4类危险品检测系统。这一系列的检测系统将有望满足战争遗留弹药武器的识别与指导分类；机场、高铁站等公共场所的疑似爆炸物处置过程中的检测；公众区域内行李箱中隐式爆炸物检测等一系列公共安全需求。上述成果均具有明确的市场需求以及较好的市场前景，目前部分产品已经启动产业化进程。危险品核素识别与定量分析系统仪器信息网：对于此次获奖您有何感受？您认为“朱良漪分析仪器创新奖”将给青年人带来怎样的影响？黑大千：非常感谢中国仪器仪表学会分析仪器分会以及各位评审专家对我和团队工作的认可。分析仪器的开发与研制具有鲜明的技术特点，这个行业是一个高度交叉的领域，既需要具备扎实的理论基础，也需要极强的动手能力。分析仪器开发工作者是具备“科学家”的头脑以及“工程师”的动手能力的“发明家”，需要直接分析需求、而面对需求、解决需求，厘清其间错综复杂的关系，抽丝剥茧的找出关键问题和解决方案。我们作为行业的后辈，需要向朱良漪先生等“大家”学习的地方还有很多。世界局势错综复杂，在百年未有之大变局中，自主创新是解决人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾的重要手段。“朱良漪分析仪器创新奖”为从事分析仪器研究工作的青年人提供了前进的方向和动力，将有利于激发青年人创新热情和报国之志。仪器信息网：后续您还将开展哪些创新工作?黑大千：在2021年12月，我有幸牵头获批了国家科技部重点研发计划青年科学家项目。该项目将以战略矿产资源“铀”的开采与富集过程的元素成分分析作为应用研究对象，面向地浸采铀工艺中各环节的溶液、树脂中的元素成分在线分析需求，开发基于瞬发伽马射线中子活化分析（PGNAA）技术的多元素在线分析的新方法及新设备，满足浸出、萃取、吸附等工艺环节中对溶液、树脂塔中各类元素含量实时在线检测的现实需求，为实现工艺过程规律分析、元素富集状态、过程动态调控等提供实时数据支持，并为信息化、智能化矿山的建立与资源开采提供全新在线分析技术与仪器设备。因此，未来一段时间的工作中，我和我所在的团队将聚焦将PGNAA技术的应用领域进行拓展，面向国家重大战略需求和经济主战场开发更多更有价值的分析仪器。关于“朱良漪分析仪器创新奖”朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、中国仪器仪表学会分析仪器分会承办执行“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。“朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发五届，先后有15项分析仪器创新成果、18位青年创新科学家获奖。

大气颗粒物来源广泛，化学组分复杂，与痕量气态污染物如二氧化硫、氨等互相转化，造成大气复合污染的复杂状况。传统的大气颗粒物和气体组分多遵循采样-运输-实验室分析的流程，时间周期长，消耗人力物力较多。一些不稳定的物质在周期中容易挥发或者发生反应，导致检测结果不能准确地反映实时污染物组分浓度，造成测量误差。　　因此，对颗粒物化学成分和痕量污染气体开展准确、实时、长期的监测、是治理大气颗粒物的先决基础。　　聚光科技（杭州）股份有限公司（以下简称“聚光科技”）联合北京大学最新推出基于离子色谱法的WAGA-100大气颗粒物水溶性离子成分在线分析仪，可实现对大气中多种水溶性离子的自动准确测量。 WAGA-100大气水溶性离子在线分析仪可测气体组分NH3、HCl、HONO、HNO3和SO2可测颗粒物组分F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+等WAGA大气颗粒物水溶性离子成分在线分析仪原理图关键技术　　1）湿式平行板溶蚀器技术　　它的基本工作原理是：选择能吸收被测组分的吸收剂涂渍于溶蚀器内壁，或让吸收剂以一定流速流过溶蚀器内壁，利用气体和气溶胶扩散系数的差异，使气体分子扩散到管壁被吸收剂吸收，而气溶胶不受影响一直通过扩散管，从而有效地分离气态污染物和气溶胶。湿式平行板溶蚀器工作原理示意图　　2）蒸汽喷射-撞击式采样技术　　基于蒸汽喷射的气溶胶采样技术原理是气溶胶颗粒在水蒸气的作用下长大，经过一个水汽分离装置后，水溶性组分进入溶液并进一步分析。该技术解决了传统膜采样法时间周期长、颗粒物成分变化等问题，应用于组分在线监测，可以实时、准确的获知颗粒物化学成分信息。 基于蒸汽喷射的气溶胶收集技术示意图　　3）微差压全自动液面探测技术　　基于微压差的自动化液面探测技术可以连续自动的输出收集液容积，适用于无人值守的在线监测仪器，结构简单，灵敏度高。 微差压全自动液面探测技术示意图　　4）针对自动在线分析的智能化软件系统　　聚光科技WAGA-100大气水溶性离子在线监测系统将采样、分析、检测单元、数据处理单元等集成在分析仪内部；通过内置程序控制电磁阀的开关和设定流量，根据时序控制不同采样流程状态下泵的工作状态和频率，减少仪器使用及维护的工作量；通过定时循环自动触发下一流程，实现流程的循环和连续在线测量，减少人工维护，实现高度自动化控制。产品特点　　痕量气体和颗粒物组分的自动监测　　适用于大流量的平行板溶蚀器设计　　高效颗粒物捕集装置　　联合北京大学研制，经十余年研发和应用验证　　全自动化控制，可长时间无人值守　　数据自动分析和上传应用案例 2017.04.17 凌晨5：00WAGA仪器在现场捕捉到颗粒物较高的硝酸盐和硫酸盐含量 2008.10.20~2008.11.09基于该技术现场监测的PM2.5水溶性离子成分和气体浓度的变化趋势