光源特性试验仪

记者从国网青海电科院获悉，该院于8日成功完成“光谱类油中溶解气体在线监测装置的测量误差及稳定性环境影响特性试验”，该试验是中国首次在海拔2000米以上地区进行的该类在线监测装置的特性试验，试验结果可有效解决在高海拔环境下，光谱类油中溶解气体在线监测装置可靠性差和现场运维难题。图为试验人员开展光谱类油中溶解气体在线监测装置的测量误差及稳定性环境影响特性试验。何炳勋 摄据悉，通过在线监测装置实时监测大型充油电气设备绝缘油中溶解气体含量，反馈主设备运行状态、实现故障主动预警，是当前强化变压器(高抗)状态管控、对设备开展早期故障检测和诊断最有效的手段之一。光谱类油在线装置因其无需分离单元、监测周期短等特点，正广泛运用于750千伏及特高压变电站。据悉，由于该类装置研发和出厂应用主要集中在中国东部地区，在高海拔地区存在油气分离度、气体检测准确度不足等应用瓶颈，导致在装置入网过程中，质量管控标准难以统一。“我们搭建测试平台验证激光与红外热辐射光源的环境适应性，提出数据校正方法，可提高高海拔地区油在线装置的入网质量管控质量，突破高海拔环境下装置可靠性差、缺乏科学评价标准的难题。”国网青海电科院设备状态评价中心周尚虎介绍说。未来，国网青海电科院将开展系列研究，形成高海拔环境因素对光谱类在线装置的影响规律及数据抑制校正方法，并将研究结果应用至光声光谱在线装置的入网及现场运维，解决现场运维技术瓶颈，保障电网设备安全稳定运行。

您的“微流控”理想光源——来自各地权威实验室的案例介绍什么是微流控？微流控，又被称作芯片实验室或者微全分析系统。您可以想象在化学、医学以及生物研究中涉及到的样品制备、反应、分离、检测等操作步骤都集中在一块微米尺度的芯片上自动完成吗？微流控技术是指在至少有一维为微米甚至纳米尺度的低维通道结构中控制体积为皮升至纳升的流体进行流动并传质、传热的技术。由于通道尺寸很小，样品的消耗量很少，节约了能源的同时也提高了反应速度，实现微型化、自动化、集成化以及便携化的同时也具有高通量的特点。而来自Lumencor的LED白光光源SOLA系列，也在这个微“舞台”上占有一席之地。实验案例1：同时激发四种荧光蛋白酶底物，用于检测多重基质金属蛋白酶（MMP）活性来自新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟以及新加坡国立大学的Ee Xien Nga , Myat Noe Hsua , Guoyun Sunb 和 Chia-Hung Che发表了一篇名为”Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics”的文章。一种可用于生成和检测含有单细胞和FRET底物液滴的交叉结构微流控芯片在这篇文章中被构建。为细胞检测提供了高通量并且非侵入式的全新可能性。在微流控芯片的光学检测系统中，Lumencor的LED白光光源SOLA SE-II型被用于同时激发和测量四种不同波长的荧光信号。并通过多荧光检测单元以及PMT模块转化为电压信号，输出电脑后对多种蛋白的活性进行分析。实验案例2：表征高速脉动流体流动的粒子条纹测速法莫格里奇研究所的科学家Tongcheng Qia, Daniel A. Gil, Emmanuel Contreras Guzman等开发了一种结合了高速微流控的可调节泵（Adapt-Pump）平台，并发表论文“Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction”。内皮细胞(EC)在体内持续暴露于血液流动的机械微环境中，而流体剪切应力在EC行为中起着重要作用。通过定量成像的信号转导从人多能干细胞衍生的心脏球体（CS）中生成脉动流。该脉动流可以复制独特的CS收缩特性，准确地模拟对临床相关药物的反应，以及脉动流对EC分化和形态的影响。作者巧妙地通过荧光珠来表征流体剖面和剪切应力，以Lumencor的LED白光光源SOLA FISH（Ex/Em 480/520nm）作为荧光显微镜的照明以及激发光源。并zui终通过条纹测量提供流体在不同深度和压力下的瞬时速度和剪切应力，从而更好地模拟内皮细胞在体内所受到的机械刺激。实验案例3：利用三色荧光编码法在纳升液滴中鉴定微生物菌株由麻省理工的科学家们Jared Kehea, Anthony Kulesaa, Anthony Ortizc等的文章 “Massively parallel screening of synthetic microbial communities”介绍了一种名为kChip的液滴微流控平台，可以快速、大规模地构建和筛选合成微生物群落。其中整套荧光图像采集系统是由尼康的Ti-E的倒置荧光显微镜、Lumencor的LED白光光源SOLA以及滨松的ORCA-Flash 4.0 cmos相机。Lumencor的LED光源不仅仅起到对液滴进行照明作用，也同时起到荧光激发作用，图像可以在多达四个荧光通道上拍摄，为高通量下评估不同微生物菌株组合的功能性。实验案例4：基于链长的细菌微流控分选延时成像来自隆德大学Jonas O. Tegenfeldt教授课题组的这篇发表于Analytica chimica acta的论文“Separation of pathogenic bacteria by chain length”介绍了一种利用确定性侧向位移分选（DLD）的微流控技术来分离具有不同致病性的人类细菌病原体链球菌肺炎的方法。对于人类细菌病原体肺炎链球菌，细菌链长度和荚膜的存在是已知的毒力因素，具有引起严重疾病的能力。在实验中Lumencor的LED白光光源SOLA与尼康Eclipse Ti以及TS2倒置显微镜搭配使用，在GFP荧光蛋白的帮助下，对有荚膜肺炎链球菌D39 (血清型2)和无荚膜肺炎链球菌R6细胞的运动轨迹进行观察，并通过荧光和明场图像进行对比与识别。实验案例5：光谱编码的镧系纳米粒子(LNP)的成像斯坦福大学Polly M. Fordyce教授课题组发表在Nature methods上的文章“A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence- and force-dependence of T cell activation”介绍了一种名为BATTLES的新技术。该技术利用了生物机械力来启动T细胞触发的方法，进一步筛选能够诱导强烈T细胞反应的pMHC复合物。而这提供了一种简单、高通量、可调节的方法来模拟生理条件下T细胞识别抗原的过程，并为研究T细胞机械生物学和T细胞为基础的免疫治疗提供了新的工具。在筛选过程中通过光谱编码来标记与展示不同的pMHC复合物，可以在一个实验中同时检测多种pMHC复合物对T细胞的影响。光谱编码是一种利用镧系元素发出的不同波长的荧光来标记珠子的方法，每种pMHC复合物都对应一个特定的光谱编码。文中选择了Lumencor的LED白光光源SOLA作为光谱编码的镧系纳米粒子的成像的照明以及激发光源。SOLA能带给你什么？Lumencor的SOLA系列的LED白光光源可以很好满足在微流控中的多种运用。SOLA系列的LED白光光源容易集成，方便匹配主流品牌的显微镜。SOLA系列的LED白光光源具有高亮度与高稳定性，高效照明有助于形成高对比度与分辨率的图像，照亮您高通量测试下的每一处细节，保证实验的一致性。SOLA系列的LED白光光源具有多种型号可选，针对DAPI、GFP/FITC、YFP、Cy3、mCherry、Cy5 等光谱相似的荧光团起到激发作用。同样也有针对细胞遗传学检测实验中荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization，FISH）对475-600nm区域进行输出的SOLA FISH型号。以及提供zui广泛光谱覆盖范围，用于激发荧光团（Cy7和ICG）近红外输出的LED白光光源SOLA V-nIR 和 U-nIR。满足您各种所需波长的需求。Lumencor的LED白光光源拥有精确控制的快速调节，可以对光源的输出功率进行调节。LED光源所产生的热辐射较低，不会对于微流控反应器产生过多的热量影响，从而保证反应的精度和稳定性。SOLA系列的LED白光光源耗电量较低，即开即用，较长的使用寿命可以助您实验屡创突破。相关文献：1.Ng E X, Hsu M N, Sun G, et al. Single-cell assays using integrated continuous-flow microfluidics[M]//Methods in Enzymology. Academic Press, 2019, 628: 59-94.2.Qian T, Gil D A, Guzman E C, et al. Adaptable pulsatile flow generated from stem cell-derived cardiomyocytes using quantitative imaging-based signal transduction[J]. Lab on a Chip, 2020, 20(20): 3744-3756.3.Kehe J, Kulesa A, Ortiz A, et al. Massively parallel screening of synthetic microbial communities[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019, 116(26): 12804-12809.4.Beech J P, Ho B D, Garriss G, et al. Separation of pathogenic bacteria by chain length[J]. Analytica chimica acta, 2018, 1000: 223-2315.Feng Y, Zhao X, White A K, et al. A bead-based method for high-throughput mapping of the sequence-and force-dependence of T cell activation[J]. Nature Methods, 2022, 19(10): 1295-1305.关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是光电产品专 业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国 防、量 子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提 供完 整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

上海光源外景 　　1月19日下午，总投资超过14亿元的上海光源(SSRF)国家重大科学工程通过国家验收，意味着这个第三代同步辐射光源大科学装置，历经10年立项和52个月建设，即将正式对国内外科研用户开放。 　　无论是投资还是规模，上海光源都是国内目前最大的大科学工程，它能做什么?其科学地位和作用是什么?是不是自主研制?……记者为此专访了上海光源工程总指挥、中国科学院副院长江绵恒等专家。 　　“它是一个多学科开放共享的实验平台” 　　上海光源犹如一台功能强大的“超级X光机”和“超级显微镜”，其亮度是最强的X光机的上亿倍，具有波长范围宽、高强度、高亮度、高准直性、高偏振与准相干性、高纯净并可准确计算等一系列比其他人工光源更优异的特性，是继电光源、X光源、激光光源之后第四次为人类文明带来革命性推动的一个新光源。 　　由30多位院士和专家组成的国家验收委员会认为，上海光源以世界同类装置最少的投资和最快的建设速度，实现了优异的性能，成为国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一，是我国大科学装置建设的一个成功范例。 　　“它的用处太多了，是一个多学科开放共享的实验平台。”江绵恒说，“它提供性能非常优异的光——从红外线到高能X射线(硬X射线)宽广波段、光谱连续的光，为我国及全世界诸多学科的前沿基础研究和高新技术开发应用，提供了一个很先进又不可替代的工具。” 　　利用它，可从事生命、材料、环境、医学、药学、地质学等多学科的前沿基础研究，以及微电子、医药、石油、化工、生物工程、医疗诊断等高技术开发应用的实验研究。 　　中科院上海药物所沈旭研究员告诉记者，使用上海光源，他研究晶体结构的效率提高了数十倍，“以前用普通X光衍射，要做几天的工作，现在只需要20分钟左右的时间，可以说实现了质的飞跃。” 　　“将同时容纳上千名科学家一起工作” 　　从空中俯瞰，上海光源仿佛一个美丽的巨型“鹦鹉螺”。这个巨大“鹦鹉螺”内部，有一台周长180米的增强器，一台周长432米的电子储存环，还有首批建设的7条光束线和实验站。 　　让人难以想象的是，这个“鹦鹉螺”是由2100根48米深的混凝土的桩基撑起来的。江绵恒说，这个建筑内部，科学实验的要求很高，比如振动不能超过1微米。在隧道内部，温度的要求是27摄氏度，正负不超过0.2摄氏度，而上海光源做到了正负不超过0.1摄氏度。52个月的建设周期，也创造了世界纪录。 　　自2009年5月6日，上海光源对用户开放试运行，至2010年1月13日，累计提供用户机时15436小时，用户已超过1000人，执行了101个科研院所和大学的用户课题432个，涵盖生命科学、材料科学、环境科学等十几个学科，取得了一批很好的实验结果。 　　“第一批，我们建成了7条光束线和实验站，可同时容纳近百名科学家开展实验。”江绵恒说，“我们计划在2020年左右再建成约30条光束线站，到2030年建满达到60条光束线站，到那时将同时容纳上千名科学家一起工作。” 　　“完全是我们自己的科技队伍做出来的” 　　上海光源已进入国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源的行列，其中不少指标处于国际最好水平之列，且性价比高，自主研制的设备超过70%，形成了一系列具有自主知识产权的高新技术储备。 　　“上海光源从建筑、装置到设备，它完全是我们自己的科技队伍做出来的，安装也是我们自己的技术工人队伍完成的，达到了非常高的工艺水平。”江绵恒说，比如180米的增强器，用于修正电子束流轨道的56块校正磁铁，1块也没用就调通了，说明我们的设计、加工、安装都几乎没有偏差，在世界加速器界可能是“空前”了。 　　江绵恒还介绍说，上海光源是中科院和上海市完美合作的结晶，其主要参建、参研单位有上百家。国际先进的定位，对这些单位提出近乎苛刻的要求，需要他们“跳一下”才有可能达到。而就是在这个“跳一下”的过程中，在工程科研团队的指导与合作下，相关单位和企业的技术能力都获得了提升、飞跃。 　　“我们需要更先进光源的前瞻部署” 　　上海光源的建成，标志着我国在建设大科学工程实验装置方面，具备了高水平的自主创新和技术集成的能力，进入了世界先进行列。 　　“但是也应该看到，世界上最早的第三代的光源是1991年建成的。”江绵恒说，“尽管我们有自己的创新，但在时间上落后了将近20年。而且，新光源——自由电子激光光源，已在国际上加速发展起来，美国SLAC的X射线自由电子激光去年已经出光，德国、日本、韩国等也已起步。” 　　江绵恒因此强调：“我们也需要同时进行更先进光源的前瞻部署。”他透露，中科院已经向国家建议，在上海光源的北面，建设一台软X射线自由电子激光试验装置，开展短波长自由电子激光装置的预先研究 希望在这之后，再向国家申请建设硬X射线的用户装置，把我国与先进国家在光子科学领域的发展差距缩短到10—15年左右。