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电导分析仪的原理

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  • 在线水质分析仪器—技术、应用与市场(一)
    p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 1、前言 /strong /span /p p   在线水质分析仪器是一类专门的自动化在线分析仪表,仪器通过实时、现场操作,可在无需人工操作的情况下实现从水样采集到数据输出的快速分析 许多结构复杂的在线水质分析仪器已经具有了自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能,以保证分析结果可靠性和仪器的长时间无故障运行。 /p p   目前有两种不同结构和形式的在线水质分析仪器:“在线分析传感器和比较复杂的自动化分析设备或者装置”。按照国际标准化组织(ISO)代号ISO15839《水质-在线传感器/分析设备的规范及性能检验》标准的定义:“在线分析传感器/设备(on-line sensor/analyzing equipment) ,是一种自动测量设备,可以连续(或以给定频率)输出与溶液中测量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。” /p p   随着全球范围内对环境保护、水资源可持续利用以及水安全的日益重视,为满足世界各国日趋严格的环保法规要求和不断发展的水处理工业市场的需求,作为获取水质信息的源头技术,在线水质分析仪器及其应用技术得到了巨大的发展机会。同时,计算机科学、分析化学、材料科学等相关科学技术的进步,也为在线水质分析仪器技术的发展提供了可靠的技术支撑。国际水协会(IWA)的前身国际水污染研究协会(IAWPR)自1973年就开始了组织主题为ICA(Instrumentation-仪表,Control-控制and Automation-自动化)的专题会议,专门推广和研究水处理领域的在线水质分析仪器及过程控制的应用。近来,世界卫生组织(WHO)也在其发布的《再生水饮用回用:安全饮用水生产指南》中指出需要在再生水饮用回用系统全流程的关键控制点实施运行监测,并建议尽量采用在线监测仪器进行数据实时监测和记录。在技术进步和法规的推动下,越来越多的在线水质分析仪器被应用到环境监测、废水排放监测,以及各种水处理工艺的过程控制系统中了。 /p p   在中国,伴随着改革开放40年经济高速发展的城镇化与工业化进程,无论是在城镇化过程中大量的自来水水厂和污水处理厂建设,还是工业化进程中各种火力发电厂、石油化工厂、大型冶金企业、食品酿造厂等高耗水工业企业的兴建,都给予了在线水质分析仪器巨大的市场空间,在此基础上,中国的在线水质分析仪器行业获得了空前的成长机会,中国的在线水质分析仪器技术有了显著的发展和长足的进步,在线水质分析仪器的可靠性得到了市场和权威机构的广泛认可。 /p p   随着政府和公众对水环境保护和饮用水安全的高度重视,以及政府逐年增加的巨额环保资金,特别是在具有中国特色的“自动监测为主,手动监测为辅的监测模式”的环境监测技术路线的框架下,中国已经逐渐发展成为了在线水质分析仪器全球最大的地表水水质自动监测和废水污染源排放自动监测领域的单一市场。 /p p   中国环境保护部门于2001年6月4号发布并同日实施了HBC 6-2001《环保产品认定技术要求 化学需氧量(CODCr)水质在线自动监测仪》行业标准,这是中国第一部用于废水污染源排放自动监测的在线水质分析仪器标准,在接下来的几年中,各个相关政府部门还陆续发布了多部在线水质分析仪器的国家和行业标准。标准的发布实施,加上在线水质分析仪器在实际水质监测中的成功应用,有力地推动了中国水质在线分析仪器市场的发展和技术的进步。 /p p   随着中国环境保护事业和环保市场的持续发展,国务院办公厅于2015年7月印发了《生态环境监测网络建设方案》,提出例如“到2020年,全国生态环境监测网络基本实现环境质量、重点污染源、生态状况监测全覆盖,各级各类监测数据系统互联共享,监测预报预警、信息化能力和保障水平明显提升,监测与监管协同联动,初步建成陆海统筹、天地一体、上下协同、信息共享的生态环境监测网络,使生态环境监测能力与生态文明建设要求相适应。”的目标,方案还要求“完善重点排污单位污染排放自动监测与异常报警机制,提高污染物超标排放、在线监测设备运行和重要核设施流出物异常等信息追踪、捕获与报警能力以及企业排污状况智能化监控水平”。在2018年1月1日正式实施的“中华人民共和国环境保护税法”第十条中还明确规定了应税污染物的计算方法,“纳税人安装使用符合国家规定和监测规范的污染物自动监测设备的,按照污染物自动监测数据计算”,通过法律条文的形式进一步确定了在线分析仪器的地位。 /p p    span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 2、在线水质分析仪器的检测技术简介 /strong /span /p p    strong 2.1在线水质分析仪器的技术发展 /strong /p p   一直以来,在线水质分析仪器技术都是沿着在线分析仪器研发制造技术和在线水质分析仪器应用技术两个方面同时发展的。 /p p   根据ISO标准的定义,有两种形式的在线水质分析仪器:在线分析传感器和比较复杂的自动化分析设备或者装置。 /p p   第一代的在线水质分析仪器常常是以在线分析传感器+显示控制器的形式出现的,仪器通常结构都比较简单,通过传感器直接和被测水样接触获得水质指标的数据。最初可以测量的水质指标,主要是一些简单的物理指标和成分指标,如水温、电导率、PH、ORP、溶解氧等 接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器 随着电化学分析技术的发展,氟离子、铵离子、硝酸盐等多种离子选择电极法原理的在线水质分析传感器也开始进入市场。由于传感器和水样直接接触,无法像实验室人工分析时进行样品预处理及去除样品中干扰物质,在面对水质复杂的水样(高温、高压、含油、硫化物、重金属、悬浮物、高盐度、腐蚀性气体等各种杂质)时的适用性受到很大局限,最初的测量对象主要是地表水、饮用水、市政污水以及工业纯水等水质情况较为简单的水体。 /p p   为了解决传感器测量复杂水样的适用性问题,也为了实现一些实验室人工分析方法步骤比较繁琐或者测试条件要求较高的水质参数的自动分析,随着自动控制技术的采用,结构比较复杂的在线水质分析仪器-水质自动化分析设备或装置开始出现:仪器通过控制一整套的设备或装置的自动运行来完成以前实验室人工分析的步骤,比如:过滤、加热、加显色剂、混合、测量等等 另外,为了保证长时间连续运行的准确度,还需要定时对仪器进行自动校准,以及定期的人工维护。这一类在线水质分析仪器结构复杂,多用于水质成分指标(TOC、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和评估性水质综合指标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。 /p p   随着现代科学技术的发展,特别是分析化学、材料科学、电子科学以及包括计算机技术和通讯技术、自动控制技术在内的系统工程成套自动化技术的发展, 再加上水质科学自身的发展与进步,从以下介绍的多个维度共同推动了在线水质分析仪器技术的发展。 /p p   首先,在测量原理方面,除了传统的电化学、光学、光电比色法原理,激光诱导击穿光谱、混合多光谱分析、X射线荧光分析、三维荧光光谱、生物技术等各种新的测量原理被应用到了在线水质分析仪器 同时,流动注射分析技术的发展和应用,使得仪器分析时间大大缩短,增强了在线分析技术实时性的优点。 /p p   其次,水质科学的发展,提出了“替代参数”的概念,为在线水质分析仪器的开发和应用开拓了新的空间。水质替代参数是指一类特定的水质参数,可以综合反映水体的某一类别的水污染情况或水处理过程中某些不能实现在线监测而且实验室分析也非常繁琐水质参数的变化。目前,对饮用水水质安全来讲,反应有机物总量及某些特定成分变化的综合性指标UV254是目前非常重要的水质替代参数,可以通过UV254的实时测量,获得和水中有机物污染相关的其他参数(如,COD、BOD、TOC等)的信息。由于能实时反映水质的变化,测量“替代参数”的在线水质分析仪器在水处理工艺过程控制中有着非常重要的价值。目前其他重要的在线水质替代参数分析仪器还有:浊度、颗粒物、SDI(污染指数)等。 /p p   第三,随着材料科学的发展,在线水质分析仪器传感器的环境适应性也得到了很大提高,表现为:高温材料的采用,使得传感器的最高工作温度范围不断提高 传感器材质采用惰性的材料,可以耐受水中硫化氢、硫化物、高盐、重金属、油污染的探头,可以耐受高强度核辐射的溶解氧和溶解氢探头应用于核电厂 采用钛合金材料,可长时间应用于海洋监测的传感器等等。 /p p   另外,和所有仪器产品一样,在线水质分析仪器中执行数据处理与通讯功能的硬件与软件都采用了电子工业的最新技术。相对于最初的模拟电路,由于数字电路设计要比模拟电路相对简单、自动化程度高,对设计人员的经验水平要求也稍低,数字电路技术的采用和普及,使得仪器设计和批量生产的成本得以大幅下降,仪器的可靠性有了很大的提升。 /p p   目前的在线水质分析仪器的控制器普遍具有了自动运算、统计、图形显示、趋势分析等数据处理功能 同时,仪器一般具有自动诊断、故障报警功能,方便仪器运行及维护人员及时发现和解决仪器的问题 仪器生产商采用通用控制器也已经成为共识,同一种型号的控制器可以同数十种传感器连接,由此给仪器生产企业和使用者两方面都带来了好处:仪器制造厂家可以实现控制器的大批量生产,取得规模效益 同时通用控制器降低了仪器技术服务的复杂程度,也降低了仪器生产厂家的服务成本 带给在线分析仪器使用者的好处也是显而易见的:在保证水处理生产正常运行的同时,可以减少水质分析仪器零备件的库存压力 通用控制器也让操作者减少了学习的时间,可以更快更熟练的掌握仪器的使用及维护,提高生产效率 同时,新型的数字化传感器可以被通用控制器自动识别,具有“即插即用”功能,极大的减轻了安装维护人员的劳动强度。在通讯及数据传输方面,RS232、RS485以及Profibus、Modbus等现场总线技术和TCP/IP等网络协议得到了普遍应用,为实现水质监测数据的实时传输及水处理过程的自动控制提供了支持。 /p p   最后,标准化进一步支持了在线水质分析仪器技术和行业的发展。国际标准化组织(ISO)在2003年制定的代号为ISO15839-2003的标准《水质在线传感器/分析设备-水质规范和性能测试》,定义了在线水质分析仪器的性能特征,建立了评估及测定性能特征参数的测试程序,这个通用性标准给在线水质分析仪器的研发、生产及验收提供了依据。进入21世纪以来的十多年中, 中国也发布了大量有关在线水质分析仪器的国家标准和一系列的行业标准。这些标准的发布与实施,为在线水质分析仪器的应用与发展提供了技术上的可靠保证。 /p p    strong 2.2 水质在线分析仪器的主要检测技术 /strong /p p   作为一种专用于水质分析的特定仪器分析技术,和其他仪器分析技术一样,水质在线分析仪器检测技术的理论基础也是根据水中待测物质的物理化学或者生物化学性质来测定物质的组成及相对含量。根据测定的方法原理不同,主要可以分为电化学分析、光学分析、色谱分析、其他分析方法等4大类。 /p p   电化学分析法(electroanalytical chemistry,也称电分析化学法),是建立在物质在溶液中电化学性质基础上的一类分析方法,它是仪器分析方法中的一个重要分支。电化学分析测量系统是一个由电解质溶液和电极构成的化学电池,通过测量电池的电位、电流、电导等物理量,实现对待测物质的分析。根据测定电化学参数的不同,电化学分析法又分为电位分析法、库仑分析法、伏安分析法(包括极谱分析法)、电导分析法等。 /p p   电化学分析法原理的在线水质分析仪器,是出现最早和应用最普遍的一类在线水质分析仪器。其中,既有较为简单的传感器形式的各种Ph/ORP(氧化还原电位)分析仪、电导率分析仪(目前在工业过程分析中应用十分普遍的酸碱盐浓度计,也都大多是采用电导检测原理的在线分析仪器)、极谱法溶解氧分析仪、基于离子选择电极法的氨氮、氯离子、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮分析仪 也有结构比较复杂的自动化分析设备,如基于伏安分析法的各种重金属分析仪,采用电位滴定原理的COD分析仪,高锰酸盐指数分析仪,采用电导分析法的纯水TOC(总有机碳)分析仪等。 /p p   光学分析法(optical analysis),是以物质发射或吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射相互作用(发光、吸收、散射、光电子发射等)来对待测样品进行分析的方法。可以分为光谱法和非光谱法两大类。非光谱分析法,是基于物质引起辐射的方向或物理性质的改变,检测被测物质的某种物理光学性质,进行定量、定性分析的方法,非光谱分析法不考虑物质内部能量的变化,包括了折射法、散射光法等。光谱分析法,是以光辐射能与物质组成和结构之间的内在联系或者以光谱或波谱的测量为基础,利用物质的光谱特征,进行定性、定量及结构分析的方法。按物质能级跃迁的方式,光谱分析法又分为三种基本类型:发光光谱法(包括分子荧光分析法、X射线荧光分析法等)、吸收光谱法(包括紫外可见分光光度法、红外分光光度法等)以及散射光谱法(如最近比较热门的拉曼散射光谱法)。 /p p   在线浊度分析仪是目前非光谱分析法在水质在线分析技术最有价值的应用。浊度是水质净化处理最重要的关键性工艺参数,它既可反应水中悬浮物的浓度,同时又是人的感官对水质最直接的评价,全球各国包括世界卫生组织的饮用水标准都把浊度作为了一个必测的指标。浊度的测量原理是利用光的散射原理,当光束接触到水中的悬浮物颗粒表面时,将会散射和吸收通过水样的光线,散射光与入射光成90度直角时,散射光强度与浊度的大小成线性关系,通过检测器测量散射光强度,同标准比较,就能获得水样的浊度值。目前市场上已经有了数十种不同结构、不同量程、不同测试精度、不同安装方式的在线浊度分析仪器产品,可以满足从洁净度极高的膜过滤水到高污染、高悬浮物水样浊度的实时监测。 /p p   目前,采用光谱分析法原理的水质在线分析仪器是能够测量水质参数最多的一类仪器,这其中,既有采用经典比色法原理的总磷分析仪、总氮分析仪、氨氮分析仪、SO2分析仪、六价铬、铜等重金属分析仪 也有X射线荧光分析法原理的铅、砷分析仪 还有紫外荧光原理的水中油(多环芳烃)分析仪等。最近,随着化学计量学和光谱学的发展,采用全光谱扫描方法,可一次分析十多种水质参数的多参数在线水质分析仪也得到越来越多的应用。 /p p   另外,随着流动注射分析技术的出现和大量应用,也为提高“结构比较复杂的自动化分析设备或者装置”这类在线水质分析仪器的分析速度,实现仪器快速自动完成水样采集、处理,试剂混合,乃至最终检测提供了支撑。流动注射分析(Flow Injection Analysis,缩写FIA),是一种“非平衡态”化学分析技术,1974年由丹麦化学家鲁齐卡(Ruzicka J)和汉森(Hansen E H)提出的一种创新的连续流动分析技术。这种技术是把一定体积的试样溶液注入到一个连续流动的、无空气间隔的试剂溶液(或水)载流中,被注入的试样溶液在反应管中形成一个反应单元,并与载流中的试剂混合、反应后,再进入到流通检测器进行测定分析及记录。整个分析过程中试样溶液都在严格控制的条件下在试剂载流中分散,因此,只要待测水样的注射方法,在管道中存留时间、温度和分散过程等条件相同,不要求反应达到平衡状态就可以按照比较的方法,通过标准溶液所绘制的工作曲线测出试样溶液中被测物质的浓度。 /p p   流动注射分析技术的应用,极大的提高了水样分析速度。特别是随着由具有良好耐腐蚀性能的聚乙烯、聚四氟乙烯等材料制成的微型管道系统的出现,仪器对样品以及分析试剂的耐受性大大提高,扩展了仪器对分析方法的适应性,增加了可实现自动分析的水质参数,采用流动注射技术的仪器小型化也成为现实。由于流动注射分析技术具有可以把吸光分析法、荧光分析法、比浊法和离子选择电极分析法等诸多分析方法的流程实现在管道中完成、需要的试剂量小、易于自动连续分析的优点,在水质在线分析仪器领域得到了非常普遍的应用,几乎被所有非传感器形式的在线水质分析仪器所采用。 /p p   最近以来,为满足对水中多种微量成分的实时监测,色谱原理的在线水质分析仪器开始出现,在线离子色谱监测系统监测水中高氯酸盐和氯酸盐、在线气相色谱仪监测水中VOCs(挥发性有机物)的都取得了成功的应用。 /p p   其他原理的在线水质分析仪器中,生物技术原理的产品占据了很大的份额,其中,发光细菌法生物毒性监测仪、微生物燃料电池监测生化需氧量和毒性,核酸酶重金属特异性反应监测重金属,酶底物法监测大肠杆菌、ALP(碱性磷酸酶)法监测细菌总数等原理和方法的在线水质分析仪器最近几年都开始得到市场的认可。 /p p    strong 2.3 国内外水质在线检测的技术差距 /strong /p p   在中国,由于水质在线分析仪器的主要市场,包括工业水处理过程监测与控制、市政自来水与污水处理、环境自动监测等同欧美和日本等主要发达国家相比,起步都较晚,同时也因为支撑水质在线分析仪器研发制造的电子技术、自动控制、软件等基础技术和精密制造产业在中国也主要是改革开放以后的短短几十年里才开始发展起来的,两方面的原因造成了中国水质在线分析仪器以及检测技术发展的差距。 /p p   和其他分析仪器产品一样,可靠性是国内外在线水质分析仪器最大的差距,专门人才的缺乏造成的设计理念和流程的落后、关键元器件的稳定性和供应不足以及在线水质分析仪器行业的制造水平、质量管理水平的差异都是造成可靠性差距的原因。 /p p   水质在线检测技术同国内外差距的另外一点是分析原理创新,同发达国家同行不断应用的新分析原理、新材料、新算法等新技术相比,目前中国水质在线检测仪器主要原理还是以传统的电化学、比色法为主,仪器对水质变化的适应性还不能完全满足目前水处理工业过程控制的要求。 /p p   在绿色分析的认知和应用上,国内外水质在线分析技术也存在一定的差距,绿色分析要求是在分析过程减少多环境的影响,避免(或大幅度减少)使用化学试剂,减少气体、液体和固体废物的产生,避免使用剧毒(包括生态毒性)的试剂 减少样品分析的所需的人力和能耗。目前国内在线水质分析仪器,特别是结构比较复杂的监测型在线水质分析仪器,在试剂使用量、废液产生量以及有毒试剂的使用和能耗方面,同国外先进仪器还有一定的差距。 /p p   最近十多年以来,在“自动监测为主,手动监测为辅的监测模式”的环境监测技术路线的大力推动下,中国监测型水质在线分析仪器技术有了长足的进步和发展。从2002年至今,几乎每年都有上万台/套的在线水质分析仪器及系统实现了安装调试和实际运行。仪器大量的研发制造和实际应用,为行业技术进步提供和积累了宝贵的经验。与此同时,中国发布了数十项在线水质分析仪器及系统的国家标准、行业标准,这些标准的发布和实施,对在线水质分析仪器在中国市场的应用和发展起到了极大的推动作用,有力的支持了中国监测型在线水质分析仪器研发制造技术的发展,多种适应不同水质条件水样的应用技术也得以开发。中国监测型在线水质分析仪器已经有了巨大的进步。总体来看,水污染源排放和水环境自动监测的常规在线水质分析仪器及其应用技术达到了国际领先的水平。 /p p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190701/488018.shtml" target=" _blank" strong 在线水质分析仪器—技术、应用与市场(二) /strong /a /p p style=" text-align: right " strong (供稿:重庆昕晟环保科技有限公司& nbsp 总经理程立) /strong /p
  • 用于TOC检测的传感器与分析仪:您知道两者的区别吗?
    制药公司依靠分析仪器来检测总有机碳(TOC),以确保在将水和设备用于制造药品之前符合药典要求。用于检测TOC的两种主要仪器包括传感器和分析仪。TOC传感器和分析仪之间的区别在于在仪器检测TOC的方法和过程。什么是TOC传感器?TOC传感器使用直接或非选择性电导技术来定量检测TOC。测试样品氧化前后的电导率读数生成TOC检测值,该检测值源自于以下算法:假设测得的电导率是有机碳转化为CO2的函数。由于溶液的电导率是离子浓度、离子类型和温度的函数,忽略检测离子及其浓度之间的差异会导致错误的TOC检测。最终,由于这些干扰离子对电导率检测的影响,它们将导致TOC报告值过高或过低。此外,根据美国药典USP 的要求,无法区分CO2来自无机碳(IC)还是有机碳。什么是TOC分析仪?TOC分析仪通常采用膜电导技术来定量分析TOC。将选择性气体渗透膜结合到膜电导分析仪中,以分离有机化合物氧化产生的CO2。当CO2通过膜扩散时,它会溶解在去离子水中,产生碳酸氢根、碳酸根和氢离子,这些离子可以通过电导率测量进行检测和定量分析;因此,符合美国药典USP 的要求。膜的选择性渗透特性降低了TOC传感器受到的离子干扰,提高了TOC检测的准确性和精确度。TOC传感器和分析仪的特点及应用TOC传感器与分析仪的区别特性与其各自的应用相一致。TOC传感器通常仅限于监测应用,而分析仪则用于需要过程控制和报告结果的应用。下表列出了TOC传感器和分析仪的特性及应用。在决定将哪种技术集成到制药用水检测/监测的实际应用中时,了解TOC传感器和分析仪之间的区别至关重要。虽然传感器更具成本效益、响应速度更快,但分析仪能够报告符合药典的关键质量决策,对于寻求稳健、准确和精确的仪器来检测TOC的用户来说,这可能是一种更好的解决方案。TOC分析仪还提供便携式、实验室或在线配置,让用户可以选择最适合其应用的产品配置。由用户来确定其工艺流程需求,采购合适的TOC仪器作为解决方案。◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 在线水质分析仪器-技术、应用与市场(二)
    p    a href=" https://www.instrument.com.cn/news/20190701/488014.shtml" target=" _blank" strong 在线水质分析仪器-技术、应用与市场(一) /strong /a /p p   3、水质在线分析仪器的应用简介 /p p   在线水质分析仪器作为获取水质信息的源头技术,凡是人类活动用到水的领域,诸如水环境监测、饮用水处理与安全保障、工业水处理的过程控制、污水处理等等,都是在线水质分析仪器的应用范围。 /p p   按照应用目的的不同,在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型在线分析仪器两类产品。 /p p   监测型分析仪器主要用于单纯的水质监测,获取水质参数数据,以判断水质是否达到法规的要求,以及环境水质(地表水、地下水、海水等)和饮用水水质安全的预警性监测,不参与水处理工艺过程控制。要求监测的水质参数主要是环保法规或者水质标准规定的主要污染物指标,对应用技术的需求主要是水样预处理技术以及仪器系统集成技术等。在中国,典型的监测型在线水质分析仪器应用有: /p p   一、工业企业废水污染源及市政污水处理厂排放自动监测,主要监测参数有: COD、氨氮、Ph值、总磷、总氮、重金属(镍、六价铬、总汞、铅、镉、铜、氟离子等)。这些水质分析仪器为企业实现污染物排放自行监测,防止和及时发现可能的废水超标排放,申报环境保护税,以及环保监察部门实时了解企业水污染物排放情况提供了依据。 /p p   二、地表水水质自动监测:江河湖库重要断面以及水源地的水质自动监测,江河水的主要监测参数有:常规5参数(溶解氧、水温、电导率、浊度、Ph值)、氨氮、高锰酸盐指数(CODMn)、总磷、总氮等 湖泊和水库一般会增加叶绿素a及蓝绿藻指标 水源地涉及到饮用水的安全问题,会要求增加生物毒性、大肠杆菌等水质指标以及氟离子等具有行业性/地域性特征水质污染指标的在线监测。大量地表水在线水质分析仪器的安装和应用,为全面了解国内环境水质状况,对可能的水质恶化和突发性水质污染提供预警,以及为水环境和水资源管理部门生态调水及合理使用水资源提供数据支持。 /p p   三、饮用水管网及二次供水水质自动监测,主要参数有浊度、余氯、Ph值、电导率、温度、色度等。饮用水水质在线监测,一方面对可能发生的水质超标事件进行预警,防止不合格的自来水进入居民家庭 另外,大量管网的水质数据,也可支持自来水厂优化水处理工艺以及管网输水调度决策。 /p p   四、海水监测,常规的指标是温度、盐度、深度(简称温盐深,英文缩写CTD),另外还会根据需要增加溶解氧、叶绿素a、浊度以及硝氮、有色可溶性有机物(CDOM)等综合反应海水质量状况的水质指标。 /p p   过程型分析仪器,顾名思义,主要用于水处理工艺过程监测与控制,所测量的水质参数会参与过程控制,以优化水处理工艺、提升水处理效率, 在保证末端水质达标的前提下,实现水处理过程节能降耗的目的。过程型分析仪器更多要求原位、实时,连续监测,对仪器的测量速度与响应时间要求较高。 /p p   过程型在线水质分析仪器,被广泛应用于火力发电厂、核电厂、石油化工企业、大型冶金企业、造纸企业等为代表传统流程工业以及半导体厂、生物制药厂等新兴工业企业中,为工业水处理过程控制以及锅炉水、蒸汽、电子级超纯水等各类生产用水的品质检测提供了实时可靠的水质数据和水处理过程控制依据。 /p p   以石油化工行业为例,作为传统的流程工业,石油化工厂有着用水量大、不同用水工艺水质差异显著、涉及生产装置多的特点,其水处理流程几乎涵盖了从原水、软化水、高纯水、蒸汽到废水处理及回用的所有类型的水质特点、水处理技术和工艺,有着最全面和最具有代表性的水质在线分析仪器应用场景。目前石化企业中常用的在线水质分析仪器,根据不同工艺要求及不同用水点来分,主要有: /p p   一.新鲜水净化处理:浊度分析仪、pH分析仪、余氯分析仪 /p p   二.软化水及脱盐水处理:硬度分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、SDI(污染指数)等 /p p   三.锅炉水及蒸汽质量监测:二氧化硅(SiO2)分析仪、钠离子分析仪、微量溶解氧分析仪、磷酸根分析仪、电导率分析仪、pH分析仪、 /p p   四.循环冷却水:总磷/磷酸盐分析仪、pH分析仪、浊度分析仪、电导分析仪、余氯分析仪、总有机碳(TOC)分析仪、在线荧光示踪监测仪、水中油分析仪等 /p p   五.凝结水回用:总有机碳(TOC)分析仪、电导率分析仪等 /p p   六.工业废水处理及回用:溶解氧分析仪、pH/ORP分析仪、悬浮物分析仪、COD分析仪、氨氮分析仪、水中油分析仪等 /p p   七.厂区雨水监测及排放管理:总有机碳(TOC)分析仪、悬浮物(SS)分析仪、水中油分析仪、水面油膜监测仪等 如果仪器实时监测到雨水的水质指标超过排放标准或者有油品泄漏,就会自动关闭雨水排放口,将超标雨水排入废水处理单元或者事故池储存,以免造成对环境水体的污染,或者对废水处理单元的冲击。 /p p   在半导体厂、生物制药厂这类对水质有着极高要求的高技术新兴产业中,高精度的二氧化硅(SiO2)分析仪(检出限可达0.1µ g/L)、总有机碳分析仪、水中颗粒物分析仪(可测粒径0.05µ m)、高精度微量溶解氧分析仪等高性能在线水质分析仪器以及各种结构和性能的氟离子分析仪(半导体厂)、微生物分析仪(生物制药厂)都已经有了越来越多的应用。 /p p   另外,在自来水厂,各种量程的在线浊度分析仪、余氯/总氯分析仪、pH分析仪、碱度分析仪、游动电流分析仪等都有着广泛的应用,参与水厂的自动加药、加氯等工艺的过程控制,这些在线水质分析仪器的应用,极大的提高了自来水的自动化运行水平,保证了自来水出厂水质的安全可靠。 /p p   在市政污水处理厂,溶解氧分析仪、污泥浓度分析仪、pH/ORP(氧化还原电位)分析仪、硝氮分析仪、氨氮分析仪为代表的在线水质分析仪器在过去数十年间也已经获得了大量的成功应用,为污水厂的稳定运行、节能降耗和达标排放提供了可靠的支持。由于用于水处理过程控制,仪器安装的数量较大,这类分析仪器通常以安装维护方便、单价较低的水质传感器形式出现。 /p p   对于不同类型的在线水质分析仪器,技术要求也是不同的,一般而言,监测型分析仪器对测量数据的准确度要求较高,数据可以作为有关部门进行执法管理的依据,对检测原理和方法的限制较多,要求是成熟的分析技术 而过程型分析仪器对仪器的可靠性和稳定性要求较高,要求仪器能够及时可靠地反应水质变化的趋势,以便为水处理过程控制提供依据。对仪器的响应时间要求较高,对仪器的检测方法和原理限制少,允许更多创新型的新原理、新方法的在线分析仪器应用。 /p p   4、水质在线分析仪器技术与市场的发展前景 /p p   全球人口的持续增加和经济的持续发展,带来了用水量增加、水资源短缺以及水环境质量和生态恶化的压力,提出了对水处理工业和水环境保护产业更高的要求和需求,将进一步推动在线水质分析仪器市场的发展。当下处于物联网、大数据和人工智能的时代,也需要更多的数据,在线水质分析仪器作为物联网感知层的重要组成,其数据提供者的需求将被放大,要求出现更多高可靠性、低能耗、低维护、低成本现代在线水质分析仪器。现代在线水质分析仪器技术是在分析化学、材料科学、通信技术、计算机、过程控制理论等多学科发展的基础上产生和发展起来的,这些学科的创新和发展,也将为在线水质分析仪器的创新和进步进一步提供支持。 /p p   另外,随着绿色分析理念的大力推广,绿色分析技术的不断出现,未来的在线水质分析仪器将会尽量减少使用和产生有毒化学品,在设计上也会更加考虑降低仪器的能耗和分析的用水量。 /p p   流式细胞术、生物预警技术、核酸酶重金属特异性反应、微流控技术等诸多新的测量原理,已正在或者即将被在线水质分析仪器采用 量子点、石墨烯、碳纳米管、生物芯片、水凝胶等新材料也开始进入水质监测领域 /p p   在仪器数据处理方面,各种新算法及水质模型不断出现, 将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理,提供更多有价值的水质数据和信息-不仅是仪器硬件和分析技术,软件和数据处理技术也将成为在线水质分析仪器的重要组成部分。在未来,在线水质分析仪器将成为“硬件+材料+软件+算法”的组合。 /p p   随着新的分析原理、方法的出现和应用,以及各种新材料的采用,传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时,物联网技术的应用,可以实现对和水样直接接触的传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。 /p p   还有,伴随3D打印技术的成熟应用,根据待测水样的不同水质情况,实现差异化设计、制造也将成为现实 比如:饮用水和海水、工业废水,即使是测量同一个水质指标,也可选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器,以满足不同水质条件的要求。 /p p   更重要的是,和所有电子产品一样,传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降,这时,免维护的一次性在线水质传感器将成为现实。和传感器一样,结构复杂的在线水质分析仪器的成本问题也必然随着大规模的应用得到降低 仪器的维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进,特别是,工业物联网技术的进步,可通过产品在硬件上增加必要的传感器,在测试流程中,获取过程节点的参数指标及变化曲线,智能判断拐点、斜率、峰值、积分面积等指标,转化为对应的数学模型,形成一套用于描述“仪器行为”的监控系统,通过“仪器行为”来评估在线水质分析仪器状态,以实现这种精密设备的远程管理和诊断,进行有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用,从而进一步推动在线水质分析仪器应用规模的扩大。 /p p   从市场发展角度来看,就像其他任何一种新兴技术和行业一样,水质在线分析仪器市场也会经历从市场初期的缓慢增长到高速成长的发展历程。在初期,市场需求受到了两种因素的制约:其中一个主要因素是投入产出分析,相对于过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用而言,当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高。还有一个因素是在线水质分析仪器和技术自身的限制,当时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不能完全满足市场的要求 可以实现在线分析的水质参数也不是很多 另外,由于水质条件的多样化与复杂性,即使是面对同一个水样,测量不同水质参数时,对仪器测量方式,安装方式的要求都有不同,这对以在线水质监测系统为代表的应用技术也提出了很高的要求。这些因素造成了监管部门和行业的运行管理者以及水处理工程师对采用在线水质分析仪器都持有谨慎的态度,在当时严重制约了在线水质分析仪器的应用与推广。进入21世纪以来,由于水资源短缺、水环境污染的问题日益严重,行业同时迎来了水资源费上涨、饮用水水质标准提高、废水排放标准更加严格以及用水量及用水人口增加、水价上涨等诸多挑战和机会 在法规的压力和市场的推动下,加强水环境监测、淘汰粗放式的水处理及用水模式,采用更加先进的过程控制系统以提高水处理效率、降低水处理及用水成本就成为了人类社会必然的选择 与此同时,技术的发展使得在线水质分析仪器的稳定性与可靠性有了很大提高、可以实现在线监测的水质参数越来越多、在线水质分析仪器的功能也越来越强大 市场需求的增长和水质在线分析仪器自身的技术进步共同推动了行业的高速发展。 /p p   在中国,随着日益严格的环保法规的驱动,特别是以在线监测作为主要技术路线的环境监测技术政策的推动下,监测型在线水质分析仪器将继续保持高速成长。与此同时,石油化工、冶金、火力发电等传统高耗水工业用水效率的提高以及行业自身的技术进步,半导体、生物制药等对水质要求更加严格的新兴行业的快速发展,都会进一步提高对在线水质分析仪器的需求,过程型在线水质分析仪器也将保持持续的增长。物联网、大数据、云计算以及即将到来的5G时代,需要更多的传感器类型的在线水质分析仪器,低功耗、低成本的在线水质分析传感器将会迎来爆发的机会。 /p p   在市场需求和技术进步的共同推动下,在线水质分析仪器及其应用技术必将得到快速发展,仪器的稳定性与可靠性会有进一步的提高、可以实现在线监测的水质参数将越来越多、在线水质分析仪器的功能也将越来越强大,市场将会在很长一段时间内保持可持续的增长趋势。 /p p   5、结束语 /p p   在线水质分析仪器及技术,作为涉及分析化学、水质科学、电子与信息技术、材料科学、数据科学等传统与现代科学的综合性跨学科技术,经过过去几十年的发展,无论在水环境监测、饮用水安全保障还是工业过程用水领域都得到了普遍的应用。随着人类社会经济的进一步发展,特别是在大数据、物联网等各种高新技术发展的推动下,在线水质分析仪器及其应用技术还将得到更大的发展。 /p p   在中国,随着目前政府环保法规日益完善、公众环境保护意识提高,尤其是执政党提出了“绿水青山就是金山银山”的可持续发展的生态环境理念的情况下,加强水环境质量的监测以及废水排放的监管,采用更加先进的过程控制技术以提高水处理效率、降低水处理及用水成本,提高用水效率已经成为了水环境监管部门、水处理行业以及中国社会的必然选择。同时,随着中国这个制造大国研发制造水平的不断提升,都将促进作为获取水质信息最重要的测量技术-在线水质分析仪器技术高质量高速度的发展。 /p p style=" text-align: right " strong (供稿:重庆昕晟环保科技有限公司& nbsp 总经理程立) /strong /p
  • 影响纯水电导率分析仪的电导率测量因素有哪些
    影响纯水电导率分析仪电导率测量的因素主要包括以下几个方面:温度:温度是影响电导率测量最主要的因素之一。纯水的电导率随温度的变化而变化,通常电导率随温度升高而增加。因此,在测量纯水电导率时,需要对温度进行精确控制,并进行相应的温度校正,以确保测量结果的准确性。电极的品质和清洁度:电极的质量和清洁度直接影响到测量的准确性和稳定性。电极应当是高质量的,并经常进行清洁和校准,以避免污染物或氧化物的积聚对测量结果的干扰。电极的响应速度:电极的响应速度影响到测量的实时性和稳定性。快速响应的电极可以更快地达到稳定状态,从而提高测量的准确性。电极的稳定性:电极在长时间使用过程中的稳定性也是影响测量结果的因素之一。良好的电极设计和材料选择可以减少电极的漂移和老化,从而保证测量的长期准确性。环境条件:环境中的电磁干扰、振动或其他外部因素都可能对电导率测量造成影响。因此,在进行测量时,应尽可能在稳定的环境条件下操作,并采取适当的屏蔽措施以减少外部干扰。仪器的精度和校准:仪器本身的精度和校准水平直接决定了测量结果的准确性。定期进行仪器的校准和维护是确保测量结果可靠性的重要步骤。综上所述,纯水电导率分析仪的电导率测量受到温度、电极质量与清洁度、电极响应速度与稳定性、环境条件以及仪器精度与校准等多种因素的影响。正确控制和理解这些影响因素,是确保测量结果准确性和稳定性的关键。
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    GE分析仪器历来重视研发,并乐意投资开发新产品与新技术。至今我们已经拥有超过30个创新技术专利。其中,Sievers总有机碳(TOC)薄膜电导率检测技术,可谓GE TOC分析仪的王牌技术。以下介绍可以让您充分了解“Sievers 薄膜电导率检测技术”到底是怎么回事?Sievers 薄膜电导率检测技术用于检测总有机碳(TOC)含量,并被证明为十分精准可靠的检测方法。不同于非分散红外检测(NDIR,non-dispersive infrared)技术,Sievers 薄膜电导率检测法能显示六个数量级的动态范围,可以防止随时间的明显数据漂移,从而极具稳定性。因此使用薄膜电导率检测技术,设备无需频繁校准,所得到的检测结果十分稳定,具有不可比拟的分析性能,能成为用户在日常工作中依赖的主要工具。◆ ◆ ◆工作原理Sievers薄膜电导率检测技术使用了选择性气体渗透薄膜,只有氧化产生的CO2能通过这层薄膜进入检测舱。当水中有机物分子含有除碳、氢、氧以外的元素,如氮、硫、磷、卤素等,在氧化时会生成相应的离子,如硝酸根、氯离子等,干扰直接电导率检测。因此相比直接电导率法,Sievers薄膜电导率检测法减少了检测中的“假正”或“假负”现象,提供了无比优异的选择性、灵敏度、稳定性、精确度和准确度。下列动画,可以让您清楚了解Sievers薄膜电导率检测技术的工作原理。(如看不清楚视频,建议登陆 http://v.qq.com/x/page/k03230zad9n.html 查看,并在观看时将清晰度调整为超清。)◆ ◆ ◆相关仪器GE Sievers M9实验室型/在线型/便携式、M5310 C实验室型/在线型/便携式,500RL在线型和860实验室型TOC分析仪均采用Sievers薄膜电导率检测技术。◆ ◆ ◆联系我们,了解更多通过以下方式联系我们800-915-9966(固话用户)0411-8366 6489(手机用户)geai.china@ge.com我们的专家将尽快与您联系!扫二维码关注“GE分析仪器”官方微信
  • 得利特在线电导率分析仪顺利升级
    随着绿色分析理念的大力推广,绿色分析技术的不断出现,未来的在线水质分析仪器将会尽量减少使用和产生有毒化学品,在设计上也会更加考虑降低仪器的能耗和分析的用水量。得利特引进人才与技术研发在线水质分析仪器。下面为您介绍一款我们新研发成功的产品:B2010在线电导率分析仪采用全新的设计理念,可实现水质电导率的在线连续监测,适用于一般工业用水、纯水电导率的监测,广泛适用于电力、化工、石油、环保、制药等行业中多种水质的测量,是一台高精度、智能化、高性能现场测量仪表。仪器特点1、192×64点阵液晶、多参数显示、内容丰富2、采用先进的嵌入式系统设计、贴片工艺技术提高了产品性能和可靠性、符合EMC设计要求3、中、英文双语可编程切换,满足不同用户需求4、全中、英文引导式操作模式、使用简单、通俗易懂5、可编程的自动或手动温度补偿方式、使用灵活、方便6、两路完全隔离的电流信号输出,可分别设定输出电流范围7、带有上、下限报警功能,可分别设定报警值8、带有标准的485数字通讯接口,可实现远距离通讯技术参数显 示:中、英文显示,192×64点阵液晶测量范围:K=0.01: (0.000~2.000)μS/cm、(0.000~20.00)μS/cm 2个量程自动切换;K=0.1 : (0.000~20.00)μS/cm、(0.000~200.0)μS/cm;2个量程自动切换;K=1 : (0.000~200.0)μS/cm、(0.000~2000)μS/cm,2个量程自动切换;K=10 :(0.000~2000)μS/cm、(0.000~20.00)mS/cm 2个量程自动切换;最小分辨力:0.001μS/cm引用误差:±1%FS温度传感器:Pt1000温度范围:(0.0~99.9)℃温度误差:±0.5℃温度分辨率:0.1℃温度补偿范围:自动或手动(0.0~60.0)℃温度补偿系数:0.0%/℃~9.99%/℃样品条件:温度范围:(5~50)℃流量范围:不大于6升/小时环境温度:(5~45)℃环境湿度:不大于90%RH(无冷凝)电流输出:(4~20)mA(二路隔离输出)电流精度:±1%F.S电流负载:800Ω报警输出:二路报警输出、直流5A/30V或交流5A/250V。储运温度:(-20~55)℃外形尺寸:144mm×144mm×115mm开孔尺寸:139mm×139mm供电电源:交流(85~265)V、频率(45~65)Hz功 率:≤10W重 量:约1.2 kg升级点:1、具有历史数据、运行、校准记录存储、查询功能,可查询100000条历史数据、1000条运行记录、100条校准记录2、防护等级高,达到IP65,可以满足各种复杂环境应用要求3、可选择多种电极常数电极,每种电极均有2个量程且量程均可自动切换,满足用户测量范围和精度要求
  • 得利特科技创新-台式电导率分析仪
    水质检测仪,通过测量水的PH值、盐度以及温度等参数来分析水质的一种仪器。水质检测仪工作时除了能够精确地测量PH值外,还能够准确测量纯水和高盐度水中的电导率,并根据溶液的化学性质准确地将电导率转化成盐度。水质检测仪在环境保护、水质的检测和水资源保护中起到了重要的作用。得利特为了适应大潮流,不断引进技术及人才开发水质分析仪器,这边,我公司又研发出来一台实验室台式电导率仪,下面让技术员给您讲解一下吧!B1010台式电导率仪采用嵌入式系统设计,集信号采集、数据处理、显示功能与一体,智能化程度高,测量精确,操作方便;用于测量水溶液导电能力的强弱,从而间接判断溶液中离子含量的多少或水质的好坏等,广泛应用于电力、石油化工、食品品饮料、造纸等行业,也可以用于高等院校、科研机构等进行教学或科学研究。 仪器特点1、192×64点阵液晶中文或英文、多参数显示、内容丰富、易于理解。2、采用嵌入式系统设计,速度最快、精度高便于功能扩展。3、采用微电子技术,全部贴片(SMT)工艺,实现低功耗,提高了性价比和可靠性。4、增强型塑料外壳,防水设计,稳重坚固。5、增强型塑料外壳,美观坚固。6、关键参数密码保护,防止非操作人员对本机误操作,保证仪器的基本性能。7、简单的人性化键盘设计,操作快速、通俗易懂。8、补偿温度自动测量或手动输入。9、具有测量数据、运行、校准记录存储、查询功能。
  • 用Sievers M9 TOC分析仪进行低浓度电导率线性研究
    介绍美国药典USP 要求报告制药用水的电导率。要求用校准的仪器准确测量制药用水的电导率,电导率必须符合USP 规定的规格和操作参数。配置了样品电导率检测功能的Sievers® M9总有机碳(TOC)分析仪可以同时报告阶段1电导率和TOC。M9分析仪完全符合USP 和规则要求。USP 规定的在25°C下的阶段1电导率限值为1.3 μS/cm。在如此低的电导率水平下,很难确认电导计和探头或在线测量装置的性能。低电导率的样品和标样容易被容器或空气中的二氧化碳所污染,污染物会溶解到样品中,并在样品中分解。为了避免对低浓度标样所受污染进行不必要的调查,同时确保电导率测量的可靠性和准确性,本文中的研究证明了M9分析仪在低电导率下的线性。而对于较高的电导率来说,可以在日常分析中确认仪器的性能。M9 分析仪在低电导率下的线性Sievers分析仪进行了以下研究,证明了Sievers M9 TOC分析仪在测量样品电导率时的线性和准确性,特别是在低电导率下测量样品电导率的线性和准确性。在Sievers“电导率和TOC两用样品瓶(DUCT,Dual Use Conductivity & TOC)”中,用高纯度的去离子水将市面上买得到的100 μS/cm氯化钠(NaCl)标样稀释至9种不同浓度。Sievers DUCT样品瓶带有专利的内涂层,可防止通过浸出或吸收,对电导率和TOC造成影响。测量结果如图1和图2所示。所有数据均经空白矫正,且温度补偿至25°C。图2具体显示了低于10 μS/cm的电导率测量值,表明了M9分析仪在低电导率水平下的线性和准确性。图1:1至100 μS/cm的实测与预期的电导率比较图2:1至10 μS/cm的实测与预期的电导率比较结论研究结果表明了Sievers M9 TOC分析仪在很宽的电导率动态范围内的样品电导率测量的高准确性和线性。因此,用户可以用M9分析仪来测量阶段1样品电导率以达到USP 要求,即使在低电导率水平下也可以放心使用M9分析仪。研究证明了M9分析仪对10 μS/cm以下的样品电导率的测量具有高线性度和准确性,而对于较高电导率水平(如25 μS/cm)来说,可以对M9分析仪的电导率准确性进行日常确认,以最大限度减少确认标样污染造成的影响。使用Sievers M9分析仪来同时测量TOC和电导率,可以简化实验室流程,帮助公司能够提高工作效率。Sievers分析仪,赞3◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 水质检测仪器--在线电导率分析仪
    根据生态环境部在2020年6月发布的《生态环境监测规划纲要(2020-2035年)》,规划指出“十四五”期间,国控断面数量从2050个整合增加至4000个左右。水质国控监测点的增加将带来新的水质监测仪器采购和运营需求。同时,规划中明确提到,要深化自动监测与手工监测相融合的监测体系。  研究建立以自动监测为主的地表水监测评价、考核与排名办法,与手工监测评价结果平稳衔接。而目前非国控监测点中还有很大一部分采用手工监测,因此随着监测体系的完善,非国控点水质检测的自动化水平将得到提升,地表水自动监测仪器市场需求也有望随之逐步提升。B2010在线电导率分析仪采用全新的设计理念,可实现水质电导率的在线连续监测,适用于一般工业用水、纯水电导率的监测,广泛适用于电力、化工、石油、环保、制药等行业中多种水质的测量,是一台高精度、智能化、高性能现场测量仪表。仪器特点1、192×64点阵液晶、多参数显示、内容丰富2、采用先进的嵌入式系统设计、贴片工艺技术提高了产品性能和可靠性、符合EMC设计要求3、中、英文双语可编程切换,满足不同用户需求4、全中、英文引导式操作模式、使用简单、通俗易懂5、可编程的自动或手动温度补偿方式、使用灵活、方便6、两路完全隔离的电流信号输出,可分别设定输出电流范围7、带有上、下限报警功能,可分别设定报警值8、带有标准的485数字通讯接口,可实现远距离通讯9、具有历史数据、运行、校准记录存储、查询功能,可查询100000条历史数据、1000条运行记录、100条校准记录10、防护等级高,达到IP65,可以满足各种复杂环境应用要求11、可选择多种电极常数电极,每种电极均有2个量程且量程均可自动切换,满足用户测量范围和精度要求技术参数显 示:中、英文显示,192×64点阵液晶测量范围:K=0.01: (0.000~2.000)μS/cm、(0.000~20.00)μS/cm 2个量程自动切换;K=0.1 : (0.000~20.00)μS/cm、(0.000~200.0)μS/cm;2个量程自动切换;K=1 : (0.000~200.0)μS/cm、(0.000~2000)μS/cm,2个量程自动切换;K=10 :(0.000~2000)μS/cm、(0.000~20.00)mS/cm 2个量程自动切换;最小分辨力:0.001μS/cm引用误差:±1%FS温度传感器:Pt1000温度范围:(0.0~99.9)℃温度误差:±0.5℃温度分辨率:0.1℃温度补偿范围:自动或手动(0.0~60.0)℃温度补偿系数:0.0%/℃~9.99%/℃样品条件:温度范围:(5~50)℃流量范围:不大于6升/小时环境温度:(5~45)℃环境湿度:不大于90%RH(无冷凝)电流输出:(4~20)mA(二路隔离输出)电流精度:±1%F.S电流负载:800Ω报警输出:二路报警输出、直流5A/30V或交流5A/250V。储运温度:(-20~55)℃外形尺寸:144mm×144mm×115mm开孔尺寸:139mm×139mm供电电源:交流(85~265)V、频率(45~65)Hz功 率:≤10W重 量:约1.2 kg
  • 用Sievers M9总有机碳TOC分析仪选配电导率功能分析制药用水的最佳操作
    本文提供有关如何用配置了电导率选项的Sievers® M9 TOC分析仪同时检测制药用水的TOC和电导率的最佳操作指导。取样用配置了电导率选项的M9分析仪来有效检测制药用水的关键之处包括:采用正确的取样技术1. 使用电导率和TOC双用(DUCT,Dual Use Conductivity and TOC)样品瓶根据USP 的规定,“第1阶段电导率可以在合适容器中进行离线检测”。1用于同步测试的合适容器是指在与样品接触时不影响样品的TOC或电导率的容器。测试表明,在采用正确取样技术的前提下,Sievers DUCT瓶体、瓶盖、垫片,在长达5天内,不会对样品的TOC和电导率造成明显的贡献。2,3Sievers DUCT样品瓶的清洁度极佳,认证的TOC低于10ppb,因而在使用之前无需漂洗。取样的最佳操作包括:使用之前请勿冲洗DUCT样品瓶。为避免污染,请勿用手触摸DUCT样品瓶和瓶盖的内部,请勿触摸样品瓶的垫片。一次加满DUCT样品瓶,瓶顶不留空间,以免样品产生湍流。取样之后,立即盖上瓶盖。请勿重复使用DUCT样品瓶来制备样品。使用设备的方法条件用M9分析仪来分析制药用水时,应当多次重复检测样品,以获得良好的统计稳健性和检测稳定性。用M9分析仪来检测TOC和电导率时,重复检测次数最好不少于4次,应舍弃其中的1次检测。检测第1阶段电导率时所用的是原始电导率和温度,因此无需选择补偿算法。M9分析仪给出原始电导率、温度、温度补偿值。对于制药用水,应报告原始电导率和温度。应根据“USP 第1阶段–温度和电导率要求”一章中的表1来确定接受标准。根据实测温度,相应的电导率值为制药用水的电导率限值。1图1:方法条件将检测低于500 ppb TOC的制药用水所需要的酸剂和氧化剂的流量分别设定为1.0微升/分钟(酸剂)和0.0微升/分钟(氧化剂)。此流量能够确保紫外反应器中的碳被完全氧化,同时又能避免样品过度氧化。另一种方法是使用可选的无机碳去除器(ICR,Inorganic Carbon Remover)。如果无机碳(IC,Inorganic Carbon)的检测值增大10倍左右,或大于TOC检测值,建议使用无机碳去除器来提高TOC检测的稳定性和精确度。4,5如果第1阶段电导率测试失败,请按照USP 进行第2阶段测试。确定确认频率用已知标样来挑战仪器及方法,为每次检测提供可信度。通过风险评估来确定测试的频率,用TOC系统适用性标样和电导率确认标样来确认方法在分析仪上的标称性能。使用达到接受标准的标样,能够确保对未知水样的分析满足药品级生产用水的药典要求。1,6药典虽未规定确认的频率,却规定生产单位应定期用电导率确认标样和系统适用性标样来确认方法。应通过评估每个流程特有的风险和潜在影响来确定确认的频率。风险管理要求明确定义和评估所有变量及其对流程的影响。必须考虑的因素包括标样使用频率、取样时间、系统适用性或确认失败的风险、不合规格(OOS,out-of-specification)结果的可能性、时间限制等。由于USP 和并未规定频率,因此各生产单位有责任自行制定稳健的工艺流程和程序来管理工艺特有的风险。重要的是要以实用且合理的频率来使用电导率确认标样和系统适用性标样,同时还要满足USP 和的最低要求。TOC系统适用性标样旨在确认分析仪在500 ppb TOC药典上限的相对回收能力。系统适用性标样确保分析仪能够达到适用的TOC回收率,从而使未知水样的分析结果不容置疑。电导率确认标样旨在确认M9分析仪的电导率检测的准确性。以合理的频率来运行电导率确认标样,能够确保未知水样检测的准确性,同时又满足药典要求。为了尽量减小标样的差异,我们建议使用Sievers分析仪出品的标准品和样品瓶,以获得浓度一致的、经过认证的标样。表1中列出Sievers系统适用性标样和电导率确认标样的使用效果最佳。您如果使用表1中的标样,就可以获得Sievers分析仪的OOS调查支持。如果您的样品、系统适用性或确认失败,Sievers分析仪的质量保证团队会为您彻底调查和解决内部变化因素和现场仪器性能故障,并在故障分析报告中讨论调查结果。产品名称部件号系统适用性标样组合STD 31004-01100 µ S/cm HCl电导率确认标样STD 77050-01TOC和电导率分析的双用途DUCT样品瓶HMI 77500-01表1:最佳操作的消耗品最后,应确保分析仪的流路中始终有水。在用完最后一个标样之后,请用去离子水或MilliQ水进行注射器冲洗,用水来冲洗并取代分析仪中残留的样品。故障排除和设备维护由于离线检测第1阶段电导率的方法很敏感,而且可接受的浓度很低,许多用户专用一台Sievers M9 TOC分析仪来离线检测TOC和电导率7。如果用同一台M9分析仪来检测制药用水和非制药用水(即清洁验证样品),则要求进行额外的操作步骤来尽量减少切换两种样品时的交叉污染。这些额外步骤根据要分析的非制药用水的类型而定。有关此类操作的注意事项,请参阅技术文件UPW 07-10。8请根据Sievers分析仪的操作和维护手册来维护和确认分析仪,以达到仪器的最佳性能。结论采用正确的取样技术、方法条件、以及合理的确认频率,能够确保Sievers M9分析仪的TOC和电导率检测结果的准确性。本文中概述的最佳操作,帮助您在准确检测TOC和电导率的同时,满足药典的要求。参考文献USP Water Conductivity. Retrieved February 14, 2019 from https://hmc.usp.org/sites/default/files/documents/HMC/GCs-Pdfs/c645.pdfSievers Lean Lab: Simultaneous Stage 1 Conductivity and TOC Lab Testing of Pharmaceutical Water (300 40030). Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Application%20Notes_Cust/Americas/English/ANai_300_40030_EN.pdfDUCT Vial Performance and Stability (300 00297). Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Technical%20Bulletins_Cust/Americas/English/TBai_300_00297_EN.pdfReserve Sample Bottles for Conductivity and TOC (300 00299). Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Technical%20Bulletins_Cust/Americas/English/TBai_300_00299_EN.pdfSievers Inorganic Carbon Remover (ICR) (300 00109). Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Application%20Notes_Cust/Americas/English/ANai_300_00109_EN.pdfUSP Total Organic Carbon. Retrieved July 25, 2019 from https://hmc.usp.org/sites/default/files/documents/HMC/GCs-Pdfs/c643.pdfLow Level Linearity Conductivity Study on the Sievers M9 TOC Analyzer (300 00339). Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Application%20Notes_Cust/Americas/English/ANai_300_00339_EN.pdfUPW 07-10 Multiple Products Biological Contamination (800 19025) Retrieved February 14, 2019 from https://www.Veoliawatertechnologies.com/kcpguest/documents/Technical%20Bulletins_Cust/Americas/English/ai_UPW_07-10_EN.pdf◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 正确的使用手持式电导率计可以提高测量的精准度
    手持式电导率计适用于精密测量各种液体介质的电导率仪、TDS和盐度值的仪器,配置CON1型铂金电导电极,有一点按键自动校准、自动量程转换、自动信息提示等优点。仪器广泛适用于各领域的科研和生产。 手持式电导率计是如何使用的: 1.使用前观察表针是否指零。 2.将校正测量开关扳在“校正”位置。 3.插接电源线,打开电源开关,并预热数分钟调节“调正”调节器使电表指示满度。 4.当使用(1)-(8)量程来测量电导率低于300μS.cm-1的液体时,选用“低周”,这时将高/低周开关扳向低周即可。当使用(9)-(10)量程来测量电导率在300μS.cm-1至105μS.cm-1范围里的液体时,则将扳向“高周”。 5.将量程选择开关扳到所需要的测量范围,如预先不知被测溶液电导率大小,应先把其扳到zui大电导率测量档,然后逐渐下降,以防表针打弯。 6.电极的使用:使用时用电极夹夹紧电极的胶木帽,并把电极夹固定在电极杆上。 7.将电极插头插入电极插口内,旋紧插口上的紧固螺丝,再将电极綅入待测溶液中。 8.接着校正当用(1)-(8)量程测量时,校正时扳到低周,当用(9)-(12)量程测量时,则校正扳到高周,扳到“校正”,调节校正调节器,使指示在满度。 9.当用(0-0.1)或(0-0.3)μS.cm-1这两档测量高纯水时,先把电极引线插入电极插孔,在电极未綅入溶液前,调节电容补偿调节器使电表指示为zui小值。 手持式电导率计的产品特点: 1.仪器配置:CON1型铂金电导电极1支,温度探棒1支,9V电池1节,BEC-530/531/540 型配置CON10型电导电极1支。 2.可设定TDS系数:根据电导分析法,测量水质溶解性总固体时应准确估算,设定TDS系数,530/540可在0.01至1.00之间设定以保障测量值的精确可靠。 3.可设定温度系数:含有不同离子的溶液往往具有不同的温度系数,准确设定温度系数对精确测量至关重要,BEC便携型可在0至3.9%每摄氏度的范围内进行设置。 4.一点按键自动校准:仪器配合标准电导液可以进行每个量程1点自动校准,校准时,仪器自动识别校准液,如果您使用错误的或与设定值偏差较大的电导液进行校准,仪器将自动报警。 5.可设定电极常数:测量高或低电导溶液时,您需要选配不同常数的电导电极,BEC便携型具有三个电极常数可选,您可以根据选用的电极自行设定,仪器将自动转换终点测量值。 6.自动量程转换:测量电导率或溶解性总固体(TDS)时,仪器具有自动量程转换功能。当电极传感器浸入溶液后,BEC便携型将自动扫描当前测量值并转换量程,仪器将以精确的分辨率显示终点测量值。 7.手持式电导率计带有自动信息提示:BEC便携型具有操作信息提示功能,当您进入某一项设置或测量信息栏将帮助您了解仪器在当前状态下可执行什么操作及如何操作,它等同于使用手册的操作步骤说明。通过信息栏的引导,您能轻松完成某项设置或测量任务。
  • 电导率方法转换的桥接试验:从使用台式仪和探头转换为使用自动化的Sievers M9 TOC分析仪
    究目的本研究的目的是证明使用配置了电导率选项的Sievers® M9总有机碳(TOC)分析仪和使用台式仪表和探头来测量《中国药典》2020版通则与USP 规格样品水第1阶段电导率这两种方法同样有效,并帮助用户从使用台式仪表和探头转换为使用配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪。制药用水的电导率是指样品水在已知电势差上传导因离子运动而形成电流的能力值。电导率的计算方法是用电流强度除以电场强度。可以用离线的台式仪表和探头或者在线的电导率传感器来测量电导率1。随着温度和pH值变化,水分子自然离解成离子,从而使样品水具有可计算的电导率。外来离子也会影响样品水的电导率,并对样品水的化学纯度以及样品水在制药应用中的适用性产生较大影响。因此,国际通用的药典都有关于测量制药用水电导率的专论,给出了水的纯度和适用性的接受标准。USP 还对测量电导率的仪器规定了具体要求,并规定了具有不同接受标准的三个测量阶段,以帮助用户进行在线或离线测量。第1阶段测量的接受标准最严格,但此阶段最容易实施。第2和第3阶段测量则要求实验室人员进行离线的、耗时的实验台操作。对于制药商而言,最想进行的测量是离线或在线的第1阶段测量。根据USP ,如果要进行离线测量,测量就必须在合适的容器中进行。离线测量电导率所使用的合适容器的制造材料,不可以在与样品接触时浸出离子。传统的硼硅酸盐玻璃瓶会在样品水中浸出钠离子和其它离子,因此不适用于测量制药用水。Sievers电导率和TOC双用途瓶(DUCT,Dual Use Conductivity and TOC)的瓶体、瓶盖、垫片的测试表明,即使用DUCT瓶保存样品长达5天,也不会对样品的TOC和电导率产生明显的贡献。2,3目前许多制药商在测量制药用水的电导率时使用台式仪表和探头离线进行第1或第2阶段测量。这种测量方法有几个无法避免的缺点,比如数据不安全、样品的安全性不足、样品暴露于空气中、资源的使用效率低等。测量制药用水电导率的先进方法应当是进行自动化的第1阶段电导率测量,而存放和传输数据的电子安全数据库应完全符合21 CFR Part 11法规和最新的数据完整性法规。配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪就为用户提供了这种理想的第1阶段电导率测量方法。以下路线图显示如何从使用台式仪表和探头来离线测量第1阶段电导率,转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量第1阶段电导率。料配置了电导率选项的Sievers M9便携式TOC分析仪(SN#0043)配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多SevenCompact 仪(Mettler Toledo SevenCompact Meter)一盒Sievers DUCT电导率和TOC双用途样品瓶(HMI 77500-01)两套Sievers 100 μS/cm KCl电导率校准标样(STD 74470-01)(如果适用)一瓶500毫升Ricca 100 μS/cm KCl标样,25°C(CAT#5887-16)10毫升和1000微升移液器和吸头析步骤01通过DataPro2(请见下图)中的“样品电导率校准(Sample Conductivity Calibration)”系统任务,或者用M9的触摸屏,用100 μS/cm标样组(STD 74470-01)来校准M9分析仪,确保校准正确。02用100 μS/cm标样组(STD 74470-01)来校准梅特勒-托利多SevenCompact仪和InLab 741 ISM电导率探头,确保校准正确。请务必选用正确的电导率校准值。对于梅特勒-托利多SevenCompact仪,请选择以下校准标样路径:菜 单(Menu)/校准(Calibration),设置(Settings)/校准标样(Calibration Standard)/定制标样(Customized Standard)。输入100 μS/cm KCl标样,25°C。03为了最大程度上减少样品在传送过程中或转移到二级容器过程中被空气中的二氧化碳所污染,所有标样都应直接制备在DUCT样品瓶中² 。请采用正确的样品制备技术,用100μS/cm KCl储备溶液分别制备30毫升DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1 μS/cm浓度的标样² 。最佳做法是按从高浓度到低浓度的顺序来制备标样,这样就可以在制备和分析各种敏感的低浓度标样之间花费最短的时间。所需要的稀释体积,请参考表1。04低浓度电导率标样非常敏感,因此必须先运行最低电导率标样,最后运行最高电导率标样,方法条件如图1所示。M9分析仪报告原始电导率、温度、温度补偿电导率。USP 指出,对未知水样的所有阶段1的电导率测试是非温度补偿的。在进行校准、确认、比较研究时,应使用已知化合物的纯标样。例如,上述校准标样在25°C时为100 μS/cm KCl。为了正确地将测量值与此标准值进行比较,必须将电导率测量值补偿回参考温度25°C时的标准值。同样,由于是在两个电导率测量平台上测量这些纯净的已知标样,因此必须进行温度补偿以确保进行正确的比较。05采用正确的取样技术,用100 μS/cm KCl储备溶液分别制备DUCT瓶装的100、75、50、25、12.5、10、5、2.5、1.25、1.00 μS/cm浓度的标样,用于台式仪表和探头测量。低浓度标样非常敏感,因此必须最先在仪表和探头上运行最低电导率标样,最后运行最高电导率标样,方法条件如图1所示。确保将探头完全浸入DUCT瓶中。样品水在转移时可能会洒出来,因此建议将样品瓶放在二次容器(即防洒容器)中,以便在操作过程中用二次容器接住洒出来的水。06对于梅特勒-托利多SevenCompact仪表,确保选择25°C作为参考温度,并对测量值进行温度补偿。在仪表和M9上选择准确的补偿曲线和参考温度,这一点非常重要。KCl在低浓度时有非线性温度校正曲线,因此建议在仪表上选择非线性补偿曲线。测量时请将探头放入样品中,然后按“读取(Read)”键。待测量稳定后,表会提示“保存(Save)”或“退出(Exit)”。所有样品的测量数据都会记录在仪表上,然后导出用于分析。结果和讨论图2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪测量的电导率数据,包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值连成直线,可以看到R² 值和斜率,便于进行方法比较。图2中的数据显示,配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的电导率线性非常适用于测量制药用水的第1阶段电导率。图3是Sievers M9 TOC分析仪测量的电导率数据,包括实测响应和预期响应的数据对比。响应值也连成直线,可以看到R² 值和斜率,便于进行方法比较。图3中的数据显示,Sievers M9 TOC分析仪的电导率线性也适用于测量制药用水的第1阶段电导率。表2是配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪的线性方法对比数据。这两种不同设备的实测响应数据显示,Sievers M9的R² 和斜率响应均略优于配置了InLab 741 ISM电导率探头的梅特勒-托利多仪的R² 和斜率响应。本研究中的数据不仅确认了这两种设备方法都可以有效地测量电导率,更进一步证明了配置电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪更具优势。用这两种设备方法的结果差异,部分归因于样品与周围空气能否有效隔离。当使用Sievers M9 TOC分析仪时,电导率和TOC标样都装在DUCT样品瓶里进行分析,从而有效地隔离了空气。而当使用梅特勒-托利多仪和探头时,需在测量过程中打开样品瓶的盖子以便插入探头。打开瓶盖后,空气中的二氧化碳就会污染样品。在测量电导率时,Sievers M9分析仪比传统的台式仪表和探头有更好的线性、斜率响应、样品处理。除此之外,Sievers M9分析仪还有其它优势。台式仪表和探头测量的数据通常以txt或csv格式存放在仪表上。这都不是安全的数据格式,容易被审计机构审查。而Sievers M9分析仪采用安全的数据文件格式,数据不会受到机构审查。此外,在使用台式仪表和探头时,通常需要用USB设备来从仪表向电脑传送数据,而使用USB来传送数据时,容易被审计机构审查数据完整性。M9分析仪的数据可以通过以太网自动导出到LIMS系统、SCADA系统、或其它数据管理平台。最后,台式仪表和探头需要专门的操作人员来制备和运行样品,费时费力。由于对温度、搅拌、测量稳定性的要求,每份样品的第2阶段电导率测量时间需长达30分钟。而将自动进样器和配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪一起使用时,就可以实现自动化的样品分析和数据采集。考虑到Sievers M9 TOC分析仪的上述诸多优点,及其卓越的分析结果,那么制药商放弃使用传统的台式仪表和探头,转而使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来自动测量电导率,就成为非常明智的选择。两种设备方法的优缺点比较,请见表3。结论改变现行的分析方法通常是复杂的过程,而从传统的台式分析转换为自动分析可能更加复杂。本研究旨在说明如何从使用台式仪表和探头转换为使用配置了电导率选项的Sievers M9 TOC分析仪来测量电导率。本研究证明了台式设备和自动设备在测量USP 第1阶段电导率时具有同等分析性能,从而证明了从台式分析转换为自动分析的可行性。本研究还显示,用户可以相对容易地完成这一转换。最后如表3所示,当使用Sievers M9分析仪代替台式仪表和探头来测量电导率时,可以有诸多优点,例如数据可靠性、样品完整性、自动化运行等,这就使得从台式分析到自动分析的转换对寻求精益工艺流程的制药商极具吸引力。参考文献Sievers Lean Lab: Simultaneous Stage 1 Conductivity and TOC Lab Testing of Pharmaceutical Water (300 40030).DUCT Vial Performance and Stability (300 00297).Reserve Sample Bottles for Conductivity and TOC (300 00299).Low Level Linearity Conductivity Study on the Sievers M9 TOC Analyzer (300 00339).◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 同步热分析仪:基本原理、工作流程及实际应用
    同步热分析仪是一种重要的材料科学研究工具,它可以同时提供热重(TG)和差热(DSC)信息,对于材料科学研究与开发具有重要意义。本文将介绍同步热分析仪的基本原理、工作流程及其在实际应用中的意义和作用。上海和晟 HS-STA-002 同步热分析仪同步热分析仪的基本原理是基于热重和差热分析技术的结合。热重分析是一种测量样品质量变化与温度关系的分析技术,可以研究样品的热稳定性、分解行为等。差热分析是一种测量样品与参比物之间的温度差与时间关系的分析技术,可以研究样品的相变、反应热等。同步热分析仪将这两种分析技术结合在一起,可以在同一次测量中获得样品的热重和差热信息,从而更全面地了解样品的热性质。同步热分析仪的工作流程包括实验前的准备、实验过程中的操作和数据处理等步骤。实验前需要选择合适的坩埚、样品和实验条件,将样品放入坩埚中,然后将坩埚放置在仪器中进行测量。在实验过程中,仪器会记录样品的重量变化和温度变化,并将这些数据传输到计算机中进行处理和分析。数据处理包括绘制热重曲线和差热曲线、计算样品的热性质等。同步热分析仪在实际应用中具有广泛的意义和作用。它可以帮助科学家们更好地了解材料的热性质和化学性质,从而为材料的开发和应用提供重要的参考。例如,在研究高分子材料的合成和加工过程中,同步热分析仪可以用来研究材料的熔融、结晶、氧化等行为,从而指导材料的制备和加工过程。此外,同步热分析仪还可以在药物研发、陶瓷材料等领域得到广泛应用。
  • 综合热分析仪:基本原理、应用场景
    综合热分析仪是一种广泛应用于材料科学、化学、物理等领域的仪器,能够同时测量物质的多种热学性质、设备综合热重分析仪TGA及差示扫描量热仪DSC等。本文将介绍综合热分析仪的基本原理、应用场景及其优劣比较。上海和晟 HS-STA-002 综合热分析仪综合热分析仪的基本原理是热平衡法,即通过加热和冷却待测物质,并记录物质在不同温度下的热学性质。在具体操作中,将待测物质放置在加热炉中,加热炉会按照设定的程序进行加热和冷却,并使用热电偶等传感器记录物质在不同温度下的热学性质。通过数据处理软件,可以将这些数据转化为物质的热容、热导率、热膨胀系数等参数。综合热分析仪在各个领域都有广泛的应用。在材料科学领域,可以利用综合热分析仪研究材料的热稳定性、相变行为等性质,以确定其加工和制备工艺;在化学领域,可以利用综合热分析仪研究化学反应的动力学过程和反应速率常数,为新材料的开发和优化提供依据;在物理领域,可以利用综合热分析仪研究物质的热学性质和物理性能,为新技术的开发和应用提供支持。综合热分析仪的优点在于其能够同时测量物质的多种热学性质,且测量精度高、重复性好。此外,综合热分析仪还具有操作简便、自动化程度高等特点,可以大大减少实验操作的时间和人力成本。然而,综合热分析仪也存在一些缺点,如价格昂贵、维护成本高、对实验条件要求严格等。总之,综合热分析仪是一种重要的仪器,具有广泛的应用场景和优劣比较。在实际使用中,应根据具体需求选择合适的综合热分析仪,以获得更准确的实验结果。随着科技的不断发展,相信未来综合热分析仪将会在更多领域得到应用,并推动材料研究和开发的进步。
  • 热失重分析仪:工作原理、设备构成及实验流程
    热失重分析仪是一种重要的材料表征工具,它能够提供有关材料性质的重要信息,如热稳定性、分解行为和反应动力学等。本文将介绍热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容。上海和晟 HS-TGA-101 热失重分析仪热失重分析仪主要利用样品在加热过程中质量的损失来分析其热性质。仪器通过高精度的称量装置,实时监测样品在加热过程中的质量变化,并将质量信号转化为电信号。这些电信号进一步被数据采集装置转化为可分析的数据,从而得到样品的热失重曲线。热失重分析仪的主要组成部分包括称量装置、加热装置和数据采集装置。称量装置负责样品的质量测量,要求具有极高的精度和稳定性;加热装置则为样品提供加热环境,要求具备可调的加热速率和温度范围;数据采集装置则负责将质量信号转化为电信号,并进行进一步的数据处理和输出。实验流程一般包括以下几个步骤:首先,将样品放置在称量装置中并设置加热装置参数;然后开始加热,同时数据采集装置开始工作;在加热过程中,持续观察并记录样品的质量变化;最后,通过数据处理软件对数据进行处理和分析。在实验过程中,需要注意安全事项。首先,要确保实验室内有良好的通风系统,避免长时间处于高温环境下;其次,要随时观察样品的状态变化,避免发生意外情况;最后,在实验结束后,要对设备进行及时清洗和维护,确保设备的正常运行。数据分析是热失重分析仪的重要环节。通过对热失重曲线的分析,可以得出样品的热稳定性、分解行为和反应动力学等方面的信息。通过对这些数据的处理和分析,可以得出样品在不同条件下的性能表现,为材料的优化设计和改性提供理论支持。综上所述,热失重分析仪是一种重要的材料表征工具,它可以提供有关材料性质的重要信息。通过了解热失重分析仪的工作原理、设备构成、实验流程以及数据分析等方面的内容,我们可以更好地理解和应用这一技术。热失重分析仪在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用价值,对于科研工作者来说具有重要的意义。
  • 热重分析仪原理简介
    p   热重分析是在程序控温和一定气氛下,测量试样的质量与温度或时间关系的技术。使用这种技术测量的仪器就是热重分析仪(Thermogravimetric analyzer-TGA),热重分析仪也被称为热天平。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪基本结构 /strong /span /p p   热重分析仪的主要部件有热天平、加热炉、程序控温系统、气氛控制系统。 /p p strong 热天平 /strong /p p   热天平的主要工作原理是把电路和天平结合起来。通过程序控温仪使加热电炉按一定的升温速率升温(或恒温),当被测试样发生质量变化,光电传感器能将质量变化转化为直流电信号。此信号经测重电子放大器放大并反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平梁复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比(即可转变为样品的质量变化)。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d515a402-1f0a-4ba4-a12b-725e7f252d60.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p   热天平结构图如图所示。电压式微量热天平采用的是差动变压器法,即零位法。用光学方法测定天平梁的倾斜度,以此信号调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,线圈转动恢复天平梁的倾斜。另一解释为:当被测物发生质量变化时,光传感器能将质量变化转化为直流电信号,此信号经测重放大器放大后反馈至天平动圈,产生反向电磁力矩,驱使天平复位。反馈形成的电位差与质量变化成正比,即样品的质量变化可转变电压信号。 /p p   TGA有三种热天平结构设计:上置式(上皿式)设计—天平置于测试炉体下方,试样支架垂直托起试样坩埚 悬挂式(下皿式)设计—天平位于测试炉体上方,坩埚置于下垂支架上 水平式设计—天平与测试炉体处于同一水平面,坩埚支架水平插入炉体。 /p p   天平与炉体间须采取结构性措施防止天平受到来自炉体热辐射和腐蚀性物质的影响。 /p p   天平的主要性能指标有分辨率和量程。根据分辨率不同可分为半微量天平(10μg)、微量天平(1μg)和超微量天平(0.1μg)。 /p p   物体的质量是物体中物质量的量度,而物体的重量是质量乘以重力加速度所得的力,TGA测量的是转换成质量的力。由于气体的密度会随炉体温度的变化而变化,需要对测试过程中试样、坩埚及支架受到的浮力进行修正。可采用相同的测试程序进行空白样测试以得到空白曲线,再由试样测试曲线减去空白曲线即可进行浮力修正。 /p p strong 加热炉 /strong /p p   炉体包括炉管、炉盖、炉体加热器和隔离护套。炉体加热器位于炉管表面的凹槽中。炉管的内径根据炉子的类型而有所不同。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08fe3180-30d2-44d5-9bb8-da75c8e8d5a6.jpg" title=" 炉体结构图.png" / /p p style=" text-align: center " strong 炉体结构图 /strong /p p   1-气体出口活塞,石英玻璃 2-前部护套,氧化铝 3-压缩弹簧,不锈钢 4-后部护套,氧化铝 5-炉盖,氧化铝 6-样品盘,铂/铑 7-炉温传感器,R型热电偶 8-样品温度传感器,R型热电偶 9-冷却循环连接夹套,镀镍黄铜 10-炉体法兰冷却连接,镀镍黄铜 11-炉休法兰,加工过的铝 12-转向齿条,不锈钢 13-收集盘,加工过的铝 14-开启样品室的炉子马达 15-真空和吹扫气体入口,不锈钢 16.保护性气体入口,不锈钢 17-用螺丝调节的夹子,铝 18-冷却夹套,加工过的铝 19-反射管,镍 20-隔离护套,氧化铝 21-炉子加热器,坎萨尔斯铬铝电热丝Al通路 22-炉管,氧化铝 23-反应性气体导管,氧化铝 24-样品支架,氧化铝 25-炉体天平室垫圈,氟橡胶 26-隔板、挡板,不锈钢 27-炉子与天平室间的垫圈,硅橡胶 28-反应性气体入口,不锈钢 29-天平室,加工过的铝 /p p strong 程序控温系统 /strong /p p   加热炉温度增加的速率受温度程序的控制,其程序控制器能够在不同的温度范围内进行线性温度控制,如果升温速率是非线性的将会影响到TGA曲线。程序控制器的另一特点是,对于线性输送电压和周围温度变化必须是稳定的,并能够与不同类型的热电偶相匹配。 /p p   当输入测试条件之后(温度起止范围和升温速率),温度控制系统会按照所设置的条件程序升温,准确执行发出的指令。所有这些控温程序均由热电偶传感器(简称热电偶)执行,热电偶分为样品温度热电偶和加热炉温度热电偶。样品温度热电偶位于样品盘下方,保证样品离样品温度测量点较近,温度误差小 加热炉温度热电偶测量炉温并控制加热炉电源,其位于炉管的表面。 /p p strong 气氛控制系统 /strong /p p   气氛控制系统分为两路,一路是反应气体,经由反应性气体毛细管导入到样品池附近,并随样品一起进入炉腔,使样品的整个测试过程一直处于某种气氛的保护中。通入的气体由样品而定,有的样品需要通入参与反应的气体,而有的则需要不参加反应的惰性气体 另一路是对天平的保护气体,通入并对天平室内进行吹扫,防止样品加热时发生化学反应而放出的腐蚀性气体进入天平室,这样既可以使天平得到很高的精度,也可以延长热天平的使用寿命。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热重分析仪测量曲线 /strong /span /p p   热重分析仪测量得到的曲线有TGA曲线与DTG曲线。TGA曲线是质量对温度或时间绘制的曲线,DTG曲线是TGA曲线对温度或时间的一阶微商曲线,体现了质量随温度或时间的变化速率。 /p p   当试样随温度变化失去所含物质或与一定气氛中气体进行反应时,质量发生变化,反应在TGA曲线上可观察到台阶,在DTG曲线上可观察到峰。 /p p   引起试样质量变化的效应有:挥发性组分的蒸发,干燥,气体、水分和其他挥发性物质的吸附与解吸,结晶水的失去 在空气或氧气中的氧化反应 在惰性气氛中发生热分解,并伴随有气体产生 试样与气氛的非均相反应。 /p p   同步热分析仪STA将热重分析仪TGA与差示扫描量热仪DSC或差热分析仪DTA整合在一起。可在热重分析的同时进行DSC或DTA信号的测量,但灵敏度往往不及单独的DSC,限制了其应用。 /p
  • 热分析仪核心部件原理简介
    p   常规的热分析仪器主要有热重分析仪(TGA),差热分析仪(DTA),差示扫描量热仪(DSC),热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)。 /p p   热分析仪器测量各种各样的物理量需要靠其核心部件来实现。这些部件有电子天平、热电偶传感器、位移传感器等。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 电子天平 /strong /span /p p   电子天平是热重分析仪(TGA)和同步热分析仪(STA)的核心部件,是测量试样质量的关键。 /p p   电子天平采用了现代电子控制技术,利用电磁力平衡原理实现称重。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b44413c9-13e5-46ab-a916-78c021d42f3e.jpg" title=" 电压式微量热天平.png" / /p p style=" text-align: center " strong 电压式微量热天平 /strong /p p   天平的秤盘通过支架连杆与线圈连接,线圈置于磁场内,当向秤盘中加入试样或被测试样发生质量变化时,天平梁发生倾斜,用光学方法测定天平梁的倾斜度,光传感器产生信号以调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流,线圈转动恢复天平梁的倾斜。在称量范围内时,磁场中若有电流通过,线圈将产生一个电磁力F,可用下式表示: /p p style=" text-align: center " F=KBLI /p p   其中K为常数(与使用单位有关),B为磁感应强度,L为线圈导线的长度,I为通过线圈导线的电流强度。电磁力F和秤盘上被测物体重力的力矩大小相等、方向相反而达到平衡。即处在磁场中的通电线圈,流经其内部的电流I与被测物体的质量成正比,只要测出电流I即可知道物体的质量m。 /p p   无论采用何种控制方式和电路结构,其称量依据都是电磁力平衡原理。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 热电偶传感器 /strong /span /p p   热电偶传感器是所有热分析仪器均会用到的部件,用于测定不同部位(试样、炉体)的温度。 /p p   热电偶传感器是工业中使用最为普遍的接触式测温装置。这是因为热电偶具有性能稳定、测温范围大、信号可以远距离传输等特点,并且结构简单、使用方便。热电偶能够将热能直接转换为电信号,并且输出直流电压信号,使得显示、记录和传输都很容易。 /p p   热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect),即热电效应。热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度。 /p p   热电偶的热电势是热电偶工作端的两端温度函数的差,而不是热电偶冷端与工作端,两端温度差的函数 热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关 当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关 若热电偶冷端的温度保持一定,热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个连接点之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流。 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 位移传感器 /strong /span /p p   位移传感器是热膨胀仪(DIL)、热机械分析仪(TMA)和动态热机械分析仪(DMA)中会用到的核心部件。通过测定直接放置于试样上或覆盖于试样的石英片上的探头的移动,来测定试样的尺寸变化。 /p p   LVDT位移传感器,LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上,线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时,两个次级线圈产生的感应电动势相等,这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时,两个线圈产生的感应电动势不等,有电压输出,其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度,改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围,设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反,LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差,这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接,产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力,保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。 /p
  • 热机械分析仪原理简介
    p   热机械分析是在程序控温非振动负载下(形变模式有膨胀、压缩、针入、拉伸或弯曲等不同形式),测量试样形变与温度关系的技术,使用这种技术测量的仪器就是热机械分析仪(Thermomechanical analyzer-TMA)。 /p p   热机械分析仪的结构如图所示。试样探头上下垂直移动,探头上的负载由力发生器产生,探头由固定在其上面的悬臂梁和螺旋弹簧支撑,通过加马力马达对试样施加载荷,位移传感器测量探头的位置。探头直接放置于试样上,或者放置于试样上的石英圆片上 测量试样温度的热电偶置于试样下。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/b6873b57-b49c-48ca-813d-250f596f2cd4.jpg" title=" 热机械分析仪结构示意图.jpg" width=" 400" height=" 339" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 339px " / /p p style=" text-align: center " strong 热机械分析仪结构示意图 /strong /p p style=" text-align: center " 1.气体出口旋塞 2.螺纹夹 3.炉体加热块 4.水冷炉体加套 5.试样支架 6.炉温传感器 7.试样温度传感器 8.反应气体毛细管 9.测量探头 10.垫圈 11.恒温测量池 12.力发生器 13.位移传感器(LVDT) 14.弯曲轴承 15.校正砝码 16.保护气进口 17.反应气进口 18.真空连接与吹扫气入口 19.冷却水 20.试样 /p p   TMA的核心部件是LVDT位移传感器,LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上,线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时,两个次级线圈产生的感应电动势相等,这样输出电压为0 当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时,两个线圈产生的感应电动势不等,有电压输出,其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度,改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围,设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反,LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差,这个输出的电压值与铁心的位移量成线性关系。线圈系统内的铁磁芯与测量探头连接,产生与位移成正比的电信号。电磁线性马达可消除部件的重力,保证探头传输希望的力至试样。使用的力通常为0~1N。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/633cd90b-c338-4e46-9cce-ad33b88907d8.jpg" title=" TMA常用测量模式示意图.jpg" width=" 400" height=" 134" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 134px " / /p p style=" text-align: center " strong TMA常用测量模式示意图 /strong /p p strong 压缩或膨胀 /strong /p p   两面平行的试样上覆盖一片石英玻璃圆片,以使压缩应力均匀分布。膨胀测试时,作用在圆柱体试样上力仅产生很小的压缩应力。 /p p strong 针入模式 /strong /p p   这种模式通常用来测定试样在负载下软化或形变开始的温度。通常用球点探头作针入测试,开始时球点探头仅与试样上的很小面积接触,加热时如果试样软化,则探头逐渐深入试样,接触面积增大,形成球星凹痕,导致测试过程中压缩应力下降。 /p p strong 三点弯曲 /strong /p p   这种模式非常适合在压缩模式中不会呈现可测量形变的硬材料如纤维增强塑料或金属。 /p p strong 拉伸模式 /strong /p p   适合薄膜或纤维。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 典型的TMA测量曲线 /span /strong /p p strong 热膨胀系数测量曲线 /strong /p p   热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)也简称为膨胀系数。 /p p   大多数材料在加热时膨胀。线膨胀系数α定义如下: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/774dbd00-e900-436f-b22e-2a114baf6286.jpg" title=" TMA-1.jpg" / /p p 式中,dL为由温度变化dT引起的长度变化 L sub 0 /sub 为温度T sub 0 /sub (通常为室温25℃)时的原始长度 α单位为10 sup -6 /sup K sup -1 /sup 。 /p p strong 玻璃化转变的TMA测量曲线 /strong /p p   测定玻璃化转变温度是TMA最常进行的测试之一。在玻璃化转变处,由于热膨胀系数增大,导致膨胀测量曲线斜率明显增大。通过外推两段具有不同斜率热膨胀系数曲线所得到的焦点,即为玻璃化转变温度。 /p p strong 测量杨氏模量的DLTMA曲线 /strong /p p   如果采用振动负载,即负载呈周期性变化,则称为动态负载热机械分析(dynamic load thermomechanical analysis-DLTMA),该模式为TMA的扩展功能,可测量试样的杨氏模量。如果能确保在测试过程中施加在整个试样上的机械应力相同,就可由DLTMA曲线测定杨氏模量(弹性模量)。 /p p   从原理上来说,DLTMA曲线类似于DMA曲线,傅里叶分析可得到应力应变之间的关系,可将复合模量分成储能模量和损耗模量。然而由于若干原因,这些计算并不准确,特别是用弯曲模式。因此,若想测定储能模量和损耗模量,最好用动态热机械分析DMA。 /p
  • 哈希 3700 电导率分析仪在油水分离工艺中液位判断的应用
    背景介绍随着工业的迅猛发展和环保意识的加强,油水分离技术更受到人们的重视。目前已知的油水分离方法主要有重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等,各种分离方法比较结果见下表1:表1 各种油水分离方法的比较由于油、气、水的相对密度不同,组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下,当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时,较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降。重力沉降油水分离法具有成本低性价比高的特点,可以达到一进二出的效果,进入的是含油过程水。上出分离的油下出洁净的水。重力式沉降分离设备常用于工业生产过程中。及时回收到所需要的组分有利于提高生产效率,降低生产成本。应用情况某饲料添加剂、食品添加剂及医药原料中间体生产的工厂会大量用到正己烷,正己烷是一种几乎不溶于水的无色液体,易溶于氯仿、乙醚、乙醇。常用于目标有机物的提取。根据正己烷的性质设计了使用重力沉降法将正己烷与含盐水分离出开来的装置。通过监测正己烷与含盐水分离界面的液位,通过水相液位触发排水管路排放阀择时排出体系中沉降下来的水组分,并保留目标组分正己烷。现场主要仪器: 3700电磁式电导率传感器,Si792防爆控制器如下图1所示:图1 Si792防爆型变送器和3700E探头测量方法3700E系列封装型无电极电导率传感器在溶液的闭合环路中感应产生电流,然后通过测量电流的大小来进行溶液的电导率的测定。电导率传感器驱动线圈A,在溶液中感应产生交流电流 线圈B检测感应电流的大小,该电流与溶液的电导率成正比。电导率传感器处理这个信号并显示相应的读数。图2 油水分离装置示意图正己烷与水分离器竖管上部和下部各有一个3700电磁式电导率传感器,相当于液位限定限位装置。水的密度比正己烷的密度大且不互溶,会在正己烷中以不连续液滴的形式缓慢下落到分离器下部的收集装置中。当收集装置装满了以后,水会没过竖管上部的3700探头,水中电荷穿过3700线圈时会在线圈中产生感应电流,电流达到阈值后变送器通过阈值报警功能给工控系统发出信号,并会触发储水管底部的电磁阀开关,打开流路排出收集装置中的水,此时水位会持续下降。直到分离器下部的 3700探头被非极性的正己烷介质浸没时,探头中不再有电荷穿过,不再产生感应电流,证明分离出的水已经排空,变送器给工控系统发出信号,触发排水阀关闭,储水管继续收集落下的水滴,如此往复以完成工艺过程控制。总结3700电磁式电导率传感器具有坚固的、无污染设计,极化、油污和污染等问题都不会影响无电极电导率传感器的性能。传感器具有自动温度补偿,可应用于电导率高达2000mS/cm,温度范围在0~200°C之间的溶液。具有多种安装模式可供选择,包括卫生型安装,接液部分的材料有聚丙烯、PVDF、PEEK或PFA Teflon等可供选择。此探头维护量低,探头对被测样品无污染,反应灵敏,和控制器的配置结构简单易维护,能免去大型油水分离装置的配置,节约运营成本。
  • 从原理到应用,6大类元素分析仪大比拼
    p   元素定义:是 strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称 /span /strong ,到目前为止,人们在自然中发现的元素有90余种,人工合成的元素有20余种. /p p   元素(element)又称化学元素,指自然界中一百多种基本的金属和非金属物质,它们只由几种有共同特点的原子组成,其原子中的每一原子核具有同样数量的质子,质子数来决定元素是由种类。 /p p   明白了我们要检测的东西是什么,接下来就进入正题,看看各元素分析仪器的分析过程及性能对比。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" text-align: center color: rgb(0, 112, 192) " 主要元素分析仪器 /span /strong /p p    strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 1.紫外\可见光分光光度计(UV) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) "   2.原子吸收分光光度计(AAS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) "   3.原子荧光分光光度计(AFS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) "   4.原子发射分光光度计(AES) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) "   5.质谱(MS) /span /strong /p p strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) "   6.X射线分光光度计(XRF ) /span /strong /p p   常见分析仪器的归属类型: /p p   ICP-OES:是原子发射光谱的一种,原名ICP-AES后改名为ICP-OES /p p   ICP-MS: 无机质谱(MS),用于分析元素含量,也用于同位素分析 /p p   FAAS、GAAS和 HGAAS(HAAS):火焰原子吸收、石墨炉原子吸收和氢化物原子吸收,都属于原子吸收一类。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 各种元素分析仪器分析过程、特点及应用 /span /strong /p p    strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 紫外\可见光分光光度计(UV) /span /strong /p p    strong 1.分析过程: /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/e2fdc87e-0993-48a6-befd-0ce8f87e01a0.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p    strong 2.原理: /strong /p p   利用比耳定律(A=ξbC),其中ξ为摩尔吸光系数,对于固定物质为常数 b为样品厚度 C为样品浓度 A为吸光度。很明显,在样品厚度和摩尔吸光系数一定的情况下A与样品浓度成正比。 /p p    strong 3.主要特点 /strong strong : /strong /p p   (1)灵敏度高 /p p   (2)选择性好 /p p   (3)准确度高 /p p   (4)适用浓度范围广 /p p   (5)分析成本低、操作简便、快速、应用广泛 /p p    strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 原子吸收和荧光分光光度计 /span /strong /p p    strong 1.分析过程: /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4893d001-558b-4388-a325-5cf4e753ce51.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" / /p p    strong 2.原子吸收光谱法原理: /strong /p p   原子吸收光谱法 (AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射,使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。 /p p   公式:A=KC /p p   式中K为常数 C为试样浓度 K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。 /p p   原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。所用仪器与原子吸收光谱法相近。 /p p    strong 3.原子吸收主要特点: /strong /p p   (1)灵敏度高FAAS可以测试ppm-ppb级的金属 /p p   (2)原子吸收谱线简单,选择性好,干扰少。 /p p   (3)操作简单、快速,自动进样每小时可测定数百个样品 /p p   (4)测量精密度好,火焰吸收精密度可以达到1-2%,非火焰可以达到5-10% /p p   (5)测定元素多,可测试70多种元素,利用化学反应还可间接测试部分非金属。 /p p    strong 4.原子荧光主要特点: /strong /p p   (1)有较低的检出限,灵敏度高。 /p p   (2)干扰较少,谱线比较简单。 /p p   (3)仪器结构简单,价格便宜。 /p p   (4)分析校准曲线线性范围宽,可达3~5个数量级。 /p p   (5)由于原子荧光是向空间各个方向发射的,比较容易制作多道仪器,因而能实现多元素同时测定。 /p p    strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 原子发射分光光度计 /span /strong /p p    strong 1.分析过程: /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/3f0e5fdc-f945-4e01-9c4f-7238f511c132.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em " strong 2.原理 /strong /p p   原子的核外电子一般处在基态运动,当获取足够的能量后,就会从基态跃迁到激发态,处于激发态不稳定(寿命小于10-8 s),迅速回到基态时,就要释放出多余的能量,若此能量以光的形式出显,即得到发射光谱(线光谱)。 /p p   发射的光波长为: /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/465515c6-4eaa-4a6b-b16a-785849c6c925.jpg" title=" 0.png" alt=" 0.png" / /p p   每个元素有自己独特的特征光谱,从而进行元素定性分析。 /p p    strong 3.主要特点 /strong /p p   (1)高温,104K /p p   (2)环状通道,具有较高的稳定性 /p p   (3)惰性气氛,电极放电较稳定 /p p   (4)具有好的检出限,一些元素可达到10-3~10-5ppm /p p   (5)ICP稳定性好,精密度高,相对标准偏差约1% /p p   (6)基体效应小 /p p   (7)光谱背景小 /p p   (8)自吸效应小 /p p   (9)线性范围宽。 /p p    span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 质谱分析法 /strong /span /p p    strong 1.分析过程: /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/389e5ec2-0606-4be5-bad8-d1e0e9dd7a52.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" / /p p    strong 2.原理 /strong /p p   使试样中各组分电离生成不同荷质比的离子,经加速电场的作用,进入质量分析器,通过电磁场按不同m/e的变化,分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息。 /p p    strong 3.主要特点: /strong /p p   (1)质量测定范围广泛 /p p   (2)分辨高 /p p   (3)绝对灵敏度,可检测的最小样品量。 /p p    strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " X荧光光度计(XRF) /span /strong /p p    strong 1.分析过程: /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/908c4b76-7454-4801-876b-f21696fadca4.jpg" title=" 5.jpg" alt=" 5.jpg" / /p p    strong 2.原理: /strong /p p   受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元素的种类及含量。 /p p    strong 3.主要特点: /strong /p p   (1)快速,测试一个样品只需2min-3min /p p   (2)无损,测试过程中无需损坏样品,直接测试 /p p   (3)含量范围广 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 几种元素分析仪器对比 /span /strong /p p    strong 1.工作范围 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/1eceb58a-ba37-4cb0-b29a-24f3ef593b8a.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" / /p p    strong 2.无机分析产品的检出限 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/d55d223e-1a23-4835-af62-3185baa3e6b5.jpg" title=" 7.jpg" alt=" 7.jpg" / /p p    strong 3.干扰 /strong /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/4958e1cd-ea8c-4447-bf43-4ce9ce5b38b4.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" / /p p    strong 4.费用 /strong /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/72e71f99-335a-49ba-85f8-7a850e6b86e4.jpg" title=" 9.jpg" alt=" 9.jpg" /    /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/818.html" target=" _self" style=" color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 医用原子吸收光谱仪会场 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/646.html" target=" _self" style=" color: rgb(192, 0, 0) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 金属多元素分析仪会场 /span /a /p p style=" text-indent: 2em " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/476.html" target=" _self" style=" text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 有机元素分析仪会场 /span /a /p
  • 单细胞电学特性流式分析方法及分析仪器研究取得进展
    近日,中国科学院微电子研究所健康电子中心研究员黄成军、副研究员赵阳团队,在单细胞电学特性流式分析方法及高通量实时分析仪器研究方面取得重要进展。 单细胞电学特性生物传感与分析技术为单细胞生物物理学研究提供了新维度。该技术已被证明在全血分析、肿瘤细胞分型和免疫细胞状态评估方面具有重要的应用潜力。然而,现有的电学检测方法难以实现高通量实时性分析,限制了需要大量系统实验的单细胞电学特性研究的开展。 面该团队提出了快速并行物理拟合求解器,仅需0.62 毫秒即可在线求解出单个细胞膜比电容和细胞质电导率。与传统求解器相比,在不损失准确度的前提下,速度提升了27000倍,且不需要任何数据预采集和预训练过程,进一步实现了基于物理模型信息的实时阻抗流式细胞分析仪(piRT-IFC)(图1)。该技术可在50分钟内实时表征高达100902个单细胞,具有高稳定性、高通量、实时化和全流程自动化等特点。作为示范应用,该团队对药物处理后HL-60中性粒细胞脱粒现象这一典型的快速变化的生物过程进行实时表征分析。与普遍采用的神经网络辅助加速方法对比研究表明,piRT-IFC具有速度快、准确度高和泛化能力强的优势,具备广泛的应用潜力。 相关研究成果以piRT-IFC: Physics-informed real-time impedance flow cytometry for the characterization of cellular intrinsic electrical properties为题,发表在《微系统与纳米工程》(Microsystem and Nanoengineering)上。该研究由微电子所和计算技术研究所合作完成。近年来,该课题组面对单细胞物理特性检测存在敏感机理不明和技术实现困难等关键技术瓶颈,开创性提出了基于微流控技术的“交叉压缩通道”敏感新原理和单细胞电学模型,建立了基于微流控芯片的单细胞电学特性高通量定量检测方法,检测参数包括细胞膜比电容和胞浆电导率,通量比膜片钳等常规方法高10000倍,并进一步研发出实时高通量单细胞电学特性流式分析仪(图2)。仪器入选中国科学院自主研制科学仪器名录,与首都医科大学宣武医院、首都医科大学附属北京胸科医院、计算所等单位合作,成功用于脑卒中动物模型、癌症病人样本、药物模型等领域的多种细胞的分析,为肿瘤/脑卒中等精准诊断、药物筛选等提供了有力工具,并发现了新型标志物,验证了相关药物候选分子的作用、获得授权专利。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、北京市、中国科学院的支持。阻抗流式细胞分析仪(piRT-IFC)原理样机、核心微流控芯片、设备交互界面、典型结果和自动化实时数据处理流程 图2. 基于微流控芯片技术的单细胞电学特性活体单细胞分析仪(左)及核心微流控芯片(右)
  • 便捷式溶解氧分析仪测量原理分两种方法,你可知?
    溶解于水中的分子态氧称为溶解氧,水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。  溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗,要恢复到初始状态,所需时间短,说明该水体的自净能力强,或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重,自净能力弱,甚至失去自净能力。  便捷式溶解氧分析仪是针对水质中溶解氧分析的智能在线分析设备,其测量原理分为极谱膜法与光学荧光法两种。  1、极谱膜法:  原理是氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。其传感部分是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及KCl或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧电极加上0.6~0.8V的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流。根据法拉第定律:流过溶解氧电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。  2、光学荧光法:  荧光法的测量原理是氧分子对荧光淬灭效应。传感膜片被一层荧光物质所覆盖,当特定波长的蓝光光源照射到传感膜片表面的荧光物质时,荧光物质受到激发释放出红光。由于氧分子会抑制荧光效应的产生,导致水中的氧气浓度越高,释放红光的时间就越短,理论上红光释放时间与溶解氧浓度之间具有可量化的相关性,从而通过测定红光的释放时间计算出溶解氧浓度。
  • 普洛帝药典0903不溶性微粒分析仪光阻法检测原理解读
    不溶性微粒分析仪阻法检测原理药典规定检测原理—光阻法满足《美国药典》、《中国药典》、《药包材标准》及输液器具 GB8368-2018 等要求。待测液体流过流通池,流通池两侧装有光学玻璃,激光器的光束通过透镜组准直 穿过流通池,照射在光陷阱上。若待测液体中没有微粒,则光电探测器接收不到光信号;若液体中有微粒,与液体流向垂直的入射光,由于被微粒阻挡而减弱,因此由传感器输出的信号降低,这种信号变化与微粒的截面积成正比。根据信号的幅度和个数可以对液体中的微小微粒进行计数检测。图.光阻法检测原理示意图PULUODY 的创新型双激光窄光微粒检测技术不仅对微粒的探测范围宽广更具有精度高、重复性好的特点,让任何微粒无处遁形。
  • 水质与水质分析仪器——在线水质分析仪器篇
    p class=" F24 Fw L40 G2"    a href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171220/236150.shtml" target=" _blank" title=" " style=" font-size: 16px text-decoration: underline " span style=" font-size: 16px " 水质与水质分析仪器之水质指标篇 /span /a /p p   上回讲到了水质指标,现在来说说获取水质指标数据的工具:水质分析仪器。 /p p   目前,有三种形式的水质分析仪器,分别是:实验室分析仪器、便携式分析仪器以及在线水质分析仪器 /p p   在线水质分析仪器,出现的时间最晚,但是成长迅速,特别是最近几年,备受关注,曝光率远超其他两种,成了炙手可热的网红-传说中的“后发优势”? /p p   一起来看看:最近,在电视、报纸、网络、微博、微信等传统和非传统媒体上,凡是涉及到环境保护和水安全的场合,“自动监测”、“在线监测”这类字眼几乎都会现身。前段时间环保部召开关于国家地表水环境质量监测的会议,也明确提出来了“要加快推进水质自动站建设。逐步建立起以自动监测为主,手动监测为辅的监测模式?”(据说,这次会议的成果之一就是在2018年,政府会投资在全国范围内建设1200个地表水水质自动监测站,惊不惊喜?) /p p   即将在2018年1月1日正式实施的“中华人民共和国环境保护税法”,在第十条的条文中更是明确规定: /p p    i “应税大气污染物、水污染物、固体废物的排放量和噪声的分贝数,按照下列方法和顺序计算: /i /p p i   (一) 纳税人安装使用符合国家规定和监测规范的污染物自动监测设备的,按照污染物自动监测数据计算 /i /p p i   (二) 纳税人未安装使用污染物自动监测设备的,按照监测机构出具的符合国家有关规定和监测规范的监测数据计算 ” /i /p p   解释一下:目前中国水污染物的自动监测设备分为流量监测设备和浓度监测设备两种(浓度与流量的乘积就是污染物总量),浓度监测设备就是通常所说的在线水质分析仪器。 /p p   更重要的是:根据这部法律,环境税应税污染物排放量数据的取得,首先采用自动监测设备的数据,其次才是“监测机构出具的数据”-目前监测机构采用的分析仪器多是实验室或者少数便携式分析仪器(针对必须在现场测试的个别指标)。 /p p   可以说,这部环境税法正式以法律条文的形式确立了在线分析仪器的地位。 /p p   那么,这么“高端大气上档次”的在线水质分析仪器到底是何方神圣?为什么这样受追捧呢? /p p   权威的定义是:按照国际标准化组织(ISO)代号为ISO15839《水质-在线传感器/分析设备的规范及性能检验》标准中的定义:在线分析传感器/设备(on-linesensor/analyzingequipment) ,是一种自动测量设备,可以连续(或以给定频率)输出与溶液中测量到的一种或多种被测物的数值成比例的信号。 /p p   听起来很高深的样子(权威总是这样的?),有没有通俗点的说法呢? /p p   有问题,找百度。 /p p   万万没想到,这一次度娘居然让我失望了,寻了半天,没找到一个比较令人信服的说法。 /p p   “求之不得,辗转反侧”。想来想去,似乎自己十年前在2007年“第二届在线分析仪器应用与发展国际论坛”大会发言时的非权威说法还比较容易理解: /p p   “在线水质分析仪器是一类专门的自动化在线分析仪表,仪器通过实时、现场操作,实现从水样采集到(水质指标)数据输出的快速分析 在线水质分析仪器一般具有自动诊断、自动校准、自动清洗、故障报警等功能,在保证分析结果准确度的同时,可以实现无人值守自动运行。” /p p   结合权威和非权威的说法,可以发现在线水质分析仪器最重要的特征有三个:自动、连续、实时 /p p   手段是为目的服务的。作为获取水质指标数据的工具,对照上回讲到的获取水质指标的四种目的: span style=" text-decoration: underline " 了解杂质浓度 预测水质变化 控制和优化水处理工艺 评估水质安全 以及六大类水质指标:物理指标、成分指标、评估性综合指标、水质转化潜能指标、工艺指标、替代指标 /span 我们来看看作为一种新技术出现的在线水质分析仪器,当年最先的应用突破点选择了哪里? /p p   毋容置疑, 在“控制和优化水处理工艺”方面,凭借“实时、连续”的特点,在线水质分析仪器有着不可替代的作用。首先实现在线测量的是pH、浊度、溶解氧、ORP等重要的工艺指标 遇到有些工艺指标分析方法复杂或者测量周期长,不能满足流程工业自动控制要求的挑战,就轮到了替代指标的闪亮登场。 /p p   (现在很难考证第一台在线水质分析仪器具体出现在哪个年代、哪种场合了,个人猜测,第一台很可能是在线Ph计,用于酸碱调节的工艺控制) /p p   从全球范围来看,目前在线水质分析仪器应用最多的细分领域还是水处理工艺过程控制。 /p p   在线水质分析仪器“自动、连续、实时”的特点,,除了应用于控制和优化水处理工艺过程,在了解特定污染物浓度和评估水质安全方面,相对于实验室和便携式分析仪器,也有着很大的优势。 /p p   自动化对于减少分析人员人力劳动的好处不言自明,更重要的是,由于仪器分析过程不用人工干预,人为误差也减少了。(这些年中国政府和环境管理部门一直都在努力消除各种人为因素对污染物排放数据的干扰(参见《环境监测数据弄虚作假行为判定及处理办法》等法规文件,以及环境数据造假入刑的各种新闻)。中国目前是全球采用在线水质分析仪器对污水排放进行自动监测最为普遍的市场,在线水质分析仪器又将成为环境保护税法规定的污染物(主要是氨氮、重金属、总磷/总氮等成分指标和COD等评估性综合指标)排放量计税工具之一, /p p   估计很大一个原因就有作为自动化仪表的在线水质分析仪器在分析过程中无需人工干预这个特点) /p p   同时,“连续、实时”的特点也使得在线水质分析仪器不仅可以连续提供水质指标的即时数据,还常常作为报警设备,水质指标一旦超过某个给定的安全值,仪器就会输出报警信号(在评估水质安全方面,实时报警的作用是非常重要的)。 /p p   优点还不止于此,再啰嗦两句关于操作人员健康安全的好处: /p p   有些水样,比如含有较多有毒挥发性化学物质,人工分析时可能危害到分析人员的身体健康 又有些工作场所,在生产装置运行时,分析人员无法进入现场采取水样。最极端的例子是:在核电厂的一回路,由于较强的辐射,即使是穿戴有重型防护设备的操作人员,也只能短暂停留 但是核电厂运行过程中有些重要的水质指标数据(如溶解氧、溶解氢、电导率等)又必须及时获取。 /p p   这时,作为自动化设备的在线水质分析仪器的优势就更能体现出来了。 /p p   不过,虽然有着这样多的优点,无论从技术进步还是市场发展来看,在线水质分析仪器还是和其他任何新技术的发展历程一样,并不是一帆风顺的。 /p p   在初期,受制于相对过低的水资源费、水价以及废水排放需要支付的费用,当时在线分析仪器的投资和运行成本都比较高 而且那时在线水质分析仪器的稳定性、可靠性等还不一定能完全满足实际工作的要求 可以实现在线分析的水质指标也不是很多。 /p p   这两种因素造成了当时水工业行业的运行管理者和水处理工程师对采用在线水质分析仪器持有一种谨慎的态度,从而严重制约了在线水质分析仪器的发展和应用。(1973年,在英国伦敦召开的第一届水处理行业ICA(Instrumentation(仪表)、Control(控制)、Automation(自动化))专家会议上,当时与会专家达成的第一个共识就是:仪器数量不足是自动控制的主要障碍。大家认为根据当时仪器的发展程度,仅有浊度、溶解氧和电导率三种指标的测量较为可靠)。 /p p   “天生我才必有用”。随着人们对水质安全的重视、环保法规的更加严格,水资源费的不断上升,特别是在线水质分析技术和计算机信息技术的发展,在线水质分析仪器逐渐表现出成本性能优势(举例:相对于最初的模拟电路,数字电路技术在水质分析仪器中的采用,使得仪器的可靠性有了很大的提升,仪器设计和批量生产的成本得以大幅下降),在水环境监测、水处理工艺过程过程控制、饮用水水质安全预警等诸多领域都得到越来越广泛的应用,也迅速在废水污染物排放的浓度监测与超标报警领域得到了应用。 /p p   前面谈了市场和应用,让我们回到在线水质分析仪器,扒一扒这种技术自身的发展与面临的挑战: /p p   根据前文ISO标准的定义,有两种形式的在线水质分析仪器:在线分析传感器和比较复杂的自动化分析设备或者装置。 /p p   先来说说 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 在线水质分析传感器 /strong /span : /p p   国家标准GB/T7665《传感器通用术语》对传感器的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。在线水质分析传感器通常结构比较简单,通过直接和被测水样接触获得水质指标的数据。 /p p   在线分析传感器,最初可以测量的水质指标,主要是一些简单的物理指标和成分指标,如电导率、Ph、ORP、溶解氧等 接着是浊度、悬浮物浓度等光学原理的传感器 后来,出现了UV254等替代性指标的传感器 最近几年,随着仪器计算能力的提高、新材料的应用,离子选择电极法(测量污水中的氨氮、硝氮等重要工艺指标)、紫外荧光(测量水中油等)以及全光谱扫描原理(传感器一次可间接测量COD、BOD、TOC等多种有机物指标、浊度、硝氮、亚硝氮等多种水质指标)的传感器开始大量应用。 /p p   在线水质分析传感器在实际使用中主要面临两个方面的挑战: /p p   传感器直接同水样接触,缺少了实验室人工分析时样品预处理及去除样品中干扰物质的过程,水质不同的水(含油、硫化物、重金属、悬浮物、高盐度、腐蚀性气体等各种杂质),对传感器材质和结构的要求也是千差万别的,在仪器设计制造时必须充分考虑这些因素,才能保证获取准确的测量数据和保证仪器长时间的正常工作,所有这些,都会增加仪器的成本。 /p p   其次,由于传感器长时间同各种水质情况的水接触,仪器需要一定的维护量,特别是应用于各种工业废水等水质条件恶劣的样品时,仪器需要的维护量和维护费用会比较高。 /p p   个人看法:随着新的分析原理、方法的出现和应用,以及各种新材料的采用(几年前荧光化学法在溶解氧分析仪的应用就是非常好的一个例子),传感器对复杂水质的适应性会得到提高 同时,物联网技术的应用,可以对传感器自身寿命及运行状态进行远程实时监测、管理以提高维护效率、降低维护成本。 /p p   还有,根据所检测水样的不同水质情况,进行差异化设计、制造也是一个有效的办法 比如:饮用水和海水、工业废水,即使是测量同一个水质指标,也选用不同材质、结构和制造工艺来生产传感器,以满足不同水质条件的要求。 /p p   更重要的是,和所有电子产品一样,传感器的成本必然会随着物联网时代大规模的应用出现超出想象力的下降。这时,免维护的一次性在线水质传感器将不再只是梦想。 /p p   接下来看看比较复杂的 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 水质自动化分析设备或者装置 /strong /span : /p p   许多水质指标数据的获得,都需要有一整套的装置来自动实现原来实验室人工分析的流程,比如:过滤、加热、加显色剂、混合、测量等等 另外,为了保证长时间连续运行的准确度,还需要定时对仪器进行校准(当然,也是自动的),以及定期的人工维护。当下,在中国,可能在线COD分析仪是这种仪器中名气最大的一款。 /p p   这一类在线水质分析仪器结构复杂,多用于成分指标(TOC、SiO2、总磷、总氮、重金属等)和评估性综合指标(COD、碱度、硬度、生物毒性等)。这类仪器的发展也非常迅速,最近,市场出现了三维荧光原理的仪器,可以间接测量水中油、BOD、CDOM等等一系列的水质指标 流式细胞原理的在线水质分析仪也开始被用于连续监测饮用水中的细菌总数以及水源地、海水中的藻类分类及计数 还有包括X射线荧光、激光诱导击穿光谱(LIBS)等新原理的仪器,也开始在水中重金属的在线监测方面崭露头角。 /p p   一般来说,这类仪器的成本和价格要高于在线分析传感器(还记得以前做销售,向客户推荐在线COD分析仪时,客户说的话:买你这么小一台仪器,我一辆“帕萨特”就没有了)。 /p p    strong 发展到今天,先进的在线水质分析仪器早已是“硬件+材料+软件+算法”四位一体的强大组合了。 /strong /p p   和传感器一样,这类仪器的成本问题也将会随着大规模的应用得到降低 而维护问题也可以通过设计的优化、新材料以及耐用元器件的采用得到改进,特别是,工业物联网技术的进步,可以实现这种精密设备的远程管理和诊断,通过有针对性的预维护等手段降低维护量及维护费用。 /p p   同样,再来说说面临的挑战: /p p   今天的中国市场,大量的在线水质分析仪器被用于企业废水污染物排放自动监测,明年还将成为环境税的计税工具。这类在线水质分析仪器在实际应用中面临的主要挑战是数据的可靠性和准确度问题,造成问题的主要原因是: /p p   在线水质分析仪器采用的测量原理和测量方法和实验室标准分析方法不太可能完全一致,存在方法误差 表现出来的现象是:仪器可以准确测量标准溶液(常常是单一化合物的水溶液)的浓度 但是对于实际水样,衡量是否准确的标准是和实验室人工方法的测量值比对,除了方法误差,还有可能存在人为误差的影响。 /p p   以COD(化学需氧量)为例,COD本来是一个条件参数,其定义是:在一定的条件下,水中的各种有机物质与外加的强氧化剂(如K2Cr2O7、KMnO4等)作用时所消耗的氧量 按照HJ828-2017《水质化学需氧量的测定重铬酸钾法》(标准取代了国标GB11914-1989),标准的测量条件是:“水样加入试剂后,保持微沸2小时”等等 采用在线COD分析仪器,测量条件很难完全和标准要求的条件一致,这样,就有可能影响COD这个条件参数的在线分析仪器的准确度。 /p p   其次,对样品预处理的方法与流程和实验室标准方法不一致:受仪器连续运行及安装环境等一系列条件的限制,在线分析仪器采用的样品预处理系统很可能和相应水质参数对应的标准分析方法要求的预处理条件不一致,这样,也有可能对最终的测试结果带来影响。 /p p   针对这些问题,环境管理部门的技术人员开展了大量的“在线水质分析仪器适用性”研究和比对测试工作,并根据不同水质指标,制定了有十分严格而有针对性的比对测试流程和规范,希望可以找到一个好的解决办法。 /p p   需要说明的是:不是所有的在线分析仪器都需要面临如此严格的测量准确度要求。不同的使用目的,对仪器性能的要求也不尽相同。 /p p   根据应用目的的不同,在线水质分析仪器又可以分为监测型和过程型两类,监测型分析仪器用于单纯的水质监测,以测量成分指标和评估性综合指标为主,用来判断水质是否达到法规的要求,以及环境水质(地表水,地下水)和饮用水水质的报警和预警性监测,不参与水处理工艺过程控制 这类仪器对测量数据的准确度(精度、误差)要求较高,数据可以作为有关部门进行执法管理的依据 /p p   过程型分析仪器主要用于水处理工艺过程监测,以测量工艺指标、替代指标为主,所测量的水质指标参与过程控制,以优化水处理工艺,提升水处理效率,实现水处理过程节能降耗 过程型仪器对仪器的可靠性和稳定性(具体的仪器指标是漂移和线性度、重复性)要求较高,要求仪器能够可靠地反应水质变化的趋势,以便为水处理过程控制提供依据。 /p p   除开法规执行带来的挑战,更大的挑战来自公众的需求:“人民群众日益增长的美好生活需要” /p p   一般公众的想法是:既然有了在线水质分析仪器这种先进、“高大上”的自动化设备,特别是有了生物毒性分析仪这类评价性综合指标的分析仪器,了解我们身边的水质状况,回答诸如饮用水是否安全(能直接饮用)?工厂排出的废水是否对环境无害?门外那条小河、还有游泳池是否适合孩子们去玩耍?等等,应该是分分钟的事儿,再容易不过了吧? /p p   “理想是丰满的,而现实是骨感的” /p p   能实时回答这些问题场景也许会发生在不太久的将来,但是在现实的今天,许多都还做不到。 /p p   上面这些问题通通都涉及到了人们了解水质指标的终极目标-“评估水质安全”,非常复杂,复杂问题的讨论总是需要太多时间,这次留下悬念,如果有缘,这个问题我们下次再聊。 /p p style=" text-align: right " strong (供稿:重庆昕晟环保科技有限公司& nbsp 总经理程立) /strong /p
  • 浙江镇洋发展股份有限公司800.00万元采购Zeta电位仪,天平,电导率仪,多气体分析仪,紫外分光光...
    详细信息 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购项目公告 浙江省-宁波市-镇海区 状态:公告 更新时间: 2022-07-29 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购项目公告 发布时间: 2022-07-29 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购 招标公告 (招标编号:ZC20220701GKHW000201) 一、本次招标条件 本招标项目 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购 已 列入招标人年度计划 ,项目业主为 浙江镇洋发展股份有限公司 ,资金来源为 100%自筹 ,项目已具备招标条件,招标人为 浙江镇洋发展股份有限公司(委托代理机构为浙江交投招标代理咨询有限公司 ),现对该项目进行公开招标,实行资格后审。 二、项目概况和招标范围 2.1 项目概况: 本项目位于浙江镇洋发展股份有限公司内预留空地内,主要建设内容包括 1 套 30 万 t/a PVC 装置和 1 套 30.06 万 t/aVCM 装置(为 PVC 装置提供中间产品氯乙烯),同时项目配套建设相关公辅设施 ,本次招标预算为 800 万元 ; 2.2 招标范围:本次招标设1个标段(合同段),招标范围及采购内容等见下表。 序号 设备名称 数量 1 气相色谱仪 8 2 ICP等离子发射光谱仪 1 3 全自动电位滴定仪 2 4 K-F容量水分测定仪 2 5 K-F库仑水分测定仪 2 6 激光粒度仪 1 7 金属浴闪蒸气化进样器 2 8 分析天平(0.1mg) 5 9 分析天平(0.01g) 4 10 pH计 2 11 电导率仪 2 12 紫外/可见分光光度计 1 13 便携式溶解氧分析仪 1 14 露点仪 1 15 二锟炼塑机 2 16 台式顶部离心机 1 17 老化实验箱 1 18 表观密度测定装置 2 19 电热恒温鼓风干燥箱 5 20 全自动粘数分析仪 1 21 鱼眼箱 1 22 标准振筛机 1 23 全自动白度仪 1 24 显微镜 1 25 漏斗 1 26 卤素水分测定仪 3 27 PVC 热稳定性分析仪 1 28 氯气水分分析仪 1 29 厚度测定仪 1 30 线锯机 1 31 便携式烟气分析仪 1 32 便携式有毒气体分析仪 4 33 便携式可燃气体分析仪 4 34 雾度计 1 38 邵氏硬度计 1 39 洗瓶机 1 注:以上各分析仪器的技术要求详见附件1年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器清单及技术要求; 三、投标人资格条件、要求 3.1本次招标要求投标人须具备可设计、制造本招标文件所列分析仪器的厂家或代理商,如为代理商需取得可设计、制造本招标文件所列分析仪器厂家的中国国内唯一授权证书; 3.2与招标人存在利害关系可能影响招标公正性的法人、其他组织或者个人,不得参加投标;单位负责人为同一人或者存在控股(含法定代表人控股)、管理关系的不同单位,不得同时参加同一合同包的投标,否则均按否决投标处理; 3.3投标人业绩资格条件:投标人自2011年7月1日(以合同签订时间或中标通知书落款时间为准)以来,具有化工或者新材料项目分析仪器供货业绩1项(业绩可为制造商业绩,买方可以是供货最终使用单位的总包商或经销商)(须提供合同或中标通知书复制件,若上述业绩证明材料中未能体现供货货物名称、供货货物数量等信息,则还须提供买方出具的证明材料,否则业绩不予认可 如买方为供货最终使用单位的总包商或经销商,需提供三方协议或最终使用单位的盖章证明材料); 3.4 本项目不允许联合体投标; 四、招标文件的获取 4.1潜在投标人可访问浙江交通集团电子招标采购管理系统,网址为https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm进行供应商注册。本项目招标文件(含招标图纸)和补充(答疑、澄清)、修改文件均通过浙江交通集团电子招标采购管理系统下载方式发放。 4.2招标文件网上下载时间:2022年7月30日至2022年8月4日。 4.3未取得浙江交通集团电子招标采购管理系统数字证书的潜在投标人,应先办理浙江交通集团电子招标采购管理系统CA数字证书,具体办理指南请登录浙江交通集团电子招标采购管理系统(网址https://ebidding.cncico.com/cms/channel/zxzx3/73.htm) 《浙江交通集团电子招标采购管理系统数字证书办理通知》 附件《浙江交通集团CA数字证书办理指南》进行操作(CA数字证书由浙江省交通集团招标(采购)交易中心办理,联系人:吕先生,联系电话:0571-86909655;技术服务由上海市数字证书认证中心有限公司提供,客服电话:021-962600,客服应急电话(非工作时间拨打):17321326622)。 4.4潜在投标人对招标文件有疑问的,通过浙江交通集团电子招标采购管理系统提交。提交疑问截止日为2022年8月8日16:30。招标人将于2022年8月9日前在网上发布补充(答疑、澄清)文件。潜在投标人应自行关注网站公告,招标人不再一一通知。投标人因自身贻误行为导致投标失败的,责任自负。 五、投标文件递交 5.1投标文件递交的截止时间:2022年8月12日10时00分; 5.2投标文件递交方式: 本项目采用网上远程开标方式(投标人无需至开标现场),在开标时间开始后解密投标文件。(开标网址:https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm) 电子投标文件(正本)的递交:采用网上递交方式,在投标文件递交时间截止前将投标文件加密后上传至浙江交通集团电子招标采购管理系统。 √纸质投标文件的递交:采用邮寄递交方式,在投标文件递交时间截止前将纸质投标文件邮寄至浙江省交通集团招标(采购)交易中心(地址:杭州市上城区城星路59号东杭大厦12F,联系人:唐先生,电话:13326140529 )。 投标人应预留足够时间确保纸质投标文件、样品等在投标文件递交截止时间前邮寄至浙江省交通集团招标(采购)交易中心。因快递公司延误造成的投标失败等风险由投标人自行承担。 5.3电子投标文件(正本)未在投标文件递交截止时间前上传电子招标采购管理系统视为放弃投标,后果由投标人自行承担。 纸质投标文件未递交的或逾期送达的或者未送达指定地点或者未按招标文件要求密封的,而无法参加纸质投标文件开标的(所有投标人的电子投标文件均无法解密时方采用纸质投标文件开标时),由投标人自行承担责任。 六、发布公告的媒介 本次招标公告同时在浙江交通集团电子招标采购管理系统(https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm)、浙江省交通投资集团有限公司网站(http://www.cncico.com)、中国招投标公共服务平台(http://www.cebpubservice.com)上发布。 七、联系方式 招 标 人: 浙江镇洋发展股份有限公司 地 址: 浙江省宁波市镇海区宁波石化经济技术开发区海天中路655号 联 系 人: 张先生 电 话: 0574-86503389 电子邮件: 61997984@qq.com 招标代理机构: 浙江交投招标代理咨询有限公司 地 址: 杭州市上城区城星路59号东杭大厦11F 联 系 人: 王先生 电 话: 0571-86099587 电子邮件: 347093439@qq.com 招采中心: 浙江省交通集团招标(采购)交易中心 地 址: 杭州市上城区城星路59号东杭大厦12楼 联 系 人: 徐女士 电 话: 0571-86909655 电子邮件: 780347463@qq.com 系统维护电话: 0571-86905322(系统维护人员仅提供系统技术问题咨询,不提供投标业务问题咨询。) 备注:标书获取、投标保证金缴纳联系人为招采中心徐女士;潜在投标人对招标文件有异议和疑问联系人为招标人/招标代理机构王先生;系统操作异常,请联系系统维护。 2022 年 7 月 29 日 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:Zeta电位仪,天平,电导率仪,多气体分析仪,紫外分光光度,自动电位滴定,干燥箱,微波水分测定,CO、CO2,尾气检测,氧分析仪,气相色谱仪,激光光散射仪,硬度计,烟气分析仪,红外水份测定 开标时间:2022-08-12 10:00 预算金额:800.00万元 采购单位:浙江镇洋发展股份有限公司 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:浙江交投招标代理咨询有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购项目公告 浙江省-宁波市-镇海区 状态:公告 更新时间: 2022-07-29 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购项目公告 发布时间: 2022-07-29 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购 招标公告 (招标编号:ZC20220701GKHW000201) 一、本次招标条件 本招标项目 浙江镇洋发展股份有限公司年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器采购 已 列入招标人年度计划 ,项目业主为 浙江镇洋发展股份有限公司 ,资金来源为 100%自筹 ,项目已具备招标条件,招标人为 浙江镇洋发展股份有限公司(委托代理机构为浙江交投招标代理咨询有限公司 ),现对该项目进行公开招标,实行资格后审。 二、项目概况和招标范围 2.1 项目概况: 本项目位于浙江镇洋发展股份有限公司内预留空地内,主要建设内容包括 1 套 30 万 t/a PVC 装置和 1 套 30.06 万 t/aVCM 装置(为 PVC 装置提供中间产品氯乙烯),同时项目配套建设相关公辅设施 ,本次招标预算为 800 万元 ; 2.2 招标范围:本次招标设1个标段(合同段),招标范围及采购内容等见下表。 序号 设备名称 数量 1 气相色谱仪 8 2 ICP等离子发射光谱仪 1 3 全自动电位滴定仪 2 4 K-F容量水分测定仪 2 5 K-F库仑水分测定仪 2 6 激光粒度仪 1 7 金属浴闪蒸气化进样器 2 8 分析天平(0.1mg) 5 9 分析天平(0.01g) 4 10 pH计 2 11 电导率仪 2 12 紫外/可见分光光度计 1 13 便携式溶解氧分析仪 1 14 露点仪 1 15 二锟炼塑机 2 16 台式顶部离心机 1 17 老化实验箱 1 18 表观密度测定装置 2 19 电热恒温鼓风干燥箱 5 20 全自动粘数分析仪 1 21 鱼眼箱 1 22 标准振筛机 1 23 全自动白度仪 1 24 显微镜 1 25 漏斗 1 26 卤素水分测定仪 3 27 PVC 热稳定性分析仪 1 28 氯气水分分析仪 1 29 厚度测定仪 1 30 线锯机 1 31 便携式烟气分析仪 1 32 便携式有毒气体分析仪 4 33 便携式可燃气体分析仪 4 34 雾度计 1 38 邵氏硬度计 1 39 洗瓶机 1 注:以上各分析仪器的技术要求详见附件1年产30万吨乙烯基新材料项目分析仪器清单及技术要求; 三、投标人资格条件、要求 3.1本次招标要求投标人须具备可设计、制造本招标文件所列分析仪器的厂家或代理商,如为代理商需取得可设计、制造本招标文件所列分析仪器厂家的中国国内唯一授权证书; 3.2与招标人存在利害关系可能影响招标公正性的法人、其他组织或者个人,不得参加投标;单位负责人为同一人或者存在控股(含法定代表人控股)、管理关系的不同单位,不得同时参加同一合同包的投标,否则均按否决投标处理; 3.3投标人业绩资格条件:投标人自2011年7月1日(以合同签订时间或中标通知书落款时间为准)以来,具有化工或者新材料项目分析仪器供货业绩1项(业绩可为制造商业绩,买方可以是供货最终使用单位的总包商或经销商)(须提供合同或中标通知书复制件,若上述业绩证明材料中未能体现供货货物名称、供货货物数量等信息,则还须提供买方出具的证明材料,否则业绩不予认可 如买方为供货最终使用单位的总包商或经销商,需提供三方协议或最终使用单位的盖章证明材料); 3.4 本项目不允许联合体投标; 四、招标文件的获取 4.1潜在投标人可访问浙江交通集团电子招标采购管理系统,网址为https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm进行供应商注册。本项目招标文件(含招标图纸)和补充(答疑、澄清)、修改文件均通过浙江交通集团电子招标采购管理系统下载方式发放。 4.2招标文件网上下载时间:2022年7月30日至2022年8月4日。 4.3未取得浙江交通集团电子招标采购管理系统数字证书的潜在投标人,应先办理浙江交通集团电子招标采购管理系统CA数字证书,具体办理指南请登录浙江交通集团电子招标采购管理系统(网址https://ebidding.cncico.com/cms/channel/zxzx3/73.htm) 《浙江交通集团电子招标采购管理系统数字证书办理通知》 附件《浙江交通集团CA数字证书办理指南》进行操作(CA数字证书由浙江省交通集团招标(采购)交易中心办理,联系人:吕先生,联系电话:0571-86909655;技术服务由上海市数字证书认证中心有限公司提供,客服电话:021-962600,客服应急电话(非工作时间拨打):17321326622)。 4.4潜在投标人对招标文件有疑问的,通过浙江交通集团电子招标采购管理系统提交。提交疑问截止日为2022年8月8日16:30。招标人将于2022年8月9日前在网上发布补充(答疑、澄清)文件。潜在投标人应自行关注网站公告,招标人不再一一通知。投标人因自身贻误行为导致投标失败的,责任自负。 五、投标文件递交 5.1投标文件递交的截止时间:2022年8月12日10时00分; 5.2投标文件递交方式: 本项目采用网上远程开标方式(投标人无需至开标现场),在开标时间开始后解密投标文件。(开标网址:https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm) 电子投标文件(正本)的递交:采用网上递交方式,在投标文件递交时间截止前将投标文件加密后上传至浙江交通集团电子招标采购管理系统。 √纸质投标文件的递交:采用邮寄递交方式,在投标文件递交时间截止前将纸质投标文件邮寄至浙江省交通集团招标(采购)交易中心(地址:杭州市上城区城星路59号东杭大厦12F,联系人:唐先生,电话:13326140529 )。 投标人应预留足够时间确保纸质投标文件、样品等在投标文件递交截止时间前邮寄至浙江省交通集团招标(采购)交易中心。因快递公司延误造成的投标失败等风险由投标人自行承担。 5.3电子投标文件(正本)未在投标文件递交截止时间前上传电子招标采购管理系统视为放弃投标,后果由投标人自行承担。 纸质投标文件未递交的或逾期送达的或者未送达指定地点或者未按招标文件要求密封的,而无法参加纸质投标文件开标的(所有投标人的电子投标文件均无法解密时方采用纸质投标文件开标时),由投标人自行承担责任。 六、发布公告的媒介 本次招标公告同时在浙江交通集团电子招标采购管理系统(https://ebidding.cncico.com/cms/index.htm)、浙江省交通投资集团有限公司网站(http://www.cncico.com)、中国招投标公共服务平台(http://www.cebpubservice.com)上发布。 七、联系方式 招 标 人: 浙江镇洋发展股份有限公司 地 址: 浙江省宁波市镇海区宁波石化经济技术开发区海天中路655号 联 系 人: 张先生 电 话: 0574-86503389 电子邮件: 61997984@qq.com 招标代理机构: 浙江交投招标代理咨询有限公司 地 址: 杭州市上城区城星路59号东杭大厦11F 联 系 人: 王先生 电 话: 0571-86099587 电子邮件: 347093439@qq.com 招采中心: 浙江省交通集团招标(采购)交易中心 地 址: 杭州市上城区城星路59号东杭大厦12楼 联 系 人: 徐女士 电 话: 0571-86909655 电子邮件: 780347463@qq.com 系统维护电话: 0571-86905322(系统维护人员仅提供系统技术问题咨询,不提供投标业务问题咨询。) 备注:标书获取、投标保证金缴纳联系人为招采中心徐女士;潜在投标人对招标文件有异议和疑问联系人为招标人/招标代理机构王先生;系统操作异常,请联系系统维护。 2022 年 7 月 29 日
  • 制药企业总有机碳TOC分析仪选型的三步比较法
    总有机碳(TOC)分析仪的选型是制药企业使用人员和采购人员需要开展的一项重要工作,通常主要从使用功能、价格、售后服务等多方面进行比较。但制药企业使用的TOC分析仪与普通设备有所不同,在使用过程中更要兼顾其合规性和准确性。美国药典委员会(USP)建立和制定制药(其他相关)公司所需遵守的质量标准和准则,而美国食品药品监督管理局(FDA)通过检查,强制药企执行这些标准。其中涉及到USP ,要求检测制药用水的电导率;USP 要求检测制药用水的TOC。《中国药典》自2010年起也开始向美国药典看齐,要求检测制药用水的TOC,其中对注射用水(WFI)强制要求检测TOC,纯化水则为建议检测TOC。2020年新版《中国药典》自2020年12月30日起开始实施,其分为4个部分,分别为中药、化学药、生物制品以及通则与药用辅料。新版《中国药典》第二部分的“注射用水”项目下,关于“总有机碳TOC”检测项目的规定没有发生变化,规定注射用水中TOC含量不得超过0.50 mg/L。“纯化水”检测项目中,TOC与易氧化物检测任选其一。为了兼顾TOC检测的合规性和准确性,可以从以下3个步骤进行比较选择。第一步了解法律法规药典法规对TOC测定技术的部分具体要求如下:1TOC测定技术应能区分无机碳(溶于水中的CO2和碳酸氢盐分解所产生的CO2)与有机碳(有机物被氧化产生的CO2),并能排除无机碳对有机碳测定的干扰。2应满足系统适用性试验的要求。3应具有足够的检测灵敏度(最低检出限为每升含碳≤0.05 mg/L)。从上述第1条可以看出如果一台TOC分析仪无法区分无机碳和有机碳,无法排除干扰,仅仅是检测氧化前和氧化后有机物引起的差异,在法规的符合性上是存在瑕疵的,其易受有机卤化物的干扰,无法作为检测的标准方法。第二步了解验证文件《中华人民共和国药品管理法》第四十三条:从事药品生产活动,应当遵守药品生产质量管理规范,建立健全药品生产质量管理体系,保证药品生产全过程持续符合法定要求。《药品生产质量管理规范》第一百四十条:应当建立确认与验证的文件和记录,并能以文件和记录证明达到以下预定的目标:(一)设计确认应当证明厂房、设施、设备的设计符合预定用途和本规范要求;(二)安装确认应当证明厂房、设施、设备的建造和安装符合设计标准;(三)运行确认应当证明厂房、设施、设备的运行符合设计标准;(四)性能确认应当证明厂房、设施、设备在正常操作方法和工艺条件下能够持续符合标准。分析仪器属于检验设备,属于上述(四)中的设备范畴,而PQ(Performance Qualification)的含义属于性能确认,一台没有做性能确认,或者虽然做了性能确认,但所作项目并不完整的仪器设备是不符合法规要求的。使用这样的仪器设备存在法律风险。药企质量管理部门的工作职责就是评估风险并将其降到最低,因此IQ/OQ/PQ是否资料齐全且全面认证,是制药企业选择TOC分析仪时要考虑的一个非常重要的因素。第三步了解工作原理如果从TOC工作原理中的检测方法上进行分析,主流机型分为Non-Dispersive InfraRed(NDIR)非色散红外传感器和电导率检测法两种。其中NDIR是以非散布法来测量红外线的吸收,其光源所发出的红外线是两道平行的光线,一道通过样品池,另一道通过参比池。样品池内的气体来自于样品气体,红外线通过时会被样品气体中的CO2吸收;而参比池内的气体为高纯氮气,红外线可以完全通过,不被吸收。其工作原理如图1所示。该方法的工作原理来自于朗伯-比尔定律,是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系,即吸光度A与吸收层厚度B和吸光物质的浓度C成正比,即A=KBC。其中符号A表示吸光度;K表示吸光系数;B表示吸收层厚度;C表示吸光物质的浓度。朗伯-比尔定律在使用稀溶液(低浓度)时,吸光度A和浓度C才呈现线性关系,而使用高浓度溶液时,吸收成分之间与平均浓度之间的距离会减少,使得临近质点间电荷分布相互受到影响,改变了其对特定辐射的吸收能力,最后使得A-C的线性关系产生偏离。浓度越高则偏差越大。尽管有些制药企业用NDIR方法的仪器来检测低浓度的样品,但到了极低浓度时,红外法载气的纯度不够,其背景值会影响CO2的检测,因此,NDIR方法并不适用于极低浓度CO2的检测。电导率检测法另一种检测方法是电导率检测法。该技术能够通过测量水中的CO2,使用UV灯将水样中的有机物转化成CO2,CO2溶解在水中形成碳酸根离子,由于电导率传感器能检测到离子,从而间接检测了TOC。因为是物理检测,其速度既快,测量又准。电导率检测法又分为两种方法:直接电导率法和薄膜电导率检测法(又称选择性膜电导率法)。采用两种电导率法的TOC分析仪校验结果都很稳定,检测精度高。这两种技术主要的区别在于,直接电导率法比较容易受杂酸性、卤化有机物等的干扰;而薄膜电导率检测技术抗干扰性更佳。其中电导部分的工作原理如图2所示。 图3 薄膜电导率检测法,可区分有机碳与无机碳一般而言,制药企业制水系统的注射用水通常只有几十个ppb, 纯化水通常在100多个ppb左右, 所以只要电导率的传感器精度足够高,加之卓越的软件算法,就能确保在极低浓度的情况下测量TOC的准确性,而NDIR由于其工作原理的天然特性,无法准确测量极低浓度的TOC。综上所述,随着我国制药行业的快速发展,GMP检查也越来越严格,三步比较法是制药企业TOC分析仪选型的理想方法。原文刊登于《流程工业 制药业》杂志2021年第6期作者:扬子江药业集团江苏海慈药业有限公司 陈雅男 于小琴苏伊士Sievers分析仪 王欣了解更多!
  • 用TOC和电导率进行实时、低流量的制药污物可清洁性分析
    简介制药清洁验证和确认成功与否,关键在于能否设计出强有力的清洁工艺。从前,制药清洁工艺的设计主要着眼于将药力或毒性最强的活性药物成分(API,Active Pharmaceutical Ingredients)的残留量降到允许限值(MAC,Maximum Allowable Carryover)以下。美国食品药物管理局(FDA)和医药界的专家们强调风险和工艺管控,以及对验证清洁工艺的充分了解。企业在设计验证清洁工艺时,越来越重视完全可清洁性和主污物识别等概念。1在传统的完全可清洁性(Cleanability)分析中,人们将各种潜在污物分开,在最差清洁条件(如浓度、温度等条件)下按照清洁所需时间对所有污物进行排序。然后用清洁所需时间来确定主污物,优化清洁工艺以减少主污物残留量。传统方法假定,在清除主污物的同时,所有其它污物都能被更彻底地清除掉。在传统的可清洁性分析中,人们把视觉清洁度当做定性度量,用目视来排序2。传统分析受限于时间和资源,无法提供足够的取样频率,排序依赖于视觉等主观因素。为了克服上述缺点,我们设计出了全新的可清洁性研究,用Sievers® M9总有机碳(TOC)分析仪来模拟清洁周期中的设备冲洗,对污物进行可清洁性定量排序。此方法能够更好地识别主污物,帮助企业进行定量分析,设计出行之有效的清洁工艺。对污物进行实时可清洁性分析在分析中,我们采用Sievers® M9 TOC分析仪的Turbo在线运行模式,用低流量取样模块来分析一系列具有代表性的制药污物。Sievers M9的Turbo模式可以进行近乎实时的数据采集,每4秒钟进行一次TOC测量。有了这一独创功能,Sievers M9分析仪能够在清洁设备的同时分析冲洗结果。当此功能同低流量取样模块一起使用时,分析仪能够在最终冲洗量或流量受限的情况下分析冲洗结果。Sievers M9分析仪的标准“集成在线取样系统(iOS,Integrated On-Line Sampling)”的最小流量为30 mL/分钟,低流量取样模块的最小流量为3 mL/分钟。在可清洁性分析中,我们采取以下全新的操作:1用Turbo模式实时测量TOC和电导率,以表征各种污物的冲洗情况。2根据拖尾因子(TF,Tailing Factor)而非简单的冲洗时间来对污物排序。在传统上,拖尾因子属于色谱参数,用于量化分析物同柱子固定相之间造成峰形干扰的相互作用。在可清洁性分析中,我们将拖尾因子用于TOC测量,来识别主污物、优化清洁工艺(见图1)。图1:样品色谱图中显示拖尾因子的排序点方法为了模拟对沾有污物的制药设备的冲洗,Sievers M9便携式TOC分析仪配置了一个6端口和2位阀,和预先沾有污物的2毫升不锈钢样品线圈(见图2a和2b)。将高效液相(HPLC,High Performance Liquid Chromatography)泵连接到阀,将超纯水(UPW,Ultra Pure Water)通过沾有污物的样品线圈泵入M9分析仪进行测量。先将阀旋转到旁路位置(见图2a),使超纯水不流经样品线圈,直接进入M9分析仪的取样模块,以获得超纯水的基线测量值。当超纯水的基线读数稳定后,将阀旋转到运行位置(见图2b),使超纯水流经样品线圈进入分析仪。然后用Turbo模式下的Sievers M9分析仪测量TOC和电导率,得出每种污物的可清洁性结果。图2a:阀的旁路位置 | 图2b:阀的运行位置用此方法分析以下化合物:淀粉乳糖布洛芬牛血清白蛋白(BSA)血红蛋白乙醇(EtOH)结果图3和图4分别显示了测试的6种化合物的实时低流量可清洁性TOC和电导率值。图4中右上角的放大部分是低浓度电导率曲线。根据TOC拖尾因子,从最差到最好可清洁性的污物排序如表1所示。图3:Sievers M9分析仪在Turbo模式下测得的TOC图4:Sievers M9分析仪在Turbo模式下测得的电导率表1:根据拖尾因子排列污物分析结果显示,在测试的6种污物中,清洁性最差的主污物是血红蛋白(见表1)。如果采用传统的清洁工艺设计,会将布洛芬设别为毒性或药力最强的污物,会围绕着减少或清除布洛芬来设计清洁工艺,而忽略其它种污物的存在。分析表明,在测试的所有污物中,布洛芬最容易清除。如果采用传统的清洁工艺设计,就无法将其它污物降至最低水平,因而很难通过工艺验证。结论随着美国食品药品管理局和制药界专家越来越重视对工艺的充分控制和了解,将污物的可清洁性纳入清洁工艺设计的考虑之中就变成重中之重。通过可清洁性分析来识别主污物,决定了到能否设计出强有力的、行之有效的清洁工艺。在可清洁性分析中采用TOC测量等非专属方法,能够有效地定量识别清洁性最差的主污物。在用非专属方法进行清洁验证和确认时,还可以通过监测活性药物成分、清洁剂、降解物、赋形剂、以及其它污染物来控制和了解工艺。高效液相(HPLC)等特定方法只能提供单一活性药物成分或特定分析物的信息,无法提供清洁工艺的全面信息。此项分析展示了成功地使用Turbo模式下的Sievers M9 TOC分析仪以低流量和在线运行模式来实时测量TOC和电导率,实时分析污物的可清洁性。此项分析还将拖尾因子应用到污物排序,成功地设别出清洁性最差的主污物。Sievers分析仪系列产品为您的清洁应用需求,提供完整的TOC分析解决方案。参考文献“Guidance for Industry. Process Validation: General Principles and Practices.” U.S. FDA Pharmaceutical Quality/Manufacturing Standards (CGMP), fda.gov, www.fda.gov/downloads/drugs/guidances/ucm070336.pdf. Accessed 15 May 2018.Jordan, Kelly, et al. “Cleanability of Pharmaceutical Soils from Different Materials of Construction.” Pharmaceutical Technology, vol. 38, no. 7, 2 July 2014, www.pharmtech.com/cleanability-pharmaceutical-soils-different-materials-construction. Accessed 15 May 2018.◆ ◆ ◆联系我们,了解更多!
  • 动态热机械分析仪原理简介
    p   动态热机械分析(或称动态力学分析)是在程序控温和交变应力作用下,测量试样的动态模量和力学损耗与温度或频率关系的技术,使用这种技术测量的仪器就是动态热机械分析仪(Dynamic mechanical analyzer-DMA)。 br/ /p p   DMA仪器的结构及重要部件如图所示: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/26b5a0aa-c61a-4937-9512-91ce4103c5fd.jpg" title=" DMA结构.jpg" width=" 400" height=" 238" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 238px " / /p p style=" text-align: center " strong DMA的结构示意图(左:一般DMA的结构 右:改进型DMA的结构) /strong /p p style=" text-align: center " 1.基座 2.高度调节装置 3.驱动马达 4驱动轴 5.(剪切)试样 6.(剪切)试样夹具 7.炉体 8.位移传感器(线性差动变压器LVDT) 9.力传感器 /p p   DMA核心的部件有驱动马达、试样夹具、炉体、位移传感器、力传感器。 /p p strong 驱动马达 /strong —以设定的频率、力或位移驱动驱动轴 /p p strong 试样夹具 /strong —DMA依据所选用夹具的不同,可采用如图所示的不同测量模式: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/18bffd85-0be9-4361-927f-8be409b209c8.jpg" title=" DMA测量模式.jpg" width=" 400" height=" 152" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 152px " / /p p style=" text-align: center " strong DMA测量模式 /strong /p p style=" text-align: center " 1.剪切 2.三点弯曲 3.双悬臂 4.单悬臂 5.拉伸或压缩 /p p strong 炉体 /strong —控制试样服从设定的温度程序 /p p strong 位移传感器 /strong —测量正弦变化的位移的振幅和相位 /p p strong 力传感器 /strong —测量正弦变化的力的振幅和相位。一般DMA没有力传感器,由传输至驱动马达的交流电来确定力和相位 /p p strong 刚度、应力、应变、模量、几何因子的概念: /strong /p p   力与位移之比称为刚度。刚度与试样的几何形状有关。 /p p   归一化到作用面面积A的力称为机械应力或应力σ(单位面积上的力),归一化到原始长度L sub 0 /sub 的位移称为相对形变或应变ε。应力与应变之比称为模量,模量具有物理上的重要性,与试样的几何形状无关。 /p p   在拉伸、压缩和弯曲测试中测得的是杨氏模量或称弹性模量,在剪切测试中得到的是剪切模量。 /p p   在动态力学分析中,用力的振幅FA和位移的振幅LA来计算复合模量。出于实用的考虑,用所谓的几何因子g将刚度和模量两个量的计算标准化。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/feb82561-d2c4-43db-a8c4-44864e46f3b1.jpg" title=" DMA-1.jpg" / /p p 可得到 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c69705fc-1d40-430b-ab24-80b16e80df41.jpg" title=" DMA-2.jpg" / /p p F sub A /sub /L sub A /sub 为刚度。所以测定弹性模量的最终方程为 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/08ff85ae-0c32-4333-a18d-1aef926a698d.jpg" title=" DMA-3.jpg" / /p p 模量由刚度乘以几何因子得到。 /p p   各种动态热机械测量模式及几何因子的计算公式见下表: /p p style=" text-align: center " 表1 DMA测量模式及其试样几何因子的计算公式 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/1a1ebfe9-d3d3-4205-b263-c6348668361f.jpg" title=" DMA测量模式及其试样几何因子的计算公式.jpg" width=" 400" height=" 276" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 276px " / /p p   注:表中b为厚度,w为宽度,l为长度。 /p p strong DMA测试的基本原理: /strong /p p   试样受周期性(正弦)变化的机械振动应力的作用,发生相应的振动应变。测得的应变往往滞后于所施加的应力,除非试样是完全弹性的。这种滞后称为相位差即相角δ差。DMA仪器测量试样应力的振幅、应变的振幅和应力与应变间的相位差。 /p p   测试中施加在试样上的应力必须在胡克定律定义的线性范围内,即应力-应变曲线起始的线性范围。 /p p   DMA测试可在预先设定的力振幅下或可在预先设定的位移振幅下进行。前者称为力控制的实验,后者称为位移控制的实验。一般DMA只能进行一种控制方式的实验。改进型DMA能在实验过程中自动切换力控制和位移控制方式,保证试样的力和位移变化不超出程序设定的范围。 /p p strong 复合模量、储能模量、损耗模量和损耗角的关系: /strong /p p   DMA分析的结果为试样的复合模量M sup * /sup 。复合模量由同相分量M& #39 (或以G& #39 表示,称为储能模量)和异相(相位差π/2)分量M& #39 & #39 (或以G& #39 & #39 表示,称为损耗模量)组成。损耗模量与储能模量之比M& #39 & #39 /M& #39 =tanδ,称为损耗因子(或阻尼因子)。 /p p   高聚物受到交变力作用时会产生滞后现象,上一次受到外力后发生形变在外力去除后还来不及恢复,下一次应力又施加了,以致总有部分弹性储能没有释放出来。这样不断循环,那些未释放的弹性储能都被消耗在体系的自摩擦上,并转化成热量放出。 /p p   复合模量M sup * /sup 、储能模量M& #39 、损耗模量M& #39 & #39 和损耗角δ之间的关系可用下图三角形表示: /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/51080aa0-2961-4541-81f5-b04011690e46.jpg" title=" 复合模量三角形关系.jpg" width=" 400" height=" 191" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 191px " / /p p   储能模量M& #39 与应力作用过程中储存于试样中的机械能量成正比。相反,损耗模量表示应力作用过程中试样所消散的能量(损耗为热)。损耗模量大表明粘性大,因而阻尼强。损耗因子tanδ等于黏性与弹性之比,所以值高表示能量消散程度高,黏性形变程度高。它是每个形变周期耗散为热的能量的量度。损耗因子与几何因子无关,因此即使试样几何状态不好也能精确测定。 /p p   模量的倒数成为柔量,与模量相对应,有复合柔量、储能柔量和损耗柔量。对于材料力学性能的描述,复合模量与复合柔量是等效的。 /p p & nbsp & nbsp 通常可区分3种不同类型的试样行为: /p p 纯弹性—应力与应变同相,即相角δ为0。纯弹性试样振动时没有能量损失。 /p p 纯粘性—应力与应变异相,即相角δ为π/2。纯粘性试样的形变能量完全转变成热。 /p p 粘弹性—形变对应力响应有一定的滞后,即相角δ在0至π/2之间。相角越大,则振动阻尼越强。 /p p & nbsp & nbsp DMA分析的各个物理量列于下表: /p p style=" text-align: center " 表2 DMA物理量汇总 /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 284" style=" border-right: none border-bottom: none border-left: none border-top: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 应力 /span /p /td td width=" 284" style=" border-right: none border-bottom: none border-left: none border-top: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " σ(t)=σ sub A /sub sinωt=F sub A /sub /Asinωt /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 应变 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " ε(t)=ε sub A /sub sin(ωt+δ)=L sub A /sub /L sub 0 /sub sin(ωt+δ) /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M*(ω)=σ(t)/ε(t)=M’sinωt+M’’cosωt /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 模量值 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " |M*|=σ sub A /sub /ε sub A /sub /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 储能模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M’(ω)=σ sub A /sub /ε sub A /sub cosδ /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 损耗模量 /span /p /td td width=" 284" style=" border-width: initial border-style: none border-color: initial padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " M’’(ω)=σ sub A /sub /ε sub A /sub sinδ /span /p /td /tr tr td width=" 284" style=" border-top: none border-right: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:宋体" 损耗因子 /span /p /td td width=" 284" style=" border-top: none border-right: none border-left: none border-bottom: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " p style=" text-align:center" span style=" font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " tanδ=M’’(ω)/M’(ω) /span /p /td /tr /tbody /table p strong 温度-频率等效原理 /strong /p p   如果在恒定负载下,分子发生缓慢重排使应力降至最低,材料因此而随时间进程发生形变 如果施加振动应力,因为可用于重排的时间减少,所以应变随频率增大而下降。因此,材料在高频下比在低频下更坚硬,即模量随频率增大而增大 随着温度升高,分子能够更快重排,因此位移振幅增大,等同于模量下降 在一定频率下在室温测得的模量与在较高温度、较高频率下测得的模量相等。这就是说,频率和温度以互补的方式影响材料的性能,这就是温度-频率等效原理。因为频率低就是时间长(反之亦然),所以温度-频率等效又称为时间-温度叠加(time-temperature superposition-TTS)。 /p p   运用温度-频率等效原理,可获得实验无法直接达到的频率的模量信息。例如,在室温,几千赫兹下橡胶共混物的阻尼行为是无法由实验直接测试得到的,因为DMA的最高频率不够。这时,就可借助温度-频率等效原理,用低温和可测频率范围进行的测试,可将室温下的损耗因子外推至几千赫兹。 /p p strong 典型的DMA测量曲线: /strong /p p   DMA测量曲线主要有两大类,动态温度程序测量曲线和等温频率扫描测量曲线。 /p p   动态温度程序测量曲线,是在固定频率的交变应力条件下,以一定的升温速率(由于试样较大,通常速率较低,以1~3K/min为佳),进行测试。得到的是以温度为横坐标、模量为纵坐标的图线,图中可观察储能模量G& #39 ,损耗模量G& #39 & #39 ,和损耗因子tanδ随温度的变化曲线,反应了试样的次级松弛、玻璃化转变、冷结晶、熔融等过程。 /p p   等温频率扫描测量曲线,是在等温条件下,进行不同振动频率应力作用时的扫描测试。得到的是以频率为横坐标、模量为纵坐标的图线,图中可观察储能模量G& #39 ,损耗模量G& #39 & #39 ,和损耗因子tanδ随频率的变化曲线。等温测试的力学松弛行为与频率的关系又称为力学松弛谱,依据温度-频率等效原理,可将不同温度条件下的力学松弛谱沿频率窗横向移动,来得到对应于不同温度时的模量值。 /p
  • 小小游戏揭秘GE TOC仪工作原理
    6月25日,GE TOC小游戏正式上线,小小游戏为您展示GE TOC仪内部的大秘密,点击此处,开始游戏!GE Sievers系列总有机碳(TOC)分析仪具备两大基本功能,第一, 首先通过UV灯氧化技术将水中的总有机碳充分氧化,生成CO2;第二,测试新产生的CO2,以测量水中总有机碳含量,用于表征水中有机物的含量,这是水质的重要指标之一。Sievers系列TOC分析仪区别于其他品牌TOC仪的关键在于:检测新生成的CO2时,Sievers TOC分析仪采用了薄膜电导率检测技术。Sievers薄膜电导率检测技术使用了选择性气体渗透薄膜,只有氧化产生的CO2能通过这层薄膜进入检测舱。从而防止酸、碱和含卤素等杂原子化合物的干扰,因此相比直接电导率法,Sievers薄膜电导率检测法减少了检测中的“假正”现象,提供了无比优异的选择性、灵敏度、稳定性、精确度和准确度。看完文字介绍,再玩一下GE TOC的小游戏吧,更形象地了解一下GE TOC仪的原理!若无法正常显示,点击此处开始游戏!
  • 流式研发快讯|实时阻抗流式细胞分析仪研究取得进展
    实时阻抗流式细胞分析仪(piRT-IFC)研发进展单细胞电学特性生物传感与分析技术为单细胞生物物理学研究提供了新维度。该技术已被证明在全血分析、肿瘤细胞分型和免疫细胞状态评估方面具有重要的应用潜力。然而,现有的电学检测方法难以实现高通量实时性分析,限制了需要大量系统实验的单细胞电学特性研究的开展。 近日,中国科学院微电子研究所健康电子中心研究员黄成军、副研究员赵阳团队,在单细胞电学特性流式分析方法及高通量实时分析仪器研究方面取得重要进展。该团队提出了快速并行物理拟合求解器,仅需0.62 毫秒即可在线求解出单个细胞膜比电容和细胞质电导率。与传统求解器相比,在不损失准确度的前提下,速度提升了27000倍,且不需要任何数据预采集和预训练过程,进一步实现了基于物理模型信息的实时阻抗流式细胞分析仪(piRT-IFC)(图1)。该技术可在50分钟内实时表征高达100902个单细胞,具有高稳定性、高通量、实时化和全流程自动化等特点。作为示范应用,该团队对药物处理后HL-60中性粒细胞脱粒现象这一典型的快速变化的生物过程进行实时表征分析。与普遍采用的神经网络辅助加速方法对比研究表明,piRT-IFC具有速度快、准确度高和泛化能力强的优势,具备广泛的应用潜力。 相关研究成果以piRT-IFC: Physics-informed real-time impedance flow cytometry for the characterization of cellular intrinsic electrical properties为题,发表在《微系统与纳米工程》(Microsystem and Nanoengineering)上。该研究由微电子所和计算技术研究所合作完成。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、北京市和中国科学院的支持。近年来,该课题组面对单细胞物理特性检测存在敏感机理不明和技术实现困难等关键技术瓶颈,开创性提出了基于微流控技术的“交叉压缩通道”敏感新原理和单细胞电学模型,建立了基于微流控芯片的单细胞电学特性高通量定量检测方法,检测参数包括细胞膜比电容和胞浆电导率,通量比膜片钳等常规方法高10000倍,并进一步研发出实时高通量单细胞电学特性流式分析仪(图2)。仪器入选中国科学院自主研制科学仪器名录,与首都医科大学宣武医院、首都医科大学附属北京胸科医院、计算所等单位合作,成功用于脑卒中动物模型、癌症病人样本、药物模型等领域的多种细胞的分析,为肿瘤/脑卒中等精准诊断、药物筛选等提供了有力工具,并发现了新型标志物,验证了相关药物候选分子的作用、获得授权专利。论文链接 图1. 实时阻抗流式细胞分析仪(piRT-IFC)原理样机、核心微流控芯片、设备交互界面、典型结果和自动化实时数据处理流程 图2. 基于微流控芯片技术的单细胞电学特性活体单细胞分析仪(左)及核心微流控芯片(右)
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