智能式弹射动能测试仪

7月19日，记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置已于近日启动试运行。该装置达到了4秒微重力时间、10μg微重力水平、过载加速度不超过5g、实验间隔不大于10分钟的国际先进水平。与传统单程落塔、抛物线飞机等相比，装置在实验效率、实验载荷强度要求、运行成本、不同重力水平模拟等方面具有较大的优势。4秒电磁弹射微重力实验装置。倪思洁摄中国科学院空间应用工程与技术中心电磁技术室副研究员张永康介绍，充分有效的地面验证，是空间科学实验的前提和基础。地基研究能够大幅缩短实验周期、降低实验成本、提升空间实验成功率，是天基研究的重要补充手段。电磁弹射微重力实验装置有效解决了探空火箭、失重飞机、落塔等传统地基微重力设施存在的实验成本高、准备时间长、过载较大等缺点。4秒电磁弹射微重力实验装置采用电磁抛射的方式在地面构建微重力实验环境，即采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。在实验效率方面，传统落塔平均每天仅可以做2-3次实验，抛物线飞机每次可以飞行30架次以上，但实验准备周期约2-3个月。4秒电磁弹射微重力实验装置可以达到每天近百次实验的频率，准备时间1-2天，极大地提高了科学实验的效率。在实验载荷强度要求方面，传统落塔在降落回收阶段，试验舱和实验载荷要承受20g左右的冲击，很大程度上限制了常规科学仪器的使用。在本装置中，实验舱所受的电磁驱动力是全程可控的，无论是微重力、月球重力还是火星重力模拟实验，实验舱的回收加速度都可控制在3g左右，因此常规科学仪器都可以用于实验。在运行成本方面，装置采用储能和电磁驱动技术，装置运行仅消耗电能，单次实验消耗电能仅1度左右，运行成本较低，便于开展大规模的科学实验。张永康介绍，目前正在开展微重力流体物理实验，中国科学院空间应用工程与技术中心正在规划建设20秒电磁弹射微重力实验装置，力争实现微重力时间20秒、载荷500公斤的国际领先指标，构建国际微/低重力实验中心，为空间科学领域的科学家提供高效便捷的地基微/低重力研究平台，并为载人航天、深空探测等国家重大工程提供相关技术验证条件。4秒电磁弹射微重力实验装置效果图。中国科学院空间应用工程与技术中心供图

地面也可以做微重力实验了。19日，记者从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，由该中心研制建设的4秒电磁弹射微重力实验装置日前启动试运行。该装置采用电磁抛射的方式在地面构建微重力实验环境，即采用电磁弹射系统将实验舱垂直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。目前，该装置可以维持的微重力时间可达4秒、微重力达10μg（十万分之一重力加速度）、过载加速度不超过5g（5个重力加速度）、实验间隔不超10分钟。电磁弹射微重力实验装置（4秒）效果图。中国科学院空间应用中心供图“与传统单程落塔、抛物线飞机等相比，该装置在实验效率、实验载荷力学强度要求、运行成本等方面具有较大的优势。”中国科学院空间应用中心副研究员张永康解释，在实验效率方面，传统落塔平均每天仅可以做2-3次实验，抛物线飞机每次可以飞行30架次以上，但实验准备周期约2-3个月，新装置每天可以开展近百次实验，准备时间1-2天，极大地提高了科学实验的效率。同时，在实验载荷强度要求方面，传统落塔在降落回收阶段，试验舱和实验载荷要承受20g（20个重力加速度）左右的冲击，很大程度上限制了常规科学仪器的使用。在新装置中，实验舱所受的电磁驱动力是全程可控的，无论是微重力、月球重力还是火星重力模拟实验，实验舱的回收加速度都可控制在3g（3个重力加速度）左右，因此常规科学仪器都可以用于实验。此外，在运行成本方面，该装置采用储能和电磁驱动技术，运行仅消耗电能，单次实验消耗电能仅1度左右，运行成本较低，便于开展大规模的科学实验。充分有效的地面验证是空间科学实验的前提和基础。地基研究能够大幅缩短实验周期、降低实验成本、提升空间实验成功率，是天基研究的重要补充手段。“电磁弹射微重力实验装置有效解决了探空火箭、失重飞机、落塔等传统地基微重力设施存在的实验成本高、准备时间长、过载较大等缺点。”张永康说。据悉，中国科学院空间应用中心正在规划建设20秒电磁弹射微重力实验装置，力争实现微重力时间20秒、载荷500千克的国际领先水平，构建国际微/低重力实验中心，为空间科学领域的科学家提供高效便捷的地基微/低重力研究平台，并为载人航天、深空探测等国家重大工程提供相关技术验证条件。

仪器信息网讯 2023年5月19日，第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2023）在北京雁栖湖国际会展中心召开，吸引了来自“政、产、学、研、用”等方面1500余位高端人士参会。会议期间，仪器信息网特别采访了中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员、长春长光辰英生物科学仪器有限公司（以下简称为“长光辰英”）总经理李备，就国产仪器在生命科学领域中的应用进展分享了观点与看法。李备 长春长光辰英生物科学仪器有限公司 总经理李备，研究员，博士生导师。2009年获得英国布里斯托大学博士，曾任英国牛津大学高级研究员。目前共发表SCI和EI收录的论文50余篇，2017年底归国任中国科学院长春光机所光学系统先进制造全国重点实验室研究员，同时创立长春长光辰英生物科学仪器有限公司，2019年获得吉林省政府特殊津贴，吉林省突出贡献专家以及吉林省领军人才（B类）；2020年获得人社部国家高层次留学人才回国资助；2021年吉林省长白山特聘领军人才，吉林省拔尖创新人才人员（一层次）；2022年国家高层次人才计划获得者。目前围绕单细胞研究开展光学技术与设备的研发和产业化，主要研究方向为单细胞精准分选技术、拉曼光谱应用于生物医学精准检测、多种光学成像技术开发及应用。团队专业方向涵盖光学、机械控制、软件开发、人工智能、生物医学等多学科领域，具备解决各种复杂问题的能力。以下是视频采访详情：拉曼单细胞“弹射”分选技术应用广泛早在2004年，李备团队就首次提出了拉曼单细胞分选技术，采用拉曼光谱技术，从细胞代谢、细胞的分子组成等多个角度对细胞进行鉴定。近两年，随着单细胞及生命医学等应用的强烈需求，拉曼光谱在生命科学领域中迎来了一次爆发式的提高。长光辰英一直聚焦于拉曼光谱在生命科学领域的应用，尤其单细胞分选技术的开发与应用。李备强调：“长光辰英专注于拉曼光谱在生命科学领域的应用，包括在科学仪器硬件、应用校正、数据处理方面解决拉曼在单细胞领域的难点。希望拉曼光谱仪能在生命科学领域发挥更大的作用。”李备详细阐述了拉曼单细胞分选技术的研发初衷点。由于当前大量的细胞通过形态学区分的标准较少，虽然荧光标记被广泛使用，但对于微生物细胞，荧光标记物及标记方法相对缺乏，尤其是对自然界环境中未知样品，因此亟需一种非标记技术，基于拉曼光谱的单细胞分选技术应运而生。对于微生物单细胞来说，尺寸小到零点几微米，同时还伴随着杂质干扰，常规的流式细胞技术在分离微生物细胞时会面临管道堵塞、操作复杂、很难获取高质量拉曼光谱信号等问题。基于此，李备团队开发了一种基于激光诱导向前转移的“弹射”分选技术。在这种技术加持下，可对功能单细胞进行很好的识别，同时实现所见即所得的“弹射”分选。PRECI SCS-R300 拉曼单细胞分选仪（点击查看）PRECI SCS-R300的单细胞分选原理李备表示：“基于激光技术的分选避免了杂质的干扰同时适用性非常强，适用于零点几微米到几十微米的细胞分离，分离准确率非常高。同时我们也开发了微孔＋液体的分选芯片，细胞被分选之后的成活率超过95%以上，测序的覆盖率在85%以上，满足了大部分应用场景。我们的拉曼单细胞的“弹射”分选技术，在2019年上市之后，已有多台设备在国内外实验室开展应用，并发表文章30多篇。”聚焦细胞/成像/制药三大领域，国产仪器自主创新的机遇与挑战乘国家政策“东风”，国产高端生命科学仪器发展创新迅猛。李备研究员回忆道：国产仪器的发展，从最早使用国内外仪器功能模块组装的集成创新，到目前主导核心模块的技术创新，甚至国产设备最为欠缺的软件部分也逐渐补强，对于国家、企业以及研究者而言，都是至关重要的，科学仪器技术决定着科研成果的高度。长光辰英自2017年成立以来发展迅速，从起初李备回国创业只身一人，到现在已有核心员工百余人。目前公司服务覆盖超过30多个地区的100多家客户，业务布局海外市场并有销售订单，正积极致力于生命科学仪器国产化发展。公司主营业务聚焦以下三个方面：第一是单细胞分析应用领域，围绕微生物单细胞资源挖掘和利用，主要基于多维光学识别技术，围绕拉曼光谱技术、荧光技术、细胞图像识别技术，实现多维度全方位识别及细胞分离功能；第二是成像技术应用领域，基于条纹转盘共聚焦技术，发展出性价比更高的国产共聚焦显微镜；第三是制药检测应用领域，针对生物制剂中颗粒物等的快检及溯源提供解决方案。谈及国产仪器自主创新的机遇与挑战时，他认为国产仪器企业要替代技术积淀几十年甚至近百年的进口企业还有一定距离，但目前在新应用角度，国产企业找到很多突破口，尤其是近些年发展起来的大数据人工智能深度学习技术方面，其先进性已经超过了国外不少品牌。引以为傲的是，长光辰英以自主核心技术，一直坚持着为生命科学研究和产业化提供一站式系列精密仪器、试剂耗材、应用方案等产品与服务。就国产化进程他分享到：“长光辰英仪器产品整机国产化率已经达到95%以上，目前聚焦解决核心零部件的问题，及人机交互包括软件和算法升级等方面进展。”时隔三年再参会：国产企业发展迅猛，参会人群多元时隔三年，李备表示这是第二次参加中国科学仪器发展年会。本次年度盛会特别设立的“细胞科学前沿技术创新与仪器成果转化”论坛，他分享了题为《拉曼分选技术前沿——细胞表型探索新工具》的报告，与现场嘉宾分享细胞科学前沿技术的最新进展，并探讨如何将科技成果与实际应用相结合，推动细胞科学更好更快地发展。他在报告中分享到拉曼光谱作为一种无损的快速分析手段，可以从分子水平上研究生物样品的物质组成与代谢功能，近年来生物医学领域引起了极大的关注。拉曼光谱是研究分子振动的一种方法，可以对样品进行快速、实时检测，它可以提供细胞、组织或与各种病理变化相关的化学特征。通过分析正常组织和病变组织之间指纹峰相对强度或峰位的差异，可以检测出生物体的异常状态。此外，结合大数据开发多维校准和聚类分类算法，拉曼光谱可以为生物医疗应用提供一种定性和定量分析方法，包括疾病筛查诊断、体外活检分子表征，术中肿瘤边缘评估、病原体和抗菌素耐药性细菌鉴定等。拉曼+新应用、新技术，有望给生命科学领域研究带来创新与突破。会后，他特别分享了本届ACCSI2023的参会感触：首先，更为多元化的参会人员令他印象深刻。大会及各论坛现场与会嘉宾不仅涵盖科学仪器参展商、供应商、代理商，还有科研专家用户以及资本方等全产业链人群。另一方面，从会议报告内容可以看出近些年国产仪器发展特别迅猛，很多仪器技术的发展不再是以前单纯追赶国外科学仪器，而是从很多方面已经赶超国外。他认为ACCSI大会平台可以为参会者提供一个很好的机会，全方位了解国产仪器技术进展及科学仪器行业发展情况。