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己酸酐

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己酸酐相关的资讯

  • 淀粉中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐高效液相检测方法
    近日台湾被曝&rdquo 毒淀粉&rdquo 事件,即食品中发现含顺丁烯二酸的有毒淀粉。珍珠奶茶、甜不辣、粉圆、板条、鸡排等这些台湾经典美食均中枪。顺丁烯二酸又名马来酸酐,是工业原料,加入淀粉后可增加食物的弹性、黏性及外观光亮度,在食品中属非法添加物,会对人体肾脏造成极大损伤。 天津博纳艾杰尔科技有限公司采用Venusil MP C18液相色谱柱开发了淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的高效液相色谱检测方法。该方法的灵敏度高、准确度好、前处理操作简单,适用于淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的定量检测。 样品制备 称取2.50 g样品(精确至0.01 g)于50 mL比色管中(淀粉制品用粉粹机磨碎后称取),加入25 mL乙醇-水(5:95,v:v)混合溶液,涡旋2min,超声提取20 min后用乙醇-水混合溶液定容至50 mL,摇匀,8000 r/min离心5 min,取上清液过0.45&mu m尼龙滤膜,待测。 色谱条件 色谱柱:Venusil® MP C18 5&mu m 100Å 4.6× 250mm 流动相:水(磷酸调pH至3.0):乙腈=90:10 波 长:215nm 流 速:1mL/min 柱 温:30℃ 进样量:20ul 色谱图 图1 0.1ug/ml标准溶液色谱图 图2 淀粉空白样品色谱图 图3 10mg/kg淀粉添加样色谱图 订货信息 名称 规格 订货号 Venusil MP C18 5µ m;100Å ;4.6*250 mm VA952505-0 1.5mL样品瓶 短螺纹透明带书写处,100/PK 1109-0519 1.5mL样品瓶盖 100/PK 0915-1819 微孔滤膜(Nylon) 13mm,0.45&mu m,200个/包 AS021345 一次性注射器 2ml无针头,100支/包 LZSQ-2ML 乙腈 4L/瓶,色谱纯 AH015-4
  • 环氧树脂的羟值测定
    环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能、以及其使用工艺的灵活性是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料,在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。5月份,我们带来了环氧树脂水分含量检测的应用方案,现在我们带着环氧树脂羟值测定的应用方案与您见面了! 一、背景介绍羟值是指1g样品中羟基所相当的氢氧化钾的毫克数,以mgKOH/g表示。目前胶黏剂中的环氧树脂、聚酯多元醇和聚醚多元醇及聚氨酯等对羟值有要求。羟值是环氧树脂羟基含量的量度,可以直接反映出环氧树脂分子量的大小;在聚酯多元醇的合成过程中,利用羟值与酸值的测试来监控合成反应程度,用来检验树脂分子量是否符合产品出厂要求;在聚氨酯胶黏剂生成时,羟值与酸值大小,是异氰酸酯加入改性的重要依据。故我们需要对羟值进行检测。依据标准:GB/T 12008.3-2009 塑料 聚醚多元醇 第3部分:羟值的测定。 二、羟值测定方法1、测试原理用过量酸酐与产品中羟基反应生成酯和酸,多余的酸酐水解成酸,再用碱进行中和滴定。根据氢氧化钠的消耗量,可计算出产品的羟值。由于滴定终点颜色变化不易观察,因此通过电位来指示终点。 2、仪器及试剂:● ZDJ-5B型自动滴定仪● 231-01 pH玻璃电极+232-01参比电极● 咪唑、吡啶、邻苯二甲酸酐、0.5mol/L氢氧化钠标定滴定溶液 3、测试(1)样品前处理:● 向试料和空白锥形瓶中准确移取25ml邻苯二甲酸酐酰化试剂。摇动瓶子,至试料溶解,每个锥形瓶接上空气冷凝管,放在115+2℃油浴里30min。● 加热后,将装置从油浴中拿出并冷却至室温。用30ml吡啶冲洗冷凝管并取下冷凝管。将溶液定量转移到250ml烧杯中,用20mL吡啶冲洗锥形瓶。(2)空白测定:将空白样品置于滴定仪上,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至终点。(3)样品测定:将试样置于滴定仪上,用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至终点。注意事项图1 样品测定曲线 (1)过量的水会破坏酯化试剂而干扰测定,试剂需要保持干燥,酰化试剂吸潮后需要重新配置。(2)酯化完成,冷却后,可以先加少量水,使过量的酸酐直接水解,在用氢氧化钠标准溶液进行滴定。(3)样品的取样量要进行估算,尽可能的使试料质量与理论计算值相近。 三、仪器推荐ZDJ-5B型自动滴定仪● 7寸彩色触摸电容屏,导航式操作;● 支持电位滴定;● 实时显示测试方法、滴定曲线和测量结果;● 可定义计算公式,直接显示计算结果;● 支持滴定剂管理功能;● 支持pH的标定、测量功能;● 支持USB、RS232连接PC,双向通讯;● 可直接连接自动进样器实现批量样品的自动测量。
  • 2014年化学领域重要成果回顾
    2014已经翻过,来自世界各地的化学工作者们在过去的一年中做出了哪些精彩的发现?美国化学会主办的化学化工领域著名新闻媒体《化学化工新闻》从年内诸多报道中精选出十项重要的科研成果,与我们一同分享化学学科各个领域的重要进展。   No.1 元素周期表:氧化态的新纪录在铱的化合物中实现   氧化态表示化合物中某种原子被氧化的程度。在2014年之前,已知的化合物中氧化态最高为+8,仅存在与钌、铱、氙等少数元素的化合物中,而其中的铱尤为特别,因为理论上它还可以被继续氧化,达到+9的氧化态。今年,来自德国、加拿大和我国复旦大学、清华大学的研究人员通过紧密合作,成功地将理论预测变成了现实。他们从铱的单质出发,通过气相反应,成功制备出了四氧化铱正离子(IrO4+)。在这种离子中,铱元素的氧化态达到了+9,这是迄今氧化态的最高纪录。   No.2 显微镜技术:第一张氢键的显微镜照片受到质疑   左:低温下铜表面的8-羟基喹啉的原子力显微镜照片,黑色区域显示存在氢键 右:二(4-吡啶基)乙炔的四聚体的原子力显微镜照片。尽管这种分子相互之间不存在氢键作用,图片上仍然显示出类似的&ldquo 氢键&rdquo 结构。   氢键是分子间的一种特殊的相互作用,它的强度介于共价键和范德华力之间。氢键广泛参与到许多重要的现象&mdash &mdash 特别是生命现象中,因此对于氢键的研究具有重要的意义。在2013年,来自我国的一个研究组曾利用原子力显微镜观察到8-羟基喹啉这种分子之间的氢键,这是首次直接观察到氢键,因此引起了广泛关注。然而在今年,来自芬兰和荷兰的研究人员在《物理评论快报》上发表论文,对于这项研究提出质疑。他们利用原子力显微镜观察了二(4-吡啶基)乙炔这种分子的四聚体。在四聚体中,相邻两个分子的氮原子之间没有任何氢键作用,但是他们也观察到了类似的&ldquo 氢键&rdquo 结构。因此,他们认为此前报道的氢键图像可能仅仅是原子力显微镜扫描样品过程中产生的假象。这项研究提醒相关人员,在利用显微技术观察纳米尺度的物体时必须加倍小心。   No.3 材料科学:石墨烯出乎意料的新性质   石墨烯是由碳原子组成的只有一个原子厚度的薄膜,通常被称为二维材料。自从2010年诺贝尔物理奖得主、英国曼彻斯特大学的安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛夫在2004年首次成功分离石墨烯以来,石墨烯的研究成为了一个相当热门的领域,人们希望这种新型材料能够在许多应用中取代传统材料。   在2014年,关于石墨烯的一些新的研究让人们对这种新型材料有了更加深入的认识。其中一项研究表明,石墨烯的化学性质可能并不像人们此前认为的那样稳定。目前制备石墨烯常用的一种方法是先将石墨氧化得到氧化石墨,再将其还原。来自美国的研究人员发现,用这种方法制备的石墨烯在紫外线照射和二氧化钛纳米颗粒催化的条件下能够迅速分解成二氧化碳和水。另一项研究则表明,尽管此前研究人员认为各种原子或者分子很难通过石墨烯,质子却可以很好地穿过它。因此石墨烯有可能被用于燃料电池中传导质子的薄膜。   No.4 计算化学:通过模型促进实验   &ldquo 从头计算的纳米反应器&rdquo 预测的乙炔聚合的过程   在2014年,研究人员朝着计算化学的终极目标&mdash &mdash 利用理论来发现新的化学反应&mdash &mdash 又迈出了坚实的一步。来自美国斯坦福大学的研究人员开发出一种被称为&ldquo 从头计算的纳米反应器&rdquo (ab initio nanoreactor)的计算化学新体系。在虚拟的环境中,这种&ldquo 纳米反应器&rdquo 将反应物的分子混合并压缩到一起,之后运用量子力学方法计算反应过程和反应产物。利用这种方法,研究人员预测出了一些化学反应的产物,这些化学反应由于需要高温高压,目前尚不能在实验室中验证。虽然这种新的计算化学体系还需要进一步的改进,它仍然是计算化学领域的一项重要进展。   No.5 有机合成:盐能够影响根岸偶联反应的进行   无机盐对于根岸偶联反应的影响:左上:当有机锌试剂与两个脂肪烷基相连时,无论有无无机盐存在,反应均无法进行 右上:当有机锌试剂与两个芳香基相连时,反应不需要添加无机盐即可进行:下:当有机锌试剂与一个脂肪烷基或芳香基和一个卤素原子相连时,反应必须在有无机盐存在的情况下才能发生。   根岸偶联反应( Negishicross-coupling)由日本化学家、2010年诺贝尔化学奖获奖者之一根岸英一发现,指卤代烷与有机锌试剂在过渡金属催化下形成新的有机化合物的反应。根岸偶联反应自从1977年被发现以来,已被用于合成许多重要的有机物。来自加拿大的研究人员经过十余年的研究发现,诸如氯化锂这样的无机盐能够显著影响根岸偶联反应的进行。根据有机锌试剂结构的不同,反应在一些情况下必须在有无机盐存在的情况下才能进行,另外一些情况下不需要无机盐参与就可以顺利完成,还有一些情况下,无论是否存在无机盐,反应都不能发生。研究人员解释说,根岸偶联反应要想正常进行,有机锌试剂与溶剂的极性必须匹配,而添加无机盐可以帮助实现这一目标。这项研究可以帮助研究人员更好地控制反应的进行,减少不必要的副产物的产生。   No.6 纳米技术:制备高纯度的碳纳米管   处在铂表面的多环芳香烃被加热时会发生折叠形成碳纳米管。通过这种方法,研究人员可以很好地控制碳纳米管的尺寸。   单壁碳纳米管被认为在许多领域都有着潜在应用,但长久以来,制备高纯度的碳纳米管是一项亟需解决的难题。目前常用的方法通常只能得到许多尺寸与手性各不相同的碳纳米管的混合物,从而影响到碳纳米管的导电性能。今年,两个研究小组分别在高纯度碳纳米管的制备方法上取得重大突破。北京大学李彦教授及合作者用钨-钴合金的纳米晶体作为&ldquo 种子&rdquo ,在高温下引导碳纳米管的生长。利用这种方法,他们将碳纳米管的纯度从55%提高到了92%。来自德国和瑞士的研究人员则利用多环芳香烃作为合成碳纳米管的原料。在高温下,这些芳香烃分子发生折叠和延伸,形成碳纳米管。通过这种手段,他们能够每次得到单一的一种碳纳米管。   No.7 合成生物学:细菌接受了扩展的遗传密码   上:人工合成的d5SICS-dNaM碱基对的化学结构 下:如果DNA的碱基从2对4种扩充到3对6种,密码子可能的组合将从64增加到216,因此有可能将一些新的氨基酸分子引入到蛋白质中。   腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T)以及鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)是我们熟知的DNA中的两对四种碱基。地球上的所有生物都利用这四种碱基来编组遗传密码从而控制蛋白质的合成。在2014年,来自美国斯克里普斯研究所的科学家们将含有d5SICS和dNaM这一对并非天然存在的碱基的DNA引入了活的细菌体内,并发现含有新碱基的DNA能够在细菌体内正常复制。这一对新的碱基不像A-T和G-C碱基对通过氢键相互作用,而是通过疏水作用相结合。虽然含有新的碱基对的DNA已被证实能够在体外指导蛋白质合成,在生物体内的复制还是首次报道。如果含有新碱基对的DNA能够在生物体内被转录为信使RNA,未来我们将有可能利用它来合成新的蛋白质结构。   No.8 结构生物学:首次仅凭电子显微镜确定蛋白质结构   酵母菌的线粒体核糖体大亚基的超高分辨率电子显微镜照片。蓝色、红色和黄色标出的结构分别表示与细菌的核糖体相同的结构、与哺乳动物线粒体核糖体相同的结构和酵母菌独有的结构。   精确测定蛋白质等生物大分子的结构向来是X射线衍射的专利,但是在今年,来自英国剑桥分子生物学实验室的几位研究人员首次仅仅凭借电子显微镜就确定了蛋白质的结构。通过改进电子显微镜技术,他们成功获得了酵母菌的线粒体核糖体大亚基的图像,分辨率为3.2埃(1埃是1纳米的十分之一,1米的百亿分之一,原子半径一般在1埃左右)。由于不需要像X射线衍射那样需要复杂繁琐的纯化和结晶过程,新的电子显微镜技术有望帮助研究人员更好地了解生物大分子的结构。   No.9 高分子科学:具有手性的新型塑料   来自美国康奈尔大学的研究人员开发出一种新型的含有金属钴的化合物,它能够催化丁二酸酐和环氧丙烷这两种分子相互反应得到聚合物。环氧丙烷分子具有手性,也就是说它实际上具有两种不同的结构,它们像人的左右手一样互为镜像却不能重叠。当环氧丙烷与丁二酸酐在这种新型催化剂作用下生成高分子时,手性得到了保持,也就是说我们可以得到两种互为镜像的高分子。有趣的是,这两种高分子材料各自的熔点都是79 oC,但按照1:1的比例互相混合后,由于特殊的相互作用,熔点却升高至120 oC,而且结晶速度也大大加快,这些都非常有利于塑料制品的生产加工。另外这种新型的塑料能够被生物降解,而且丁二酸酐和环氧丙烷都是常见的化工原料,因此很有希望在不久的将来获得大规模的应用。   No.10 太阳能电池:钙钛矿型太阳能电池继续取得进展   左:钙钛矿型太阳能电池的结构示意图,从下至上分别为透明电极、二氧化钛层、具有钙钛矿型结构的导体层和另一电极 右:钙钛矿型太阳能电池纵截面的电子显微镜照片。   太阳能电池一直被视为重要的可再生能源形式。目前已经商业化的硅太阳能电池能够将25%左右的太阳能转化为电能,但是造价昂贵。基于高分子等材料的太阳能电池较为廉价,但是转化效率只有10%左右。近年来,一种新型太阳能电池&mdash &mdash 钙钛矿型太阳能电池(perovskitesolar cells)受到了研究人员的广泛关注。钙钛矿型太阳能电池并非使用钙钛矿(CaTiO3),而是指用来转化太阳能的物质具有通式为ABX3的化学组成,并且晶体结构与钙钛矿类似,它兼具了成本低廉和能量转化效率高的优点。目前钙钛矿型太阳能电池最常用的材料为(CH3NH3)PbI3。今年早些时候,有报道表明钙钛矿型太阳能电池的转化效率已经达到16%,而在今年年底,已经有研究人员实现20%的转化率。由于含铅化合物具有一定的毒性,美国西北大学的研究人员提出用锡代替铅得到的类似化合物同样可以用于生产钙钛矿型太阳能电池。同样在今年,来自英国牛津大学的研究人员发表论文称,碳纳米管和高分子形成的复合材料能够有效提高钙钛矿型太阳能电池的稳定性。   (部分配图引自原报道:http://2014.cenmag.org/top-chemistry-research-of-2014/)
  • 新类型合成毒品原料快速检测的利器
    新类型合成毒品原料快速检测的利器 上海舜宇恒平科学仪器有限公司   近年来,甲基苯丙胺、氯胺酮等新类型合成毒品在涉案毒品中的比重逐年上升,新类型合成毒品不断增长的趋势对有效打击毒品犯罪提出了更高的要求。   上海舜宇恒平科学仪器有限公司推出的AD04-03易制毒化学品检测仪是针对新类型毒品合成原料检测的专用仪器,能够对目前国家管制的17种易挥发性易制毒化学品进行有效分析,非常适合车载和现场检测。该仪器通过一次进样,双柱双温、双检测器并联,双通道采集及数据分析,即可完成全部目标化合物的检测。整个分析过程兼顾了低沸点及高沸点化合物的分离检测,分析时间小于5min。仪器专用软件自动获取数据,与样品库中标准数据进行对比,如发现易制毒化学品即自动报警,是从源头上打击合成类毒品的有力工具。 AD04-03易制毒化学品检测仪 检测目标化合物:乙醚、丙酮、氯仿、丁酮、甲苯、醋酸酐、黄樟脑、胡椒醛、麻黄碱、苯乙酸、邻氨基苯甲酸、N-乙酰邻氨基苯甲酸等易制毒化学品及咖啡因、氯胺酮等毒品。主要特点: 可靠性高,便于携带,功耗较低 针对17种易制毒化学品进行快速检测,分析时间小于5分钟 全自动分析-报警软件,做到一次进样,分离、分析数据的全自动处理 集工业控制计算机、分离系统、数据采集于一体 中文操作系统,触摸屏操作,全图形界面,方便操作 仪器扩展性好,可以方便的增加或改变标准库中的样品种类 可现场打印检测报告,满足车载及现场快速检测的要求 联系方式:上海舜宇恒平科学仪器有限公司 地址:上海市虹漕路456号8号楼5~6楼 电话:021-64959872 E-mail:info@hengping.com http://www.hengping.com
  • “生物计算”:比超级计算机更聪明、高效、紧凑
    上图 真菌可能与标准电子设备相连。图片来源:安德鲁阿达马茨基下图 实验室培养的脑细胞可用于计算。图片来源:托马斯哈滕/约翰斯霍普金斯大学细菌和超级计算机有什么区别?区别是细菌更“高级”,因为它有更多的回路和更强的处理能力。所有生命都在“计算”。从响应化学信号的单个细胞,到在特定环境中航行的复杂生物体,信息处理是生命系统的核心。经过数十年的尝试,科学家终于开始收集细胞、分子甚至整个生物体,来为人类自己的目的执行计算任务。从本质上讲,计算机也只是信息处理器,而且人们越来越认识到大自然拥有丰富的这种能力。最明显的例子是复杂生物体的神经系统,它能处理来自环境的大量数据并对各种复杂的行为“下指令”。但即使是最小的细胞,也充满了复杂的生物分子通路,这些通路响应输入信号,打开和关闭基因、产生化学物质或进行自我组织。最终,生命中所有令人难以置信的壮举,都依赖于DNA存储、复制和传递遗传指令的能力。如何构建一台生物计算机?生物系统有自身的独特优势:更紧凑、能源效率更高、可自我维持和自我修复,而且特别擅长处理来自自然界的信号。在过去的20年里,强大的细胞和分子工程工具让人们终于能在构建生物计算机领域迈出一步。美国麻省理工学院生物合成学家克里斯托弗沃伊特说,该方法的核心是“生物电路”,类似于计算机中的电子电路。这些电路涉及各种生物分子相互作用以获取输入,并对其进行处理以产生不同的输出,就像它们的硅对应物一样。通过编辑支撑这些过程的遗传指令,人们现在可以重新连接这些电路以执行自然界从未计划的功能。2019年,瑞士联邦理工学院利用CRISPR技术,构建了相当于计算机中央处理器(CPU)的生物等效物。这个CPU被插入一个细胞,在那里它调节不同基因的活动以响应专门设计的RNA序列,使细胞实现了类似于硅计算机中的逻辑门。印度萨哈核物理研究所在2021年更进一步,诱使一群大肠杆菌计算简单迷宫的解决方案。该电路分布在几个大肠杆菌菌株之间,每个菌株都被设计用来解决部分问题。通过共享信息,该电路成功地实现了如何在多个迷宫中导航。大多数生物系统并不同于经典计算机的二进制逻辑,它们也不会像计算机芯片那样一步步解决问题。它们充满了重复、奇怪的反馈循环和以不同速度并排运行的截然不同的过程。更怪异的是,生物的计算能力还能完全脱离其自然环境。瑞典隆德大学科学家正在试验一种完全不同的生物计算方法,使用由分子马达驱动的微小蛋白质丝围绕迷宫推进。迷宫的结构经过精心设计,而细丝能同时探索所有路线。这意味着解决更大的问题不需要更多的时间,只需要更多的细丝。重新设计生物系统会带来什么?但美国马萨诸塞州塔夫茨大学的迈克尔莱文认为,生命系统已经在生物学的各个层面展示了令人惊叹的计算壮举,人们应该将重点从尝试重新设计生物系统,转移到寻找与现有系统交互的方法。莱文实验室已经证明,他们可以操纵细胞之间的电通信,帮助它们决定如何以及在哪里生长。举个恐怖的例子,这可能让蝌蚪的内脏上长出眼睛,或让青蛙长出额外的腿。它并不等同于计算,但团队认为它代表了如何将自然界预先存在的电路折射为一个“新目标”。类似的方法可用来解决广泛的计算任务。此外,真菌计算的深奥领域也正在显示其应用潜力。英国布里斯托尔西英格兰大学研究显示,真菌在感知pH值、化学物质、光线、重力和机械应力等方面具有的能力令人印象深刻。它们似乎使用电活动的尖峰进行交流,这开辟了将它们与传统电子设备连接的前景。类器官智能有多智能?要探寻生物计算,离不开人们迄今已知的最强大计算设备:大脑。当前组织工程学的进步意味着,科学家们可从干细胞中培育出相当于微型大脑的复杂神经元簇,也就是“大脑类器官”。与此同时,能将信号传输到脑细胞并能解码它们的反应,意味着人们已经开始试验类器官的记忆和学习能力。今年早些时候,美国约翰斯霍普金斯大学团队概述了“类器官智能”这一新领域的愿景。目标与人工智能相反:他们不会让计算机更像大脑,而是试图让脑细胞更像计算机。初创公司Cortical已可训练在硅芯片上培养的人类脑细胞来玩电子乒乓游戏Pong。而在它们的新软件中,任何具有基本编码技能的人都能为“培养皿大脑”编程。不过,所有这些生物计算方法目前都远未成为主流。与设计和制造硅芯片的能力相比,人们操纵生物学的能力仍处于初级阶段。但生物计算的巨大潜力和投入生物技术的数十亿美元,将在未来几年为这个领域带来快速进步。
  • 迪马“毒淀粉”中顺丁烯二酸(酐)检测解决方案
    近日,台湾“毒淀粉”事件愈演愈烈,广大民众陷入“毒食”恐慌。所谓“毒淀粉”,主要是指在淀粉中添加了顺丁烯二酸酐。顺丁烯二酸酐(Maleic anhydride)简称马来酸酐或失水苹果酸酐,遇水即水解成顺丁烯二酸(又称马来酸)。加入淀粉后可增加食物的弹性、黏性及外观光亮度,但会对人体肾脏造成极大损伤。目前,我国国家标准GB 2760-2011未将顺丁烯二酸酐列为食品添加剂。方法优势 我国现有的国家标准GB/T 23296.21-2009采用高效液相色谱及内标法对食品模拟物中顺丁烯二酸及顺丁烯二酸酐进行分离与测定,但关于淀粉及淀粉制品中顺丁烯二酸酐的检测尚未见报道。2012年,浙江省质量技术监督检测研究院采用迪马科技Platisil ODS C18液相色谱柱开发了基于高效液相色谱(HPLC)测定淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的方法。该方法的灵敏度高、准确度好、前处理操作简单,适用于淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐总含量的批量检测。样品前处理 称取2.50 g样品(精确至0.01 g)于50 mL比色管中(淀粉制品用粉粹机磨碎后称取),加入25 mL体积分数5%的乙醇水溶液,涡旋2 min,超声提取10 min后用提取液定容至50 mL,摇匀,12000 r/min离心5 min后,过膜上机测定。色谱条件色谱柱:Platisil ODS C18,250 mm × 4.6 mm,5 μm (Cat.#:99503)流动相:甲醇-1‰磷酸溶液(2∶98)流速:1.0 mL/min柱温:30 ℃进样量:15 μL检测器:UV 214 nm 色谱柱的选择 参考标准GB 25544-2010及有关马来酸的文献报道,为减少目标物出峰时间附近物质的干扰,延长其色谱保留时间,本方法采用Platisil ODS C18色谱柱,与普通ODS C18柱相比,该色谱柱可以纯水为流动相。 顺丁烯二酸标准品色谱图含顺丁烯二酸阴性样品加标的谱图 添加回收结果 回收率 88%~89%(添加水平:10、50、100 mg/kg) 相对标准偏差(n=5) 定量下限 5.0 mg/kg * 以上数据来源于高效液相色谱法测定淀粉及淀粉制品中的顺丁烯二酸与顺丁烯二酸酐总含量,分析测试学报,2012,31(8),1013-1016 “毒淀粉”中顺丁烯二酸(酐)检测解决方案相关产品信息: 货号 名称 规格 样品前处理 37177 针头式过滤器 Nylon 13 mm,0.22 μm 100/pk 37180 针头式过滤器 Nylon 13 mm,0.45 μm 100/pk 色谱柱及保护柱 99503 耐100%纯水流动相反相液相色谱柱Platisil ODS C18 250 × 4.6 mm, 5 μm 标准品 46672 顺丁烯二酸酐[108-31-6] 1 g 46671 顺丁烯二酸[110-16-7] 1 g HPLC溶剂 缓冲盐 离子对试剂 50102 甲醇 HPLC级 4 L 50108 无水乙醇 HPLC级 4 L 50133 磷酸 HPLC级 50 mL 通用色谱产品 52401B 瓶架/蓝色 50 孔 52401A 瓶架/白色 50孔 5323 样品瓶(棕色/螺纹 2 mL, 100/pk 5325 样品瓶盖/含垫(已经组装) 100/pk H80465 HPLC 进样针 25 μL
  • N端封闭蛋白序列分析进行时——台式MALDI-8020
    胰蛋白酶消化,质谱法轻松鉴定蛋白质,已经是非常成熟的工作流程。即使是刚接触MS的使用者也可以很快掌握。在质谱法鉴定蛋白的工作流程中,蛋白质鉴定是通过使用搜索引擎,例如 Mascot或Matrix Science进行简单的数据库搜索来实现的。然而,对于数据库中未列出的蛋白质鉴定需求,或需要进行蛋白质末端序列分析的这两种情况,通常采用更昂贵的高端仪器和更复杂的工作流程,需要熟练的操作员。此外,蛋白质测序仪也通常用作蛋白质末端序列分析的方法,但遇到 N 端封闭的蛋白质,去封闭是必要的。作为样品序列分析前的预处理,预处理效果取决于蛋白质类型,可能效果不佳,对操作人员有一定要求,需要一定程度的技能和经验,这些可能会限制其使用。 近年来,利用MALDI-TOF离子源(ISD:In-Source Decay)中发生的蛋白质碎裂离子,可以分析N末端被封闭或未在数据库中登记的蛋白质序列MS图谱。此外,ISD理论上不受每个样品质量的限制,因此无需胰蛋白酶消化即可直接对高质量蛋白质进行测序。结合电泳胶提取蛋白和岛津台式机MALDI-8020,通过N端封闭蛋白的分子量测定和序列分析的例子,让我们来了解下大蛋白分子直接测序技术MALDI-ISD。 将模型样品N 端被乙酰化的牛碳酸酐酶 (Sigma-Aldrich)溶解在缓冲溶液中进行电泳, 95 °C 下加热 5 分钟,然后在聚丙烯酰胺凝胶(ATTO 12.5 %,预制 e-PAGEL)上进行电泳。所得聚丙烯酰胺凝胶用考马斯亮蓝染色以检测蛋白质斑点。使用含有表面活性剂的提取缓冲溶液,我们从凝胶分离的碳酸酐酶的条带中提取蛋白质。使用氯仿/甲醇在提取缓冲溶液中沉淀蛋白质以去除表面活性剂和盐,并使用 MALDI-TOF 质谱仪进行测量。芥子酸用作 MALDI 基质用于蛋白质分子量测量,1,5-二氨基萘 (DAN) 用于 ISD 的序列分析。 图1、碳酸酐酶电泳图图2、从凝胶中提取的碳酸酐酶MS图(基质芥子酸) 接下来,从25 pmol凝胶蛋白条带中提取碳酸酐酶,与基质DAN混合,MALDI-8020线性模式进一步分析。结果如图3所示,主要检测到c离子(从蛋白质N段产生的片段)质量一致的峰。通过使用免费软件Mass++ TM和蛋白质氨基酸序列比对工具Basic Local Alignment Search Tool (BLAST),我们对从检测到的峰中获得的氨基酸序列进行了同源性搜索。 图3、MALDI-ISD鉴定结果 鉴定结果显示匹配结果最高的是碳酸酐酶。通过检测到的c离子片段质量和数据库中已有的碳酸酐酶氨基酸序列,我们可以推断出N段序列是SHHWGYGKH...,并且是N-乙酰化的。 MALDI-8020线性模式MALDI-ISD技术,无需复杂的工作流程,无需胰蛋白酶消化即可直接对高质量蛋白质(如本文所述m/z 29030示例)进行N端测序。 该方法在岛津应用专家与美国佛罗里达州立大学、日本爱媛大学高级研究支持中心生物医学分析部、利物浦大学生化与系统生物学系等共同发表的一篇文献中也有应用到。PEPPI-MS基于聚丙烯酰胺凝胶的预分馏,实现质谱法鉴定完整蛋白或蛋白复合物。凝胶分离回收14种人血清蛋白,提取后,用MALDI-8020的MALDI-ISD产生的产物离子鉴定人血清白蛋白N端氨基酸序列。 MALDI-8020是岛津MALDI家族一款体积小巧,性能卓越的特色产品。荣获2018 IBO工业设计大奖银奖。 主要特点:● 线性台式MALDI-TOF● 200Hz固态激光器,355nm波长● 进样速度快● TrueClean™ 自动源清洁功能。配备大口径离子光学系统,使仪器长期使用中源的污染风险降到最低。配备基于紫外激光器的源清洁功能,可自动快速实现源自清洁。● 静音(参考文献:岛津应用新闻 No.B83J. Proteome Res. 2020, 19, 3779−3791
  • 月旭科技“毒淀粉”中顺丁烯二酸(酐)的测定方案
    近日,相关媒体报道台湾当地很多经典小吃,如粉圆、黑轮、板条、芋圆、地瓜圆等食品中被检测出含有违法添加物&ldquo 顺丁烯二酸&rdquo 。该物质又称马来酸酐(简称顺酐),主要用于工业粘着剂,若加入食物中可增加食物弹性及保质期,人体吸入后会引起咽炎、喉炎和支气管炎,同时也会对人体肾脏造成极大的损伤。 月旭科技采用Ultimate® AQ-C18液相色谱柱开发了淀粉及其制品中顺丁烯二酸和顺丁烯二酸酐含量的高效液相色谱检测方法。该方法灵敏度高、准确度好且前处理简便,适用于淀粉及其制品中顺丁烯二酸(酐)和顺丁烯二酸酐含量的测定。 样品前处理 准确称取2.50g样品(精确至0.01g)于50mL比色管中(淀粉食品用均质机粉碎后称取),加入50mL体积分数为5%的乙醇水溶液,涡旋5min,超声提取30min后,定容至50mL,摇匀,4000r/min离心5min后,过0.22µ m滤膜进行上机测定。 色谱条件 色谱柱:月旭Ultimate® AQ-C18(5µ m, 4.6× 250mm) 流动相:乙腈:0.1% H3PO4水溶液 = 2:98 流速:1.0mL/min 柱温:30oC 进样量:20µ L 标样浓度:10µ g/ml 检测器:214nm 溶剂空白色谱图 顺丁烯二酸标准品色谱图 不含顺丁烯二酸空白样品色谱图 空白样品加标色谱图 回收率结果考察(n = 5) 订货信息
  • 日本ATAGO(爱拓)折光仪在制药行业中成功应用
    折射率(又称折光率、折光系数RI)是物质的物理常数,固体、液体和气体的纯物质都有一定的折射率。如果其中含有杂质则折射率将发生变化,杂质越多,偏差越大。因此折射率常作为检测原料、溶剂、中间体和最终产物的浓度、纯度及鉴定未知样品的依据。 ATAGO(爱拓)全自动旋光仪 (型号:AP-300)用于原料药、 中间体、 以及成品药的比旋度的检验 制糖业主要是用旋光仪检测糖的纯度。 产品的特性概况: &bull 国际糖度(温补)标度在测量过程中检测旋光度 &bull 与温度就进行温度补正, &bull 没有恒温样品管也自动显出准确的国际糖度 &bull 可存储10种旋光管信息,自动计算。 &bull 丰富的配件选择 折光系数是原料药的一个非常重要的参数,用折光方法能方便快捷的检测检测某些药品的纯杂程度或者测定其含量,此外折光率也常被用来用来检测中药汤剂的浓度和控制中草药的汤剂质量。&ldquo 药典&rdquo 是当今全世界所有医药公司在药用物质的研究、开发、生产及测定过程中都必须遵循的质量标准。药用物质不仅仅包括药品和静脉注射类药物,还包括化妆品和保健产品。药典中包含了许多参考值,如原材料的折光系数和旋光度/比旋光度,因此折光仪、旋光仪在制药行业的有重要的作用。 《中国药典》规定折光率测定方法,采用钠光谱的D线(589.3 nm)测定供试品相对于空气的折光率(如用阿贝折光计,可用白光光源)。除另有规定外,供试品温度为20℃。测量后再重复读数2次,3次读数的平均值即为供试品的折光率。测定用的折光计需能读数至0.0001。 日本ATAGO(爱拓)专业生产制造折光仪70多年,是折光仪和旋光仪的领导者。其折光仪产品包括NAR-1T阿贝折光仪、NAR-3T精密型阿贝折光仪、DR-A1数字式阿贝折光仪和RX-5000&alpha 、RX-5000&alpha -plus、RX-7000&alpha 、RX-9000&alpha 等全自动台式数显折光仪等。此外,还开发出来PAL-RI、PAL-BX/RI手持数显折射仪、MARSTER-RI手持刻度式折射仪。这些仪器可方便的用于实验室及检测机构做精密检测和快速检测。 尽管阿贝折光仪可以满足药典的最低要求,但需要外接水浴装置,测量结果往往因操作者而异,并且实验结果不能传输或自动记录,但因为价格相对便宜,这种型号的折光仪在制药行业中也有很多的用户。某些特殊型号的阿贝折光仪例如ATAGO(爱拓)的NAR-1T LO有一些特殊应用,可用于测量低RI值的样品,如液体麻醉剂(约1.27 RI)。全自动台式数显折光仪具有精度高、能精确控温、测量方便快捷等优点,因此得到越来越多的制药企业选用。ATAGO(爱拓) RX系列全自动台式数显折光仪带Peltier控温装置,不再需要水浴,能实现精确控温;而且具有极高的精确度,测量精度可达小数点后五位(± 0.00002 RI)。 附:药典中常用的原料药折射率指数 维生素E 1.494~1.499 苯甲醇 1.538~1.541 丙酸酐 1.403~1.405 苯丙醇 1.517~1.522 薄荷素油 1.456~1.466 大豆油 1.472~1.476 日本ATAGO(爱拓)自动旋光仪在制糖、制药行业的应用 快拿起电话 拨打020-38106065/38108256 或者登陆http://www.atago-china.com:咨询订购吧 访问日本ATAGO(爱拓)中文网站,您将获得更多信息 &hellip 如果想了解RX台式折光仪、在线折光仪,在线浓度计,旋光仪系列产品的更多信息, 请访问: http://www.atago-china.com/
  • 卫生部公布14种食品添加剂质量规格标准
    根据《中华人民共和国食品安全法》和卫生部等9部门《关于加强食品添加剂监督管理工作的通知》(卫监督发〔2009〕89号)规定,经审核,现公布磷酸酯双淀粉等14个食品添加剂的质量规格标准。   特此公告。   附件:磷酸酯双淀粉等14个食品添加剂的质量规格标准.doc 一、磷酸酯双淀粉 项目 指标 干燥失重/(g/100g) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 磷酸盐残留量(以P计)/(%) ≤ 马铃薯和小麦淀粉0.5;其他淀粉0.4 注:用三偏磷酸钠或三氯氧磷为酯化剂 二、醋酸酯淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 乙酰基含量/(%) ≤ 2.5 乙酸乙烯酯/ (mg/kg) ≤ (仅限用乙酸乙烯酯作为酯化剂) 0.1 注:用乙酸酐作酯化剂时,其用量不超过8.0%(w/w,占淀粉干基),用乙酸乙烯酯作酯化剂时,其用量不超过7.5%(w/w,占淀粉干基)。 三、辛烯基琥珀酸淀粉钠和辛烯基琥珀酸铝淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg)≤ 20 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 辛烯基琥珀酸基团/(%) ≤ 3.0 辛烯基琥珀酸残留量/(%) ≤ 0.3 注:生产辛烯基琥珀酸淀粉钠时,辛烯基琥珀酸酐用量不超过3.0%(占淀粉干基,w/w);生产辛烯基琥珀酸铝淀粉时,辛烯基琥珀酸酐用量不超过2.0%,硫酸铝用量不超过2.0%(均为占淀粉干基,w/w)。 四、氧化羟丙基淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 氯丙醇/(mg/kg) ≤ 1.0 羧基含量/(%) ≤ 1.1 羟丙基含量/(%) ≤ 7.0 注:用次氯酸钠作氧化剂,使用量中的有效氯不超过5.5%(占淀粉干基,w/w),用过氧化氢作氧化剂,使用量中的活性氧不超过0.45%(占淀粉干基,w/w);用环氧丙烷作醚化剂,使用量不超过25%(占淀粉干基,w/w)。 五、羧甲基淀粉钠 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 10 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 氯化物(以cl计)/(%) ≤ 0.43 硫酸盐(以SO4计)/(%) ≤ 0.96 注:一氯乙酸为醚化剂。 六、淀粉磷酸酯钠 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 磷酸盐残留量(以P计)/ (%) ≤ 马铃薯和小麦淀粉0.5;其他淀粉0.4 注:用正磷酸、磷酸钠、磷酸钾或三聚磷酸钠酯化。 七、氧化淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 羧基含量/(%) ≤ 1.1 注:用次氯酸钠作氧化剂,使用量中的有效氯不超过5.5%(占淀粉干基,w/w)。 八、酸处理淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 注:采用盐酸、正磷酸或硫酸处理。 九、乙酰化双淀粉己二酸酯 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 乙酰基含量/(%) ≤ 2.5 己二酸盐/(%) ≤ 0.135 注:用已二酸酐(用量占淀粉干基不超过0.12%,w/w)交联,乙酸酐(用量占淀粉干基不超过8.0%,w/w)酯化。 十、羟丙基淀粉 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/( mg/kg ) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg)≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 氯丙醇/(mg/kg) ≤ 1.0 羟丙基含量/(%) ≤ 7.0 注:用环氧丙烷作醚化剂(用量占淀粉干基不超过25%,w/w)。 十一、磷酸化二淀粉磷酸酯 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 磷酸盐残留量(以P计)/ (%) ≤ 马铃薯和小麦淀粉0.5;其他淀粉0.4 注:采用三聚磷酸钠和三偏磷酸钠作酯化剂。 十二、乙酰化二淀粉磷酸酯 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单体淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg)≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 磷酸盐残留量(以P计)/ (%) ≤ 马铃薯和小麦淀粉0.14;其他淀粉0.04 乙酰基含量/(%) ≤ 2.5 乙酸乙烯酯残留量/(mg/kg) ≤ (仅限用乙酸乙烯酯作酯化剂) 0.1 注:用乙酸酐作酯化剂时,其用量不超过8.0%(w/w,占淀粉干基),用乙酸乙烯酯作酯化剂时,其用量不超过7.5%(w/w,占淀粉干基)。 十三、羟丙基二淀粉磷酸酯 项目 指标 干燥失重/(%) ≤ 谷类淀粉: 15.0;土豆淀粉: 21.0;其他单品淀粉: 18.0 SO2残留量/(mg/kg) ≤ 30 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20 铅/(mg/kg) ≤ 1.0 砷/(mg/kg) (以As计) ≤ 0.5 磷酸盐残留量(以P计)/(%) ≤ 马铃薯和小麦淀粉0.14;其他淀粉0.04 羟丙基含量/(%) ≤ 7.0 氯丙醇/(mg/kg) ≤ 1.0 注:采用三氯氧磷(用量占淀粉干基不超过0.1%,w/w)或三偏磷酸钠酯化交联,环氧丙烷醚化(用量占淀粉干基不超过10%,w/w)。 十四、聚丙烯酸钠 项 目 指 标 硫酸盐(以SO4计),w/ % ≤ 0.49 重金属(以Pb计)/(mg/kg) ≤ 20.0 砷(以As计)/(mg/kg) ≤ 2.0 残存单体,w/ % ≤ 1.0 低聚合物,w/ % ≤ 5.0 干燥失重,w/ % < 6.0 烧灼残渣,w/ % ≤ 76.0 pH(0.1%水溶液) 8~10 0.2%水溶液粘度 (60rpm.20℃) 250~430 cps 注:生产工艺,丙烯酸+NaOH→中和催化剂→聚合→精制→干燥→粉碎→成品。 分送:各省、自治区、直辖市卫生厅局,新疆生产建设兵团卫生局,部直属各单位。 卫生部办公厅 2010年7月21日印发
  • 南科大科学家获固态量子计算突破,实现单原子直写的量子计算芯片
    如今,量子计算研究已成为全球科技发展的一大热点,各主要国家高度关注量子计算的发展,启动国家级量子战略行动计划,大幅增加研发投入,同时开展顶层规划以及研究应用布局。同时,国际产业界也纷纷投资量子计算,如谷歌、IBM、英特尔、微软等巨头企业更是积极推动量子计算产业的发展,其中以谷歌公司在 2019 年首次实现量子霸权,为产业界在量子计算方面发展的标志。据波士顿咨询公司(Boston Consulting Group)预测,量子计算机将很快开始解决许多今天的计算机无法解决的工业问题。那么量子计算机离我们还有多远呢?从当前硬件、算法和计算机架构上来说,量子计算机还不是很成熟。在 20 多年前,澳大利亚的量子计算机专家 Bruce Kane 在《自然》上发表了名为“A silicon-based nuclear spin quantum computer”论述了搭建硅基量子计算机的问题,并指出之中的关键是要将量子比特放置在间距 10—20nm 时所能够实现的一种两比特门。众所周知,我们的电脑是由很多具有特定功能的复杂电路组成,其中就有很多逻辑门电路。这些逻辑门电路及其有序组合就是电脑中形形色色的功能的基础,进而成就了人类数字社会的今天,而逻辑门操作的稳定性和开关特性决定了电脑的很多关键性能,例如计算速度等。这种特殊的两比特门就像是我们通向通用硅基单原子量子计算机的最后一道门一样,来自南方科技大学的贺煜副研究员也许就是开启这扇通向单原子级别硅基量子计算大门的开门人。他和团队成员一起,利用高精度微纳加工方式,将两个磷原子构成的量子点分别放置在相距 13nm(也就是130)的位置上,实现了第一个适用于量子计算机的高速两比特门。图 | 《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”榜单入选者贺煜贺煜现在是南方科技大学量子科学与工程研究院的副研究员、独立 PI、硅量子器件和量子计算方向团队带头人。多年来,他在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果,利用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子,在微观世界构建未来信息技术。突破关键量子门,推进量子计算机构建从硬件的角度来说,如果能基于硅制作量子计算机无疑是最方便的,因为从材料上来说,硅在地球上的含量是十分富足的。再者,如今的半导体工艺大都基于硅材料,那么与传统半导体工艺的兼容性也能使得量子计算机的构建变得更加方便。在 2019 年,贺煜带领团队证明了硅基磷原子体系第一个两比特门,是满足通用量子计算判据的最后一条,也正是 Bruce Kane 提出的量子计算方案中关键的一环。来自南方科技大学的俞大鹏院士以此推荐贺煜博士入选“35 岁以下科技创新 35 人”榜单,并表示:“这个工作为大规模量子计算芯片奠定了坚实基础,是一个里程碑式的工作。”该成果以封面文章发表在《自然》上,贺煜为第一作者,且该工作被列为“2019 年量子计算实验十大进展”。图 | 贺煜发表在《自然》的论文贺煜创造性地采用扫描隧道显微镜技术(STM)实现纳米尺度芯片加工,成功地以单原子级别的精度将两个磷原子构成的量子点放置在 13 纳米间距上,在硅基量子芯片上实现了第一个高速两比特门——800 皮秒的根号交换门,并实现了利用全统计计数方法对比特读出保真度的优化、参与构建比特读出保真度分析的理论工作等。这是一种高精度的微纳加工方式,可用于制备单原子、单电子量子器件以及人工量子材料,并能够实现单原子尺度的量子计算,为大规模可扩展的硅基量子计算奠定了坚实基础。师从潘建伟院士和陆朝阳教授多年来,贺煜在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果,用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子,在微观世界构建未来量子信息技术平台。回顾他的求学之路,用“根正苗红”来形容再合适不过。自本科起,贺煜就在中科大这片量子的土壤中成长,并以优异的成绩保送本校硕博连读。期间在导师潘建伟院士和陆朝阳教授的指导下,贺煜主要研究砷化镓自组装量子点,核心成果包括一系列单光子源方面开创性工作,以及首次观察到自发辐射谱线擦除效应——实现量子光学的实验突破,以及单光子向单电子自旋的量子传态等。谈及选择量子技术作为研究方向的原因,他告诉 DeepTech:“之所以一直选择量子物理、量子计算的方向,首先是兴趣爱好,是自己对于微观世界的好奇心和对量子世界的喜爱所驱动,其次是因为量子计算是一个将改变人类未来的前沿科技,尤其是硅量子计算芯片具有很大的产业潜力,希望通过自己的耕耘为社会贡献一份力量,为科学发展做一份努力。”图 | 贺煜发表在《自然-光子学》的论文2015 年以后,贺煜继续在陆朝阳教授团队做了半年的博后研究,结合博士期间的工作,实现了当时世界最高光子数玻色抽样——证明了量子计算机对于第一台电子管计算机 ENIAC 的超越和第一台晶体管计算机 TRADIC 的超越,研究成果以论文形式发表于 2017 年的《自然-光子学》上,并入选“2017 年中国十大科技进展新闻”。论文指出,为完成高性能玻色抽样实验,研究团队克服的技术难点有两个:一是基于砷化镓量子点,研究团队设计了稳定的高亮度单光子源;二是设计并使用了性能卓越的多光子干涉仪(multiphoton interferometers),其传输效率高达 99%。研究团队完成并实现了 3 光子、4 光子以及 5 光子玻色抽样实验,采样率分别为 4.96kHz、151Hz 和 4Hz,都达到之前实验的 24000 倍以上。图 | 贺煜团队开发的高性能玻色抽样实验平台这是一项十分惊人的突破,是首次量子计算机超越传统计算机的案例。火车刚刚出现时比马车还慢,飞机刚刚问世时只能在空中短暂停留,如今都是改变生活的重要科技成果。量子计算机从理论上来说,会比传统计算机快很多,是基于量子比特运行的计算机。通过量子物理学中的两个奇异的原理——“纠缠(entanglement)”和“叠加(superposition)”,量子计算机能以指数形式扩展计算机的处理速度。着眼未来,布局固态量子网络从根本上来说,量子计算机目前仍处在产业发展的初期阶段,但军工、金融、石油化工、材料科学、生物医疗、航空航天、汽车交通等行业都已注意到其巨大的发展潜力。随着时间的推移,预计 2050 年左右将达到每年 3000 亿美元的营业收入,将成为改变世界的下一代技术革命关键领域之一。回顾计算机的发展历史,世界上的第一台计算机是 ENIAC,它生于第二次世界大战,主要任务是计算弹道,是一台军用计算机。而计算机的全面普及其实与商业计算机的出现和网络的构建息息相关。那么量子计算机会不会也沿着这一条“老路”发展呢?这也是一个值得思考的问题。贺煜认为,量子计算机要走向应用,量子网络和通信是十分关键的技术,必须做以突破。如今他任教于南方科技大学,除了量子计算之外,主要研究方向还有量子网络。2017 年,他和团队实现了单光子到单电子的量子传态,开发了一整套全新的单光子频率比特控制和测量方案,验证了单个光子和电子之间的纠缠,并且把光子的量子信息传递到 5 米远的电子自旋上去,为固态量子网络研究的重要突破。图 | 贺煜及研究团队完成的“单光子-单电子”量子传态而谈及接下来的研究方向,贺煜表示:“根据硅量子计算的发展趋势,在南方科技大学量子科学与工程研究院,我将带领硅量子计算团队,研究硅基量子计算芯片和量子计算,从根本问题入手,解决目前的一些技术瓶颈:进行硅基单原子量子器件的基本物理研究;研究新型的硅基原子比特和研究比特耦合技术;利用低温扫描隧道显微镜直写技术构建新型芯片等。并将研发的新工艺和半导体芯片产业化进行对接,为将来的广阔商业前景奠定基础。”
  • 量子计算机的“心脏”长啥样? 揭秘量子计算机核心部件--离子阱
    量子计算机前段时间着实在朋友圈火了一把,这主要得益于中国科学技术大学陆朝阳教授和潘建伟教授领导的科学团队研发出10个比特的超导量子计算机的重要成果。经过各大新闻的争相播报,它现在不仅是“人尽皆知”,更让我国在量子领域步入国际行列。那么,量子计算机究竟是什么样的呢? 简单来说量子计算机是一个计算速度非常快的计算机,如果将现代的计算机比做自行车,那量子计算机就是飞机。但是对于它的长相,我们现在无法想象,就好比处在晶体管和电子管时代的人不能想象出超大规模集成电路的计算机长什么样。谁曾想过智能手机芯片已经“完爆”了占地上千平方米的初期计算机呢! 话不多说,今天就带你看看现在的量子计算机长啥样。目前初阶段的量子计算机还真说不上高颜值,跟早期计算机一样,它的“身躯”遍布在实验室的各处。但是谈到关键部分,也就是量子计算机的“心脏”,那可就是“高大上”了。与现在计算机的cpu不同,量子计算机的核心部分是参与运算的量子比特,通常来说是相干光子或离子。产生这些相干光子或离子的方法通常有超导环和离子阱两种方法。其中超导环在多量子比特拓展方面还有一些困难,从而离子阱成为目前较为优势的手段。而无论是超导环还是离子阱,这些器件的稳定运行都需要端苛刻的外界条件,那就是超高真空和低温,也就是说他们要冻在抽真空的“冰箱”里...... advanced microfabricated ion traps. left: high-optical access (hoa) trap from sandia national laboratories (image courtesy of duke university). right: ball-grid array (bga) trap from gtri/honeywell (image courtesy of honeywell). 上图中的器件就是典型的芯片式离子阱,用于产生量子比特的原子就在该芯片的中心位置被激发并被电磁场和库伦相互作用所束缚。而下图是为芯片提供超高真空和超低温环境的montana超精细光学恒温器。该恒温器具有超低温(3k)、超高真空的特点,并且提供多路自由光学通道和光线通道以及多可达100根电学引线,是量子计算机的“心脏”所在。(做为离子阱的标准装置,图片来源于christopher monroe发表在《nature》旗下《量子信息》杂志上的综述文章)。说完“心脏”的外观,那这个心脏的能力如何呢?采用传统离子阱式的量子计算机方案能做到多少比特呢?预计是50个!不要小看这个数字哦,如果能够完全利用它们的相干性,那就是250个数据量,并且信息处理速度可以达到ghz。经过改进的新型离子阱预计可以达到1000个量子比特甚至更多,计算能力和信息量也会大大增加,这会给以后的计算机带来天翻地覆的变化。 compact cryogenic uhv enclosure for trapped ions. (a) on-package vacuum enclosure, sealed in a uhv environment, that contains the ion trap, getter pumps and the atomic source. (b) upon installation and cooling in a compact cryostat, the uhv environment is established. (c) the optical components can be arranged in a compact volume around the cryostat to support the ion trap operation. 后再次祝贺quantum design的用户陆朝阳教授和潘建伟教授在量子计算机领域取得的惊人成就,希望祖国科研再上新台阶。相关参考文献:co-designing a scalable quantum computer with trapped atomic ions. npj quantum information (2016) 2, 16034相关产品链接:美国montana无液氦超低振动低温光学恒温器 http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/c159541.htm低温纳米位移台-attocube http://www.instrument.com.cn/netshow/c80795.htm
  • 澳大利亚通报计算机和计算机显示器的强制性能效要求
    为了提高电器设备和各行业产品能源利用效率,提升显著的经济和环境效益,澳大利亚颁发了温室和能源最低标准法规(简称GEMS)并于2012年10月1日起生效,新的GEMS法规涵盖了以往的主要政策工作,包括强制性的最低能效标准(简称MEPS)和能源星级标签要求(简称ERLs),其主要目的是提高管制产品的能效,确保消费者能够做出选择,以提高能源、利用效率,降低能源消耗、能源成本和温室气体排放。GEMS法规规定凡是涵盖的产品,无论是在澳大利亚制造或出口至澳大利亚,在GEMS决定生效日期之后,必须满足决定的相关能效要求。   2013年6月12日,澳大利亚发布了G/TBT/N/AUS/75号通报,GMES法规中关于计算机和显示器的决定草案。   温室和能源最低标准(计算机)决定2013草案中规定了计算机产品的最低能效和产品性能要求,并给出了相关的测试方法,该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括台式计算机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)、小型服务器,不包括手持式计算设备(如PDA、掌上电脑或智能手机等)、游戏机、手持游戏设备、刀片式个人电脑、工作站、移动式工作站、不在小型服务器范围中的服务器设备、平板电脑(只支持触摸屏)、瘦客户机式计算机、高端的D类计算机。其中台式机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)须满足AS/NZS 5813.3: 2012中的年度典型能耗要求,小型服务器产品需要满足AS/NZS 5813.3: 2012中空闲状态和待机状态下的功耗要求。   其依据的主要标准:   AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分:测试方法和能效标签   AS/NZS 5813.1: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第1部分:能效测试方法   AS/NZS 5813.3: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第2部分:计算机最低能效要求   AS/NZS 5814.1: 2012 信息技术设备-内部电源能效要求第1部分:能效测试方法   温室和能源最低标准(计算机显示器)决定2013草案中规定了计算机显示器产品的最低能效和能效标签要求,并给出了相关的测试方法。该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括对角尺寸不大于60英寸的计算机显示器,不包括专门用来显示数字信号或数字图片的电子显示器、专门用于显示广告的电子显示器、高性能电子显示器、专用电子显示器以及类似组合产品、电视机用显示器等类似装置。根据其显示器尺寸和分辨率,显示器应满足按照公式计算出的相应能效要求,显示器还应按照星级指数计算公式标识出相应的星级标签。   AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分:测试方法和能效标签   AS/NZS 5815.1: 2012 信息技术设备-计算机显示器能效要求第1部分:能效测试方法
  • 珀金埃尔默倾情参加天津质谱学术交流会
    2017年7月1日,由天津市色谱研究会、天津市分析测试协会主办的“2017天津市质谱技术学术交流会”举办,来自天津分析测试领域的专业人士近80人参加了会议。会议现场天津市色谱研究会理事长范国樑致辞会议开始,首先由天津市色谱研究会理事长范国樑致欢迎辞,范理事长在致辞中表示,天津市质谱学术交流会已举办四次,规模越来越大,期望今后能办得更好。赞助企业代表,珀金埃尔默区域销售经理袁汉华致辞接着是赞助企业代表珀金埃尔默区域销售经理袁汉华致辞,在致辞中袁经理对2017天津市质谱技术学术交流会的召开表示祝贺,并表示珀金埃尔默是历届会议的忠实支持者,并将继续支持。会议正式开始后,学术报告精彩纷呈。天津医科大学教授张锴的报告是“生物质谱蛋白质深度解析”。张锴在报告中介绍了在蛋白质研究中所做的相关工作。他从蛋白质修饰的解析、蛋白质互作的解析和蛋白质结构的解析三个方面介绍了团队丰富的研究成果和经验,工作的目的是揭示蛋白质功能,发现蛋白质的生物学意义。中国检验检疫科学研究院研究员张峰的报告是“食品中有害物质软电离裂解规律研究”。张峰多年来从事食品中化学有害物筛查工作。他结合自己的工作实践,介绍了利用质谱技术筛查食品、药品中有害物质的技术。质谱技术可以准确地对食品、药品中有害物质进行筛查并验证,在此基础上,采取相应的快检技术,可以实现在实际应用中廉价、有效的应用。质谱有强大的检测能力、分离能力,其不仅仅是强大的检测器,同时也具备了良好的分离功能。根据其检测能力以及分离能力,张峰团队在各种有害物分析,包括同分异构体分析中,使用软电离裂解方式进行研究,取得了大量成果。天津医科大学教授刘照胜的报告是“利用分子印迹固相萃取-液相-质谱法分离检测毛菊苣中秦皮乙素的方法学研究”。刘照胜在报告中介绍了分子印迹对聚合物的制备方法前处理情况,结合液相色谱-质谱联用仪,对毛菊苣中秦皮乙素进行测定,取得了良好的效果。天津出入境检验检疫局动植物与食品检测中心赵宏博士的报告是“基质辅助激光解析电离飞行时间质谱方法对乳粉中致病菌的鉴定”。赵宏长时间从事出入境食品中致病菌的检测。在报告中,赵宏介绍了MALDI-TOF-MS在致病菌检测中的应用情况。赵胜还介绍了MALDI-TOF已经进入国家标准,并将于今年底实施天津出入境检验检疫局动植物与食品检测中心李淑静博士的报告是“离子迁移谱技术应用于橄榄油中挥发组分的检测分析”。报告人介绍了离子迁移谱仪在食品检测方面的应用情况。李淑静着重介绍了利用离子迁移谱仪从前处理到最后测试,分析橄榄油中挥发组分的应用开发情况。方法可以很好地区分不同橄榄油。在其他食用油类的分析中,也有不错的表现。天津市出入境检验检疫局王利强博士的报告是“在线凝胶渗透色谱-气相色谱串联质谱法测定猪肉中5种农药残留”。近年来,我国猪肉进口量不断增长,这对边境口岸对猪肉质量进行检测提出了要求。对于猪肉中可能混入的农药残留的鉴定,王利强利用在线凝胶色谱净化榈,再通过气相色谱串联质谱联用仪对猪肉中狄氏剂、艾氏剂、敌敌畏、马拉硫磷和溴氰菊酯等五种农药残留鉴定,该方法方便快速,灵敏度高。期间,珀金埃尔默两位资深技术支持经理带来最新技术及应用。珀金埃尔默色谱质谱产品技术支持经理 韩志强首先是色谱质谱产品技术支持经理韩志强的报告:“珀金埃尔默液质质新技术及应用”。珀金埃尔默收购了新兴质谱企业IONICS之后,于2016年慕尼黑上海生化展上,全球首发立式三重四极杆液质QSight。韩志强介绍了QSight的一些独特优势。比如其为立式三重四极杆质谱,占地面积小;具有同轴高温加热离子源,最大离子化效率;专利的加热诱导脱落剂和层流离子传输技术,提高灵敏度的同时免于频繁维护;超快的正负模式切换时间,大幅提高工作效率等。其具备高可靠性、高效率,非常适合于复杂基质分析和样品量较大的应用环境。韩志强还介绍了QSight在实际应用中的情况。2016年,珀金埃尔默还发布了便携气质Torion T9。韩志强介绍了T9的特点。T9是轻便、快速及便携的毛细管气相色谱质谱联用仪,拥有可与实验室色谱媲美的色谱分离效果,可在野外严酷环境下使用,仪器启动快速且分析速度快,每小时可分析12个样品。珀金埃尔默原子光谱产品技术支持经理 王娟之后,珀金埃尔默原子光谱产品技术支持经理王娟带来 “单颗粒ICP-MS分析方法及应用”的报告。王娟介绍,ICP-MS不仅可用于元素分析,通过独特的计算方式,在面向纳米材料时,单颗粒ICP-MS还可以分析纳米材料的粒径、结构以及浓度等。王娟介绍了珀金埃尔默在单颗粒ICP-MS方面的技术特点,并介绍了单颗粒ICP-MS在检测纳米银颗粒等应用中的情况。在细胞分析方面,珀金埃尔默提供了专用的细胞进样系统和专用软件,有效地促进了ICP-MS在细胞分析中发挥重要作用。 当日下午,来自天津市各高校及研究所研究生带来相关课题研究报告:南开大学研究生王奕允报告是“激光溅射石默烯产生HomC+2n(m=3,4)”。报告人通过FT-ICR MS,意图寻找到一种新型的多金属大尺寸富勒烯并表征,在此方面进行了一定的研究工作。南开大学学生石莹莹的报告是 “Pt2Cln团簇离子的产生和解离通路的研究”。报告介绍了寻找一种全新的团簇,通过FT-ICR MS,利用MALDI源研究,观察到了Pt2Cln团簇结构的产生,进行计算,并得到其构型,研究了不同类型团簇的超卤素性能。南开大学研究生任娟的报告是“基于电喷雾质谱-红外解离光谱技术的苯丙氨取代的丝氨酸八聚体的手性分析中的应用”。在报告中,任娟介绍了红外解离激光技术。通过课题组以FT-ICR为核心搭建的IRPD系统,进行了不同氨基酸丝氨酸八聚体手性区分的研究。八聚体团簇离子表现出显著的同手性优势。天津医科大学基础学院学生董瀚阳的报告是“赖氨酸2-羟基异丁酰化蛋白的质谱鉴定”。报告介绍了通过质谱对赖氨酸2-羟基异丁酰化蛋白进行鉴定的情况。实验鉴定到了赖氨酸2-羟基异丁酰化蛋白酰化修饰的存在。天津医科大学学生田姗姗的报告是“基于质谱技术的马来酸酐二次衍生标记和质谱分析定量蛋白质组”。报告人介绍了利用稳定同位素对多肽标记等方法,用质谱技术对马来酸酐二次衍生的标记和定量分析的情况。天津医科大学学生郭振昌的报告是“利用基于质谱定量的多组学方法研究食管鳞癌细胞的侵袭机制”。报告介绍了利用质谱对食管癌细胞蛋白的研究情况,初步确定琥珀酰化修饰的下调对相应代谢酶的活性、食管鳞癌细胞的迁移及侵袭均有明显的促进作用。天津医科大学学生柏雪的报告是“组蛋白H3K4me3结合蛋白的鉴定研究”。利用光交联技术,研究了基于DNA模板化学与光交联技术的组蛋白修饰结合蛋白的鉴定策略。农业部环境保护科研监测所(天津)研究生王济世的报告是“应用QuEChERS前处理方法GC-MS/MS检测花生油中的240种农药残留”。报告人介绍了QuEChERS这种简单的固相萃提取前处理方法,并对花生油中的农药残留进行分析,该方法灵敏度高,操作简单快捷,重现性好且回收率高,符合花生油中农药多残留检测的要求。农业部环境保护科研监测所(天津)研究生谭冬飞的报告是“应用QuEChERS前处理方法LC-MS/MS检测蔬菜中的全氟化合物”。报告人介绍了利用QuEChERS前处理方法检测蔬菜中全氟化合物的分析过程,认为该方法具有很好的重现性。天津出入境检验检疫局张敏博士的报告是“猪肉中甲基睾酮残留量检测的通量化提取方法研究”。我国的肉类进口量巨大,甲基睾酮是重要的检测项。国内目前的液相色谱-串联质谱检测标准方法效率较低,报告人通过对前处理的优化,极大地提高了检测效率。天津商业大学学生沈雅萍的报告题目是“利用GC-MS技术测定反复冻融后鸡肉中胆固醇及其氧化物的含量变化”。通过选择使用GC -MS分析鸡肉中的胆固醇及其氧化物,分析认为,该方法仪器的精密度较高,有利于定量分析。南开大学学生边申的报告是“Infrared Spectra of (M2O3)m(H2O)n(MO)+(M=La,Y,Sc) in the gas phase”。基于课题组于2012年以FT-ICR MS搭建的平台,进行了相应的研究。另外,来自云检的代表还介绍了MProbe平台,该平台基于健康大数据,以质谱平台为检测手段,以期对健康实现“未病先治”,发现用户的患病隐患,向用户提供健康建议。天津市色谱研究会秘书长 许泓学术报告之后,天津市色谱研究会秘书长许泓对会议作了简短的总结。他表示,本次学术报告会以年轻人为主,内容精彩,涉及到多种质谱技术,说明天津市质谱技术人才正茁壮成长。注:PerkinElmer作为主要协同单位,全程参加了会议,并有两篇论文入选本届交流会的论文集。如需会议论文集请联系我们!
  • 新型光学装置为超级计算机提速
    美国每日科学网站12月22日报道题:更强大的超级计算机?新装置或可传输光信息。   研究人员们已经研制出一种新型光学装置,其体积极小,一个计算机芯片就足以安装数百万个这种装置。该装置可提高信息处理速度和能力,让超级计算机变得更快、更强大。   这种“无源光学二极管”是由两个微小的硅质环状物制成的,环状物的直径仅有10微米,大约是人的一根头发直径的1/10。与其他光学二极管不同,这种“无源光学二极管”无需外部能源就能传播信号,还很容易被集成到计算机芯片上。   珀杜大学电子和计算机工程学副教授齐明豪说,这种二极管可进行“非交互性传输”,即单向信号传输,由此可具备信息处理能力。   齐明豪解释说:“这种单向传输是逻辑电路的最基本要素。因此,我们研制的这种二极管为实现光信息处理敞开了大门。”   虽然光缆可用于跨洋和跨大洲传输海量数据,但其信息处理速度会变慢,传输数据也容易遭到网络攻击,因为光学信号须转换成电子信号才能在计算机上使用,反之亦然。   研究人员说:“进行这种转换需要十分昂贵的设备。而你希望能做到的是,将这种光纤直接插入计算机而无需进行转换,那样的话,你就可以获得大量带宽,安全方面也会大有保障了。”   研究人员樊丽(音)说:“这些二极管非常小,它们身上还有一些特性也很有吸引力。这些二极管或可成为未来光子信息处理芯片的零部件。”   用这种新型光学二极管就无需进行光学-电子信号的转换了,因此有可能提高信息处理速度和安全度。这种装置现已接近投入商业生产。使用这种新型光学二极管将多个处理器连接起来,还有可能提高超级计算机的信息处理速度和能力。   研究人员利奥瓦尔盖塞说:“当今导致超级计算机受限的一个主要因素就是,系统内各种独立的超级芯片进行信息传输的速度和带宽。我们研制的这种光学二极管或可成为光互联通信系统的一个组成部分,而该系统或许就可以解决这样的瓶颈问题了。”   激光器以通信用波长发出的红外线通过光导纤维,并由被称为“波导管”的微结构进行控制。红外线会按顺序通过两个硅质环状物,并在微型环状物内进行“非线性相互作用”。根据先进入哪个环状物,光束要么向前通过,要么向后耗散,从而完成单向传输。环状物还可通过“微加热器”加热的方式进行调整。微加热器会改变传输波长,因此可对范围广泛的波段加以处理。
  • 【热门应用】WAVE基于GCI技术的分子相互作用动力学分析在药物开发中的应用
    Creoptix公司,光学生物传感器的领军企业,2022年加入马尔文帕纳科,拥有专利的光栅耦合干涉(GCI)技术,开创新一代动力学,实现了在更广泛的样品范围内提供更高质量的分子结合亲和力数据和动力学数据具备先进的GCI技术的WAVE系列分子互作分析仪,究竟能为生物开发领域带来什么样的支持呢?他和传统的分子互作技术相比又有哪些差异和优势呢?本文将针对以上问题予以解答。1关于光栅耦合干涉技术(GCI)光栅耦合干涉技术(Grating-Coupled Interferometry, GCI)是一种近年发展起来的具有极高灵敏度的基于芯片的非标记生物传感器技术,它区别于依赖荧光和免疫等标记分子的传统分子间相互作用技术。通过一次GCI实验,用户可以快速、准确、可靠的获取一整套描述分子间相互作用的信息,包括并不限于结合有无、结合特异性、描述结合强弱的亲和力KD或键合常数KA、描述结合快慢与稳定性的动力学常数(结合速率常数ka与解离速率常数kd)、样品活性浓度、分子间结合机制以及理论热力学信息(范德霍夫焓变)等。GCI技术的商业化产品是Creoptix WAVE系列(2022年初被马尔文帕纳科收购作为旗下Label-Free分子互作分析平台的一员)。 GCI技术具有高灵敏度、分析物的分子量无下限以及捕获快速解离动力学等优势,改进了基于片段的小分子筛选和动力学分析,与无堵塞的流路集成芯片配合使用,加速了药物开发的过程。图1 光栅耦合干涉技术(GCI)示意图2弱相互作用也能得到很好的数据在基于片段的筛选中发现的弱结合物通常是根据亲和力而不是动力学进行排名的,因为它们的解离速率常数kd非常快,这是传统的SPR仪器无法解决的问题。然而,由于具有超快速的流路切换时间,Creoptix WAVE系统可以提供出色的分辨率,在高达10 s-1的解离速率下仍然能够可靠地确定动力学,提供了一个多功能的片段药物筛选和分析平台。使用4PCZ WAVE芯片固定淀粉样纤维蛋白(Amyloid Fibrils),小分子硫黄素(ThT,319 Da)以4种浓度(50 mM ~ 6.25 mM)注入,拟合后显示出10 s-1左右的解离速率常数。图2 淀粉样纤维蛋白与硫黄素的结合分析下图为在PCP WAVE芯片上捕获的6-mer寡核苷酸(1.7 kDa)与其互补的ssDNA结合的传感图,拟合后显示出10 s-1左右的解离速率常数。图3 寡核苷酸与其互补的ssDNA的结合分析3创新的waveRAPID技术加快药物发现的早期阶段对于更快地将新药送到患者手中至关重要。为了满足用户需求,Creoptix推出了测量动力学的新方法。在传统的动力学实验中,分析物以不断增加的浓度被注入,每次注射的持续时间一样。然而,Creoptix创新的waveRAPID (Repeated Analyte Pulses of Increasing Duration)技术通过以不同时长注入单一浓度的分析物,不断增加在芯片表面的脉冲时间来进行动力学分析,该方法免去了浓度梯度的稀释步骤,大大减少了人为稀释误差和实验前的准备时间。图4 waveRAPID与传统动力学的方法比较用waveRAPID和传统的多循环动力学测量小分子化合物FUR(分析物)与碳酸酐酶CAII(配体)的结合。使用WAVEcontrol软件的“Direct Kinetics”分析,两种方法都能提供高度一致的结果。图5 waveRAPID与传统动力学的数据比较使用waveRAPID技术,在18小时内完成了对90个小分子的动力学分析,图中显示的结果为筛选过的具有低统计学误差的速率常数,突出展示了三种不同结合强度的相互作用的传感图和拟合图。图6 小分子药物苗头化合物的waveRAPID动力学筛选结论Conclusion通过Creoptix WAVE所提供的亲和力和动力学信息能够表征药物结合的详细动力学机制,为开发具有高选择性的药物提供了理论基础,使得未来药物设计中的计算和实验更加合理化。提高通量是药物发现过程中经常提到的需求,使用waveRAPID技术大大缩短了总测量时间,在药物发现领域得到了广泛应用。参考文献[1] Kartal O, Andres F, Lai MP, et al. waveRAPID-A Robust Assay for High-Throughput Kinetic Screens withthe Creoptix WAVEsystem. SLAS Discov. 2021 26(8): 995-1003.[2] FitzGerald EA, Butko MT, Boronat P, et al. Discovery of fragments inducing conformational effects in dynamicproteins using a second-harmonic generation biosensor. RSC Adv. 2021 11(13): 7527-7537.相关产品WAVE 分子相互作用分析仪WAVE分子相互作用分析仪拥有基于光栅耦合干涉技术(GCI)的光学生物传感器,且具有创新性的微流控技术,实现了在更广泛的样品范围内提供更高质量的分子结合亲和力数据和动力学数据,帮助药物和生物科学研究人员加快新药发现和开发的进程。与传统动力学分子互作分析技术相比具有如下优势:无需配置浓度梯度样品10倍于传统分子互作技术分析速度超高灵敏度,捕获快速动力学微流控技术,不堵塞流路点击下载产品手册马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析,打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务,从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展,我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可解决一系列难题,如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品,并缩短产品上市时间。
  • 质检总局:食品添加剂剔除33种产品
    国家质检总局日前发布公告,从即日起,禁止对羟基苯甲酸丙酯等33种产品作为食品添加剂生产、销售和使用,其中包括对羟基苯甲酸丙酯等食品防腐剂、二氧化氯等食品用消毒剂。已批准的生产许可证书,由监管部门撤回并注销,并于今年12月20日前完成。与此同时,所有食品添加剂生产企业禁止生产上述33种产品,已生产的禁止作为食品添加剂出厂销售。食品生产企业也一律不得使用。 国家质量监督检验检疫总局《关于食品添加剂对羟基苯甲酸丙酯等33种产品监管工作的公告》(2011年第156号公告)   根据卫生部办公厅《关于〈食品添加剂使用标准〉(GB2760-2011)有关问题的复函》(卫办监督函[2011]919号,见附件),现就监管工作有关事项公告如下:   一、自本公告发布之日起,各省级质量技术监督局不再受理对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丙酯钠盐、噻苯咪唑、次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、过氧乙酸、氯化磷酸三钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、1-丙醇、4-氯苯氧乙酸钠、6-苄基腺嘌呤、单乙醇胺、二氯异腈氰尿酸钠、凡士林、硅酸钙铝、琥珀酸酐、己二酸、己二酸酐、甲醛、焦磷酸四钾、尿素、三乙醇胺、十二烷基二甲基溴化胺(新洁尔灭)、铁粉、五碳双缩醛、亚硫酸铵、氧化铁、银、油酸、脂肪醇酰胺、脂肪醚硫酸钠等33种产品的食品添加剂生产许可申请。   二、自本公告发布之日起,食品添加剂生产企业禁止生产上述33种产品,企业已生产的上述33种产品禁止作为食品添加剂出厂销售,食品生产企业禁止使用。   三、国家质检总局和省级质量技术监督局应当撤回并注销已批准的上述食品添加剂生产企业的生产许可证书。国家质检总局发证的企业由总局注销,省级质量技术监督局发证的企业由省局注销。2011年12月20日前应完成证书注销工作。   四、各级质量技术监督部门要加大监督执法力度,加强相关生产企业的监督检查,依法查处违法违规生产行为。相关情况及时报告当地政府和国家质检总局。   特此公告。   附件:卫生部办公厅《关于〈食品添加剂使用标准〉(GB2760-2011)有关问题的复函》(卫办监督函[2011]919号) 二〇一一年十一月四日
  • 【瑞士步琦】干货!聚醚多元醇羟基含量分析,BUCHI FT-NIR 快速检测技术助您一臂之力!
    聚醚多元醇羟基含量分析 聚醚(又称聚醚多元醇)主要是由环氧丙烷、环氧乙烷等为原料,以碱金属氢氧化物为催化剂,按阴离子机理开环聚合,可以是均聚或共聚而制得分子末端带有羟基基团的线型聚合物, 聚醚在聚氨酯以及合成润滑材料上得到广泛的应用,对聚醚多元醇羟基含量的测定是监测反应程度和产品质量的主要手段。传统的聚醚羟值分析一般采用化学法,其原理是:样品中羟基与酸酐定量地进行反应,生成酯或酸。过量的酸酐水解成酸。 用已知浓度的碱标准溶液滴定酸。同量的酰化剂,不加样品,其他条件与样品滴定相同,做空白滴定。空白滴定和样品滴定两者所耗用碱标准溶液的体积差就是样品中的羟基所相当于耗用碱标准溶液的体积。由于这种方法反应时间长需要 3-4h, 操作比较复杂, 已不能适应工业分析的需要。近红外光是介于可见光与中红外光之间的电磁波, 波长为 780~2500nm。 有机物分子中 C-H , O-H , C=O 等基团振动频率的合频与倍频吸收在近红外区。 光谱中 OH 伸缩振动所引起的吸收峰的强弱决定于羟值的高低, 即单位质量聚醚羟值含量的多少。羟值高则吸收峰强度大, 反之则强度小。 所以可以应用此关系来测量聚醚羟值。BUCHI FT-NIR 的优点1无损利用近红外光以透射或透反射的方式采集被照样品的近红外光谱,对样品没有破坏性。2快速平均 1-2min 可以完成 1 个样品的检测,采集一次样品光谱,可以同时分析多组分含量。3利润高,成本低无需化学试剂消耗,实现零成本,可以大大提高检测效率。4绿色环保无需样品前处理,避免使用有毒,有害的化学试剂,从而对环境造成污染。▲ 建模样品集的近红外吸收光谱▲ 羟值含量的化学值与模型校正值、模型预测值的相关关系图▲ 羟值含量检测的液体附件配置多至6个孔位, 0.5,1,2,5,8,10mm 比色皿根据样品可选,控温室温到 65 度。用近红外光谱法,克服了化学方法测定羟值费时费力且大量使用有害试剂的缺点,此外,使用比色皿作样品吸收池,省去了每次测试后需要花费大量时间清洗吸收池的麻烦。这种方法不仅在聚醚多元醇生产中具有很大实用价值,而且在其他类似黏度较大、清洗不便的样品测试中也具有很大推广价值。步琦近红外光谱仪可以提供各种型号的光谱,以适用于实验室检测、旁线检测和在线检测的应用过程设备。如您对以上应用产品感兴趣,欢迎咨询了解!
  • 空气监测如何用上云计算?
    随着工业化的不断发展,环境污染也日趋严重,空气中的细颗粒物(PM2.5)浓度越来越高,全国多个城市雾霾频发,对公众的日常生活造成极大困扰,引发强烈关注。目前国内环境监测中心站点较少,分布分散,环境监测的数据能够从宏观上反映城市整体的空气质量,但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏,这就需要建设更多的环境监测站点,提供更多的实时环境监测数据。   而国外一套空气质量监测设备价格在10万美金,国产价格在10万元人民币,价格昂贵,建设更多的环境监测站点需要巨大的资金投入,成本太高。   建设基于云计算平台的空气质量监测预警系统成为必然选择,它不仅能够解决资金投入问题,同时可满足测量精度的要求。作为现有的环境监测站点的补充,云计算平台的空气质量监测预警系统可以准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据,结合天气状况、地理地形、城市交通、人口密度、工业产值等元素,通过大数据挖掘与分析,为系统地研究改善大气环境质量起到重大的创新支撑作用。   江苏省环保厅就选取昆山市千灯镇化工园区作为1831物联网建设的试点区,在重点污染区域大规模部署环境质量监测传感器,通过后台云计算(数据立方)和空气质量监测预警平台,分析处理大规模的空气质量监测数据,可以做到及时的预警,最大程度降低对环境的危害。通过海量历史数据智能分析,能够监测到工业区的污染过程和追溯污染源头,再结合视频摄像头摄录到的污染视频录像,更方便环保部门管理,做到执法有据。   ■云监控平台海量处理   □预警监测有图有真相   空气质量云监控平台通过前端特征因子采集设备和PM2.5检测设备,采集到相关信息,通过GPRS进行无线数据传输,在有公网IP的服务器上进行数据接收和初步的处理,之后数据存入数据立方进行存储和计算,从而可以检测到每个点的污染情况,同时通过视频摄像终端设备拍摄下排放污染的整个过程,经过Web服务器和视频服务器进行数据的最后处理和公布。在Web页面和移动终端可以实时地查看了解所有监测点的监控视频和空气质量实时和历史数据,做到&ldquo 有图有真相&rdquo ,为环保部门管理和整治整个工业区的环境做好技术支持。   空气质量云监测预警平台可以将预警信息通过邮件、APP推送、短信提醒等方式发送给行政执法者,通过空气质量监测预警平台与原有的视频监控平台结合更能够及时地摄录破坏环境的违法行为,真正做到执法有据、违法必究。对海量历史和实时数据的智能分析,最终通过Web网页、移动终端展示给终端用户,为科学分析环境污染趋势、领导决策和行政执法提供有力的技术支持。   ■价格低廉易部署   □数据实时且精准   价格低廉,可以大规模部署   空气质量传感设备价格只有传统大气监测设备的几分之一,无需花费大量经费即可满足空气质量监测、数据传输功能,可以大规模部署,和现有的环境空气监测站点形成有力互补,对空气质量数据发布有参考意义。   云计算海量数据处理技术   架构云计算海量数据处理平台,采用先进的云计算处理技术,支持自动容错和动态扩展,具有实时性、高可靠性、可伸缩性、高性价比等特点。   实时性   测定速度快,自动化程度高。测试方法决定了测试的实时性,采集时间实现秒级响应,且采集时间可以任意设定,采集的数据实时入库,可实时查询。   采集数据的准确性   采集的数据经过精确的校准,且灵敏度很高,和环保部门发布的空气质量数据及趋势接近,数据真实有效。   实时推送通知   通过对系统设置阈值,超过阈值就第一时间报警,并实时地通过邮件、App推送、短信等形式通知行政执法人员。   扩容性   空气质量监测前端设备可以根据需求进行增加,扩展整个系统的覆盖面积,但是不需要继续复杂的操作,可以动态地增加空气质量测试的节点,并能自动组网,具有很强的扩容性。   数字web展示   通过web或手机终端就可以查看每个监测点周边,以及整个地区的空气质量状况。
  • 空气监测如何用上云计算?
    随着工业化的不断发展,环境污染也日趋严重,空气中的细颗粒物(PM2.5)浓度越来越高,全国多个城市雾霾频发,对公众的日常生活造成极大困扰,引发强烈关注。目前国内环境监测中心站点较少,分布分散,环境监测的数据能够从宏观上反映城市整体的空气质量,但是不能从微观上反映局部区域、特定区域的空气质量的好坏,这就需要建设更多的环境监测站点,提供更多的实时环境监测数据。   而国外一套空气质量监测设备价格在10万美金,国产价格在10万元人民币,价格昂贵,建设更多的环境监测站点需要巨大的资金投入,成本太高。   建设基于云计算平台的空气质量监测预警系统成为必然选择,它不仅能够解决资金投入问题,同时可满足测量精度的要求。作为现有的环境监测站点的补充,云计算平台的空气质量监测预警系统可以准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据,结合天气状况、地理地形、城市交通、人口密度、工业产值等元素,通过大数据挖掘与分析,为系统地研究改善大气环境质量起到重大的创新支撑作用。   江苏省环保厅就选取昆山市千灯镇化工园区作为1831物联网建设的试点区,在重点污染区域大规模部署环境质量监测传感器,通过后台云计算(数据立方)和空气质量监测预警平台,分析处理大规模的空气质量监测数据,可以做到及时的预警,最大程度降低对环境的危害。通过海量历史数据智能分析,能够监测到工业区的污染过程和追溯污染源头,再结合视频摄像头摄录到的污染视频录像,更方便环保部门管理,做到执法有据。   ■云监控平台海量处理   □预警监测有图有真相   空气质量云监控平台通过前端特征因子采集设备和PM2.5检测设备,采集到相关信息,通过GPRS进行无线数据传输,在有公网IP的服务器上进行数据接收和初步的处理,之后数据存入数据立方进行存储和计算,从而可以检测到每个点的污染情况,同时通过视频摄像终端设备拍摄下排放污染的整个过程,经过Web服务器和视频服务器进行数据的最后处理和公布。在Web页面和移动终端可以实时地查看了解所有监测点的监控视频和空气质量实时和历史数据,做到&ldquo 有图有真相&rdquo ,为环保部门管理和整治整个工业区的环境做好技术支持。   空气质量云监测预警平台可以将预警信息通过邮件、APP推送、短信提醒等方式发送给行政执法者,通过空气质量监测预警平台与原有的视频监控平台结合更能够及时地摄录破坏环境的违法行为,真正做到执法有据、违法必究。对海量历史和实时数据的智能分析,最终通过Web网页、移动终端展示给终端用户,为科学分析环境污染趋势、领导决策和行政执法提供有力的技术支持。   ■价格低廉易部署   □数据实时且精准   价格低廉,可以大规模部署   空气质量传感设备价格只有传统大气监测设备的几分之一,无需花费大量经费即可满足空气质量监测、数据传输功能,可以大规模部署,和现有的环境空气监测站点形成有力互补,对空气质量数据发布有参考意义。   云计算海量数据处理技术   架构云计算海量数据处理平台,采用先进的云计算处理技术,支持自动容错和动态扩展,具有实时性、高可靠性、可伸缩性、高性价比等特点。   实时性   测定速度快,自动化程度高。测试方法决定了测试的实时性,采集时间实现秒级响应,且采集时间可以任意设定,采集的数据实时入库,可实时查询。   采集数据的准确性   采集的数据经过精确的校准,且灵敏度很高,和环保部门发布的空气质量数据及趋势接近,数据真实有效。   实时推送通知   通过对系统设置阈值,超过阈值就第一时间报警,并实时地通过邮件、App推送、短信等形式通知行政执法人员。   扩容性   空气质量监测前端设备可以根据需求进行增加,扩展整个系统的覆盖面积,但是不需要继续复杂的操作,可以动态地增加空气质量测试的节点,并能自动组网,具有很强的扩容性。   数字web展示   通过web或手机终端就可以查看每个监测点周边,以及整个地区的空气质量状况。
  • 中国科学家在量子计算机领域获得里程碑式突破,走近“量子计算霸权”时代
    近日,中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳教授等在量子计算机研究方面取得了里程碑式的突破,相关研究结果被国际权威学术期刊《自然光子学》接收。在光学体系,我国科学家团队次实现利用高品质量子点单光子源构建了量子计算原型机,并且演示了其超越经典电子计算机(ENIAC)与晶体管计算机(TRADIC)的计算能力,向真正的“量子计算霸权”时代迈出了重要的一步。图1 玻色子抽样量子计算实验示意图。实验主要由单光子器件,多路解编器,低损耗光子电路(9模干涉仪),探测器等部分组成 “我们发现了两个关键的方法来达到高效的玻色子抽样:超低损耗的多光子干涉计与高效率,高纯度,不可分辨的多路解编的量子点单光子源。我们实施了3个,4个和5个玻色子抽样,计算速度比所有之前实验展示的高出了至少2,4000倍,大约比于人类历史上台电子计算机(ENIAC)与晶体管计算机(TRADIC)快10-100倍。这是单光子的量子机器次超越早期经典计算机。我们的工作是光学量子计算技术领域的一个崭新的开始,不仅仅是原理证明,此次搭建的量子机器实质性地超越了两代计算机原型机。”--中国科学技术大学上海研究院教授 陆朝阳 教授 图2 高效率与不可分辨的单光子源:(a)单光子器件计速率达9MHz,(b)单光子不可分辨率达到0.939。低损耗的多光子干涉计:多路解编器输入与9模干涉仪输出后的模式振幅(c)与相位(d)结果图3 3-,4-和5-玻色子抽样计算实验结果,工作频率分别为4.96kHz, 151Hz, 4Hz。实验证实量子光学计算机工作速度超过台电子计算机ENIAC与晶体管计算机TRADIC 在此之前,陆朝阳教授在2016年6月被《自然》评选为十位在科学界做出了巨大贡献的科学家之一,称为“中国科学之星”。“九层之台起于垒土”,从2016年到2017年的现在,该科研团队连续发表了一系列的量子计算相关文章,本次的量子计算实验结果是建立在扎实的基础之上的。 此次量子计算实验中的单光子器件(高效率与不可分辨的单光子源),陆老师课题组使用的是德国attocube公司生产的attoDRY低温恒温器,低温位移台与扫描台,低温物镜等设备。我们也相信两位老师定能在量子领域再次攀登科研高峰。中科大科研团队近期相关发表文献:次实验量子计算论文:High-efficiency multiphoton boson sampling (Nature Photonics, 2017)次实现10光子纠缠论文:Experimental ten-photon entanglement, arXiv:1605.08547, Phys. Rev. Lett. (2016)单光子器件论文:Time-bin-encoded sampling with a single-photon device (PRL, 2017)高不可分辨率单光子源论文:On-Demand Single Photons with High Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly Driven Quantum Dot in a Micropillar (PRL, 2016)相关产品链接:高精度纳米位移台http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C168197.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/C159541.htm低温强磁场纳米精度位移台http://www.instrument.com.cn/netshow/C80795.htm
  • “祖冲之号”量子计算云平台面向全球开放
    联网就能用上全球领先的量子计算机?这一梦想正走进现实。5月31日,科大国盾量子技术股份有限公司携手弧光量子等合作伙伴发布新一代量子计算云平台,接入“祖冲之号”同款176比特超导量子计算机。这不仅刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录,也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力、对外开放的量子计算云平台,将进一步推动量子计算软硬件发展及生态建设。  据中国科学技术大学教授、“祖冲之号”量子计算总师朱晓波介绍,比特数是衡量量子计算机可实现的计算能力的重要指标,中国科大“祖冲之号”研发团队在原“祖冲之号”66比特的芯片基础上做出提升,新增了110个耦合比特的控制接口,使得用户可操纵的量子比特数达176比特。除了比特规模,在其他涉及量子计算机性能的连通性、保真度、相干时间等关键指标上,“祖冲之号”云平台接入的新一代量子计算机的设计指标也瞄准国际最高水平,不断在实际中调试提升其性能。  据悉,量子计算云平台旨在通过云技术连接用户与量子计算设备,支持用户远程进行量子计算实验和开发等。但由于量子计算机研发门槛极高、运行环境严苛、辅助设备复杂等,目前全球接入量子计算真机的云平台很少,更缺少能实现量子优越性的高性能量子计算机。此前,中国科大研究团队构建了66比特可编程超导量子计算机“祖冲之号”,是目前全球仅有的2台完成了“量子计算优越性”里程碑实验的超导量子计算机。但“祖冲之号”量子计算机需要服务于重大科技攻关项目,难以满足外部体验和使用的需要。  为了将高性能的量子计算机真机开放给社会,多方合作、产学研协同的新一代量子计算云平台项目因此诞生。其中,量子创新研究院提供了“祖冲之号”同款量子计算芯片,国盾量子提供了测控设备等硬件设施,承担了整机和云平台系统的搭建及运维工作,与中电科十六所、中科弧光量子等合作研制开发了关键核心器件、国产量子程序编译语言和软件,共同建设了新的176比特超导量子计算机并上线云平台。  “祖冲之号”量子计算常务副总指挥、国盾量子董事长彭承志认为,量子计算未来可为密码分析、人工智能、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供解决方案,其中量子计算云平台是量子计算走向应用的重要一步。对于社会大众来说,可以利用量子计算云平台进行科普,亲身体验简易的量子计算编程和图像实验等;对于更广泛的产业用户来说,可远程访问具备量子优越性潜力的量子计算机,能进一步发展量子编程框架,进行应用探索;高性能量子计算机和开放共赢的云平台的发布,也将促进中国量子计算自主可控产业链发展,有助于量子技术和产业生态的健康发展。  彭承志表示,量子计算现阶段正处于从原型机到专用机的攻坚时期,我们集合所有力量,就是希望以实现通用量子计算为目标,探索出一条切实可行的道路。
  • 世界第三个!我国具备量子计算机整机交付能力
    在最近上映的科幻电影《流浪地球2》中,有一被誉为“全场最有价值道具”的最高算力智能量子计算机MOSS贯穿全局,它可以满足数万座发动机协同运作,并支撑“数字生命”计划所需算力。事实上,量子计算机并非科幻。1月28日,记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉,合肥本源量子已研发出多台中国量子计算机,并成功交付一台量子计算机给用户使用。该量子计算机的成功交付使我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家。这是我国继实现“量子优越性”之后,又一次确立了在国际量子计算研究领域的领先地位。“全球有100多家量子计算公司投入了巨大的人力物力进行研制,加拿大的量子计算公司2011年出售了其第一个量子计算机,美国IBM公司在2019年将其商用量子计算机交付部署,中国公司本源量子的量子计算机在2021年就已交付用户。”安徽省量子计算工程研究中心主任张辉介绍,量子计算机已经成为各国竞争的焦点之一,越来越多的研究单位和大型公司企业的加入,将加速可实用化通用量子计算机研制的进程。据了解,本源量子是中国第一家量子计算公司,其在2020年已上线国内首台国产超导量子计算机本源悟源,并通过云平台面向全球用户提供量子计算服务;在2022年发布了国内首个量子计算机和超级计算机协同计算系统解决方案,该方案可以双向发挥量子计算机和超级计算机的优势。
  • 京企发布国内首台相干光量子计算机
    量子计算机从实验室走向产业化应用的步伐正在加快。北京玻色量子科技有限公司日前发布了自研100量子比特相干光量子计算机——“天工量子大脑”,该成果目前已在通信、金融、生物医药、交通等产业领域进行了真机应用测试。量子计算,是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。随着电子计算机赖以提升算力的摩尔定律逐渐走到尽头,人们对新一代计算工具无比渴求,量子计算机正是备受关注的新一代计算工具的代表。量子比特是量子计算机的基本信息单元,当前,在实验室里制备单个或少量的量子比特对量子物理学家来说已经不再是难题,如何制备出成百上千的量子比特并使其在系统中稳定运行,成为量子计算技术从实验室走向产业应用的最大挑战。据悉,“天工量子大脑”具有100个计算量子比特,可以解决最高超过100个变量的数学问题,已达国际领先水平。此外,它还实现了上百规模光量子之间的“全连接”控制,具备完整的可编程能力,也就是对应不同的应用场景和不同算法时硬件无需修改,完全通过软件配置就能实现可扩展、可编程,充分利用光量子计算优势,极大降低了实际问题的建模复杂度。公司首席技术官魏海介绍,当光穿过非线性材料时,其光子的波长和相位都会发生变化,在精准控制其能量和相位的过程中,在相空间会出现量子叠加态效应,这也是“天工量子大脑”实现加速计算的根本原因,玻色量子技术团队利用该效应,完成了100光量子比特的并行加速计算。为了满足光量子存储运算的极高精度需求,实现超过100个量子比特的存储,技术团队自主研发了一款光量子计算专用光纤恒温控制设备——“量晷”,该设备能将光纤的温度变化稳定在千分之一摄氏度量级,即能够做到0.001摄氏度的温度稳定维持,有效避免环境温度波动带来的光纤内存长度误差。为了导入计算问题的参数矩阵,玻色量子自研了光量子测控一体机——“量枢”,集光量子测量反馈、系统状态检测、计算流程控制等功能于一体,同时控制、读取和执行快速反馈来操控100个计算量子比特。量子计算应用在产业的实际场景中,究竟有何优势?平安银行LAMBDA创新实验室负责人崔孝林介绍,其在“天工量子大脑”上实现了对德国信用数据集特征筛选计算的加速,在不到一毫秒的时间内完成了相关问题的求解。这一计算速度与传统的经典计算机最优算法相比,至少实现了100倍加速。北京航空航天大学教授、数据智能与智慧管理工信部重点实验室主任吴俊杰也举例说道,在复杂环境下的动态决策问题困扰了其很久,量子计算为其提供了新的解决思路和技术路径。北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学物理系教授龙桂鲁说,在量子计算机的多种技术路径里,“天工量子大脑”所属的相干伊辛机是最经济实用的,也是当前具产业化应用条件的方向之一。据悉,玻色量子2020年11月成立于北京朝阳区,其团队来自斯坦福、清华、中科院等顶尖院所,目前其成果已率先在金融、通讯、生物医药、交通等领域进行了应用探索,推动光量子计算领域实用化与产业化。3个月前,因“天工量子大脑”在通信、金融等领域的巨大潜力,玻色量子团队获得了中国移动的产业投资,这也是量子计算行业里首例来自产业领域的战略投资。
  • 上海大学依托国仪量子教学机开启量子计算实验课程
    2020年8月26日,上海大学理学院量子人工智能科学技术研究中心(Quantum Artificial Intelligence for Science and Technology, QuArtist)依托国仪量子金刚石量子计算教学机开启第一堂量子计算实验课。1. 量子技术发展背景&现状2014年,英国《自然》杂志吹响“第二次量子革命”的号角。以量子信息技术为代表的量子调控,是量子力学的最新发展,其带来了“第二次量子革命”。人类对量子世界的探索已从单纯“探测时代”走向主动“调控时代”,成为解决人类对能源、环境、信息等需求的重要新手段、新技术。2018年9月,美国发布了量子信息发展国家战略书,特别强调了量子技术和量子科技在国家战略中的重要性。欧盟从2018年开始,投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划。英国早在2014年就发布了量子科技发展蓝图并在牛津大学等高校建立量子研究中心,投入约2.5亿美元培养人才。2016年,我国发布了《“十三五”国家科技创新规划》,其中强调了量子技术发展的重要性,量子通信与量子计算被列为“十三五”科技规划100项重大技术与工程项目的前三位。谷歌量子技术团队2019年10月谷歌公司发布论文宣称已成功演示“量子霸权”,引来中外媒体纷纷报道,其研发的量子系统只用了约200秒就完成了经典计算机大约需要1万年才能完成的计算任务,这一划时代的技术进展是量子计算研究也是量子技术应用的一个重要里程碑。IBM亦成功研制50多比特的量子计算机原型,虽然技术离真正付诸实用尚需时日,但美国已经在考虑对量子计算等技术领域设置出口禁令,我们不禁要问中国如何在未来的量子技术应用领域不被外国“卡脖子”并实现领先?2. 量子教育量子技术应用广泛现阶段,与量子技术快速发展不相适应的是,我国量子技术从业人员严重缺乏,工程技术人员对量子技术的理解不够深入、实操能力不足,这些已严重限制该技术发展和应用。人才的匮乏源于教育的缺失,更源于教育方式的桎梏,虽然目前很多高校开设了量子力学相关课程,但是现有的课程和教材从思维模式和体系结构上,大多侧重讲述物理原理和基础方案的验证性实验,缺乏类似工科专业教学的案例、教材和实验资源。“物理定律不能单靠“思维”来获得,还应致力于观察和实验。—— 普朗克”量子力学的教育,离不开量子理论和实验的紧密结合。推进量子力学学科建设,完善和创新学科教学内容、教学方法、教学手段,不仅符合我国建设量子技术科技强国的国家需求,还能解决高校量子技术相关应用型人才培养的实际问题。3. 上海大学理学院QuArtist中心教学机开课上海大学理学院量子人工智能科学技术研究中心(Quantum Artificial Intelligence for Science and Technology, QuArtist)于2019年5月31日正式挂牌成立。QuArtist中心由国际著名物理学家Enrique Solano担任中心主任。上海大学QuArtist中心QuArtist中心致力于量子计算和人工智能的基础和应用的前沿研究,将以21世纪“量子二次革命”为契机,融合量子计算与人工智能,建设量子软件和量子硬件的世界级中心作为发展的核心目标。QuArtist中心的愿景是为颠覆性量子技术创造一个极具影响力和占主导地位的生态系统,将艺术,科学,技术和企业家精神相融合,最大限度地提高创造力和生产力。QuArtist中心将结合高端人才、辛勤工作和原始创新三大要素,为科创中心的建设贡献力量。自从了解到国仪量子的金刚石量子计算教学机设备以来,QuArtist中心积极与我们联系并就量子计算相关课程开设和量子教育发展进行沟通交流。8月26日,国仪量子应用工程师应邀至QuArtis中心的老师及研究生同学开启了第一堂“量子计算实验课”,现场演示了金刚石量子计算教学机进行量子计算基础实验的相关原理和功能。我们详细专业的理论讲解及生动有趣的现场展示受到了QuArtis中心师生一致好评。课后,上海大学理学院陈院长评价道:金刚石量子计算教学机在QuArtist中心现场进行了调试,培训,让平日里退相干,Rabi振荡,Dynamical Decoupling这些理论概念通过量子计算教学机让同学们都有了感性的认识。整合资源,将企业生动教育教学资源引入第一、第二课堂,不断提升学生的学习能力,不仅是为未来服务国家和社会蓄能,更是为攻克国家科技创新和企业发展“卡脖子”技术贡献上大智慧。QuArtis中心开课现场此外,上海大学计划将基于国仪量子金刚石量子计算教学机给研究生及理学院的本科生开设量子计算课程,新学期开学后就会启动开课筹备相关工作,其中包括课程内容选择,课程方案设计等。国仪量子也将依据专业技能和经验积极配合上海大学做好课程开设相关工作,基于其课程定位提供定制服务,一起为我国量子教育发展及量子技术人才培养贡献力量。4. 金刚石量子计算教学机简述金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学,推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心,以自旋磁共振为原理的设备,通过控制光、电、磁等基本物理量,实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出,从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行,无需低温真空环境,使得设备有着几乎为零的运行成本,桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境,无论是课堂还是实验室,都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此,金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试,多功能的软件支持支持自定义脉冲序列编写。国仪量子金刚石量子计算教学机金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作,方便教师展示教学,激发学生的兴趣和想象力,提高学科水平和教学质量。基于金刚石量子计算教学机,国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务,让学校和老师们更轻松的开设相关实验课程。QuArtist中心量子计算实验课堂的顺利开启对上海大学在量子教育的发展创新有着重要的意义,未来国仪量子也将与包括上海大学在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行,为量子教育事业的发展、为量子技术人才的培养、为中国高科技的发展与创新、为量子技术科学强国做出更多贡献!
  • 中国科大成功实现超导体系“量子计算优越性”
    中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作,构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”,实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。根据现有理论,“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级,计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级(“悬铃木”处理“量子随机线路取样”问题比经典超算快2个数量级),这一成果是我国继光量子计算原型机“九章”后在超导量子比特体系首次达到“量子计算优越性”里程碑,使得我国成为目前唯一同时在两种物理体系都达到这一里程碑的国家。相关论文发表在《物理评论快报》和《科学通报》上。图一:祖冲之二号量子处理器图量子计算机对特定问题的求解超越超级计算机,即量子计算优越性,是量子计算发展的第一个里程碑,达到该里程碑需要相干操纵50个以上量子比特。超导量子比特是国际公认的有望实现可扩展量子计算的物理体系之一。潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算领域,于2021年5月构建了当时国际上量子比特数目最多的62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”,并实现了可编程的二维量子行走 [Science 372, 948 (2021)]。团队在“祖冲之号”的基础上,采用全新的倒装焊3D封装工艺,解决了大规模比特集成的问题,研制成功“祖冲之二号”,实现了66个数据比特、110个耦合比特、11路读取的高密度集成,最大态空间维度达到了1019。“祖冲之二号”采用可调耦合架构,实现了比特间耦合强度的快速、精确可调,显著提高了并行量子门操作的保真度。通过量子编程的方式,研究人员实现了对量子随机线路取样,演示了“祖冲之二号”可用于执行任意量子算法的编程能力。根据目前已公开的最优化经典算法,“祖冲之二号”处理量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级,计算复杂度较谷歌“悬铃木”提高了6个数量级。量子计算优越性的成功演示标志着量子计算研究进入到发展的第二阶段,开始量子纠错和近期应用的探索。“祖冲之二号”采用二维网格比特排布芯片架构,直接兼容表面码量子纠错算法,为量子纠错并进一步实现通用量子计算奠定了基础。同时,“祖冲之二号”的并行高保真度量子门操控能力和完全可编程能力,有望在特定领域找到有实用价值的应用,预期应用包括量子机器学习、量子化学、量子近似优化等。图二:量子随机线路取样保真度随线路深度的变化及目前最快的超级计算机“富岳”完成相同任务需要的时间。上述项目受到了安徽省、上海市、科技部和中科院的支持。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.180501https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927321006733
  • 大陆未发现台湾“问题淀粉”流入
    综合新华社电 就台湾近日爆出淀粉中检出毒性物质的食品卫生事件,国务院台办发言人杨毅29日表示,台湾方面根据《海峡两岸食品安全协议》、《海峡两岸医药卫生合作协议》指定的联系窗口和联系渠道,向大陆方面通报了相关情况,目前大陆尚未发现台湾“问题淀粉”流入。   “问题淀粉”事件被踢爆源自3月间台湾嘉义县调查站接获检举称,在食物中发现含顺丁烯二酸的有毒淀粉。随着全台彻查,“问题淀粉”事件雪球越滚越大。顺丁烯二酸又名马来酸酐,是工业原料,加入淀粉后可增加食物的弹性、黏性及外观光亮度,但会对人体肾脏造成极大损伤。
  • 金刚石量子计算教学机,助力未来技术学院建设!
    近日,教育部发布《未来技术学院建设指南(试行)》,聚焦未来革命性、颠覆性技术人才需求,推动整体实力强、专业学科综合优势明显的高校,建设一批未来技术学院。《指南》中在建设任务部分特别指出了,要重视学生的全面成长,强化阅读量和阅读能力考查,丰富学生知识领域;强化现代信息技术与教育教学深度融合,探索混合现实、量子计算等新技术、新工具、新标准在教学中的深度应用。谷歌量子计算技术团队(图1)2020年多个发达国家纷纷发布量子技术发展战略,将量子科学人才培养作为重点发展方向。例如,2020年3月美国白宫开始启动中小学量子教育计划;日本今年也推出了量子技术研发战略,其用于量子技术研发的政府预算较去年翻了一番,还召集了国内多领域专家就确保和培养相关人才制定时间表,同时还编制了相关教材和教学计划。 金刚石量子计算教学机(图2)国仪量子于2019年发布的金刚石量子计算教学机可以为我国量子技术人才培育以及未来技术学院建设提供助力。该款教学产品是基于金刚石中NV色心,以自旋磁共振为原理的仪器,通过控制光、电、磁等基本物理量,实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出,从而实现量子计算等功能的全球首款面向大众的量子计算教学仪器。实验操作现场(图3)金刚石量子计算教学机是一款能够在室温大气条件下运行的真实可感知的量子计算教学机,无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本,桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境,无论是课堂还是实验室,都能轻松进行量子力学与量子计算的实验教学。实验软件界面(图4)该产品具备可用于通用量子计算的两比特,可以进行量子比特演示、量子逻辑门操作、量子叠加态演化和经典量子算法演示。学生可以操作体验量子操控、量子算法,可以通过改变参数,观察量子系统的反应,从而直观形象的了解量子系统。基于该产品,国仪量子还设计并推出了“量子计算实验课堂整体解决方案”,整体解决方案中包括实验室建设方案、讲义、视频、课件和师资培训等。协助学校探索人才培养模式,帮助教师们构建完整全面的教学体系,提供全方位、全过程的辅助教学。深圳大学实验课程现场(图5) 目前该款产品已成功交付至多个国内高校,其中2019年10月和11月在深圳大学和南京大学已经分别成功开设基于金刚石量子计算教学机的量子计算实验课程。学生们普遍反馈通过这款教学机生动形象的实验课程学习,让他们更加深入理解了量子力学和量子计算的相关基础知识,课程的开设得到了学校师生的一致好评。依照新政策要求,这些基于金刚石量子计算教学机开设量子计算实验课程的高校已然在未来技术学院建设上领先一步。未来,国仪量子也将与包括南京大学、深圳大学等在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行,为量子技术人才的培养与教育、为中国高科技的发展与创新、为量子技术科学强国做出更多贡献!注:部分信息及图片来源于网络,图2、3为2020年换代更新后的金刚石量子计算教学机
  • 国仪量子发布金刚石量子计算教学机新品
    NV色心凭借其优良的量子相干时间和稳定的化学性质,成为量子计算机、量子传感器的理想载体,也是近年来国际上的研究热点,众多实验研究组利用NV色心发表了重要的研究成果。金刚石量子计算教学机就是一台基于 NV 色心的以自旋磁共振为原理的量子计算教学设备。该设备是一款能够在室温大气条件下运行的真实量子计算机,无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本,桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境,无论是课堂还是实验室,搭配课程讲义、教学视频与教学PPT等全套教学服务,都能轻松进行量子力学与量子计算等实验教学。教学机由微波模块、光学模块、数采模块、脉冲控制模块、磁铁模块等组成,丰富的硬件让教学机能具备支持如量子精密测量、光探测磁共振等更多教学内容的拓展开发。教学机源自于众多优秀的科研成果,这让它同时也是一款培养学生科学素养和科研基础的教学设备。面向大众面向教学的金刚石量子计算教学机Diamond I, 是一台针对教学设计的高性价比教学仪器,可配合物理、电子工程、精密仪器等相关专业开设教学实验课程,搭建先进教学示范平台。产品功能:量子计算教学l 量子比特l 量子逻辑门操作l 量子算法量子力学基本概念教学l 量子态l 量子态演化l 电子自旋更多功能l 磁共振教学等欢迎下载样本了解更多产品详情。创新点:金刚石量子计算教学机,是国仪量子响应国家建设量子科技强国战略,满足高等院校对量子计算前沿实验教学的需求,自主研发的全球首台面向大众用于量子计算的实验教学仪器。教学机基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理,通过控制激光、微波、磁场等物理量,对NV色心的自旋进行量子操控和读出,从而实现量子计算功能。仪器实验内容涵盖了量子比特、量子逻辑门、量子退相干、量子算法等一系列量子计算基本知识,可配合高等院校大学物理、近代物理、量子信息科学等专业开设教学实验课程,搭建先进教学示范平台。 金刚石量子计算教学机
  • 首次商业交付!国仪量子离子阱量子计算平台ION I
    近日,国仪量子离子阱量子计算平台ION I正式交付。  该套交付设备由国仪量子与国内某高校用户围绕科研场景需求,在系统的设计、制造、测试等方面进行了深入合作研发。用户将基于该平台进行量子计算、量子模拟与量子算法等领域的研究。据公开报道显示,该平台为国内首台实现商业化交付的离子阱量子计算平台。  离子阱量子计算平台ION I  ION I离子阱量子计算平台具有超高的集成化和小型化优势,整机由真空与阱系统、光路与稳频系统、测控与电子学系统、激光与微波控制系统组成,具有较高的量子比特保真度和操作精度。  ION I离子阱量子计算平台可操控比特数目2~12任意可选,单比特门保真度超99.97%,两比特门保真度超99.7%,相干时间T2*大于100 ms。该系统可稳定囚禁离子数目超90+,一维离子阱晶体数目数小时不变云。多项核心技术指标达到国际一流水准。  国仪量子离子阱量子计算机项目负责人吴亚表示:“ION I离子阱量子计算平台基于用户科研需求,充分整合了真空、激光和光学、射频和微波技术以及电子学系统等,进行了模块化设计与标准化制造。它的首次商业化交付,标志着我国科研团队在离子阱量子计算领域已具备了较高的研发水平与一定的产品化、工程化能力。”  国仪量子基于在量子信息技术与高端科学仪器领域长期的技术积累与产品工程化经验,根据用户需求,打造了高度工程化、适应多场景、稳定可靠的离子阱量子计算研究平台。未来,国仪量子将与用户携手,充分发挥离子阱量子计算平台优势,开展量子计算算法、应用研究,为量子计算技术的突破贡献力量。
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