红外固体分析

2010年8月16日至17日，由上海市人民政府、中国科学院、中国工程院主办，由中科院上海光学精密机械研究所和上海交通大学共同承办的第158期东方科技论坛在上海沪杏科技图书馆成功举行。本次论坛主题为“中红外固体激光技术和应用”，上海光学精密机械研究所范滇元院士担任论坛执行主席。来自国内外有关科研院所、高校和企业界的知名学者约50位专家出席了会议。　　上海市科委陈馨女士主持开幕式，上海交通大学校长张杰院士作为承办单位代表致欢迎辞，东方论坛理事会副秘书长、上海市科委基础研究处胡睦处长应邀出席并讲话。　　方家熊院士、祝世宁院士、刘泽金教授、吕跃广研究员、陈卫标研究员等10余位专家学者针对中红外固体激光技术的应用需求、关键技术、发展趋势等重要问题做了精彩的学术报告。上海光学精密机械研究所副所长陈卫标研究员主持了最后的自由讨论，与会代表围绕相关问题进行了气氛热烈的探讨。经过广泛深入的交流，集思广益，范滇元院士在总结发言中凝练出中红外固体激光技术研究的共识和建议，包括若干重要发展方向和待突破的关键技术。　　 　　中红外固体激光技术在民用和国防领域均有着非常重要的应用前景。本次论坛的成功举行，将通过多学科交叉和融合，促进我所中红外固体激光相关研究工作向更深层次发展，极大地推动我国中红外固体激光技术的未来发展，提升我国在该领域的整体竞争力。

有机固体激光器因其制备简单、价格低廉和易于集成等优势，一直以来备受科研工作者的关注。与无机激光介质相比，有机激光材料来源广泛，并且具有发射光谱宽、受激发射截面积大等特性，近年来在激光显示、生物传感器等应用方面显示出很大的应用前景。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室和光化学院重点实验室研究员付红兵课题组近期在设计有机共轭小分子近红外发光材料的基础上，发展了有机固体微纳近红外激光器。　　传统无机半导体垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser, VCSEL)由上下两层反射腔镜以及夹在中间的活性层材料组成，需要复杂的工艺流程和昂贵的成本。相比较而言，有机半导体材料可以通过低温溶液加工工艺进行激光器谐振腔的构筑。科研人员从1，4-二芳乙烯基苯(DSB)入手，利用溶液自组装的方法制备了六边形微米盘单晶。利用这种微米片状结构所形成的回音壁模式(Whisper Gallery Mode)的光学微腔，通过调控微米片的尺寸，分别实现了单模和多模的激光发射 (Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5863) 进一步基于有机分子的可裁剪性，系统研究并揭示了分子结构—微纳谐振腔—激光性能三者之间的内在关联规律，为高性能有机固体激光器提供了新的设计思路 (J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16602) 与此同时科研人员把材料体系拓展到有机无机杂化钙钛矿材料，实现了绿光波段的激光发射 (Adv. Mater. 2015, 27, 22)。　　最近，研究人员通过把“分子内氢键”引入有机共轭小分子的策略，合成了固体发光量子效率高达15.2%的近红外发光材料?查耳酮衍生物DPHP。由于DPHP的双亲性质，用溶液自组装方法自下而上构筑了有机微米半球的回音壁谐振腔。与此同时，DPHP材料自身超快的辐射速率，避免了在高强度泵浦光下的激子-激子湮灭现象，使得DPHP材料发出的近红外荧光在回音壁腔中实现了光的受激发大，这也是基于非掺杂型有机固体近红外激光的首例报道(J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI:10.1021/jacs.5b03051)。文章在线发表后，美国《化学与工程新闻》(C&EN)周刊网站，以Organic Lasers Shine Bright in the Infrared 为题对此工作进行了相关报道并且给予了高度评价：“Easy-to-build hemispheres could prove widely useful for lasing applications”。图1 北京天坛(回音壁)和有机六边形微米盘中光波的回音壁现象图2 有机固体近红外激光器示意图

近段时间，谱育科技先后与中国农业科学院作物科学研究所，中国广州分析测试中心相聚“云端”，共同开展线上直播会议。两场直播热度颇高，都吸引了过万人次的围观。 在直播中展示的谱育7000系列 全功能型ICP-MS、EXPEC 723 固体直接进样系统（ETV）以及EXPEC 726 快速进样模块等，颇受关注。那么，来跟着小编一探究竟吧！中国农业科学院作物科学研究所副研究员 张丽娜 广东省科学院测试分析研究所所长 陈江韩走进中国农业科学院作物科学研究所中国科学仪器自主创新示范基地，以及中国广州分析测试中心，可以看到谱育7000系列 全功能型ICP-MS在农产品快速检测、保障粮食安全、及协助研发复杂基质中快速、高通量分析测试新方法中均发挥了重要的作用。ICP-MS技术 搭载 快速进样模块 谱育7000系列 全功能型 ICP-MS搭载了EXPEC 726 快速进样模块，采用六通阀的设计，通过定量环直接把样品推送到雾化器，减少进样的时间，加快冲洗速率，自动切换进样与冲洗模式，将记忆效应影响降到低点，大大地提高分析效率，满足实验室高通量的样品需求。快速取样、快速出峰 利用全聚四氟隔膜泵抽取样品，2s内充满储液环。8s出峰，15s后即可进行分析。 提高效率 由于进样速度快、信号稳定也快，分析的同时进行冲洗，大幅提高分析效率，让一台仪器顶两台甚至三台。 在线清洗 采用间隔载流冲洗技术，载流持续清洗进样管路；有效地提高样品管路的冲洗效果，保证管路无污染和大幅降低记忆效应。 耐化学和强酸腐蚀 阀件均为全氟材料，匹配高纯PFA管路，可耐各种强酸和其他试剂，可靠性高、普适性强。 低成本 样品总分析时间短，降低了氩气的消耗，进样时间短，大部分时间是载液冲洗，可减小锥口效应，从而大幅度降低了锥清洁和维护的要求。与常规分析相比，搭载快速进样模块可显著提高分析速率2-3倍，解决了高通量分析的问题。ICP-MS技术 与 电热蒸发联用技术 现阶段，在重金属检测工作中起主要支撑作用的确证性检测手段以液体进样为主，其样品消解前处理耗时、费力。电热蒸发（ETV）技术是利用电流加热，使样品中的待测元素以气溶胶的形式进入检测仪器的一种固体进样技术，适用性强。 ETV-ICP-MS实现了石墨炉与ICP-MS的联用，既可以实现土壤，矿物等固体直接进样，也能够实现酱油、海水、高纯硫酸等复杂基体的直接进样，被广泛应用于环境、食品、生物样品、工业制品等各类物质中金属元素的测定。 EXPEC 723 固体直接进样系统（ETV）与ICP-MS联用，结合了ETV和ICP-MS的优点，能同时测定多种元素，测量效率高、准确性好、抗干扰能力较强，是一种高效、快速、绿色和实用价值强的分析技术，可为大批量样品重金属的现场、快速检测提供有效的技术手段。01：基于石墨炉电热蒸发技术与ICP-MS技术结合，实现固体样品直接进样分析，无需消解，大幅提升分析效率，是典型的绿色分析技术 。02：基于石墨炉高温固体样品直接解离技术，特别适合难溶、难消解，以及有机、土壤样品等各种常规难分析样品。03：高达3000℃高温能够解离所有样品，通过PID红外温控技术实现完美温度控制，程序升温功能适合不同样品不同元素分析 。04：结合AGOD氩气在线稀释系统，有效消除基质影响，提高分析精度。ETV-ICP-MS在分析土壤样品过程中展现出了很好的准确度、精密度和稳定性，所建立标准曲线的线性系数均大于0.999，且该测试方法简便易行，真实可靠。科学仪器是工业生产的“倍增器”，是科学研究的“先行者”，是中国制造业走向“中国智造”的关键和核心，是建设世界科技强国的基石。随着科学技术的不断发展，谱育科技也会坚持不懈地深耕，为在国产科学仪器领域的发展创新肩负起自己的使命，致力于成为全球领先的科学仪器制造商。