光散射仪工作原理

p 　　2018年3月30日，中国环境监测总站在北京组织召开环境空气PM1试点监测第一阶段冬季比对总结会。会议对PM1试点第一阶段冬季比对情况进行了总结，对发现的问题进行了讨论研究，对下一阶段春季比对工作进行了布置安排。 /p p 　　中国环境监测总站刘廷良副站长参加了会议，听取了总站及各地方监测站的测试工作汇报，要求进一步分析比对测试数据，对突出问题深入研究，形成可靠的业务和科研成果，支撑PM1监测的环境管理需求。 br/ /p p 　　本次PM1试点第一阶段冬季比对测试时间为2017年12月21日至2018年1月26日，共计30天。通过对测试数据分析，初步得到以下结果： /p p 　　六个地区PM1浓度范围在2.8~147.7 μg/m3之间，平均值约为48μg/m3 /p p 　　六个地区PM1平均占PM2.5的比例为67%，占PM10比例为45% /p p 　　参与测试的9款PM1自动监测仪器整体表现良好，与手工采样分析方法结果具有较好的可比性，大部分仪器能够满足《环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ 653-2013)中相关指标要求 /p p 　　参与比对的β射线、振荡天平和β射线+光散射法三种原理自动监测仪器数据之间一致性良好，无明显差异。 /p p 　　本次PM1试点第一阶段冬季比对工作按照《环境空气PM1试点监测方案》的计划安排已顺利完成，取得了较好的效果，达到了试点预期的目的。下一季度春季比对测试将于2018年4月9日在六地同步启动。 /p p 　　承担本次比对测试工作的北京、上海、重庆、湖北、甘肃、广州六个地方监测站的试点工作负责人和参与比对测试的7家仪器厂商技术人员参加了会议。 /p

2013年12月11日，山东省济南市科技局邀请有关专家组成验收组，对济南微纳颗粒仪器股份有限公司承担的科技型中小企业技术创新基金项目“基于动态光散射原理的光子相关纳米粒度仪”进行了验收。验收期间，专家组听取了有关报告，审查了相关资料，对项目开发的Winner801光子相关纳米粒度仪进行了现场考察，经山东省计量科学研究院测试，该项目主要性能指标优于粒度分析国家标准要求，用户使用效果良好。最终经质询、评议，鉴定委员会认为该项目成果整体达到国际先进水平。此次项目验收评定，是对微纳仪器综合性能的肯定，是国家权威部门对微纳多年来不懈努力所取得成绩的认可。济南微纳将不负所望，秉承自身作为中国颗粒测试技术的领航者的职责，为广大用户提供优异的仪器与满意的服务，继续为中国粒度测试技术赶超世界一流水平做出不懈努力。微纳销售热线0531-88873312

作者：马尔文仪器公司纳米颗粒及分子鉴定产品营销经理 Stephen Ball 　　动态光散射(DLS)是一项用于蛋白质、胶体和分散体的极具价值的粒度测量技术，其应用范围可轻松扩展到1 nm以下。本文中，马尔文仪器公司产品营销经理Stephen Ball将向您介绍DLS的工作原理，并就购买光散射系统时的关注事项为您并提供一些专业建议。 　　通过观察散射光，可以测定粒子分散体系或分子溶液的特性，如粒度、分子量和zeta电位。光散射系统充分挖掘利用这些特性之间关联，并在近几十年间经过不断完善，目前已经能为常规实验室应用提供高度自动化的检测。利用光散射仪器的检测快速而高效，可用来表征分散体系、胶体和蛋白质。 　　理论上，光散射仪器中使用的各种技术看起来可能很相似，但它们的功能和检测结果却在实际应用中千差万别，从而对仪器的寿命期价值产生显著影响。光散射系统中的组件和设计的差异也会导致数据质量及仪器适用范围产生很大的差异。例如，某些光散射系统可通过测量蛋白质电泳迁移率对蛋白质电荷以及粒度进行测定，从而成为生物制药应用中高效的选择方案。 　　撰写本文的目的在于为考虑采用动态光散射DLS技术的读者提供一个入门指南。本文将考察DLS的主要用途、应用领域，尤其会侧重系统设计中对于特定性能的重要性，从而为那些正为自身需求而关注DLS技术的用户提供背景信息和理论支持。 　　了解基本知识 　　当我们要开始对一种新的分析技术进行评估时，第一个重要步骤就是要了解它的基本工作原理。DLS的优势之一是它操作非常简单，而这直接源于它的测量原理。 　　由于热能，溶剂分子不断运动，和悬浮的颗粒物产生碰撞，使得分散体或溶液中的小颗粒做无规则的布朗运动。可以通过观测散射光随时间的波动性得到颗粒布朗运动的速度，这种技术被称为光子相关光谱法(PCS)或准弹性光散射法(QELS)，但现在通常称作动态光散射法(DLS)。 　　斯托克斯 - 爱因斯坦方程定义了颗粒布朗运动速度与颗粒大小之间的关系： 　　 　　其中，D = 扩散速度， k = 波尔兹曼常数，T = 绝对温度，h = 粘度，DH = 流体力学直径 　　上述关系式清楚地表示了在样品温度和连续相粘度已知的情况下，如何根据扩散速度测定粒径。尽管必须是控制检测温度，但很多商用仪器还是会对温度进行测量 而对于许多分散剂，尤其是水而言，粘度是已知的。在很多情况下，DLS实验所需的补充信息也仅仅是粘度测量。 　　DLS的优势 　　DLS固有的操作简便性意味着操作者无需具备很强的专业知识就能得到详尽而有用的数据，这个优点在最新的高度自动化系统中表现得尤为明显&mdash &mdash 一般分析只需要几秒钟的时间，并且分散剂的选择余地比较大，不管是水性还是非水性的，只要它们呈透明状并且不太粘稠，就都可以使用。这种测试方法所需的样品量也很小，最少时只需要几微升即可，这一点对于涉及宝贵的样品的早期研究而言是极具吸引力的。 　　实际上，DLS法在测量0.1 nm ~ 10 µ m范围的粒径时十分出色。它在测量小颗粒方面的能力尤为突出，对于绝大多数待测体系提供2nm及以上的准确、可重复的数据。从理论上讲，检测低密度分子的粒径仅仅受到仪器灵敏度的限制，但对致密颗粒而言，沉降是可能导致分析不准确的一个潜在问题。例如，对于密度为10g/ml的颗粒，最大检测粒径通常会限制在大约100nm以内。 　　无论是稀释样品还是混浊样品都可以用DLS法来进行测量，可分析的浓度范围最低可至0.1ppm，最高可达40%w/v。不过，由于样品浓度会大大影响其外观尺寸，因此当粒子含量较高时对样品的制备需要加倍小心。 　　上述适用的粒径和浓度范围以及该测量技术的高重现性(粒径20nm时可达到+/- 0.1nm)，使得DLS这种测量方法具有广泛的适用性。比如，它特别适合检测平均粒径的细微变化，这种变化可能会反映出胶体样品的稳定性 它也可以测得少量聚集体的出现。上述这些现象很有可能是某种样本解体的前兆，当用于药物的蛋白质研究时，这类情况的出现有可能对药物性能产生不利甚至有害的影响。 　　DLS法的局限性 　　DLS方法的大多数局限性可以或已经通过对实验操作过程进行改进，或对DLS技术进行改进来加以克服 但在区分仪器类型，尤其是对于那些要求异常苛刻的应用而言，它的局限性仍然值得我们加以关注。一般来说，DLS使用过程中遇到的大多数问题是出于以下原因： 　　&diams 存在较大的颗粒 　　超出仪器最高量程范围的颗粒应该事先被过滤掉。或者，如果大颗粒的存在量极少也可以通过软件进行处理。 　　&diams 沉淀 　　这种现象在较为致密的颗粒中尤其比较容易出现。提高分散液密度是比较有效的抑制方法(比如在系统中加入蔗糖)，但这种方法仅适用于密度不高于1.05 g/ml的样品体系。 　　&diams 分辨率较低 　　DLS不属于高分辨率的技术。当样品的粒度分布排列十分密集，且存在三种以上的粒度分布差异时，DLS 将无法对多重分散样品进行精确表征。在这种情况下，建议最好在测量之前对样品进行分离 而在测量方法上，则需要将DLS与制备技术如凝胶渗透法或尺寸排除色谱法(GPC / SEC)和(或)流场分离技术(FFF)联合使用。 　　&diams 多重光散射 　　多重散射是指从一个颗粒发出的散射光在到达探测器之前又会被其它粒子再次散射，在较致密的样品中，这种现象会使粒径计算的精确度受到影响。背散射检测器以大于90° 的角度进行测量，大大抑制了这一现象，从而扩大了该技术的测量范围。 　　&diams 分散剂的选择 　　虽然大多数分散剂都适用于DLS，但如果分散剂粘度大于100mPa.s，往往会影响测量的可靠性，另外分散剂对光的吸收也会对检测产生干扰。比如有色样品的散射光强度可能会有所降低。一种可行的解决方案是根据系统的灵敏度，采用不同的激光波长进行分析或对样品进行稀释。样品中的荧光也会对信噪比造成影响，但可以通过使用窄带滤波器来解决，以排除荧光杂散光的影响。 　　界定DLS检测仪的特性 　　上述的讨论是在对DLS仪器的界定特征进行检验的背景下展开的。对于任何分析技术，灵敏度都是最基本的要素，对于DLS系统，这方面的性能是由光学硬件和相应的设置来确定的。稀释度较高时，具有优越光学设置的系统能对较小的颗粒进行可靠测量，但对于在这些功能方面要求不高的应用而言，替代方案可能会更为经济。光学设置的主要元件包括： 　　&diams 激光源 　　具有低噪特性的稳定激光源最为合适，如某些氦氖气体激光器。也可以使用某些特定的固态激光器，但价格要贵得多 低成本的固态激光器使测量结果的精度和可重现性受到极大影响。 　　&diams 光学设置 　　光学设置的核心是进行测量的散射角。测量角固定于90o 时，可使系统简便而经济高效，为许多应用(见图1)提供合适的灵敏度级别。这类系统已得到广泛使用。 　　当实验需要灵敏度更高，或样品浓度更高时，最好选择较大的测量角度。例如马尔文仪器公司Zetasizer Nano系列激光粒度仪，采用非侵入式背散射检测器 (NIBS)，将测量角度调到175o(参见图1)，扩大了颗粒粒度与浓度的测量范围。由于入射光无需通过整个样品，因此显著减少了多重散射引起的测量不准确性，同样也排除了大灰尘颗粒的影响。 　　在上述两种类型的设置中采用了光纤光学收集组件，其提供的信噪比优于传统的相应部件，从而大大提高了数据质量。 　　&diams 检测器 　　检测器有两种类型：一种是便宜、灵敏度较低的光电倍增管PMT，另一种是较昂贵的、性能更好的雪崩光电二极管检测器(APD)。后者宣称效率高达65%，远远优于替代产品PMT4-20%的效率，从而使数据收集最大化，测量速度更快、质量更高。 　　要获得精确的DLS测量，另一项基本要求是必须对温度进行很好的控制。如同分散剂粘度一样，颗粒的布朗运动也直接和温度相关，因此温度控制较差造成的影响非常严重。例如，在环境温度下对水性体系进行测量，1oC的温度误差将导致2.4%的检测结果偏差，超过ISO13321 [1] 标准规定的+/-2% 或更新的 ISO 22412[2] 标准规定的范围。对于使用的各类比色皿，DLS仪器温度控制的合理目标是 +/-0.2oC。 　　比起在检测仪外部连接水浴装置，内置温度控制器在使用上更加方便，在测量精度、稳定性和重现性方面也更加可取。此外，具有高性能控制系统的仪器，既能进行快速的系统预热，又能迅速调整温度，从而对温度变化所产生的影响(如蛋白质热不稳定性)进行研究。 　　日常使用 　　当选择仪器时，评估整体性能特点尤为重要。然而，如果每天使用一个不太符合操作要求的系统所造成的不便会令人非常烦恼，甚至不想再去用它。因此，当需要在最终几个备选仪器之间进行选择时，以下几个问题是值得考虑一番的： 　　&diams 我最重要的需求是什么：速度还是准确性? 　　&diams 我的样品粒径的范围? 　　&diams 我要测量的样品属于什么类型，比如是否有毒?或者具有特别强的腐蚀性? 　　&diams 今后仪器的操作者是专家还是新手?他们具备多少关于光散射的专业知识? 　　速度与准确性 　　DLS测量通常成批进行，样品通常不同、且体积较小。测量时间一般按照能达到要求的重复性水平设置，但一般不大会超过几分钟。不过，分析效率可能因样品制备和系统清洗要求而有所不同，不同系统的使用方便性也会有较大的差异。如果DLS系统被用作 GPC/SEC 检测器，系统将设置为流体工作模式。由于样品流经仪器，为达到必要的精度，测量必须在短短几秒钟之内完成。 　　具有良好测试速度和准确性的仪器通常都价格较高，但考虑使用寿命期的成本更为重要。考虑到因不能满足重复性标准而进行反复实验所花费的时间和成本，以及因仪器装备不能满足常规实验室使用要求而造成的分析效率下降等因素，更昂贵一些的系统也许更能体现物有所值。 　　适用于各种样品类型的比色皿 　　大多数光散射系统在批量样品分析期间使用各种比色皿池或比色皿来盛放样品。它们通常是塑料(通常是聚苯乙烯)、玻璃或石英材质的，但大小各不相同。样品的最小用量取决于光学设置，通常为2-3 ml。不过，如果不考虑任何样品回收要求，也有一些系统测量只需要2µ l的样品用量。 　　一次性塑料比色皿无需清洗，消除了交叉污染的风险，特别适用于盛放有毒材料 有些比色皿只有50 &mu L大小。采用比色皿可以避免产生&lsquo 非比色皿&rsquo 系统(即把样品直接放在玻璃片上进行测量)因清洗不彻底而导致测量不准确的问题。石英比色皿具有更佳的测量质量，尤其是用于低浓度或小粒径样品时，这是因为石英材料具有优异的光学特性和抗划伤性。 　　减轻分析负担 　　光散射通常只是许多研究人员在实验室中常规使用的多种技术之一。仪器操作者可能不是光散射方面的专家，因而仪器操作的简便性是很有帮助的。 　　一些DLS系统在数据收集过程中即对数据进行评估，剔除因大颗粒存在而被污染的结果。这类些系统有助于提高样品制备的速度和容许范围。粒径大于10微米的颗粒主要发生向前散射，因此含背散射检测器的仪器对这些颗粒的存在不太敏感。测量浓度范围宽的系统尽可能降低了样品稀释的需求，进一步提高了测量效率。 　　大多数现代化测量系统在数据采集过程中都无需操作员干预，从而减少了分析师的工作量，并提高测量的可重复性。但是有些比较复杂的样本可能需要采用特殊方法进行测量，因此应在标准操作程序(SOPs) 中包含这些特殊方法，从而确保应用的标准化。 　　虽然自动测量现在已很普遍，但在内置数据分析支持程度方面，不同仪器之间的差异很大。如果是给非专业人员使用的光散射测量系统，那么含有内置数据分析和专家意见的先进软件将极富价值，就好像在电话另一端有一位可靠的、活生生的专家一样。 　　总结 　　DLS是一项比较成熟的技术，可为各种类型的样品进行粒径和分子尺寸测量。因此，在选择仪器时，必须将系统能力与用户要求紧密联系起来，使两者相匹配。光散射系统在测量粒径的同时，还可以测量分子量、蛋白质电荷和Zeta电位，甚至还能具有微流变学测量功能。 　　不同系统之间的灵敏度有很大差别，如同在高浓度下也能进行测量一样，也可对各种大小的颗粒或分子进行有效的测量。与那些90o 度探测器相比，背散射仪器具有很实际的优势。 　　除了性能以外，还有其它因素也会影响仪器使用寿命期内的价值，包括易于清洁 能获得的支持以及友好的用户软件界面。无论是什么规格的仪器，最好的建议是在购买前进行测试，看看你能否轻松得到有用的数据。DLS问世已经多年，因此不论你的用途是什么，你都可以期望拥有一套有使用针对性的、富有成效并且易于操作的测量系统。 　　结束 　　参考文献： 　　[1] ISO 13321 (1996) 粒度分析 - 光子相关光谱。 　　[2] ISO 22412 (2008) 粒度分析 - 动态光散射 　　[3] GPC / SEC静态光散射技术说明，(马尔文仪器公司白皮书)。下载网址：www.malvern.com/slsforgpc 　　[4] www.malvern.com/aurora 　　图片 　　图1：DLS系统的关键组件包括(1)激光器，(2)测量单元，(3)检测器，(4)衰减器，(5)相关器和(6)数据处理PC。探测器可置于90° 或更大的角度，例如这里所显示的NIBS检测器设置在175° 。 　　图2：在悬浮液稳定性研究中采用Zeta电位对粒子之间斥力进行量化 　　laser:激光器 　　attenuator:衰减器 　　detector:检测器 　　digital signal processor 数字信号处理器 　　correlator:相关器 　　Electrical double layer:双电层 　　Stern layer：严密电位层 　　Diffuse layer：扩散层 　　Negatively charged particle：带负电荷的颗粒 　　Slipping plane：滑动面 　　Surface potential：表面电位　　Zeta potential：Zeta电位 　　Distance from particle surface：到颗粒表面的距离

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 编者按： /strong SARI疫情无疑是当前最牵动人心的事件，肆虐的疫情对新冠病毒快速检测、肺部用药、医疗方案等方面的研究提出了越来越高的要求。而“粒度”作为重要的颗粒物理参数对于这些研究也有重要意义。例如，2019-nCoV病毒就属于纳米颗粒，而呼吸道不同位置的用药对粒度也有不同要求。因此在医药领域，颗粒在线测量还有巨大的潜力空间待科学家们挖掘。因此，仪器信息网特约 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 上海理工大学蔡小舒教授 /strong /span 为广大网友畅叙颗粒在线测量技术的脉络。虽不能直接为抗疫一线带来助益，但在家隔离的诸位仁人志士若能有缘读到，或将对未来医学等的发展和颗粒检测技术的应用带来更多的思考和契机。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在今天的文章中，蔡老师重点介绍了光散射在线测量方法（正文如下）： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒，包括固体颗粒、液体颗粒（如喷雾液滴、水中的油滴等）和气体颗粒（如液体中的气泡，气体中悬浮的气泡等）在动力、化工、材料、医药、冶金等各行各业中广泛存在。据有文献报道，80%以上的产品与颗粒有关。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 0em " & nbsp /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d57d16e5-39e5-4d52-af56-4628425d716d.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术1.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术1.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 颗粒的粒度是描述颗粒最重要的物理参数，不同的应用对于颗粒粒度的要求是不同的。如在呼吸道疾病治疗中用的鼻喷剂及喷雾剂，就需要控制药物雾滴的大小来达到雾滴沉积到呼吸道具体需要药物治疗部位的目的，这才能保证药液的效果。对于需要肺部用药，药液雾滴粒度应比较很小，才能随吸入的空气流动到达肺部。大一些的药液液滴会沉积在支气管或气管里，达不到肺部用药的目的。而对于喉部或气管的疾病，液滴的粒度就必须比较大，让它们能在喉部或气管里沉积。对于支气管部位的疾病，其雾滴的粒度就要介于2者之间。这就需要对鼻喷剂的喷嘴进行精心设计，以保证雾滴的粒度可以满足治疗不同疾病的需要。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在工业生产等中，经常遇到需要对颗粒进行在线检测要求，如颗粒的制备、雾化、管道输运等过程中。对颗粒粒度进行在线实时检测，然后将检测结果实时送到控制系统，对生产系统进行调整和控制，不仅可以提高产品质量，还可以提高产品生产效率。如在燃烧过程中，在线实时检测燃料粒度可以提高燃烧效率，降低污染物的产生。磨料生产中在线检测磨料粒度并反馈控制，可以极大提高磨料的质量。这样的例子可以在许许多多的场合找到。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前已有许多颗粒粒度测量仪器能对从数纳米到数千微米的颗粒进行测量，但这些仪器基本上是用于实验室分析，并不能用于在线测量。颗粒在线测量的特点是： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1.& nbsp 测量环境复杂，条件恶劣，如可能有高温、高压、高湿、工作环境温度变化大、存在振动、颗粒流动速度快、信号发射和接收部分的污染等，还必须考虑测量装置的磨损等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 2.& nbsp 测量要求高，测量时间要短，实时性好，不能因为仪器问题影响生产过程等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 3.& nbsp 测量对象要求不同，如高浓度及浓度变化大、被测材料不同、粒度范围不同、或粒度范围变化大等； /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 4.& nbsp 希望在线测量仪器结构简单、可靠、抗干扰、易安装、易维护或免维护等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 5.& nbsp 不仅测量颗粒粒度及分布，还经常希望得到颗粒的浓度，流量、形貌等参数，甚至成分参数。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在线测量按照取样方式可以分成直接在线测量（in-line）和取样在线测量（on-line）2类。在直接在线测量（in-line）方法中，测量装置不对被测颗粒进行取样，被测颗粒直接流过测量区进行测量。在这类测量方法中，由于不能对被测颗粒的浓度进行调整来满足测量方法的需要，并且用户对颗粒在线测量的要求和测量对象及环境等的不同，仪器的通用性差，必须精心考虑设计测量系统来满足测量的要求。因此，这类在线测量仪器一般都是个性化的仪器，需要根据测量现场要求来设计研制。而对于取样在线测量（on-line）中，由于连续取出的颗粒样品可以根据测量装置对于颗粒浓度的要求进行稀释调整，同时可以对其中的团聚颗粒采取分散措施，大都可以设计生产相对通用的在线测量仪器。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 目前常用的在线颗粒粒度测量仪器的基本测量原理有光散射，超声，图像等。其中光散射大都用于气固或气液颗粒的在线测量，而超声则用于液体中颗粒的在线测量，图像法既可以用于气固、气液颗粒的测量，也可以用于液固、液液颗粒的测量。下面先重点介绍光散射在线测量方法： /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 光散射在线测量方法 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 光散射的基本原理是当一束激光入射到颗粒时，颗粒会向整个空间散射入射光，如图是激光入射到有颗粒的水中，颗粒向各个方向散射入射激光的照片。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a6f9425c-dcf9-47c9-b4c9-22f75bfea916.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术2.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据测量颗粒散射光原理的不同，可以把光散射颗粒在线测量方法分成几类：前向静态光散射法，侧向光散射法，后向光散射法，消光法，光脉动法等。在实际应用中针对不同的测量对象，须采用不同的测量方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 前向静态光散射法： /span /strong 这与常用的激光粒度仪的测量原理一样，一束激光从被测颗粒一端入射，在透射端安装接收散射光信号的探测器，对测量得到的散射信号进行分析反演计算，最终得到颗粒的粒度分布和平均粒径等参数。国内外一些颗粒仪器测量公司都有基于该原理的激光在线测量仪。该类仪器的特点是：颗粒粒度测量范围大，可以从亚微米到数百微米，测量速度快，一般采用连续取样方式（on-line）实现连续实时测量。但仪器复杂，安装使用要求高，无法识别颗粒是否团聚，而团聚颗粒会造成较大的测量偏差。为防止环境振动对测量的影响，除在仪器结构上采取措施外，在安装结构上也要采取措施，尽量保证仪器运行时的稳定。为防止被测颗粒对激光器和接收透镜表面的污染，须设置无油无水的压缩空气保护（俗称扫气或气帘）光学元件表面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 基于该原理的在线激光粒度测量仪器可用于管内粉体颗粒的粒度在线测量和喷雾液滴测量。在在线测量管内粉体粒度时，由于颗粒浓度较高，都配有连续取样系统，将被测颗粒样品连续从管道中取出，经分散和稀释到合适浓度后送到仪器的测量区。下图是安装在现场的激光颗粒粒度在线测量仪以及仪器输出的在线测量结果。根据需要，软件可以输出实时的颗粒粒度分布，以及D50等随时间变化的曲线。为防止取样出来的颗粒发生团聚，影响测量的准确性，在取样系统中应布置使颗粒分散的气流，以尽可能保证进入测量区的颗粒处于分散良好的状态。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/b22b2599-d21f-4f9e-b16e-537e32d204fc.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术3.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术3.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 消光法： /strong /span 当激光入射到被测颗粒时，部分入射光被颗粒散射，偏离原入射方向，部分被颗粒吸收，其余部分则透射到另一侧。透射光强由于消光作用而衰减，其衰减程度含有被测颗粒的粒度信息和浓度信息。当采用多个不同波长的激光入射，颗粒对不同波长光的散射作用不同，透射光强的衰减也不同。根据多波长消光法的理论模型，由测得的不同波长的透射光强的衰减，可以反演计算得到被测颗粒的粒度和浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该方法的特点是结构简单，对振动不敏感，但粒度测量范围较小，合适的测量范围是大约0.05微米到5微米左右。对于浓度不高的测量对象，发射和接收可以直接安装在管道2侧。在管道上开设装有石英玻璃的透明测量窗，激光束从1侧从测量窗入射，在另一侧测量窗外布置光接收器件和信号放大电路等。为防止颗粒污染测量窗口，同样需要设置无油无水的压缩空气进行保护。下图是消光法测量原理的示意图和测量装置安装在工业管道上在线测量颗粒粒度和浓度，以及烟道上在线测量烟尘的浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/06be3f94-1969-48f0-a900-3db071faadcd.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术4.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术4.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由于消光法的光路结构简单，可以做成探针形式，用于浓度相对较高的颗粒在线测量。下图是用于汽轮机内湿蒸汽水滴粒度和浓度测量的探针系统。在探针端部的矩形窗口就是测量区。含有细微水滴的蒸汽高速流过该测量区，仪器就可以测得水滴的大小和浓度，进而得到蒸汽的湿度。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/2cf913f6-abe3-41f3-b835-2248a3818d08.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术5.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术5.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 光脉动法： /strong /span 在消光法测量中，测量光束的直径远大于被测颗粒的粒度，在测量区中颗粒数目巨大，透射光强的变化仅与测量区中的颗粒浓度变化有关，与颗粒粒度无关。但将测量光束减小到与被测颗粒粒度同一数量级时，且测量区长度较小时，透射光强信号会出现随机变化，这种随机变化是由于在测量区内颗粒数目和大小随时间变化造成的。分析这种随机变化的信号，根据光脉动原理，可以得到颗粒的平均粒度和浓度。并可能可以得到颗粒的粒度分布。下图是光脉动法的原理示意图和透射脉动光强信号。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 这种测量方法的最大特点是测量原理简单，易于实现在线测量，粒度测量范围可根据测量对象的大小，通过改变光束直径来调整，可以在10－数千微米之间。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/d69f90e5-d64b-409e-9232-b2c847816b4c.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术6.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术6.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 根据该原理可以在线测量粉体颗粒的粒度和浓度。如果间隔一定距离布置1对测量光束，对2个随机序列信号用互相关法原理处理，不仅可以得到颗粒的粒度，还可以得到颗粒的速度， span style=" text-indent: 2em " 进而得到颗粒的流量。下图是安装在现场的基于该原理的颗粒粒度在线测量装置。 /span /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/a489deae-c7cf-405b-a5f6-765c92c0bdf5.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术7.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术7.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 消光起伏相关光谱法:& nbsp /strong /span 与消光法和光脉动法不同，在该测量方法中，光束的直径小于被测颗粒的粒径，其透射光强不再是如消光法那样是平稳的，也不是如光脉动法那样是连续的高频脉动信号，而是如下图所示，成不连续的脉动信号。当颗粒通过测量光束时，由于颗粒尺寸大于测量光束的直径，入射激光被完全遮挡住，透射光强为零。当没有颗粒通过测量光束时，透射光强为1。采用消光起伏相关光谱法的模型对测得的时间序列信号进行分析，同样可以得到被测颗粒的粒度分布。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/788dfd6a-64c4-4942-a74b-a23cd1c19bbf.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术8.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术8.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 后向散射法： /span /strong 对于高浓度悬浮液、乳剂等，光无法透射过被测颗粒，散射光也会被颗粒所吸收或散射，但会产生后向散射。颗粒浓度越高，这种后向散射光的强度也越高，且与颗粒的粒度有关。根据该原理，可以采用后向散射方法进行高浓度液液或液气颗粒体系，如悬乳剂、高浓度微气泡等的在线测量。该测量方法的特点是浓度测量范围大，可以到体积浓度百分之几十，而粒度测量范围较小，从亚微米到数微米。经过标定，还可以测量颗粒的浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 合适的光路设计还可以用于气固颗粒的在线测量，以及测量气、液、固3相流动中的离散相颗粒的粒度和浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 后向散射法测量可以做成结构非常紧凑的光纤探针形式，带尾纤的激光器发出的激光经光纤入射到被测颗粒，其后向散射光被同一根光纤接收，也可以是另一根光纤接收，然后由光纤另一端的光电探测器将后向散射光信号转换成电信号进行反演计算处理，最后得到颗粒的粒度。下图是后向散射测量的原理示意图和后向散射探针。该探针可以插入如悬乳液等高浓度颗粒两相流中进行在线测量。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/40bb4eb7-28dd-4fb5-8750-9533e649894a.jpg" title=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术9.png" alt=" 肺部给药也有粒度“门道”浅谈光散射颗粒在线测量技术9.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong style=" text-indent: 2em " 作者简介： /strong br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 217px float: left " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202002/uepic/1a4277d5-fe8a-48ce-a42e-05a480160d54.jpg" title=" 蔡小舒.jpg" alt=" 蔡小舒.jpg" width=" 300" height=" 217" border=" 0" vspace=" 0" / 蔡小舒，上海理工大学教授。研究领域涉及到颗粒测量、两相流在线测量、燃烧检测诊断、排放和环境监测、湍流等，近年来开始涉足生命科学的测量研究。先后承担了国家两机项目、国家自然科学基金重点项目、仪器重大专项项目、面上项目、科技部和上海市项目等纵向项目，国际合作项目以及企业委托项目。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 曾任中国颗粒学会、中国计量测试学会、中国工程热物理学会、中国动力工程学会、上海颗粒学会等学术组织的副理事长、常务理事、理事、理事长等，是《Proceedings of IMechE Part A: Journal of Power and Energy》、《Particuology》、《KONA Powder and Particle Journal》、《Frontiers in Energy》等SCI刊物和一些国内学术刊物的编委，多个国际学术会议的名誉主席，主席等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " /span br/ /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong span style=" text-indent: 2em " 欲知相关仪器可点击进入 /span span style=" text-indent: 2em text-decoration: underline " a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/670.html" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) " span style=" text-decoration: underline text-indent: 2em color: rgb(0, 176, 240) " 在线粒度仪 /span /a /span span style=" text-indent: 2em " 专场 /span /strong /p

待测样品物质没有生色基团，无法用紫外-可见光检测器检测该怎么办？别担心，这期小编给大家带来了月旭科技的低温型蒸发光散射检测器，无论物质是否具有生色基团都逃不过他的“眼睛”。下面就由小编给大家介绍一下月旭科技新推出的低温型蒸发光散射检测器吧！蒸发光散射检测器检测原理 仪器优点高灵敏度，优化了对非挥发性、热不稳定和半挥发性化合物的敏感性；专用的高效液相色谱雾化器和创新的流通池设计，使谱带展宽最小化；容易拆卸和安装的雾化器，流量范围涵盖200μl /min~2ml/min；通过自动增益调整，检测器可以自动调整增益设置；完全远程控制，气体、加热器、光电二极管、光源均可在分析结束之后自动关闭；可以为符合GLP和验证程序提供了完整的SOP方案；仪器寿命长，具备很高的可靠性和稳定性；低温蒸发，避免温度过高化合物分解导致的检测不准。Welch ELSD-5450可用工作站列表应用案例同步测定银杏中萜烯内酯和类黄酮：采用HPLC/ELSD法对四种萜烯内酯和三种黄酮类化合物进行了色谱分析。1 -银杏内酯，2 -银杏内酯C, 3 -银杏内酯A,4 -银杏内酯B，5 -槲皮素，6 -异鼠李皮素，7 -山奈酚

小角激光散射仪 PP-1000 PP-1000小角激光散射仪利应用了小角光激光光散射法（Small Angle Laser Scattering，简称SALS），可以对高分子材料和薄膜进行原位检测，实时解析。与SAXS和SANS的装置相比，检测范围更广。利用偏光板的Hv散射测量可以进行光学各向异性的评价，解析结晶性胶片的球晶半径，Vv散射测量可以进行聚合物混合的相关距离的分析。 特点l 0.33 ~ 45°散射角度的测量,最短测试时间10 毫秒l 检测范围0.1μm ~数十微米l 可以在专用溶液单元中测量溶液样本l Hv散射，Vv散射测量可以在软件上轻松切换 用途l 高分子材料评价→结晶性胶片结晶化温度、球晶直径、结晶化速度配光、光学异方性→聚合物混合相分离过程和相关距离(分散度)→高分子凝胶三维架桥结构的大小→树脂热硬化树脂和UV硬化树脂的硬化速度 l 粒子物性评价粒子直径，凝聚速度 检测原理 小角激光散射仪由光源、偏振系统、样品台和记录系统组成。单色激光照射到样品时发生散射现象，散射光投射到屏幕上并被拍摄下来，得到样品的散射条纹图。操作过程：1．在样品台上放置样品。2．根据想要测量的对象调整检偏片。3．来自样品的散射图案会被相机记录下来。 当起偏片与检偏片的偏振方向正交时，得到的光散射图样叫做Hv散射；当起偏片与检偏片的偏振方向均为垂直方向时，得到的光散射图样叫做Vv散射。从这些散射图形中可以获取球晶半径、相分离结构、分散相颗粒平均粒径、配向状态等信息。l Hv散射 球晶半径解析：R = 4.09 / qmax(R:球晶半径，qmax:散射光强度最大的散射向量) q = 4πn/λsin(θ/ 2)(q:散射向量, λ:介质中的波长，n:样品折射率，θ:散射角) l Vv散射 对聚合物混合的相分离过程的评价连续相与分散相的大小，分散相颗粒平均粒径（分散度）粒子直径的评价相分离构造与相关距离检测 技术参数 应用案例 l PVDF球晶半径分析 溶融温度230℃結晶化温度160℃PP-1000散射图样 偏光显微镜图样 各时间45°方向的散射向量提取 球晶半径计算创新点：1.0.33 ~ 45° 散射角度的测量,最短测试时间10 毫秒 2.检测范围0.1μ m ~数十微米 3.可以在专用溶液单元中测量溶液样本 4.Hv散射，Vv散射测量可以在软件上轻松切换 大塚电子小角激光散射仪PP-1000

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！光散射技术在高分子表征研究中的应用Laser Light Scattering and Its Applications in Polymer Characterization作者:郑萃，刘芷君，梁德海 作者机构：中国石化北京化工研究院,北京,100013 北京大学化学与分子工程学院,北京,100871作者简介：梁德海，男，1971年生. 1994年获南开大学环境科学系理学学士，同年进入南开大学化学系攻读硕士. 2001年在美国纽约州立大学石溪分校获得理学博士学位，并留任博士后. 2006年加入北京大学化学与分子工程学院高分子科学与工程系，任副教授；2012年任教授. 2011年得到教育部新世纪优秀人才计划的支持，2015获得Elsevier第九届冯新德高分子奖最佳文章奖. 研究方向为高分子溶液物理，主要项目包括：基于生物大分子的非平衡态原始细胞模型的构筑及动态行为研究；多肽诱导脂质体膜内吞及外吐机理研究；大分子拥挤及限制作用的定量化研究.摘要光散射技术是高分子领域中重要的表征手段之一. 静态光散射和动态光散射的结合能够获得丰富的关于高分子的信息，如重均分子量、回转半径、第二维里系数、流体力学半径、尺寸分布、分子链构象等. 除合成高分子外，光散射技术同样适用于研究生物大分子、微生物、胶体、纳米粒子、病毒、囊泡等在溶液或悬浮液中的行为. 本综述重点介绍稀溶液中静态光散射和动态光散射的历史、基本理论和实验技巧. 对于浓溶液适用的交叉相关技术和扩散波谱技术以及固体光散射也做简要介绍. 为了帮助初学者更好地理解并掌握光散射技术，综述的最后介绍了4个应用实例：动、静态光散射相结合跟踪研究线团到密实球的转变过程，光散射确定超支化分子的标度关系，时间可分辨的光散射来剖析聚合诱导胶束化的机理，以及去偏振动态光散射研究纳米粒子在生物介质中的聚集行为.AbstractLaser light scattering (LLS), which includes static light scattering (SLS) and dynamic light scattering (DLS), has been widely applied in characterization of polymer samples in dilute solutions. SLS measures the angular dependence of the excess scattered intensity, from which the weight average molecular weight, radius of gyration, and second viral coefficient are obtained. DLS measures the intensity-intensity time correlation functions, from which the hydrodynamic radius and size distribution are obtained. The combination of SLS and DLS enables information on chain conformation. Beside synthetic polymers, LLS is also suitable for the solutions and suspensions of biopolymers, microbial, colloids, nanoparticles, virus, and vesicles. The history, theory, and experimental techniques of SLS and DLS specific for dilute solutions are summarized. In recent years, the cross-correlation techniques, diffusing wave spectroscopy, and other related techniques have been developed to expand LLS to study samples in semi-dilute and even concentrated solutions. These techniques, as well as solid light scattering, are also briefly introduced in this review. In the last, we provide four typical examples of light scattering experiments: the coil-to-globule transition as studied by the combination of SLS and DLS, the scaling of hyperbranched polymers as determined by LLS, the polymerization-induced micellization process as monitored by time-resolved LLS, and the aggregation of nanoparticles in biological media as investigated by depolarized DLS.关键词光散射  高分子表征  分子量  回转半径  相关函数KeywordsLaser light scattering  Polymer characterization  Molecular weight  Radius of gyration  Correlation function 1光散射技术的发展简史人们对光散射的认识最早可以追溯到1869年著名的丁达尔(Tyndall)凝胶散射实验. 1871年，瑞利对空气中的光散射现象进行了理论研究[1]，推导出了球形粒子的散射公式，解释了晴空蓝和夕阳红的成因[2]. 之后，德拜(Debye)和甘(Gans)分别把瑞利的散射理论拓展到了非球形粒子[3] 和大尺寸的粒子[4]，完善了气体中粒子的光散射理论.在液体等凝聚相(condensed phase)中，散射强度的实测值通常比瑞利理论的预测值小一个数量级以上，这是由散射波的相消干涉造成的. 针对这种现象，斯莫鲁霍夫斯基(Smoluchowski)和爱因斯坦(Einstein)[5]从密度涨落的角度出发，提出了光散射的涨落理论(fluctuation theory of light scattering)，极大地拓展了光散射的应用范围. 1940年前后，德拜和齐姆(Zimm)将涨落理论与溶液中的高分子表征相结合，实现了光散射对高分子的分子量、分子尺寸、分子形状和分子间相互作用的测量[6].静态光散射(static lightscattering, SLS)也称为弹性光散射，是指不考虑散射波长(或能量)变化的光散射. 1914年，布里渊(Brillouin)预测固体中热声波的散射光频率会出现双峰分布，后被实验所证实，从而开启了人们对准弹性光散射，即动态光散射(dynamic light scattering, DLS)的研究. 由于对光源单色性的苛求，动态光散射技术直到1960年前后激光光源趋于成熟之后，才得到了较好的发展. 1964年，佩科拉(Pecora)[7]利用高分子溶液中散射光的频率变化，计算出了高分子的扩散系数，并得到了高分子的流体力学半径、链柔顺性等信息.当溶液中粒子的浓度增加到一定程度时，就会发生多重散射，即散射光再次或多次与粒子发生作用. 这种浓度下溶液的光散射理论较为复杂. 近年来，科学家们针对这类体系设计了许多特殊的方法或仪器，如折射率匹配法(1991年)[8]，微样品池法(1998年)[9,10]、光纤准弹性散射法(fiber optical quasi elastic light scattering, FOQELS，1991年)[11,12]、时间交叉相关法(1981年)[13]、3D交叉相关法(1999年)[14]、互相关法(1997年)[15]等. 2006年，得益于电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)以及计算机的发展，基于光斑(speckles)的互相关法得到了实质性发展[16]，得以对亚浓溶液或浓溶液进行较为深入的研究. 当溶液体系达到浑浊状态时，极其严重的多重散射使得光在体系中的行进可以按扩散过程来处理，扩散波谱(diffusing wave spectroscopy, DWS)理论应运而生[17]，基于该理论的技术可适用于多种不同的浑浊体系.固体介质中也存在光散射现象，但在原理和应用等方面与溶液中的光散射都有很大差别. 固体中很容易产生严重的多重散射，且固体表界面的强烈散射常会对内部的散射造成严重干扰，这些都使得固体的光散射结果难以解读. 早在1922年，布里渊[18]就用光散射对固体振动进行了研究，但这不是严格意义的弹性光散射. 1960年斯坦因(Stein)[19]优化了垂直偏振光散射方法，极大地简化了散射结果，使得固体光散射在测定聚合物的链取向和晶体结构的研究中得到广泛应用[20,21].2光散射原理2.1气体光散射光的本质是电磁波，含有周期变化的电场E. 原子或分子在电场作用下会发生极化，强度与极化率α相关. 原子在周期性变化的电场中会被周期性地极化，从而转变为一个次级光源，向周围发射同频率的电磁波，即散射光(图1).Fig. 1Scattered light generated by a scatterer as it is induced to be an oscillating dipole in the incident beam. θ is the scattering angle, and the inset shows the angular dependence of the scattered light from small particles, such as atoms or molecules. The polarization of incident beam is not considered.单原子产生的散射光强Is由原子的极化率α和入射光波长λ决定. 另外，在空间某点测定的散射光强还与观测点到散射点的距离r有关. 1871年，瑞利推导出如下的散射公式：其中I0为入射光强度. 单个原子、分子和粒子在空气中的散射光强都可以用公式(1)描述. 对于多粒子体系，可表示为体积V中存在N个散射粒子，如果粒子尺寸小(半径小于入射光波长的1/20)，且数目较少，粒子之间的散射光不发生干涉，散射光强可表示为：公式(2)表明，散射光强度与波长的4次方成反比，波长短的蓝色光的散射明显强于波长更长的红色光，因此天空在阳光的照耀下显示为蓝色.2.2溶液光散射光散射技术在溶液体系中具有非常广泛的应用. 在稀溶液中，利用静态光散射技术能够测定散射粒子的绝对分子量M、回转半径Rg、第二维里(Virial)系数A2等信息；利用动态光散射技术能够测定散射粒子的流体力学半径Rh及其分布等信息. 光散射技术在亚浓溶液或浓溶液中也发挥了重要作用，但该类体系中的多重散射使得散射理论变得十分复杂. 本文重点介绍稀溶液中的光散射理论，对非稀溶液体系的散射理论只做简要介绍.2.2.1稀溶液中的静态光散射在稀溶液中，根据Clausius-Mossoti公式，可将难以测量的极化率α转化容易测量的折光指数n：其中n0是纯溶剂的折光指数，M为粒子的绝对分子量，NA为阿伏伽德罗(Avogadro)常数，c (=MN/VNA)为质量浓度. 值得一提的是dn/dc， 即溶液折光指数n对溶液质量浓度c的导数，称为折光指数增量，可以用专有仪器测定，或是从相关手册[22]中查到. 当dn/dc = 0时，预示体系中测不到反映溶质结构信息的光散射信号.对于dn/dc ≠0的单组分体系，将公式(3)代入(2)中，可得到瑞利散射公式：其中H称为光学常数，R为瑞利比.忽略由溶剂自身密度涨落引起的散射. 根据涨落理论，散射光强I仅与光学常数H、质量浓度c和渗透压π相关，并遵循如下的关系式：根据van’t Hoff关系式：其中，M为溶液中粒子的绝对分子质量，A2为第二维里系数，用来定量描述溶剂-溶质之间的相互作用. 将公式(6)代入(5)中，可以得到：式(7)中只有2个未知数M和A2. 理论上只要测量2个不同浓度溶液的散射光强I，就可以计算得到粒子的绝对分子量M和第二维里系数A2. 但是，由于每一台光散射仪的探测器面积和探测器到样品的距离都可能不同，激光束的粗细和样品池的大小也可能存在差异，因此对于同一个样品，每台光散射仪得到的信号都可能是不同的. 仪器测得的光强，必须要转化为绝对散射光强，才可以进行下一步的计算. 在实际操作中，常用瑞利比R代替I，并考虑以下这些影响因素：第一步，偏振校正. 取决于样品的性质，散射光的偏振方向会发生变化，且会影响散射光强的大小. 偏振的校正较复杂[23]. 目前绝大多数光散射仪均使用了VV偏振散射设计，即入射光与观测的散射光都是垂直(vertical)偏振的，相应的散射光强标记为Rvv.第二步，散射体积校正. 常见的散射仪器一般用小孔和狭缝来限制检测器接收的散射光. 激光束中被小孔或狭缝截留的光路在空间中所占的体积称为散射体积(图2). 对于同一个体系，散射体积越大，测得的散射光越强. 在激光光束和小孔或狭缝固定的情况下，散射体积与散射角θ (入射光矢量与散射光矢量的夹角)存在sinθ的定量关系. 因此在静态光散射实验中，在θ角测定的散射光强需要进行sinθ的校正.Fig. 2Geometry of a typical laser light scattering setup (top view).第三步，净剩光强校正. 公式(7)中的光强是散射粒子自身的光强，在溶液中又称净剩光强，即溶液的散射光强Isolution减去溶剂的散射光强Isolvent.在实验中，以瑞利比Rvv已知的标准溶剂为参照，在同一台散射仪器上进行样品的测量是最常用的做法. 例如温度为T时，样品在θ角的瑞利比RTθ 通过以下公式得到：其中ITθ、RTθ、nT为样品在温度T下的净剩光强、瑞利比和折光指数，I25θ,standard、R25θ,standard和n25standard分别为标准溶剂在25 oC的散射光强、瑞利比和折光指数，也可以选用其他温度的配套数值. 当样品溶液和标准试剂的折光指数不同时，也需要进行校正. 狭缝和小孔所对应的指数分别为1和2. 甲苯是目前最常用的标准试剂，25 °C和632.8 nm波长下的瑞利比为8.70×10-6 cm-1. 甲苯与苯在不同波长和温度下的瑞利比可以从参考文献中查阅[24,25].将散射光强用瑞利比表示后，公式(7)可改写为：公式(9)适用于描述小粒子(尺寸小于波长的1/20)在溶液中的散射行为. 通常测量多个浓度下的Rvv值，将Hc/Rvv对c作图，从拟合直线的截距和斜率中分别求得M和A2值.当高分子的尺寸较大时，同一高分子内部不同重复单元的散射光会发生干涉现象，从而导致散射光强出现了散射角度的依赖性(图3). 从光强角度依赖性数据可以反推粒子的尺寸和形状. 具体做法是在公式(9)的基础上，引入与散射角度相关的形状因子(form factor)P，其中包含了粒子的尺寸和结构信息.Fig. 3Interference pattern of light scattered from two segments in a large particle or polymer chain. The inset shows the angular dependence of the scattered light.在光散射中，习惯上使用散射矢量q表示散射角. 散射矢量q定义为散射光波矢量与入射光波矢量的差. q与散射角度θ之间的数值关系为[24]：由式(10)可知，散射矢量q的单位为长度的倒数. 在波长和溶液体系固定的前提下，q是由散射角θ决定的变量，此时形状因子可相应地记为P(q). 经P(q)修正后的散射光强公式为[23]：对于小粒子而言，P(q) = 1，与散射角度无关.用回转半径Rg来描述高分子的尺寸，当qRg 1时，不同形状粒子的P(q)存在较大差别[23,26].回转半径为Rg的无规高分子线团：半径为R的均匀实心球：半径为R的空心薄球壳：半径为R的薄圆盘：其中J1为一阶贝塞尔函数.长度为L的细圆柱：其中Si(x)为sinus积分函数：通过测定待研究体系的形状因子P(q)，并与标准体系进行对比，就能够判断粒子的构象并确定其特征尺寸参数. 当体系浓度足够小，2A2c一项相对于1/MP(q)可以忽略时，公式(11)可转化为：即：在公式(22)中，M/Hc是与散射角θ或散射矢量q无关的量. 因此，测定各个散射角度下的Rvv，用零角度的数值归一化，再对q作图就得到了P(q)曲线. 为了提高用P(q)确定体系构象的准确性，尽量选用窄分布的样品，并在测定时覆盖尽可能宽的散射角度.利用静态光散射来测定共聚物比均聚物要复杂很多. 由公式(4)可知，决定体系散射性能及强度的内在因素是dn/dc. 共聚物等体系包含有2种或2种以上的组分. 当这些组分的(dn/dc)不同时，散射方程将急剧地复杂化. 以AB两嵌段共聚物为例，体系总的(dn/dc)AB = wA(dn/d

中山大学电子与信息工程学院、光电材料与技术国家重点实验室的李朝晖、沈乐成团队提出了一种可在强散射动态活体内实现光学聚焦的波前整形技术。该技术结合时间反演超声编码原理，能够在相机单次曝光的条件下实现散射光场的重新聚焦，平均单模式调控时间可降低至29 ns。该团队利用该系统成功演示了穿透约5.1 mm厚度的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程。该工作以“High-speed single-exposure time-reversed ultrasonically-encoded (TRUE) optical focusing inside dynamic scattering media”为题发表在了Science Advances。在生物光子学中，光在散射组织内的聚焦能力对于光学成像、光学控制以及光学治疗等领域具有至关重要的意义。然而，生物组织中折射率的不均匀性会造成光的散射，导致光在生物软组织内的聚焦深度被限制在了约1毫米左右。为了解决这一难题，波前整形技术通过空间光调制器等器件对入射光场进行相位预补偿，结合超声引导星在生物组织内提供的对比度机制，能够克服散射效应实现组织内的光学聚焦。然而，生物活体存在的呼吸、血流、心跳等动态生理过程限制了波前整形系统的有效调控时间窗口。因此，缩短整形系统中的平均单模式调控时间，对于面向生物活体应用的波前整形技术极为迫切。针对上述难题，该研究团队设计了一种可对抗动态活体散射的高速波前整形系统，如图1所示。该系统利用聚焦的超声波作为引导星，同时通过在空间光调制器上预加载四进制相位编码掩模，使得相机只需要单次曝光便可以通过高效的算法完成相位的准确提取。此外，该系统利用GPU对数据进行并行处理，使得对于具有百万像素的相位重构时间缩短至1.3 ms。通过上述技术，所研发的高速波形整形系统能够在8.1 ms内完成5.2×105个有效空间模式的完整调控，平均单模式调控时间约为29ns，较之前最快的系统提升了3倍多。图1 (A) 可对抗动态活体散射的高速波前整形系统示意图；(B) 待测散射光场散斑图； (C) 四进制相位编码掩模； (D) 重建后的相位图。 通过该系统，研究人员成功演示了穿透约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的动态聚焦过程（图2）。该工作展示了高速单次曝光的动态散射介质内部光聚焦系统在生物活体内部聚焦时的优越性能，为波前整形技术在活体生物组织的生物医学应用迈出了重要一步。 图2（A）系统在约5.1 mm厚的活体成年斑马鱼的聚焦演示实验；（B）相机拍摄到的内部焦点。

主讲人：Vincent Hsieh, Ph.D. （美国Wyatt公司，Senior scientist） 时间：2012/02/15（星期三） 下午14:00 地址：中国科学院微生物研究所A203室 主要内容： Introduction to light scattering (LS): Dynamic LS A brief history of LS and Wyatt Technology Corp. Basic DLS theory 简要介绍动态光散射技术原理 DLS: NanoStar & PlateReader 动态光散射介绍 （包括高通量动态光散射介绍）及其在蛋白上的应用 MUBIU&zeta & DLS 大分子迁移率与DLS技术在生物大分子中的应用 Conclusions & Questions 联系人：Wyatt北京代表处 兰先生 010-82292806

什么是DLS动态光散射技术？NanoTemper Technology动态光散射（DLS）是一种强大的技术，是一种测量颗粒大小、低聚化和分散性，以及环境变化（如药物偶联物的添加或储存缓冲液的变化）对它们的影响的方法。可提供有关生物制剂制备物的纯度和聚集状态的信息，并增加对候选物稳定性的更深入了解。提问 DLS技术能提供生物制品的哪些信息1粒径2样品质量3自相互作用无论是早期阶段的目标蛋白分离还是临床前的药物制剂，DLS技术对于生物制品研发流程的每一个阶段都可提供重要价值。DLS技术可轻松提供额外的稳定性参数，并与其他稳定性分析方法同时进行，无需额外的时间或材料要求。将DLS信息添加到稳定性评估中会发现其他技术遗漏的细节，因此，可以在早期开发阶段缩小最终候选生物制剂的挑选范围。在实验工作中，生物制品研发人员通常需要面对的是非常复杂的分子，而在漫长的研发流程中样品稳定性、质量和功能都十分重要。通过DLS技术，使研究人员能够仅从这一种方法中就获取以上所有信息，它可以分析候选药物在应对一系列环境变化时的表现，而了解这些药物在应对变化时的表现对于生物制品的工作流程至关重要。这其中包括了从确定哪些药物值得开发，到提高药物质量以实现规模化生产和交付。无论是异构体筛选、制剂、放大生产还是储存及有效性分析阶段，因此，DLS技术在生物制品研发流程的每个阶段都是极具价值的工具。https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104108/down_1145387.htm阅读DLS技术指南电子书，了解其工作原理，以及它如何帮助您优化候选药物的筛选过程。我们介绍了在整个生物制药流程中，DLS技术如何帮助您改善每一个决策，同时也提供了一些设计DLS实验的实用技巧。在本书中，您将了解到：1什么是生物制品，它们为什么如此重要？2DLS技术如何提供您的样品相关的数据信息，这些数据的含义是什么？3设计您自己的DLS实验时的一些小提示和注意事项愿景 关于NanoTemperNanoTemper公司的使命是为科研人员创造强大的生物物理学工具，以解决表征中最具挑战性的难题。我们非常兴奋能够同致力于改变世界的药物研发或与基础研究科学家合作，为实现公司愿景-创造一个任何疾病都可以被治疗的世界而不断前行。如果您在亲和力筛选、分子相作、蛋白稳定性或蛋白生产等方面遇到挑战，欢迎随时联系我们。

我应是1987年参加光散射会议的，记得那一次是在昆明举行。当时，我在科学院化学所，我并没有实际到会，是我的研究生去参加的。学生回来后和我说，科学院物理所的张鹏翔老师在会上介绍了我，说我是从美国回国的，并提名我做专业委员会的副主任（1987-2001）。光散射专业委员会（包括会议）早期的运作，会议的组织，张鹏翔老师的付出最多，贡献也大。这些年来，很可惜，张老师生病了，有多年没能参加光散射会议。北大的张树霖老师也对光散射专业委员会付出过很多精力，记得《光散射学报》的封面刊名，就是张老师去请在台湾的吴大猷先生题写的。为着《光散射学报》能入核心期刊，张树霖老师付出了很大的努力，终于成功。此外，2000年时，国际拉曼光谱会议（ICORS）能在北京举行，张老师的努力是最主要的因素。张老师待人细致，当时科研的经费很少，他便费心去争取经费以让资深的老师，包括退休的，也尽可能来参加两年一次的光散射会议。在那期间的90年代， 我也曾任了几届《光散射学报》的主编(1995-2001)。同时，搭档的是四川大学的杨经国老师。非常令人吃惊的是在2007年，就听说他突然去世了。1993年，我离开台湾多年后，第一次返台。在台期间，见到一位在台湾亚洲化学公司做顾问的同学，这位同学热心引荐我去见该公司的董事长衣复恩。衣复恩先生曾服役台湾的空军，还是多年给蒋开座机的。那时，台湾退下来的高层军方人士都会去大公司任职，衣先生也不例外。衣先生人很豪爽，见我从北京来的，就说他有什么可以帮助的。大家知道90年代，大陆的经济情况比台湾还差很多。我就随口说，请衣先生的基金会能给《光散射学报》赞助经费。衣先生当场答应每年给2万元人民币。我回北京后，他的秘书也确实汇了2万元给《光散射学报》。这个事情，虽然以后因两岸关系的变动，而没有持续，但回忆起来，还是很感谢台湾的同学和衣先生。 我应是国内早期关注拉曼旋光的。80-90年代，国外也开始了这个领域的工作有几年了，如英国的Barron, Buckingham和美国的Nafie 教授。那时，我也曾想到傅里叶拉曼的工作。国内，那时的支持条件很拮据，探索性的工作，包括实验和仪器的开发，需要持久的坚持，这在当时是很难做到的，这是客观条件的限制。现在回想起来，我也把问题想的简单了，对困难的估计不足。固然，这些实验的工作没能坚持下去是有些可惜（也就在这段时期，我开始接触用非线性/混沌的角度来研究分子高激发振动态的领域），但凡事，付出了，总不会白流，会有收获的。这段时间的积累，也为我在2010年后的拉曼旋光工作奠定了基础。80年代，国外兴表面增强拉曼的工作。那时，国门开放不久，大家也开始做此领域的工作。表面增强拉曼的工作启发了我对系统研究拉曼峰强问题的关注。以后我为此提出了一个普适性的研究方法。这个方法在2006年让我们了解了隐藏在拉曼峰强中的拉曼虚态的电子激发的信息，并且在2011年以后的这几年，经过从90年代以来，近10多年的延宕后，在和王培杰、沈红霞老师的合作下，让我又重新开启了拉曼旋光的工作。我很高兴，这些研究的成果，均已总结成书，由科学出版社和World Scientific 出版。 “光散射”顾名思义，重在实验的手段，而工作的对象则可以是原子，分子，固体，等等。 目前的“光散射”手段主要集中在拉曼，还有Brillouin散射 。国外的光谱研究，包括会议的名称，经常把“光谱”和“分子结构”摆在一起，这样就更明确了研究的对象。强调这样的内容，是有助于谱学界的兼容物理和化学的领域，以及二者的相互促进和提升。而在我国，这似乎成了两张“皮”，搞物理的“光散射”和搞化学/分析的“分子光谱”。做物理的“光散射”多了解化学，有助于扩大视野，而做“分子光谱”的多些物理的概念，则有助于提高研究的层次，这是显然的。这样的扩大当有助于丰富“光散射”领域的内涵。 我在美国念研究生学业时，系的门口有张大牌子，牌子的最底下一行罗列着系里的老师们，往上的第二层罗列着这些老师们的博士指导老师，再上的一层罗列着这些博士指导老师们的老师。这样层层而上，最后就上溯到英国的牛顿或者德国的莱布尼兹等人。这张牌子予人印象深刻，一是表示不忘传统，一代一代人的接力；二是表示科学的发展，强调学生的发展总要不同于老师的。现在的环境，要求人们多出文章，多引用因子。这背后隐藏着“众人围火，相互取暖”，而缺少创新，持续发展的倾向。我们更应该鼓励年轻的学者，背离老师，开创新方向的作为。最后，引人担心的是，SCI,引用因子的标准，几乎摧毁了如“光散射学报”这类的国内期刊。科学无国界，但现实的世界告诉我们，科学必须在中国生根，因此也需要深耕于中国土壤中的期刊。我们寄望，即便再困难，从长远的角度看，也要维护这个学报的生存和发展。值此光散射专业委员会和会议成立40周年之际，写上这几句，有回忆过去的事情，有顾往过去的经历，也有算是对未来的建言，谨供同行们参考，指正。 （作者：清华大学物理系 吴国祯教授，2021年11月5日）

仪器信息网讯 2023年9月23日，由中国物理学会光散射专业委员会主办、河南大学承办、陕西师范大学协办的第二十二届全国光散射学术会议在河南开封召开。此次会议邀请了国内外光散射，以及相关光谱原理和技术领域的诸多知名专家学者，共同探讨光散射领域的最新研究成果和发展趋势，吸引了近500人注册参会。值得一提的是，为了解决科研和实际应用中的难题，多位专家在仪器技术开发方面做了系列探索，并产出了相关的成果，吸引参会代表关注。部分报告内容分享如下：中国科学院半导体研究所 谭平恒研究员《显微共焦拉曼光谱模块及其应用》现场仪器展示：显微共焦拉曼光谱模块鉴于市场上显微共焦拉曼光谱仪的昂贵价格，是否能设计一套显微共焦拉曼光谱测量模块，可与任何光谱仪耦合成一套成本低、操作简便、光路布置合理以及后期升级方便的多功能显微共焦光谱仪是众多研究者迫切盼望的事情。22日的会前特邀讲座环节，中国科学院半导体研究所谭平恒研究员分享了其课题组的仪器成果，并在会议同期做了仪器展示。据介绍，在近25年拉曼光谱研究经验基础上，谭平恒研究员的课题组成功研制了显微共焦光谱测量模块，连续多年入选《中国科学院自主研制科学仪器》产品名录，可以实现从拉曼光谱仪到布里渊光谱仪耦合，从高信号透过率到低波数信号测量，从近红外激光到深紫外激光激发，从光栅光谱仪到光纤光谱仪耦合，从高温热台到极低温恒温器应用，从光谱多信号出口到高性价比多功能集成与升级方案，从实验室照明状态下调试和测试到超低背景噪声光谱实现等功能。中国科学院上海微系统与信息技术研究所 陈昌研究员《芯片级拉曼光谱仪的机遇与挑战》微型拉曼光谱仪使拉曼技术在更广泛的无损快速检测场景中得以应用。陈昌研究员在报告中从原理、小型化、应用等方面对色散型光栅光谱仪、迈克尔逊干涉光谱仪、空间外差干涉光谱仪等的优缺点进行了分析，并详细介绍了微型化、高性能拉曼光谱仪面临的挑战，包括高通量、高光谱分辨率等。为了攻克难题，陈昌研究员的实验室汇聚了8大类30多台拉曼光谱仪。经过课题攻关 ，其课题组开发了芯片级的空间外差拉曼光谱仪。据介绍，该产品核心部件轻于1克，实现了若干个物质的拉曼光谱重构。北京理工大学 崔晗教授《激光空间偏移/差动共焦拉曼光谱技术及应用》传统拉曼光谱技术的探测深度只有几百微米，仅可用于样品表层信息的探测，而空间偏移拉曼光谱(SORS)技术通过收集离激发光轴有一定偏移量的轴外拉曼光谱，可实现样品内部深层信息的探测。北京理工大学崔晗教授课题组提出了一种将空间偏移拉曼光谱技术与空间外差光谱技术(SHS)相结合的空间偏移外差拉曼光谱(SHORS)的方法，以对现有空间偏移拉曼光谱技术的性能进行改善。与采用光栅色散型光谱仪的空间偏移拉曼光谱技术相比，空间偏移外差拉曼光谱技术将系统的灵敏度提高了约一个数量级，为其在生物医学、地质考古等领域的进一步应用提供了技术途径。不仅如此，该课题组还基于差动共焦定焦技术构建了系列差动共焦拉曼光谱仪，实现了微区三维几何形貌和光谱信息的同步原位探测，提高了系统定焦能力，改善了系统抗漂移能力。除了以上的报告之外，还有很多老师分享了在拉曼光谱仪器技术、方法开发方面所做的系列工作，如力学拉曼光谱、紫外共振拉曼光谱、原位高温拉曼光谱、时间门控拉曼光谱等。24日，雷尼绍、牛津仪器、赛默飞、天美仪拓、光谱时代、HORIBA、长光辰英、鉴知技术等仪器企业也将分享最新的产品和技术。为期3天的报告还在继续，相关的新技术新成果精彩纷呈，鉴于篇幅的原因不能一一描述，仪器信息网也将给大家持续分享会议的精彩内容，敬请期待！

由于运用光散射参数的组合不同，形成了众多基于散射的颗粒粒径测量理论，米氏散射理论，夫朗和费衍射，衍射式散射，全散射，角散射等，不同理论的运用形成了多种粒度测试仪器共存的现状。 　　米氏理论是对均质的球形颗粒在平行单色光照射下的电磁方程的精确解，它适用于一切大小和不同折射率的球形颗粒。而夫朗和费衍射理论只是经典米氏理论的一个近似或一个特例，仅当颗粒直径与入射光波长相比很大时才能适用。这就决定了基于夫朗和费衍射理论的激光粒度仪的测量下限不能很小。正因如此，应用经典米氏散射理论的激光粒度仪以其适用范围广，在小粒径范围测量的极高精度，受到了广泛认可。

今年恰逢第一届全国光散射大会召开和物理学会光散射专业委员会成立四十周年。作为在光散射这个大家庭中成长起来的我，不免思绪万千，成长之路一遍遍在眼前浮现。一、初入光散射研究1998年6月，我从陕西师范大学光学专业硕士毕业回到楚雄师范专科学校，当时我们学校科研基础条件很差，我的导师介绍我认识了刚从德国马普研究所回国的张鹏翔老师。张老师是由当时的云南工业大学（现昆明理工大学）引进的高端人才，学校为他购买了雷尼绍的显微拉曼光谱仪。张老师热情的邀请我到他的实验室去做实验，经过简单的仪器操作培训后，我便正式上岗了。我事先设计好实验方案，利用节假日，爱人陪着我从楚雄坐长途车，带着在楚雄准备好的去离子水、器皿、试剂等到昆明做试验。张老师很放心的把实验室的钥匙交给了我！因为时间很紧，经常一天在实验室工作十几个小时，爱人在实验室的外间配制待测样品，我在里间进行测试，碰到异常的情况，我们会停下来，讨论一下。为节约开支，每次到昆明都入住在10元一个床位的小旅社（至今还记得，叫做小龙旅社）。正是在这样艰苦的条件下，我和爱人一起研制了能长期保存且具有高拉曼活性的纳米银胶体，为表面增强拉曼的实用奠定了良好的基础，该纳米银溶胶获得了专利授权。发表了论文12篇，其中SCI收录4篇。其中论文《纳米银的形貌对VB2和YDDS表面增强拉曼散射的影响》是我第一次在光散射学报上发表的论文，激动的心情不可言状。从此与光散射学报结下了不解之缘。这一系列工作，我也因此于2002年破格晋升为教授。2002年破格晋升教授后，在张鹏翔老师的鼓励下，我积极申报国家留学基金并获得资助，于2003年11月前往加拿大温莎大学访学一年，师从北美有名的光谱专家Aroca教授，经过留学自己的科研能力得到了很大的提高。1999年8月2号-8月7日，第十届全国光散射学术会议在吉林大学召开，我自费参加了这次大会。在大会上聆听了一些大家的报告，也深深的感受到了来自于光散射这个大家庭的温暖，我心里暗下决心克服一切困难每次都要参会。二、团队建设2005年，我入选了云南省中青年学术技术后备人才，有了经费继续拉曼光谱及表面增强拉曼光谱的研究。2007年12月22日-23日，为促进云南光散射事业的发展，张鹏翔老师在昆明理工大学开办了第四届昆明拉曼讲习班，我组织所有自愿报名参加第四届昆明拉曼讲习班的我系15名教师，前往昆明参加培训，有幸聆听了张鹏翔、徐红星、谭平恒等老师的报告。培训回来后要求教师写出科研计划，对有思路、肯吃苦的教师进行重点培养，帮助他们修改论文，完善方案，初步形成了一个光谱研究的团队。2009年6月27-29日在李灿老师及刘玉龙老师的支持下，第15届光散射年会审稿会暨全国光谱研讨会在楚雄师范学院召开，全国各地的专家学者都来到了楚雄师范学院，云南省有好多高校的老师也前来参会，该会议进一步促进了云南省光散射事业的发展。2015年，徐蔚青老师、任斌老师分别接收了楚雄师院的两位进修老师，他们进修回来后，我们的研究力量得到了进一步加强。三、平台建设2005年，我入选上了云南省中青年学术技术带头人后备人才，在云南省科技厅及学校的支持下，我们购买了一台20万便携式拉曼光谱仪，科研实验室的仪器设备等固定资产到了80万元。2007年实验室入选了省高校重点实验室培育基地。2011年在云南教育厅的支持下、在学校党委和行政领导的大力支持下、在学科组的共同努力下，重点实验室培育基地通过了云南省教育厅的验收，正式批准为云南省高校分子光谱重点实验室，对实验室又有了投入，购置了显微拉曼光谱仪、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计等光谱设备。这个实验室也成为了楚雄师范学院广大教师开展科研的一个良好平台。经过多年努力，一个知识结构、年龄层次合理，具备独立开展光谱学研究的团队已经形成，团队的老师都有了至少主持一项省部级课题的经历，共主持了省部级课题十五项。得益于光散射这个大家庭里很多老师的支持，团队还主持完成了三项国家自然科学基金（地区基金）。与此同时，团队的科研工作也获得了丰硕的成果：获国家发明专利3项，近五年发表论文60多篇，有21篇被SCI、EI收录；获得云南省2005年度、2014年度科学技术（自然科学类）三等奖；本人也先后获得学校“师德标兵”、“云南省三八红旗手”、“云南省有突出贡献的专业技术人才”、“楚雄州十大创新人才”、“全国模范教师”、“ 云南省优秀共产党员”等荣誉。一路走来，我们所做出的点点成绩都离不开光散射这个大家庭的关心支持，对所有关心支持过我们成长的老师们表示由衷的感谢！（作者：楚雄师范学院云南省高校分子光谱实验室 司民真教授）

p 　　生态环境部办公厅于近日发布了环境空气颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法(征求意见稿)。 /p p 　　本标准是对《环境空气颗粒物(PM10和 PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ 653-2013)的修订，修订的主要内容如下：& nbsp /p p 　　——术语定义中增加了“动态加热系统”、“挥发性补偿系统”和“实际状态”，并将本标准性能检测中颗粒物的浓度值由标准状态下浓度值修改为实际状态下浓度值 /p p 　　——系统组成中增加了系统应包括“动态加热系统”或“挥发性补偿系统”的要求， strong 删除了“方法原理”的要求 /strong /p p 　　——技术要求中增加了系统铭牌内容和切割器具有唯一性标识的要求，修订对数据显示、记录和输出功能要求，增加对参数的显示、记录和输出要求 /p p 　　——性能指标中增加了“检出限”、“断电影响测试”，调整和删除了部分性能指标， strong 适当加严“参比方法比对测试”性能指标要求 /strong ，将“切割器性能”、“加载测试”两项性能指标调整至功能要求，检测方法调整至资料性附录B。 /p p 　　——检测方法对应性能指标进行调整， strong 对“参比方法比对测试”的测试地点、测试程序等提出更加全面和具体的要求。 /strong /p p 　　 strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 对于删除了“方法原理”的要求，编制组解释为： /span /strong /p p 　　近年来颗粒物自动监测技术发展迅速，仪器测量方法也更趋精细化，目前在市场中常见的方法原理除β射线吸收法、微量振荡天平法、β射线吸收与光散射融合法之外，也涌现出越来越多的光散射原理监测设备。 /p p 　　对比不同原理间设备，β射线吸收法监测设备在我国监测网中的占有量最大，仪器成本较低，维护相对简单。微量振荡天平法与手工重量法的原理最为相似，使用历史久，测量精确度和准确度较好。光散射法监测设备可同时测量 PM10、PM2.5、PM1等多个参数，能避免倒挂问题的出现，且安全级别、维护成本、操作难度均有明显优势。 /p p 　　近年来，光散射法监测技术有了长足的进步，并分化成不同的技术路线，如浊度法-单波长-90° 光散射法、粒子数浓度法-单波长-120° 光散射法、粒子数浓度法-多波长宽光谱-90° 光散射法等，且有多型号产品通过了美国 EPA、欧洲 TUV 权威机构认证，在北美及欧洲监测网络中均得到应用，监测数据质量与其他原理不相上下。 /p p 　　本次修订过程中， strong 项目组在开展验证测试时，也加入了三款光散射法监测设备，测试结果表现良好，与同批β射线吸收法和微量振荡天平法处于同一水平。 /strong 因此，为促进监测技术进步，鼓励技术创新，并与国际市场接轨，本次修订删除了对仪器方法原理的要求。 /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 适当加严“参比方法比对测试”性能指标要求： /strong /span /p p 　　本次修订对于 PM2.5 和 PM10 比对测试中的 strong 斜率、截距和相关系数三项指标均有加严 /strong ，见表 9。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/637f7eb1-5ae4-4539-b0e0-54cf9df8df16.jpg" title=" 11.jpg" alt=" 11.jpg" / /p p 　　本标准 2013 年编制时，由于我国 PM2.5监测刚刚起步，缺少 PM2.5自动监测经验和仪器测试数据，因此主要参考了美国 EPA 法规 CFR-40-part-53：“AMBIENT AIR MONITORING REFERENCE AND EQUIVALENT METHODS”标准中的技术指标体系和检测方法。但由于我国 2012 年 PM2.5污染较为严重，浓度本底较高，并考虑到国产 PM2.5自动监测仪器研发和生产刚起步，性能水平较进口产品还有较大差距，在相应指标设置上，较美国适当放宽了要求。 /p p 　　近年来，随着环境空气质量显著改善，颗粒物浓度普遍降低，原有较为宽松的准确性考核尺度已难以满足当前越发严格的环境管理要求。因此，应结合以往检测数据，同时在全国范围内开展更为全面的验证测试，评估进一步加严指标的合理性和可行性， strong 达到整体提升颗粒物监测数据的准确度的目的。 /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 对“参比方法比对测试”的测试地点、测试程序等提出更加全面和具体的要求 /strong /span /p p 　　(1)测试地点要求：本标准中规定： /p p 　　对于 PM10监测仪，测试应在以下 2 个地区进行 2 次参比方法比对测试。a)北方地区，具有较高的 PM10浓度和较高半挥发性有机污染物 b)南方地区，具有较低的 PM10浓度和较高的相对湿度。 /p p 　　对于 PM2.5监测仪：测试应在以下至少 2 个地区进行不少于 4 次参比方法比对测试。a)北方地区，具有较高的 PM2.5 浓度和较高半挥发性有机污染物 b)南方地区，具有较低的 PM2.5浓度和较高的相对湿度 c)中部地区，具有较高的 PM2.5浓度和大幅度的环境温度变化 d) 西部地区，具有较高海拔和高风速环境条件 。 /p p 　　原标准中没有要求， strong 本次修订增加了对测试地点的要求 /strong 。 /p p 征求意见稿全文： img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" style=" vertical-align: middle margin-right: 2px " / a href=" https://img1.17img.cn/17img/files/202006/attachment/bbf92b00-b23f-4df7-b607-ac51b6a58aea.pdf" title=" 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法（征求意见稿）.pdf" style=" font-size: 12px color: rgb(0, 102, 204) " span style=" color: rgb(0, 102, 204) font-size: 16px " 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法（征求意见稿） /span .pdf /a /p p br/ /p

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2017年12月2-4日，第十九届全国光散射学术会议（CNCLS19）在广州中山大学召开。CNCLS19是由中国物理学会光散射专业委员会主办、中山大学承办、吉林大学协办。 /p p 　　2017年12月4日，CNCLS19进入了最后一天；4日下午，CNCLS19首先进行的大会报告环节。 /p p style=" text-align: center " img title=" Dongho Kim.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/4ac013ad-5ded-4dab-a86a-da3a9761176f.jpg" / /p p style=" text-align: center " Prof. Dongho Kim，Yonsei University, Korea /p p style=" text-align: center " 报告题目：Characterization of Exciton Dynamics in Functional π-Electronic Systems /p p style=" text-align: center " img title=" 王雪华2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/912d8741-9938-42a7-bbb0-2df0d5183064.jpg" / /p p style=" text-align: center " 王雪华教授，中山大学 /p p style=" text-align: center " 报告题目：量子光学极限下表面等离激元与物质强相互作用的调控 /p p style=" text-align: center " img title=" Wei Huang.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/9b7110af-0249-4c26-8f86-df61eb6d0b59.jpg" / /p p style=" text-align: center " Prof. Wei Huang，University of Oxford, UK /p p style=" text-align: center " 报告题目：Application of Raman Micro-spectroscopy to Single Cell Biology /p p 　　三个精彩的大会报告之后，CNCLS19也进入了闭幕时刻。 /p p style=" text-align: center " img title=" 闭幕式.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/450dee16-4ac1-4629-99ca-0cfb93148266.jpg" / /p p style=" text-align: center " CNCLS19闭幕式 /p p style=" text-align: center " img title=" 青年优秀论文奖.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/68f02530-e7cd-4c02-9f07-0ab010d5ae5b.jpg" / /p p style=" text-align: center " 青年优秀论文奖 /p p style=" text-align: center " img title=" 优秀墙报奖.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/80e0417e-10b9-4e48-85b6-af92172ec189.jpg" / /p p style=" text-align: center " img title=" 优秀墙报奖2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/0495b876-5fc4-4870-a372-cecf5e5e409e.jpg" / /p p style=" text-align: center " 优秀墙报奖 /p p 　　本次会议是一届成功的会议！李灿院士在致闭幕词的时候如此总结到。首先是因为此次会议展现出了我国光散射研究所呈现的一派繁荣景象。过去有段时间我国拉曼光谱研究90%左右的工作都集中于某种增强领域，而从此次会议的各种报告、论文可以看出，这一现象已经得到了很大改善，各方面的研究工作都有了展现，说明我国光散射领域走上了健康发展的道路之上。其次，除了基础研究之外，光散射各项“落地”的研究工作也渐渐丰富起来，此次会议上，将光散射技术用于生物医药、食品安全、环境等领域的研究工作所占比例非常之大。再者，在此次会议上出现了一些我国自主研发的拉曼光谱仪器以及关键部件，这方面的研究工作是我国拉曼光谱技术长期发展的基石。而李灿院士还高兴地说到，我国光散射研究非常之“敏感”，其研究工作紧跟科学技术大发展前沿，如二维、光电、新能源等材料的拉曼表征。而本次大会是一届开放的、国际化的学术会议，国外学者的报告数量多、质量也较高。 /p p 　　对于CNCLS19的主办方陈建教授及其同事和学生们的工作，李灿院士也给与高度评价，从会前的专家讲座、以及开幕式的惊艳，乃至到会议LOGO等细节，无不体现了主办方的“用心”。 /p p style=" text-align: center " img title=" Wolfgang Kiefer.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/299db003-bfd8-4d85-a135-09f936270039.jpg" / /p p style=" text-align: center " 国际著名拉曼光谱学专家德国的Wolfgang Kiefer教授致辞　　 /p p style=" text-align: center " img title=" 李灿2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/6da27ff9-c35c-4c5c-8b30-f1793f92c036.jpg" / /p p style=" text-align: center " 李灿院士致辞 /p p style=" text-align: center " img title=" 张树霖.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/b245bf86-f83c-4805-b0d2-b03e8d22d6e8.jpg" / /p p style=" text-align: center " 张树霖教授致辞 /p p style=" text-align: center " img title=" 陈建.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/224b5154-7584-4417-85fc-cd16132f2326.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中山大学陈建教授致辞 /p p style=" text-align: center " img title=" 组委会.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/dac57960-5098-4b55-8a5a-d13663048b94.jpg" / /p p style=" text-align: center " 组委会部分成员 /p p 　　陈建教授致辞对参会代表表示感谢，对会务组的辛勤付出表示感谢！ /p p style=" text-align: center " img title=" 姚建林.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/0166d45a-862f-4634-9e3d-6a88794f81b9.jpg" / /p p style=" text-align: center " 苏州大学姚建林教授介绍下届大会的具体情况 /p p style=" text-align: center " img title=" 姚建林与陈建.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/310f18d1-d22f-48f6-8ff8-34ba0fb1fcf6.jpg" / /p p style=" text-align: center " 姚建林教授与陈建教授交接 /p p style=" text-align: center " img title=" 姚建林与任斌.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/754d9454-7f86-40a2-97f7-b8db796e1aa0.jpg" / /p p style=" text-align: center " 姚建林教授与厦门大学任斌教授 /p p 　　第二十届全国光散射学术会议（CNCLS20）将于2019年由苏州大学和厦门大学联合举办。 /p p style=" text-align: center " img title=" 谭平恒2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/d087f057-5321-4db1-8993-4d943164a9b4.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中国科学院半导体研究所谭平恒教授做会议总结 /p p 　　至此，第十九届全国光散射学术会议(CNCLS19)成功结束。2019年让我们相约苏州再聚！ /p p span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 　　CNCLS19为期三天，注册参会人数450余人；共收到来自英国、德国、韩国、新加坡、港澳地区、国内90余家高校和科研院所的论文投稿300余篇，大会特邀报告6篇、分会邀请报告43篇、分会口头报告63篇、墙报160多篇；为了更好地交流，在大会报告环节之外，CNCLS19分为物理材料、表面增强拉曼、食品安全/生物医学/刑侦及其它等3个分会场进行邀请报告和口头报告，同时还专门设置了厂商技术交流报告分会场。 /span /p p & nbsp /p

2023年9月22日-26日，天美仪拓实验室设备（上海）有限公司（以下简称天美公司）携爱丁堡共聚焦显微拉曼光谱仪RM5/RMS1000赞助参加第二十二届全国光散射学术会议。此次会议由中国物理学会光散射专业委员会主办、河南大学承办、陕西师范大学协办。会议邀请了国内外光散射，以及相关光谱原理和技术领域的诸多知名专家，共同探讨光散射领域的最新研究成果和发展趋势，为拉曼光谱领域的研究学者提供了一个良好的交流平台。天美公司应邀作为赞助商之一，全程参加了此次会议。光散射学术会议是聚焦于光散射与相关光谱原理与技术等领域的学术交流盛会，每两年举办一次，到目前为止已经成功举办了21届。会议期间，天美公司还受邀进行会议报告，来自英国爱丁堡仪器公司的Matthew Berry为大家介绍《材料表征的多模式显微光谱技术：拉曼光谱及其它光谱技术应用》。首先讨论了拉曼光谱仪如何用于分析2D过渡金属二硫族化合物、表面增强拉曼散射-纳米结构材料、多晶型药物和矿物等样品。然后，将不同的光谱成像技术集成到拉曼光谱仪中，如二次谐波、双光子荧光、荧光寿命成像和电致发光，用于分析生物组织、钙钛矿太阳能电池和有机发光二极管等材料。在会议间隙，专家及学者们莅临天美公司展台，进一步了解天美旗下爱丁堡共聚焦显微拉曼光谱仪RM5/RMS1000的新技术以及新应用；同时，现场针对爱丁堡仪器的老客户们提出的各类仪器使用问题进行解答。与会的专家及学者们，对爱丁堡仪器表示了认可。通过为期5天的会议，天美公司与各位专家及学者们进行了深入的交流，更加深了彼此的相互了解。天美公司作为仪器行业的知名供应商，将始终秉承助力科研领域的发展，一如既往的支持研究学者在光散射领域的创新研究，为广大用户提供更加优质的服务。

尊敬的用户： 您好！非常感谢您一直以来对美国怀雅特技术公司的支持，为了协助您更好的使用仪器开展工作，诚邀您参加2012年07月23日 -- 26日举办的光散射大学培训课程（LSU），现将具体安排通知如下： 一、培训时间 2012年7月23日 ~ 2012年07月26日，共计4天。 二、培训日程安排 日 期 培 训 内 容 07月23日 报 到 07月24日 1. 静态光散射技术； 2. 光散射基本理论与Zimm Plot； 3. dn/dc与Optilab T-rEX/RI/UV 7月25日 1. 光散射色谱联用技术（SEC-MALS）； 2. SEC-MALS实践； 3. 数据处理与分析 7月26日 1. 光散射色谱联用技术 -- 高级应用； 2. 动态光散射技术与应用； 3. 数据处理与分析 三、培训地点 北京 四、培训费用 3000.00元/人；（含培训费及资料；工作餐（中晚餐），3晚住宿费）；其他费用自理。 五、报名截止日期 2012年06月06日下午17：00（注：报名截止日期后将不再受理培训报名）； 六、联系人及联系方式 联系人：兰先生； Email：lanjing@wyatt.com.cn ； 电 话：010-82292806； 传 真：010-8229033 如您有意参加培训，敬请您于2012年06月06日17：00之前将回执单(LSU 下载)传真至010-82290337或者发送至lanjing@wyatt.com.cn，我们会根据回执单回复顺序安排培训，并电话与您取得联系。 其它培训：2012 羟乙基淀粉（HES）专题培训课程(最高60%折扣优惠)

p 　　近日，中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆逊散射仪。 /p p 　　今年5月，在“科大一环”磁约束聚变等离子体装置开展实验中，基于重复频率200赫兹、单脉冲能量5焦耳的激光脉冲，实现了小于5电子伏特的电子温度测量精度，电子温度安全预警时间间隔达5毫秒，所获得的预警时间是国际同类系统的一半，指标提高一倍。这标志着我国在该领域进入国际领先水平行列，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实基础。 /p p 　　据了解，在磁约束聚变反应装置工作过程中，偏滤器将承受巨大的能量泄放，需要对等离子体电子温度进行提前预警和实时反馈控制，实现脱靶而避免等离子体损伤器壁进而导致灾难性后果。基于高频高能激光的汤姆逊散射测量是精确测量等离子体电子温度的唯一可靠测量手段，激光的工作频率决定了温度预警的采样时间间隔，间隔越小系统预警越及时，装置运行安全系数越高。 /p p 　　受限于激光器能量和频率水平，我国以往等离子体温度诊断采用数十赫兹的低频激光器，采样间隔宽，遇到紧急情况无法及时预警，导致装置运行存在巨大风险。虽然采用多台低频率激光器合束技术可以满足预警时间间隔要求，但是这种方法可靠性大幅降低。欧洲和日本已经掌握了100赫兹工作频率的高能激光技术，预警时间间隔达到10毫秒，但这个预警时间间隔仍然较长，无法完全保证装置安全运行。 /p p 　　从2015年起，空天信息研究院联合中国科学院光电技术研究所和同济大学等单位历时3年时间，突破了高能量高光束质量激光传输与放大、激光相位共轭波前畸变校正、大口径/大尺寸激光放大模块、大功率脉冲激光驱动电源等关键技术，于2017年4月在国际上首次发布重复频率200赫兹、脉冲能量5焦耳、脉冲宽度6.6纳秒、光束质量1.7倍衍射极限的高频高能激光指标，将我国纳秒脉宽激光器的功率水平提高了1个数量级。研究团队研发出基本完善的工艺流程，核心器件/部件实现国产化，形成整机工程化制造能力。以200赫兹/5焦耳激光器为光源，中国科学技术大学攻克了大功率激光传输系统综合降噪、收集光学精准对焦、弱光信号探测提取等难题，成功地研制我国迄今精度最高的激光汤姆逊散射检测系统。 /p p 　　未来，研究团队将开展更高功率、更高频率激光器研发和更高精度的诊断实验，计划将激光器的工作频率提高至500赫兹，检测系统提供2毫秒的安全预警时间间隔和1电子伏特的电子温度测量精度，为下一代磁约束聚变装置安全运行提供高速预警手段。 /p p br/ /p

超高灵敏度探测和超高空间分辨率成像是所有光学探测和成像工具的终极奋斗目标，将二者结合起来将成为揭示微观世界物理和化学现象及其本源机理的强大武器。拉曼光谱通过光与分子的非弹性散射光谱信息揭示分子内部的转动和振动形态，是识别分子化学结构的有效手段，也是研究分子结构变化的重要工具，已经广泛应用于自然科学的各个领域。在过去的几十年里，科学家们一直致力于探索和开发各种方法，提高拉曼光谱探测的信号灵敏度和成像的空间分辨率，以实现更小基团乃至单个分子的化学识别成像这一宏伟的目标。 　　2013年，中国科学技术大学的董振超和侯建国研究团队利用基于STM技术的针尖增强拉曼光谱(TERS)，成功实现了分子尺度上亚纳米空间分辨率的单分子光学拉曼成像(Nature 498, 82-86, 2013)，该研究成果入选2013年度&ldquo 中国科学十大进展&rdquo 。然而传统的拉曼增强原理(Rev. Mod. Phys. 57, 783-826, 1985)难以解释实验上观察到的亚纳米空间分辨率的物理根源，因而对该实验的物理解释成了困惑学术界的一个亟待解决的难题。最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)光物理重点实验室研究员李志远带领博士生张超和陈宝琴，基于分子在TERS系统的纳米间隙(nanogap)中的自相互作用，提出了一种对传统的拉曼增强原理进行修正的方法，成功解释了利用TERS得到亚纳米空间分辨率拉曼成像的物理机制。在此基础上，发展了一套普遍适用于微纳光学结构的新拉曼散射理论。 　　实验中所用的TERS系统结构如图1a所示，尖端半径为25 nm的银探针距离银衬底2 nm。研究小组经过严格电磁场计算发现局域场强半高全宽为11 nm，也就是说，纳米间隙的电磁场&ldquo 热点&rdquo (hot spot)的光斑尺寸为10 nm左右。从物理直觉上来说，这么大的光斑是不可能揭示分子内部的化学结构的(要求分辨率小于1 nm)。根据传统的拉曼增强理论，基于纳米间隙表面等离激元(SPP)共振增强导致的拉曼信号增强因子为G=GEGR&asymp (E/E0)4，其中GE和GR分别是分子拉曼激发过程和辐射过程的增强因子(图2a和2c)。也就是说，实验中观察到的拉曼信号增强因子接近于局域场振幅增强E/E0的四次方，对应的拉曼信号成像的空间分辨率在10 nm左右，无法解释实验中观察到的亚纳米空间分辨率的现象。传统理论和实验观测结果存在巨大的鸿沟，意味着某些不为人知的物理机制在后面起关键的作用。 　　在解决这个疑难问题中，研究小组注意到在光和分子的相互作用中，除了拉曼散射(非弹性散射)，还普遍存在着瑞利散射(弹性散射)。但是自拉曼效应发现以来，在传统的拉曼散射理论，包括表面增强拉曼散射(SERS)和TERS理论中，瑞利散射均被认为对拉曼散射没有贡献，因而完全被忽略。在真空中或者其他普通环境的拉曼光谱测量中，这种想法是合理的。但是在如图1a所示的金属纳米间隙中，分子对入射光在拉曼激发过程产生的瑞利散射光，将与纳米间隙的SPP发生共振耦合，形成多重散射作用，使得电场的幅度明显提高，同时，空间局域化效应显著增强。另一方面，分子拉曼辐射过程所产生的拉曼信号，也将通过纳米间隙SPP与分子自身产生多重瑞利散射作用。考虑到分子在纳米尺度间隙中的这种多重瑞利散射的自相互作用，局域场与分子有很强的近场相互作用(图2b和2d)，因而需要对局域场做进一步的修正。在这一崭新的物理理解的基础上，基于严格的理论推导，研究小组获得了考虑分子自相互作用下修正的拉曼增强因子GS=GEGRGE,SGR,S&asymp g4(E/E0)4，其中GE,S&asymp g2和GR,S&asymp g2分别是在分子激发过程和辐射过程增强因子的修正因子，它与分子的大小、位置、指向，以及针尖与衬底的间隙等有密切关系。根据该理论对上述TERS系统进行了数值模拟，发现其局域场强半高全宽为1.3 nm(图1b)，对应拉曼信号成像空间分辨率到达1 nm，从而成功解释了TERS系统中亚纳米分辨率的物理机制。从物理上说，通过分子与纳米间隙的自相互作用(体现在g4因子上)，探针和分子的相对位置与分子拉曼信号的空间关联程度显著提高，入射光在纳米间隙中形成的&ldquo 热点&rdquo 将变成&ldquo 超级热点&rdquo (super-hot spot)，其光斑尺寸将从原始的10 nm量级缩小到1 nm量级。利用这样的光斑做拉曼光谱扫描成像，完全能够获得亚纳米的空间分辨率。 　　新的拉曼散射理论通过引进长期被学术界忽略的一个重要物理因素，即分子的瑞利散射，简单而有效地解释了单分子光学成像领域的一个非常重要，然而又令人十分困惑的实验观测结果。虽然在普通的环境中瑞利散射可以忽略，但是在当今以及历史上许许多多在微纳米尺度上开展的拉曼光谱探测实验，如SERS和TERS，该因素必须予以高度的重视。该理论及其在SERS和TERS上的应用，将有助于加深人们对纳米尺度上光与物质相互作用的理解，同时对于实现更高分辨率的拉曼成像技术以及更高灵敏度的拉曼光谱探测提供十分有益的思路。相关的理论工作发表在Journal of Physical Chemistry C 【Vol. 119, pp. 11858-11871 (2015)】上。 　　以上研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部和中科院项目的支持。 图1 未考虑和考虑分子自相互作用的纳米间隙中局域场强分布图 图2 未考虑和考虑分子自相互作用的纳米间隙中分子的拉曼散射原理示意图

2019年9月4日-6日，日本最大规模的分析仪器展JASIS 2019在东京幕张国际展览中心盛大开幕。展会为期三天，吸引来自全球各地的万余名观众参观出席。东曹公司近年来瞄准全球生物制药行业，针对性地上市了多款新品，均在本次展会上展出。 东曹海外市场部的今泉惠子女士接受了仪器信息网的采访，向观众介绍了本次参展的新品及公司未来发展的重点领域等内容。 JASIS上的东曹展台 东曹海外市场部今泉惠子女士接受仪器信息网采访 仪器信息网：此次展会，东曹展出了哪些新品或重要产品？它们有哪些创新之处？ 今泉惠子：这次展出了我司首台多角度光散射检测器LenS3。多角度光散射检测器与凝胶渗透色谱仪联用，可以用来测量合成聚合物、蛋白质、多糖等生物大分子的绝对分子量和分子尺寸。东曹公司开发的多角度光散射检测器LenS3，采用了独有的光学专利光路设计与计算方法，解决了其他同类产品无法检测低分子物质的绝对分子量和回转半径这一难点。举例来说，LenS3可以精确测量分子量500的聚苯乙烯的绝对分子量、10nm以下聚苯乙烯的回转半径。并且，该款仪器具有超高的灵敏度，不仅可以检测纳克级别的物质，也非常适用于生物样品这样的微量检测。 我司在去年上市了第八代高速凝胶渗透色谱仪8420GPC，将8420GPC与LenS3联用，将给用户带来一种超越现有检测技术界限的革新的解决方案。并且，LenS3也可以用来检测像抗体药物、疫苗这类的生物制品。我司深信，我们能为客户提供高品质的分子量测试解决方案，助力客户在产品开发和品质管理方面的工作。 这款多角度光散射检测器现已在美国上市，受到了行业专业用户的广泛关注。预计明年在日本、中国上市，敬请期待。 仪器信息网：请介绍2019年截至目前，东曹公司较为重大的举措及取得的代表性成绩。 今泉惠子：截至2019年3月的财年结束，东曹集团全年净销售额达到8,615亿日元（合82亿美元）。虽然生命科学事业部的业绩没有单独公式，但全年的销售也保持了稳健增长。尤其是去年上市的8420GPC、与生物制药相关的层析填料、液相色谱柱产品，业绩表现都非常好。今年，我司面向生物制药领域上市了两款新产品。其中之一是可以基于抗体药物的ADCC活性来分离抗体的新型亲和色谱柱TSKgel FcR-ⅢA-NPR。此款色谱柱上市后在全球范围内大获好评。接下来我司将会继续通过举办技术研讨会等多种形式来向广大用户介绍这款产品。 仪器信息网：以东曹的观察，哪些地区、细分应用领域会出现新的市场机会？针对这些领域的用户，东曹相比于竞争对手的核心优势是什么？ 今泉惠子：正如我去年接受仪器信息网采访时说的那样，亚洲，特别是中国地区是东曹最重要的市场，十多年前东曹就在上海设立了负责产品销售和技术服务的子公司，拥有专业的销售和技术团队。除了对应仪器的安装调试、维修维护以外，还可以向客户提供委托分析、仪器培训等技术服务，受到中国用户的好评。 另外，中国生物科技正在快速发展，已经涌现出众多具有先进技术的生物制药相关企业。我们不仅向中国客户销售性能优良的产品，也非常重视对客户的售前和售后技术支持，推动并帮助客户开发和生产新产品。同时，我们在中国地区举办过多场技术研讨会、日本总部的技术专家也会出席这样的学习会，来更多地与中国客户进行交流，听取他们对产品以及应用开发方面的意见和建议。今后东曹仍将以满足中国客户的需求为目标，进一步完善我们的销售和技术服务工作。详细内容，请点击以下现场采访视频进行观看：https://www.instrument.com.cn/news/20190911/493127.shtml新型AFC色谱柱TSKgel FcR-ⅢA-NPR TOYOPEARL® 层析填料和Ca++Pure-HA羟基磷灰石填料

2013年光散射大学培训课程（LSU） 培训内容及安排 时间2014年 6 月 24~ 27 日 期培 训 内 容 新产品： Zeta 电位仪 06月24日报 到，13:00 ~ 17:00 06月25日1. 静态光散射技术； 2. 光散射基本理论与Zimm Plot；3. dn/dc与Optilab T-rEX/RI/UV 06月26日1. 光散射色谱联用技术（SEC-MALS）；2. SEC-MALS实践；3. 数据处理与分析 06月27日1. 光散射色谱联用技术 -- 高级应用；2. 动态光散射技术与应用；3. 数据处理与分析 最新应用信息 ● Calypso Succeeds in ABRF-MIRG Study● Automated Electrophoretic Mobility Measurements of High Salt Solutions 地点：天津 培训费用3000.00元/人；（含培训费及资料；工作餐（中晚餐），3晚住宿费）；其他费用自理。 新技术：场流分离技术 Eclipse® AF4 & DUALTEC 报名截止日期2013年06月14日下午17：00（注：报名截止日期后将不再受理培训报名） 联系人及联系方式联系人：兰先生； Email：info@wyatt.com.cn电 话：010-82292806； 传 真：010-82290337 下载 ：课程回执单 如您有意参加培训，敬请您于2013年06月14日17：00之前将传真至010-82290337或者发送至info@wyatt.com.cn，我们会根据回执单回复顺序安排培训，并电话与您取得联系。

仪器信息网讯 2019年11月3-5日，由中国物理学会光散射专业委员会主办，苏州大学、厦门大学承办的第二十届全国光散射学术会议(CNCLS20)在苏州同里湖大饭店召开，参会人数超600人，会议规模创历届之最。　　大会最后一天下午，吉林大学刘冰冰教授、新加坡南洋理工大学于霆教授、厦门大学任斌教授分别带来了精彩的大会报告。大会报告环节由中山大学陈建教授、吉林大学赵冰教授分别主持。报告人：吉林大学 刘冰冰教授报告题目：高压下限域碳材料的新结构和新性质　　吉林大学刘冰冰教授围绕新型碳纳米材料、半导体纳米材料等蕴含超硬、发光、超导性质的典型纳米体系在超高压下结构相变和物理性质的变化规律等方面开展了深入系统的研究工作，报告中其详细介绍了高压下限域碳材料的新结构和新性质。报告人：新加坡南洋理工大学 于霆教授报告题目：Light-matter Interaction in 2D Materials:from Graphene to Transition Metal Dichalcogenides　　新加坡南洋理工大学于霆教授长期致力于碳纳米材料、纳米金属氧化物及其复合物等方面的研究工作，特别是在石墨烯和其他二维材料的研究方面取得了突出的成绩。本次报告中，于霆教授介绍了其利用拉曼和荧光手段进行的一系列二维材料体系相关的研究工作。报告人：厦门大学 任斌教授报告题目：表面等离激元增强拉曼光谱：现状和机遇　　厦门大学任斌教授的报告从SERS增强的物理本源讲起，系统介绍了表面等离激元增强拉曼光谱的现状和机遇。其报告内容涵盖了：SERS技术中LSPR对SERS谱峰相对强度的影响 SERS的直接检测与间接检测方法 PERS技术研究电化学的表面和界面过程 高灵敏的电化学原位暗场光谱技术及电化学针尖增强拉曼光谱(EC-TERS)等。　　一场完美的学术盛宴，一定有一个美好的结束。三个精彩的大会报告之后，CNCLS20也进入了颁奖和闭幕式时刻，该环节由厦门大学任斌教授主持。中科院半导体所谭平恒研究员宣布青年优秀论文奖获奖名单（共5位，该奖项由HORIBA赞助）青年优秀论文奖获奖者与颁奖嘉宾合影苏州大学姚建林教授宣布优秀墙报奖获奖名单（共17位，该奖项由爱丁堡仪器赞助）优秀墙报奖获获奖者与颁奖嘉宾合影　　光散射专业委员会有一个优良的传统，老一辈的专家对年轻学者非常支持。在闭幕式的环节中，德国维尔茨堡大学Wolfgang Kiefer教授、北京大学张树霖教授、苏州大学顾仁敖教授等资深专家分别致辞。各位专家在致辞中回顾了中国光散射学术会议的发展历程，并分享了其中让人难忘的点点滴滴。在肯定中国光散射领域所取得成绩的同时，大家也对年轻一代提出了殷切的期望。德国维尔茨堡大学Wolfgang Kiefer教授致辞北京大学张树霖教授致辞苏州大学顾仁敖教授致辞　　北京大学张树霖教授说，虽然近代中国的自然科学是落后的，但是拉曼光谱学在国际上却是领先的。其强调，拉曼光谱是自然科学，做科学就要弄清楚科学的基础，研究的方法也一定要科学，一定要实事求；苏州大学顾仁敖教授回顾了其16届参会经历和感受，他说，光散射会议有很多优良传统，大家开会都很认真，讨论也很积极，到会率也很高，这个传统一定要保持。另外，顾仁敖教授对本次会议给出了很高的评价，他说光散射会议的规模逐年扩大，这也代表了我国光散射行业兴旺发展的趋势。中山大学陈建教授进行会议总结　　据介绍，本次600余名参会代表的地区涵盖了6个国家，18个省，4个直辖市，3个自治区，1个特别行政区。大会共收到论文摘要280余篇，开展了6场大会报告、44场分会邀请报告、58场分会口头报告、9场仪器展商报告，展出了181份墙报，并评出了5位青年优秀论文奖，17位优秀墙报奖。　　陈建教授说，这是一次学术氛围非常浓厚的大会，也是一次团结的大会，最终必然是一次非常成功的大会。本次会议无论在学术水准、办会水平，还是参会规模方面都创造了历届之最。总结中，陈建教授还对会务组的辛勤付出表示了特别的感谢!会议主席：苏州大学姚建林教授、厦门大学任斌教授，共同宣布CNCLS20闭幕。　　3天的时间，大家脚步匆匆穿梭于各会场中间，收获了很多，也成长了很多。相聚是美好的，但也是短暂的，不过每一个美好的结束，也都意味着另一个美好的开始。闭幕式结束之后，会议也宣布：第三届生物医学拉曼光谱学术会议将由华中农业大学承办(2020年11月6-8日，武汉)，第二十一届全国光散射学术会议将由吉林大学和北京理工大学联合承办(2021年8月中下旬，长春)。第三届生物医学拉曼光谱学术会议承办方华中农业大学韩鹤友教授给出了去武汉参会的“6大理由”受吉林大学刘冰冰教授委托，北京理工大学张韫宏教授代表第二十一届全国光散射学术会议承办方进行长春及吉林大学的相关介绍志愿者合影

贝拓仪器光散射学术会议圆满落幕2017年12月4日在广州召开第十九届全国光散射学术会议圆满落幕，会议由中山大学承办、吉林大学协办。广州贝拓仪器设备有限公司赞助此次光散射光散射学术会议，为进一步促进化学、物理、材料等领域的交流合作，光散射和光谱事业的蓬勃发展贡献了绵薄之力。光散射学术会议是我国光散射领域的一大盛会，主要集中展示我国近年来取得的成绩，同时展望光散射和光谱事业的未来。为响应此次盛会，贝拓仪器在此次光散射会议上展出了牛津液氮低温恒温器optistat dn，oto光纤光谱仪se系列，oto光纤光谱仪pkg套装等相关仪器，同时制作了最新材料综合样本产品宣传画册。此次次会议展出的还有witec高分辨拉曼光谱仪，anasys纳米红外光谱及成像系统近场光学等仪器宣传资料，德国kruss的接触角测量仪。牛津液氮低温恒温器optistat dn是理想的77k温区低温恒温器，具有较大的样品空间，并且适合于难以用传导方式冷却的样品，紧凑的结构也不需要占用太多实验室空间；oto光纤光谱仪se系列具有优异的温湿度、震动、与撞击稳定性，高灵敏度、超高分辨率、低杂散光 （杂散光比例可达0.01％）13种以上传感器，20种以上光栅供选择，全球最宽波段（180~1100 nm）等众多优点。oto光纤光谱仪pkg套装提供完整、平价、宽广波段范围350~1020 nm之光谱量测解决方案，可充分满足吸收、穿透、萤光、色彩、浓度等量测需求，适合镀膜、镜片、水质、环境、血液分析及生化检测之应用，是教学发展、实验室分析、光学研究的最佳选择。此次展会现场对拉曼仪器，低温恒温的联用等都很感兴趣，贝拓仪器此次展出的仪器以及witec拉曼光谱仪厂家在此次盛会上做了报告，吸引众多该领域的专家学者前来咨询。贝拓仪器参加第十九届光散射会议取得了较好的成果，为未来的贝拓整体发展再添一瓦。 贝拓仪器经理与客户交流 贝拓仪器展会现场

目前《中国药典》0982 粒度和粒度分布测定法仅收载了激光光散射法测定样品中的粒度分布，尚未收载动态光散射法和光阻法。各国药典均已收载动态光散射法和光阻法，且在《中国药典》丙泊酚乳状注射液、脂肪乳注射液（C14～24）等品种标准中已有应用。为此，《中国药典》增订上述两种方法，将进一步满足相关品种质量控制的需要。2023年12月12日，国家药典委员会将拟修订的《中国药典》0982粒度和粒度分布测定法第三法动态光散射法、第四法光阻法公示征求社会各界意见（详见附件），公示期自发布之日起三个月。第三法（光散射法）新增动态光散射法、新增第四法光阻法；第三法用于测定原料药、辅料和药物制剂粉末或颗粒的粒度分布，第四法用于测定乳状液体或混悬液的微米级粒子数量、粒度分布及体积占比。国家药典委员会截图本次标准草案的公示意味着动态光散射粒度仪（俗称纳米粒度仪）与光阻法颗粒计数器将被写进《中国药典》。动态光散射法当溶液或悬浮液中颗粒做布朗运动并被单色激光照射时，颗粒散射光强度的波动与颗粒的扩散系数有关。依据斯托克斯-爱因斯坦方程，通过分析检测到的散射光强度波动可以计算出颗粒的平均流体动力学粒径和粒度分布。平均流体动力学粒径反映粒度分布中值的流体动力学直径。平均粒径直接测定，既可以不计算粒度分布，也可以从光强加权分布、体积加权分布或数量加权分布，以及拟合（转换）的密度函数中计算得到。动态光散射的原始信号为光强加权光散射信号，得到光强加权调和平均粒径。很多仪器可通过对光强加权光散射信号的分析计算得到体积加权或数量加权的粒径结果。 在动态光散射的数据分析中，假设颗粒是均匀和球形的。本法测量范围为 1～1000nm。光阻法单色光束照射到颗粒后会由于光阻而产生光消减现象。应用基于光阻或光消减原理的单粒子光学传感技术进行测定。应用单粒子光学传感技术时，当单个粒子通过狭窄的光感区域阻挡了一部分入射光线，引起光强度瞬间降低，此信号的衰减幅度理论上与粒子横截面（假设横截面积小于传感区域的宽度），即粒子直径的平方成比例。用系列不同粒径的标准粒子与光消减信号之间建立校正曲线，当样品中颗粒通过光感区产生信号消减，可根据已建立的校正曲线计算出颗粒的粒度大小和加权体积。本法测量范围一般为 0.5～400μm，使用具有单粒子光学传感技术的仪器时，需知道重合限和最佳流速。重合限为传感器允许的最大微粒浓度（个/mL）。 上述两种方法的内容包括对仪器的一般要求和测定法，详见附件。附件 0982 粒度和粒度分布测定法第三法动态光散射法、第四法光阻法草案公示稿（第一次）.pdf

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！小角X射线散射技术在高分子表征中的应用Typical Applications of Small-angle X-ray Scattering Technique in Polymer Characterization作者：吕冬，卢影，门永锋作者机构：中国科学院长春应用化学研究所 高分子物理与化学国家重点实验室,长春,130022作者简介：门永锋，男，1973年生. 1995年获东南大学理学学士，1998年获中国科学院长春应用化学研究所理学硕士，2001年德国弗赖堡大学物理系获自然科学博士. 2002~2005年，德国BASF公司高分子研究中心，博士后、Physicist. 2005年加入中国科学院长春应用化学研究所开展工作. 2005年入选中国科学院百人计划，2014年入选科技部中青年科技创新领军人才，2016年入选第二批万人计划科技创新领军人才，2015年获国家基金委杰出青年基金、英国皇家学会牛顿高级学者基金. 目前担任高分子物理与化学国家重点实验室主任、中国晶体学会小角散射专业委员会主任、IUPAC商用聚合物结构与性能分会主席. 主要从事高分子结构与性能方面研究工作.摘要小角X射线散射(SAXS)技术是表征高分子材料微观结构的一种重要手段. 当X射线穿过材料时，在材料不均一的电子云密度分布作用下，发生散射并形成特定的散射图案，使得我们可以根据特定的模型来反推材料的微观结构，并计算相关结构参数. SAXS特有的对微观结构的统计平均及无损探测使其成为了一种不可或缺的高分子材料微观结构分析手段. 本文首先简述了SAXS技术的基本理论，在此基础上根据测试中的实际问题给出了测试时可采取的实验技巧. 最后，结合典型实例，概述了高分子材料中可用SAXS技术表征的微观结构及其相应的理论模型. 希望本文能作为入门文献，帮助初学者更好地理解SAXS技术的原理，并结合实际需求迅速了解SAXS技术的适用范围及相关实验技巧，高效地完成相关实验.AbstractSmall-angle X-ray scattering (SAXS) technique is one of the most significant methods for determining the micro-structures of polymeric materials due to its statisticalaverage and nondestructive detecting feature. Usually, a monochromatic parallel beam of X-rays is used for scattering experiments. When passing through a sample, the oscillating electromagnetic field (mostly the electric part) of X-rays interact with electrons, making the electrons secondary sources of X-rays of the same frequency. Those secondary X-rays interfere with each other to form a specific pattern deviating from the primary beam path depending on the actual locations of the electrons in the sample. Mathematically, such interferences can be obtained by a summation of all secondary X-ray waves. As the number of the electrons within the sample is very large, an integration is used to represent the summation mentioned above. Because of the wave nature of the X-rays, the amplitude of the scattered X-rays determined by the above integration is just a Fourier transformation of the electron density distribution within the scattering volume. Due to the limitation in detection technique, the complex value of amplitude of scattered X-rays with real and imaginary parts cannot be recorded. It is the intensity rather than the amplitude that is recorded during experiments resulting in a loss of the phase information. Therefore, obtaining exact structural information (electron density distribution) becomes not easy and must be based on specific model fittings. Besides structures, SAXS intensity distribution can be used to investigate sample’s gross properties such as fraction of phases or local properties such as fractal dimensions of interfaces between phases. This work began with an introduction of the fundamental theories of the SAXS technique, followed by practical suggestions on performing the experiments and brief summaries of models developed for different structures. The authors wish this review could help the beginners to comprehend the elements of the SAXS technique and serve as an instruction manual for valid data acquisition.关键词高分子表征  小角X射线散射(SAXS)  片晶  微观结构KeywordsPolymer characterization  Small-angle X-ray scattering (SAXS)  Lamellae  Micro-structure 11小角X射线散射原理简述X射线是波长介于紫外与γ射线之间的电磁波，其波长范围涵盖了10-8~10-12 m，相应的频率范围为10 16~1022 Hz. 人们通常利用单一波长(单色)的X射线进行散射与衍射实验，例如：实验室中通常使用波长为0.154 nm的CuK α线特征辐射作为入射光源开展实验，而在同步辐射光源则可以根据需要选择合适的波长. X射线散射通常是指一束近乎平行的单色X射线穿过样品后产生的偏离入射光方向散射光强的现象. 当X射线通过物质时，其电磁波中的高频电场迫使物质中的电子发生同频震荡，产生次级波，这些次级波在空间中传播叠加. 不同位置的电子发出的次级波到达空间特定位置时具有不同的相位，因此，最终在不同位置的散射光的振幅取决于样品中电子的空间分布[1~3]. 由于物质中电子的数量极其巨大，上述各个位置振幅的叠加过程可以简化为积分，也就是：其中ρ(r)是样品内部电子密度分布函数，r是样品内电子的坐标，V是X射线照射的体积，q是散射矢量，定义为：其中S0和S分别为入射光及散射光方向的单位矢量.q的大小为：其中2θ是入射光与散射光之间的夹角，也就是散射角. 可见，X射线散射实验获得的散射光振幅在q空间的分布只与样品内部电子密度分布函数相关，利用不同波长X射线进行测试获得的散射光振幅分布具有不同的角度依赖性，但换算成q空间分布则是唯一的. 观察公式(1)可以发现A(q)其实就是ρ(r)的傅里叶变换. 如果我们可以直接测量A(q)，便可以直接进行反傅里叶变换获得期待的ρ(r)，也就是样品内部的微观结构.然而，如前所述，X射线的频率非常高，目前的电子学技术不能有效测量A(q)，在测量过程中会丢掉相位信息，只能测得强度信息，也就是：公式(1)所展示的代表实空间结构的ρ(r)与A(q)代表q空间散射光振幅分布函数显然具有倒易性，即，实空间中尺度越大的结构将在q空间中小q区呈现强的散射光. 可见，根据公式(3)及通常使用的X射线的波长(在0.1 nm量级)，几纳米至几百纳米的微观结构将在较小的q(2θ)处产生散射信号. 因此，探测纳米至微米尺度微观结构的X射线散射技术被称为小角X射线散射(SAXS). 尽管通过散射强度I(q)不能直接得到体系的电子云密度分布函数ρ(r)，但是ρ(r)的自相关函数Γρ(ρ)恰巧是散射强度的反傅里叶变换. 因此，代表体系微观结构的ρ(r)、散射光振幅A(q)、可测量的散射光强度I(q)及ρ(r)的自相关函数Γρ(ρ)之间就具有了图1所示的关系. 这一物理量间相互转化的关系是SAXS技术的基础[4,5]. 值得注意的是，由Γρ(ρ)不能直接反推样品体系的电子云密度分布情况. 在实际数据分析中，我们还需结合体系的电子云密度分布特性进行讨论. 因此，对于体系电子云密度分布的描述十分重要，目前主流的数据分析发展趋势主要是集中于如何选取简化的模型，推导出具有特征形状的自相关函数Γρ(ρ)[6]，来间接描述体系的电子云密度分布. 模型确定后，就可以根据散射强度分布来计算一些特定的结构参数. 篇幅所限，这里只给出了极简版的SAXS原理以及获得结构信息的大致思路，想要深入地了解SAXS技术的原理的读者可以参考文末所列出的经典教科书[1~4,7~11].Fig. 1Relationships amongρ(r),A(q),Γρ(r) andI(q)[5].SAXS技术的测试结果不直观，倒空间的散射信号还原成实空间中材料的微观结构的过程中，涉及到大量的数学运算及相应理论模型的拟合，稍有不慎极有可能得出错误的结果. 因此，在利用SAXS分析材料微观结构时，常常需要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、示差扫描量热仪(DSC)等实验来辅助验证分析结果. SAXS技术的优点则在于适用于多种材料体系，对测试样品不需要进行前期预处理，测试过程中也不改变样品的结构性质，属于无损测试. SAXS测试结果为体系的统计平均值，更能代表材料的整体信息. 此外，多数SAXS仪器与其他仪器兼容性好，可以实现SAXS技术与各种小型设备，例如拉伸仪、剪切仪、热台、注塑机、模拉仪器等多种仪器的联用[12]，从而在线观测材料在各种条件下的微观结构演变及服役行为. 因此，虽然SAXS技术对于初学者来说门槛略高，但由于其多方面的优势，在高分子材料结构表征领域中仍扮演着不可替代的角色.2实验技巧从上述X射线散射的基本原理可知SAXS实验方面相对简单，只需利用成熟的商用仪器或同步辐射线站将待测样品置于X射线光路之中特定的位置即可. SAXS也可以通过以很小的角度掠过表面来测试薄膜样品，此时的SAXS实验被称为掠入射SAXS (GISAXS)，其基本原理与SAXS相近，本文受篇幅限制不对GISAXS进行讨论. 除了简单的静态样品SAXS测试，还可以利用SAXS测试样品在不同外场下的微观结构演化过程，例如高分子加工成型条件下的相变与结晶、服役环境中的形变与破坏等. 为实现最优化的SAXS实验，在开始实施之前确实需要做一些必要的准备. 以下是一些常见的需要注意的事项.2.1谱仪参数选择任何SAXS设备都只具备有限的可测量q范围，这就决定了可观测的微观结构尺寸必然是有限的，因此，一个初步的判断，甚至是初步的实空间实验通常是需要的. 很多SAXS设备具有多段可调q范围，初步的实验有助于选择合适的仪器参数实现相关尺度微观结构的统计平均测试.目前主流的实验室SAXS设备及同步辐射SAXS实验站都可提供X射线波长、光斑尺寸、样品到探测器距离等参数的选择. 配备2种金属靶(例如铜及钼)的实验室SAXS设备逐渐成为一个很好的选择，其提供的铜或钼的特征辐射具有不同的波长，也就是具备不同的穿透能力，在具有环境腔窗口的情况下可根据不同的窗口材料选择合适的光源. 光斑尺寸的选择原则是在宏观的谱仪尺度上可被看成是点光源，但在微观结构尺度上又能实现足够大的覆盖以实现统计平均. 简而言之，如光斑尺寸过大则会对SAXS数据造成明显的模糊效应，也就是探测器同一个像素点采集到了样品不同位置散射的本应是不同q处的信号. 尽管可以利用光斑形状的数据对最终获得的SAXS数据进行去模糊处理，通常我们还是应该避免这一步骤，原因是去模糊过程不可避免地带来计算的简化及误差，进而影响实验数据的精度. 同样的道理，如果光斑尺寸过小则会造成统计平均不足的问题，特别是在先进的同步辐射实验站，当光斑尺寸接近待测微观结构尺寸时就会丧失应有的统计性及小q区数据的可靠性. 这一点可从公式(1)来理解，其中的积分体积V是X射线照射的样品体积，因此，光斑的尺寸的倒数就决定了可探测的最小q值.取决于通常的二维面探测器像素点尺寸，我们在实验之前可估算能实现的q空间分辨率，也就是2个相邻像素代表的q之差Δq. 常见的误区是只关注能实现的最小q而忽视Δq. 这种情况在探测目标微观结构尺寸较大时尤为突出. 根据SAXS谱仪的结构，可通过改变样品到探测器之间的距离实现Δq的合理选择，该距离越大则对应的从样品位置出发的2个相邻像素点对应的角度也就越小，从而实现更小的Δq.2.2样品尺寸选择样品的宏观尺寸对获得优质的SAXS数据也很重要，通常选用足够大的样品以使入射X射线全部照射在样品上而不触及样品边缘，这样做的目的是尽量避免边缘光滑表面可能带来的对掠过的X射线的反射，这种反射将会污染实际的SAXS数据. 这种情况在测试直径小于光斑尺寸的纤维样品时比较突出，通常的做法是利用与纤维密度相仿的液体浸润一束纤维以消除纤维与空气的界面影响.X射线与物质相互作用除了散射以外还包括被吸收，因此，在确定样品沿X射线传播方向的最佳厚度时就需要考虑吸收和散射的平衡. 基本的思想非常简单，散射强度依赖于X射线照射到的总电子数，也就是和厚度成正比，吸收则相反，厚度越大则吸收越严重，因此，对特定的样品在特定的X射线波长下一定存在一个最佳的厚度进行SAXS实验. 根据计算，通常实验室SAXS设备利用的CuKα线下聚乙烯样品的最佳厚度为2 mm左右. 因吸收系数是X射线波长的函数，具体到特定条件下最优样品厚度的寻找需借助工具书或进行实测[7].2.3数据处理从上述讨论可知，与显微学手段(如电子显微镜、原子力显微镜等)相比，SAXS实验实现起来相对简单，但SAXS数据是在q空间呈现的，远没有显微学实验获得的结果直观，并且实验测得的原始数据还需校正才能使用.首先，任何SAXS谱仪都不可避免会有背底散射，也就是在没有加载样品时也会有一定程度的散射信号可被探测器记录，这些背底散射来自光路中可能的窗口、气体分子及探测器的电子学噪音. 因此，正确扣除这部分背底散射非常重要. 目前主流的SAXS设备和同步辐射SAXS实验站都配备了标准的流程进行背底散射的扣除. 这里需要注意的是正确计算加载样品之后的背底散射，考虑到样品对入射X射线的吸收，在加载样品后通过样品后光路中的X射线总量减少，因此，在没加载样品条件下测得的背底散射数据实际上是被高估了，需要进行样品吸收校正. 背底散射扣除后的SAXS数据已经可以用于体系微观结构参数的计算，但其散射强度还只具有任意单位，需要进行进一步的数据处理才能获得绝对散射强度[10,13]. 绝对散射强度包含了体系微观结构的所有信息. 通常可以利用已知绝对散射强度的样品(例如纯水)作为标准进行比对，获得所测样品的绝对散射强度分布. 上述介绍的强度校正基本可以满足一般需求，但在精确的计算中还涉及到更多信号校正，这里不再一一展开说明. Pauw在综述中关于信号校正的种类，校正对信号影响大小，及应用各类校正的先后顺序进行了详细的阐述[14].按照正确步骤得到散射曲线后就可以进行数据分析. SAXS数据中散射强度与散射矢量之间一般具有幂率关系，也就是I(q)~q−ν ( ν是正自然数)，因此，SAXS曲线通常用双对数坐标表示以方便获得幂律关系，这就要求我们不能对散射强度进行加减操作，以免改变应有的幂律关系. 有时为图示清晰，可对SAXS数据进行乘除常数的操作，获得曲线在双对数坐标下的上下平移，达到合适的视觉效果而不影响通过幂指数规律进行数据分析.在高分子领域，利用SAXS对结晶高分子体系片晶-非晶区叠层结构长周期的研究极为广泛和成功，其中常见对散射强度(I(q)versusq)数据做洛伦兹校正，既将I(q)乘以q2之后对q做图，然后利用I(q)q2versusq曲线探讨体系结构参数[7,9]. 这里的洛伦兹校正是考虑到片层体系的特殊几何结构而进行的对测得的散射强度的必要修正，具有其他几何形状的微观结构产生的散射强度不能直接套用该校正. 首先，我们考虑一个在空间中固定的片层结构，其宽度和长度远大于厚度，这就意味着该片层产生的散射强度将集中在片层法向方向，在q空间形成一个细棒状分布，所以，理论上该片层在法向方向以外都不产生散射信号. 然而，实际体系中由于片层结构会沿不同方向平均化，这主要是因为在液体分散体系中的片层会高速运动(旋转、平动)，使得测量时间尺度范围内本应是细棒状的强度分布平均分不到整个三维q空间，那么对于任意q而言，强度就被稀释了以q为半径的球壳面积倍，也就是4πq2倍. 所以，测得的散射强度需要按q2校正. 在结晶高分子体系，尽管片晶不能旋转，但是众多片晶在空间中沿不同方向分布，其实际效果和上述分散体系类似，因此也需对测得的I(q)进行q2校正. 根据上述讨论，其他形状的散射体，例如球状散射体因其理论上的散射强度在不同q处就应该是均匀分布的，不存在稀释的问题，所以是不能盲目进行洛伦兹校正的.常用的SAXS数据处理软件有Fit2d[15]，GNOM[16]，SASfit[17]，SasView[18]，Scatter[19]，ATSAS[20]，McSAS[21]，BioXTAS RAW[22]等，可实现二维SAXS散射图到各类一维散射曲线的转换，并且部分软件兼具简单的数据拟合功能. 各个软件有其特定的侧重点，需要根据自己的实际需求来选择. 此外，也可使用Matlab、Python等程序语言，自行编辑所应用的公式及选择相应拟合模型，对自己的体系进行个性化处理. 但值得注意的是，曲线拟合完美并不一定代表结果的真实可靠，在得出正式结论前一定要三思.3小角X射线应用实例在这一节中，首先介绍不依赖于具体微观结构模型的散射不变量Q的相关应用以及如何利用散射峰位置确定微观粒子的排列模式，之后再按照微观结构分类，分别给出对应结构的拟合公式及实际应用. 由于篇幅所限，本文选取了有限的应用实例而非面面俱到，对特定结构测定有兴趣的读者可参考文末所列的基本SAXS经典教科书[1~4,7~11].3.1散射不变量Q散射不变量Q，以两相结构体系为例，取决于样品体系内部各散射体间电子云密度差及各散射体的体积分数[4,7]：其中，ρ1和ρ2分别为两相的cle/doi/10.11777/j.issn1000-3304DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2020.20249

近日，中科院高能所自主研制的球面弯曲分析晶体取得突破性进展，助力高能同步辐射光源（HEPS）高能量分辨谱学线站建设。针对国内高压科学、能源材料等多学科的学科优势，为满足广大用户需求，HEPS高能量分辨谱学线站正在设计建造一台具有先进国际水平的X射线拉曼散射（XRS）谱仪—“乾坤”。其中，球面压弯分析晶体基于罗兰圆几何条件，将特定能量的X射线聚焦至探测器上，是XRS谱仪的核心光学部件。聚焦面形精度和高能量分辨是球面弯曲分析晶体的两项极为关键，又互相影响的技术指标，因而极具挑战性。“乾坤”谱仪采用6组模组化分析晶体阵列，由90余块半径1m的分析晶体构成，其晶体能量分辨的设计指标与电子-空穴态寿命展宽数量级相当，达到ΔE/E~10-5，球面弯曲面形精度满足1:1聚焦需求。在HEPS工程指挥部的部署下，HEPS高能量分辨谱学线站团队与光学设计、光学机械、光束线控制系统相关人员，联合多学科中心晶体实验室积极攻关。线站核心成员郭志英、多学科中心晶体实验室刁千顺，经过多年技术攻关和反复尝试，不断改进优化分析晶体制备工艺，最终探索出兼顾能量分辨与聚焦特性于一体的球面弯曲分析晶体制备方法。今年10月2日-5日，项目团队在北京同步辐射装置（BSRF）1W2B线站上，采用Si(111)双晶单色器Si(220)切槽单色器两次单色化、毛细管微聚焦的光学配置，利用自研三元谱仪样机，对谱仪单模组内15块分析晶体（图1），采用EPICS-Bluesky控制系统实现单色器联动扫描，开展了批量、高精度指标测试（装置见图2）。优化后入射能量带宽实现高分辨，达到半高全宽0.8eV@9.7keV，分析晶体自身能量分辨（图3）达到半高全宽~1eV@9.7keV，与理论预测值相当，聚焦特性得到充分验证(图3、图4)，各项指标全部满足工程设计需求。HEPS高能量分辨谱学线站是我国首条专注于硬X射线非弹性散射谱学实验的线站，聚焦核能级超精细结构、声子态密度、芯能级电子跃迁和价电子激发的探测，主要提供核共振散射（NRS）、XRS、共振非弹性散射（RIXS）等谱学方法，服务于量子科学、能源科学、材料科学、凝聚态物理、化学、生物化学、地学、高压科学、环境科学等多学科前沿研究。其中，XRS是一种基于X射线非弹性散射原理的先进谱学实验技术，欧洲ESRF （72块分析晶体）、美国APS（19块分析晶体）、日本SPring-8（12块分析晶体）、法国SOLEIL（40块分析晶体）、英国Diamond光源等光源已建成或规划建设XRS旗舰线站。由于非弹性散射截面极小，比X射线吸收截面小4~5个量级，XRS实验技术需要高亮度光源以增加入射光子通量，同时也需要大立体角谱仪提高探测效率，而大立体角探测需要多块发现晶体实现。首批分析晶体的指标通过在线测试，将满足大批量分析晶体加工的工程需求，对HEPS“乾坤”谱仪、高能量分辨谱学线站的实施都具有里程碑意义。值得一提的是，该类型分析晶体的工艺也已经用于多种类型谱仪分析晶体的研制。接下来，该团队将高质量完成其余模组分析晶体的批量加工，同时，将致力攻关无应力高能量分辨分析晶体的研制。晶体研发工作还获得先进光源技术研发与测试平台PAPS的支持，BSRF-1W2B、3W1、4W1A、4W1B线站提供机时。图1. HEPS自研分析晶体图2. 分析晶体测试装置，其中，左图给出了散射光和分析晶体分析光路示意图图3 分析晶体测试结果，左上为4#晶体能量分辨率实验结果和拟合曲线，左下为三块晶体在探测器上的聚焦光斑，右侧为分析晶体能量分辨率批量测试结果图4 扫描单色器能量时探测器上的光斑变化情况图5 测试人员合影

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仪器信息网讯 2023年9月23日，由中国物理学会光散射专业委员会主办、河南大学承办、陕西师范大学协办的第二十二届全国光散射学术会议在河南开封开幕。此次会议邀请了国内外光散射，以及相关光谱原理和技术领域的诸多知名专家学者，共同探讨光散射领域的最新研究成果和发展趋势，吸引了近500人注册参会。继大会报告之后，组委会设置了物理材料仪器、SERS/TERS、分析医药等三个会场分别进行邀请报告和口头报告，相关的新技术、新仪器、新应用层出不穷。值得一提的是，本次会议中多位专家分享了拉曼光谱技术在生物医药领域的最新研究进展，包括血糖检测等生化分析，药物浓度的检测及药物分子间相互作用的研究，疾病检测及诊断，细胞拉曼光谱分析与成像等，诸多研究方向致力于解决实际问题，给与会代表很多启发和期待。分析医药其他会场部分报告摘录如下：（1）生化分析上海交通大学医学院附属瑞金医院 王卫庆主任《基于拉曼光谱的无创血糖检测的临床验证》鉴于糖尿病的世界流行性及迅猛增长趋势，无创血糖检测是发展的必然趋势，但目前还没有成熟的无创血糖检测产品问世，在人类临床使用中仍然面临着巨大的实际性挑战。王卫庆主任在报告中分享到，他们基于偏移空间拉曼技术，研发了多通道微空间偏移拉曼散射（mμSORS）无创血糖检测原理。该技术基于静脉血血糖值，建立基于mμSORS光谱进行无创血糖分析的理论、算法和技术方法。临床试验结果证实，在糖尿病患者的血糖波动范围内，mμSORS可以达到或接近静脉血浆葡萄糖值，同时也显示了该技术应用于临床环境中无创血糖监测的潜力。上海师范大学 杨海峰教授《SERS芯片及其生化分析应用》SERS在生化分析中的应用一直是大家关注的热点话题。据杨海峰教授介绍，其课题组基于纳米合成构建了多种 SERS 探针，并在血清中肿瘤标志物唾液酸、肾炎标志物肌酐、癌症标志物多巴胺、尿液中尿路早期细菌感染分子标志物、唾液中葡萄糖和幽门螺杆菌分子标志物等分析中得到很好的应用。不仅如此，杨海峰教授也还展望了下一个氧气时代拉曼光谱极具潜力的应用前景。（2）药物研究/检测海军军医大学 陆峰教授《拉曼光谱方法研究药物分子间相互作用》药物分子之间特定的相互作用既是全面了解细胞过程和潜在疾病治疗的基础，也是生物传感器检测目标分子的基础。陆峰教授重点介绍了表面增强拉曼光谱法（SERS）及其与生物膜干涉法（BLI）、分子动力学模拟（MD）方法的协同创新，并初步应用于药物-核酸适配体、核酸适配体-重水、生物毒素药物-核酸适配体、siRNA-药物相互作用等研究对象。这几种方法在研究分子间相互作用方面各有所长，有望成为阐明其分子机制的得力工具。哈尔滨医科大学 李洋教授《血清中的药物浓度检测：基于 SERS 的无标记检测技术》表面增强拉曼光谱作为一种快速灵敏的技术手段已经被用于紫杉醇、环磷酰胺以及阿霉素等药物的检测，但复杂的样品制作过程和只能针对单一药物进行检测的增强基底，极大地限制了 SERS 在血药浓度检测领域的应用。李洋教授课题组的工作提出了一种基于溴离子和钙离子修饰的银纳米颗粒的检测平台，实现了对阿糖胞苷、盐酸阿霉素、柔红霉素、羧苄青霉素、异烟肼和盐酸小檗碱六种药物在血清中的定量识别，达到了皮摩尔级别的检测限。该工作为未来低成本、快速检测血药浓度与联合测定药物浓度提供了新的方向，对个体合理用药和联合用药等具有一定指导意义。（3）疾病诊断华中农业大学 韩鹤友教授《面向狂犬病毒的纳米诊疗技术研究进展》狂犬病是人类历史上有记载的、最古老的传染病，是由狂犬病毒导致的人畜共患急性传染病。狂犬病病毒具有强大的侵害性，发病后病人十分痛苦，致死率几乎100%。 韩鹤友教授在报告中分享了面向狂犬病毒的纳米诊疗技术研究进展，包括： 狂犬病毒的纳米检测技术，狂犬病毒的纳米治疗技术，狂犬病毒的纳米微针疫苗等。南京医科大学 曹玥副教授《纳米等离子体LSPR效应的生物应用》在生命分析领域，应急检测一直是至关重要的问题，如人体内毒物的快速检测和疾病的快速诊断。但许多传统分析方法都具有耗时长、对操作人员技术要求高等局限性。曹玥副教授课题组采用纳米等离子体共振散射光谱技术开发了一系列对生命分析领域应急检测的新方法，包括柔性静电纺丝SERS传感器对致病蛋白、呼吸道疾病等的检测，为生命分析领域的精准鉴定提供了新思路和新手段。同时，也说明了纳米等离子体共振散射光谱技术在生命分析领域的应用前景广阔，值得研究人员的关注和探索。（4）细胞/组织分析与成像武汉大学 胡继明教授《细胞拉曼光谱分析与成像》细胞是生命活动的基本单元，对细胞进行全面认识、深入了解及持续探索一直是生物医学研究领域的重要话题。具备高空间分辨、实时、非侵入等优势的激光拉曼光谱用于细胞分析与成像得到了优异的发展，已实现从单一组分到复杂体系中多组分检测；从单一细胞器无标记成像到多细胞器（分子）多色成像等。胡继明教授结合其课题组和其他课题组的工作介绍了采用自发拉曼光谱、共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、非线性拉曼光谱等在细胞分析中所开展的工作。上海交通大学 叶坚教授《活体表面增强深穿透拉曼光谱》活体深层病变的无创定位是临床应用长期追求的目标之一，其关键在于对组织中单个病灶的检测和深度估计。目前，光学方法已广泛应用于生物医学领域中的传感、成像、诊断和术中导航。然而，由于生物组织对光子的高吸收和高散射特性，光学检测或成像的组织穿透深度通常非常有限，极大限制了其对体内深部病灶的生物医学检测。叶坚教授分享了其课题组在活体表面增强深穿透拉曼光谱方面开展的一系列工作。他们合成了具有单颗粒检测灵敏度的近红外表面增强拉曼纳米探针，并自行开发了一套深穿透拉曼光谱系统。通过使用深穿透拉曼光谱系统，成功证明了通过高达14厘米厚的离体肌肉组织可检测到拉曼纳米探针的信号，以及在MPE条件下对未剃毛小鼠体内的拉曼探针标记的“病灶”进行活体成像，展示了深穿透拉曼光谱技术未来在临床中癌症诊断和无创成像的巨大潜力。华中师范大学 高婷娟教授《偶氮增强拉曼散射与超灵敏细胞拉曼光谱成像》拉曼散射光谱提供了化学键的振动能级跃迁信息，被广泛用于生物传感和细胞成像。其化学信息丰富、信号稳定，非常适合活细胞的多色动态成像。但是，它的灵敏度较低，很难实现低功率激发的活细胞高分辨快速动态成像。高婷娟教授分享了其课题组基于偶氮增强的活细胞高分辨快速动态拉曼成像（DAERI）开展的一系列工作。据介绍，DAERI 突破了细胞经典拉曼探针位于静默区的限制，采用低功率激光和线扫描方式，实现了对活细胞多个细胞器的高分辨快速动态全谱自发拉曼成像。中国科学院微生物研究所 傅钰研究员《拉曼光谱结合人工智能技术无损鉴定表征微生物》典型的单细胞拉曼组 200-1800cm-1指纹区域非常复杂，有许多重叠的谱带组成，将拉曼光谱转化为有意义的微生数物据是一项重大的挑战。而人工智能强大的模式识别、数据挖掘和监督下自主学习能力使得其十分契合处理分析拉曼组海量复杂数据的需求。基于此，傅钰研究员课题组开展了一系列的工作，他们建立了14种代表性微生物的拉曼组数据库，设计了卷积神经网络机器学习算法，开展模型验证和样品预测。同时，通过逐一遮蔽光谱的理念建立了新型的微生物拉曼光谱特征峰提取算法（ORSFE），实现对人工智能如何分析微生物拉曼光谱的可视化呈现，打破了人工智能鉴定过程的黑箱。进一步的研究发现，拉曼组不仅仅可以快速鉴定微生物的种类，还可以对微生物的耐药性等生理特性直接进行表征。不仅如此，傅钰研究员还提出了利用拉曼组来关联映射细胞的转录组和代谢组的概念，以期利用拉曼光谱的无损性来实时追踪活细胞体内的基因转录和代谢产物变化，并通过实验初步验证了该概念的可行性。

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