纳米颗粒材料

Nature Communications：纳米红外研究无机纳米颗粒-聚合物复合材料界面效应布鲁克纳米表面事业部 魏琳琳 博士英文题目：Nature Communications: Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites摘要以聚合物为基体，无机纳米粒子为填料的聚合物纳米复合材料具有优异的力学、电学和热学性能。纳米颗粒和聚合物之间的界面效应通常被认为是实现这些性能增强的关键因素。然而，如何理解界面效应以及界面微区的结构与性能是聚合物纳米复合材料领域长期面临的基础性难题。近期，来自武汉理工大学、清华大学、伍伦贡大学等学校的科学家们将Bruker的光热诱导纳米红外技术与其他先进技术相结合，直接探索纳米颗粒-聚合物纳米级界面区域。研究发现无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构，包括10纳米厚的内层和大于100纳米的外层界面。分子动力学及相场模拟结果表明纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用是形成界面极性构型的关键作用机制。这项研究的结果有助于阐明界面处的相互作用机制，并为制备纳米复合材料以获得最佳性能提供有价值的见解。利用无机纳米粒子/聚合物复合材料的高极性“双界面层”行为，科学家们在具有超低无机填料含量的纳米复合材料中获得了显著增强的介电及压电性能。相关研究成果以Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites为题，发表在Nature Communications上。实验内容实验选择典型的铁电聚合物PVDF作为基体，填充TiO2纳米颗粒。其中PVDF膜层的厚度低于纳米颗粒的直径，使TiO2能够暴露在膜层表面（图1 a）。图1b，c 样品表面和横截面的SEM图像显示颗粒表面存在约10nm的包裹层。HADDF和碳成像图（图1d，f）进一步表明10nm的结合层富含碳元素，为有机碳链键合在纳米颗粒表面。采用布鲁克nanoIR3纳米红外系统进一步研究了界面区域的化学结构（图1 e f）。采用PVDF极性构象的波数（866cm-1）和非极性构象的吸收波数（766cm-1）进行红外成像，分别对应图1f中图和右图。红外成像图显示纳米颗粒周围存在100nm以上强极性构象区域。压电力显微镜（PFM）采集平行于膜平面和垂直于膜平面的L-PFM图像及面外V-PFM图像，结果显示颗粒的L-PFM呈现一半亮一半暗的结构，V-PFM呈现全亮的结构。表明纳米颗粒/聚合物的内层界面区域内偶极子的极化方向垂直于纳米颗粒表面。综合以上的观测结果，作者揭示了无机纳米颗粒与聚合物基体的界面存在强极性构型的“双界面层”结构， 由10nm的极性偶极子内层界面的和100nm强极性构象的外层界面组成。 图1 直接观测无机纳米颗粒与聚合物基体的“双界面层”结构作者采用nanoIR3纳米红外系统进一步研究了纳米颗粒的间距对界面效应的影响（图2）。距离较远的纳米颗粒会形成强极性构象结构界面（图2 b左图）；距离相对较近的纳米颗粒，其界面区域相互重叠，将抑制极性构象的形成（图2 b中图）；纳米颗粒相互连接时，界面区域也倾向于相互合并（图2 b右图）。FTIR检测不同TiO2纳米颗粒含量的宏观材料中极性构象的比例（840 cm&minus 1/766 cm&minus 1及 1279 cm&minus 1/766 cm&minus 1峰强比），TiO2纳米颗粒含量0.35%时极性构象最多，继续增加纳米颗粒含量，由于纳米颗粒间距变小，界面区域相互重叠使极性构象含量降低。分子动力学及相场模拟表明极性构象界面的形成取决于纳米颗粒表面电势以及颗粒间距的协同作用。图2 纳米颗粒/聚合物复合材料界面极性区域采用纳米叠层设计（Al2O3/PVDF/ Al2O3）表征单一界面层的贡献。纳米叠层纳米复合材料的介电常数εr与PVDF的膜厚具有很大的相关性，并随着PVDF膜厚的减小而增加。由于界面极性层的影响，纳米叠层纳米复合材料显示出比Al2O3（εr~9.8）和PVDF（εr~7.8）更高的εr。而Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)/PVDF (10 nm)/Al2O3 (15 nm)，包含两层内层界面层结构，表现出86 J/cm3的超高介电能量密度，远高于文献报道的纳米复合材料的介电能量密度。同时具有76%的能量效率，与大多数介电聚合物或纳米复合材料相当。图3 内层界面层增强复合材料介电性能 总结借助于布鲁克纳米红外系统，直接观测到纳米颗粒-聚合物复合材料的极性界面构象，并研究了颗粒间距对极性构象的影响。结合其他科学工具的结果，本文的工作促进了对聚合物纳米复合材料中界面基础科学问题的理解，可为高性能极性聚合物复合材料的设计与开发提供指导，并推动介电储能、电卡制冷、柔性压电传感等高新前沿技术领域的发展。 本文相关链接：Unraveling bilayer interfacial features and their effects in polar polymer nanocomposites [J] Nature Communications volume 14, Article number: 5707 (2023)https://www.nature.com/articles/s41467-023-41479-0

获取纳米颗粒定量化形貌信息，是科学家研究纳米颗粒材料性能的重要科研途径，对于推动纳米颗粒材料创新十分重要。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)是表征纳米颗粒材料形貌的重要工具。 　　然而，扫描电子显微镜和透射电子显微镜产生的图像，会因为较大的背景干扰和庞大的纳米颗粒数量，使获取纳米颗粒材料形貌信息变得困难。如何在海量而复杂的图像中实时准确地自动获取纳米颗粒定量化形貌信息成为挑战。 　　针对这一问题，中国科学院沈阳自动化研究所数字工厂研究室王卓课题组提出了一种基于深度学习的通用框架，用于对前述两种电子显微镜所产生图像中的纳米颗粒形貌进行快速、准确地在线统计分析。 该项研究近期获国际学术期刊Nanoscale (影响因子8.307)封面(Outside Front Cover)刊载，文章题目是A deep learning-based framework for automatic analysis of nanoparticle morphology in SEM/TEM images。 纳米颗粒分割模块结构示意图 　　该通用框架主要包括纳米颗粒分割模块、纳米颗粒形状提取模块和纳米颗粒形貌统计分析模块三个重要组成部分。其中，在纳米颗粒分割模块的设计中，研究人员将轻量化空洞空间池化金字塔模块、双注意力机制和改进的多尺度渐进融合解码器相融合，能够对纳米颗粒形貌特征进行多尺度多维度的快速捕获和融合，提高该通用框架的实时性和准确性。 　　试验结果表明，研究人员提出的模型在数据集上测试达到86.2%的准确率，并且将模型部署在嵌入式处理器上处理速度可达11FPS，可以满足电镜端的实时处理需求。

2021年中国材料大会于7月8日-12日在厦门国际会展中心召开，并同期举办第13届国际材质分析、实验室设备及质量控制博览会（简称Ciamite 2021），云集上百家知名科学仪器厂商。瑞芯智造（深圳）科技有限公司携NanocoulterⅠ纳米库尔特粒度仪精彩亮相，吸引众多参展嘉宾驻足咨询。NanocoulterⅠ纳米库尔特粒度仪NanocoulterⅠ纳米库尔特粒度仪基于库尔特原理，并在此基础上发展纳米库尔特技术，是一种单颗粒检测方法。即每个穿过孔的粒子在瞬间产生与粒子体积成比例的电流改变量，持续时间与粒子的速度成比例，从而与流体的流速成反比。通过微电流检测系统记录每个粒子的电脉冲信号，再经过智能分析软件计算，即可准确地得到样品颗粒浓度、粒径、zeta电位、形态等全方位的分析结果。纳米库尔特原理图瑞芯研发创业团队与欧洲顶级微纳加工平台瑞士联邦理工学院密切合作，通过纳米微加工技术实现了纳米孔基因测序的原理性突破，经过10余年微纳加工研发沉淀，已具备原子级别精度微加工能力。目前，针对不同应用场景，不同型号的芯片已经实现批量生产，助力颗粒检测准确性、重复性得到质的飞跃。NanocoulterⅠ纳米库尔特粒度仪则搭载先进的纳米孔芯片、超灵敏的微电流检测系统及精准的演算软件，集多种功能为一体，无需复杂操作，一次简单的上样即可得到颗粒的浓度、粒径、zeta电位、形态等全方位的数据。可广泛应用于病毒、蛋白质、细胞、细菌、乳糜颗粒、外泌体、高分子聚合物、荧光微球、磁珠颗粒、乳液等有机及无机颗粒的检测。在医疗诊断、生理生化研究、药物载体、染料与墨水化学、机械抛光、催化剂、金属颗粒、聚合物、化妆品、半导体、胶体等多个领域有广泛应用前景。NanocoulterⅠ纳米库尔特粒度仪具有以下显著优势：单颗粒检测单个颗粒经过纳米孔时产生电脉冲信号，颗粒粒径与脉冲峰峰值正相关，操作软件可看到每个颗粒产生的电脉冲，实现真正意义上的单颗粒检测。粒径宽分布样本分析记录每个过孔粒子产生的电脉冲，对于复杂的样本，能够准确得到全部颗粒的粒径分布信息，不存在大小颗粒互相影响的情况，最高分辨率可达10nm。准确浓度测量单个颗粒计数，直观准确的浓度测量，而非理论推算，准确度更高。液体活检病毒、外泌体、乳糜颗粒等生物样本可以在生理环境下进行测量。上样量少，测试不影响生物样本的活性，更适合科研使用。颗粒动力学分析独特的检测过程可视化功能，从而能够表征颗粒的动力学过程，如病毒的团聚、破裂，蛋白质的聚集，外泌体的破裂等等。Nanocoulter Ⅰ纳米库尔特粒度仪粒径检测范围广，不受颗粒种类的影响，且无需考虑颗粒的物理化学性质，适用范围几乎可以涵盖所有的微纳颗粒。其独特的颗粒表征性能，将加速纳米颗粒科研领域的芯时代。

(2014年6月30日，中国上海)作为全球材料表征领域创新企业，英国马尔文仪器公司最新一代纳米颗粒跟踪分析仪NanoSight NS300自面世以来深受好评。该多功能仪器采用杰出的纳米颗粒跟踪分析(Nanoparticle Tracking Analysis，即NTA)技术，配备全新的增强型荧光检测能力，为从事纳米颗粒表征的科研人员提供更加丰富便捷的解决方案。迄今，在全球已有超过700个用户贡献了1000篇以上第三方NanoSight应用文献。 　　英国马尔文仪器公司始终致力于以国际领先的技术和多元化的产品系列满足快速变化的市场需求。而最新款NanoSight NS300纳米颗粒跟踪分析仪基于出色的纳米颗粒跟踪分析技术，在分辨能力、检测能力、操作便捷性以及纳米颗粒计数分析等方面整合了独特的创新设计，可对宽分布体系纳米颗粒进行快速实时动态检测。其独特的检测能力在蛋白质聚集、药物传输、外泌体和微泡、纳米颗粒毒理、病毒和疫苗等研究领域具有广泛应用。 　　&diams 超高分辨率 　　马尔文NanoSight NS300纳米颗粒分析仪所采用的NTA技术具有独特的高分辨率，提供动态纳米颗粒检测技术，能对悬浮液中粒径范围10nm-2000nm范围颗粒进行粒径、散射光强、计数及荧光检测。相较于传统技术，马尔文NanoSight系列产品的检测分辨率提高了1-2倍。同时，由于对大、小颗粒的敏感程度相同，马尔文NanoSight NS300可帮助科研人员轻松区分出100nm、200nm、400nm、600nm混合体系中不同颗粒粒径分布，结合颗粒的散射强度，绘制出粒径、对应数量分布强度和散射强度的三维图谱，清晰区分粒径相同但材质不同的样品。 图：NanoSight超高分辨率 　　&diams 直观可视 　　马尔文NanoSight NS300所采用的NTA技术利用激光光源照射纳米颗粒悬浮液，配以全黑背景增强信号对比度，用户通过显微镜就能直接清晰地观察到带有散射光颗粒的布朗运动，并及时获得布朗运动下移动颗粒的视频文件，为未来的进一步研究留存第一手资料。 　　&diams 荧光识别检测 　　马尔文NanoSight NS300的另一项优势在于其增强型荧光检测技术，对颗粒进行整体分析。在复杂的检测环境体系中，科研人员可通过荧光过滤片选择性地标记特定颗粒，并利用NTA技术单独对这些颗粒进行定向检测和分析，而不受复杂组分溶液环境影响。此外，完全由软件控制的6位滤光轮自动分析多个荧光标记物，从而节省科研人员的宝贵时间，提升工作效率。 　　&diams 系统高度集成 　　除将软硬件设备、摄像头及显微镜等多项设备集于一体外，马尔文NanoSight NS300还整合强大的颗粒检测功能与纳米颗粒分析技术，为纳米颗粒表征提供易于使用的可重复平台。在40cm x 25cm的设备主机内集成了超高灵敏度科研级sCMOS光电传感器、温控单元以及一个四种可选波长的激光。样品池和激光模块也是一个整体，便于移动、清洁，适合高通量检测。 　　英国马尔文仪器中国区总经理秦和义先生谈及马尔文的核心竞争力时说：&ldquo 马尔文始终坚持以用户为中心，脚踏实地不断探索市场、深入了解客户需求，持续将具有革新意义的各项创新技术带到中国，让客户买到的不只是一个硬件，而是一整套解决方案。&rdquo 　　马尔文和马尔文仪器是马尔文仪器有限公司的注册商标。 　　---完--- 　　关于马尔文仪器 　　马尔文仪器提供材料表征技术和专业知识，使得科学家和工程师们能够了解和控制分散体系的性质，这些体系包括蛋白质和聚合物溶液、微粒和纳米粒子悬浮液和乳液，以及喷雾和气溶胶、工业散装粉末和高浓度浆料等。马尔文的材料表征仪器用于研究、开发和制造的所有阶段，提供帮助加快研究和产品开发、改善和保证产品品质以及优化过程效率的关键信息。 　　马尔文的产品体现了最新技术创新的动力以及充分利用现有技术的承诺，应用领域从医药和生物医药到化学品、水泥、塑料和聚合物、能源及环境等。 　　马尔文的产品和系统被用于检测颗粒大小、颗粒形状、Zeta电位、蛋白质电荷、分子量、分子大小和构象、流变性能和化学组分测定。 　　马尔文仪器公司总部位于英国马尔文，在欧洲、北美、中国、日本和韩国等主要市场都设有分支机构，在印度设有合资企业，拥有遍布全球的经销网络和应用实验中心。 　　更多信息，请访问www.malvern.com.cn。

过去二十年中，随着工程纳米材料产量和使用量迅速增加， 它们向环境中释放带来了潜在危害。因此，研究他们对环境影响至关重要。对环境中工程纳米材料进行合适的生态危害评价和管理，需要对工程纳米材料准确定量暴露和影响，由于环境介质中纳米粒子浓度非常低，大多数分析技术并非适合。一直以来，颗粒尺寸采用光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）测量颗粒尺寸，这些常规技术对测定复杂水体中存在低浓度的胶体形态非常有限。单颗粒ICP-MS可快速有效并提供更多信息的技术。它能够测定颗粒尺寸分布、颗粒数量浓度、溶解金属比例等，检测ppb级（ng／L）浓度纳米颗粒。而且，它能够区分不同元素粒子。Ag，是一种是最常见被用于消费品并释放至环境中的低浓度纳米材料。本工作目的是调查SP-ICP-MS测定和定性环境水体中金属纳米粒子。图1. 地表水中银纳米粒子可能的归宿：(A) 溶解过程导致自由离子释放和更小颗粒；(B) 团聚成更大颗粒，根据团聚尺寸而沉淀离开水体；(C,D) 释放Ag+和纳米银吸附于水中其它固相；(E)形成可溶性复杂产物；(F)同水中其它成分反应导致共沉淀；(G)继续稳定的纳米银。样品地表水采自于加拿大蒙特利尔Rivière des Prairies河，0.2μm滤纸过滤后添加银纳米粒子。水样中纳米银悬浮物加入浓度2.5至33.1μg/L，并缓慢摇匀。在SP-ICP-MS分析前，样品稀释低于0.2μg/L Ag。悬浮银纳米粒子购于Ted Pella公司：柠檬酸包裹（40和80nm直径）和裸露（80nm直径）纳米银悬浮物（产品编号. 84050-40， 84050-80和15710-20SC）。实验实验数据采集使用珀金埃尔默NexION系列ICP-MS和纳米应用Syngistix模块软件，并使用下表的参数。实验结果上图为Syngistix数据采集交互界面，显示了地表水中银纳米离子（裸露纳米银,标称直径60nm，金属总浓度200.8ng/L）信号强度与采集时间关系图。每个纳米颗粒会形成一个脉冲信号，软件将信号的积分强度自动转换成颗粒的粒径信息。整体样品中不同粒径的颗粒信息就会如上图中显示出来，横坐标代表粒径，纵坐标代表相应半径颗粒的含量。以上三图分别为纯水和地表水中，柠檬酸包裹的80nm银颗粒，裸露的80nm银颗粒，和柠檬酸包裹的40nm银颗粒的平均粒径和颗粒状态比例，随时间的变化。所有情况下，纳米粒子的平均颗粒尺寸保持相对稳定。是否包裹，对纳米粒子溶解情况几乎无严重影响，5天均下降了20%左右。相同时间，柠檬酸包裹纳米银中可溶性银比率更高一些。裸露的80nm纳米银，地表水中平均颗粒直径和颗粒百分比高于去离子水。柠檬酸包裹纳米银，二者无明显差别。这可能是由于单独纳米粒子比柠檬酸包裹纳米粒子更易团聚。但总体来说，并未观察到严重地团聚现象。结论采用Syngisitx纳米应用模块研究地表水中银纳米颗粒的行为，无需使用任何手工数据处理过程。该技术允许有效选择性测定颗粒尺寸，团聚和一定时间内溶解低浓度范围。SP-ICP-MS可提供环境水体中低浓度的金属纳米颗粒归宿信息的唯一合适的技术。尽管这项研究只代表在特定情况下河水中纳米银颗粒测定技术的有效性，毫无疑问，也可应用于各种复杂基体中其它类型金属和金属氧化物纳米粒子。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

伴随着工程纳米材料在各个不同产品和过程的使用不断增加，人们开始对纳米颗粒的释放对环境和人类健康造成的影响产生了担心。要研究纳米颗粒对环境的影响，就必须探索纳米颗粒如何通过在水和土壤中的迁徙而被植物吸收的。如果纳米颗粒最终为食品作物所吸收，那么人类就直接面临ENPs释放造成的影响。这项研究工作的目标是开发一种从植物中提取其吸收的纳米颗粒的程序并借助单颗粒等离子体质谱仪进行分析。一旦这些步骤可以确定可行，那么它们都会被用于西红柿摄取金（Au）纳米颗粒含量的测定。样品番茄植物从种子种植，生长29天后，将幼苗浸没在装陈好有不同浓度的40nm的金纳米颗粒（nanoComposix™ ，圣迭戈，加利福尼亚州，USA）聚乙烯吡咯烷酮（PVP）容器里四天后收获用于分析。收获后，植物枝条用去离子水洗涤三次，然后切成小块均质化于8ml浓度为2mM柠檬酸盐缓冲溶液中。实验所有分析测试工作都在珀金埃尔默NexION® 300D/350D ICP-MS上完成，应用了Syngistix™ 软件内置的纳米应用模块。单颗粒的工作曲线和溶解金元素的含量工作曲线都建立了。其中金（Au）纳米颗粒标准曲线是采用30、50、80和100nm柠檬酸盐稳定的金纳米颗粒（nanoComposix™ ，圣迭戈，加利福尼亚州，USA），为了最大限度提高其分析灵敏度，看到最小的颗粒，对仪器进行了优化，选择最高灵敏度的金197同位素进行分析。表1.NexION 300/350D 仪器分析参数实验结果为了评估消化酶对金纳米颗粒的影响，我们对50nm的金（2.05*105NPs/mL）纳米颗粒采用Macroenzyme R-10进行了稳定处理。图1给出了所得到的颗粒尺寸分布，所测得的50nm颗粒浓度达到1.81*105NPs/mL，回收率达到88.3%。结果显示，经过处理后，酶消解过程不影响粒径分布。图1.酶处理过的50nm金纳米颗粒的粒径分布直方图对浸入在浓度为0.2mg/L 40nm金纳米颗粒溶液里4天的西红柿作物进行了消解和分析。图3a和b显示了西红柿对金纳米颗粒的吸收。图3c显示了不同颗粒金纳米颗粒分布，集中在40nm中心附近，符合统计分布理论。在相同的植物消解液中加入4.7*104NPs/mL的100nm金纳米颗粒，不同粒径的金纳米颗粒分布如图3d所示。图3.（a）和（b）暴露在5mg/L 40nm Au纳米颗粒4天的西红柿植物的重复原始数据；（c）图4（a）和（b）的暴露在5mg/L 40nm Au纳米颗粒的西红柿植物的颗粒分布直方图；（d）在暴露在5mg/L 40nm Au纳米颗粒的西红柿植物中加入4.7×104/mL 100nm Au纳米颗粒的粒径分布直方图。结论这项研究表明西红柿可以吸收纳米颗粒，SP-ICP-MS能够准确测定纳米颗粒的分布和大小。酶消解处理可以分解植物组织而不溶解金纳米颗粒，从而使SP-ICP-MS得以分析最终结果。结合酶消化和SP-ICP-MS，可以对部分或整个植物进行分析，使植物吸收纳米颗粒分析变得轻松快速。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

纳米科技在为现代生活提供各种高性能产品的同时，也对环境造成了严重的负担。之前的文章中，我们一起学习了饮用水、湖泊水、废水等水体中的纳米颗粒的单颗粒ICP-MS的测定过程，了解到纳米颗粒的无处不在。那么“大海啊，全是水”的海水中，是不是也一定存在着纳米颗粒呢但是，海水和其他水体不一样，含有更多的“盐分”，也就是基体不同。通常，在ICP-MS 分析中，分析之前需要稀释具有较高基体的样品，以免对仪器产生影响。然而，纳米颗粒在环境样品中的溶解和聚合取决于基体，且样品基体组成和浓度（例如溶解有机质（DOM）和离子强度）对其具有极大影响。因此在处理纳米颗粒时，稀释可能触发转化，这意味着获得的结果可能无法准确反映样品中纳米颗粒的初始状态。为降低环境样品或其他高溶解固体含量样品在分析前稀释的必要性，PerkenElmer提供了适用于NexION系列ICP-MS(5000/2000/1000/350/300)的全基体进样系统（AMS）。这套系统包含一个耐高盐雾化器和一个带有氩气稀释气接口的雾室。稀释气的流速由独立的氩气通道控制，气流方向与雾化气流向垂直，以获得最佳的混合效果。可获得高达200倍的稀释比，避免了离线手工稀释的繁琐操作和随之而来的污染和误差。对于不需稀释的样品，只需将稀释气关掉，无需取下稀释气管路。借助AMS系统，对无需稀释的样品和需要稀释200倍以内的样品分别进行分析之间，无需对仪器再次进行参数优化。本文中，我们将探索模拟海水样品中金纳米颗粒的分析，并利用AMS 功能避免人为稀释，并讨论仪器配置条件对单颗粒ICP-MS进行精确和准确颗粒分析的影响。样品在超高纯（UHP）水中以1，2 和3 ppb 浓度制备离子金（Au+）标准品，并且在超高纯水中按60000 颗/mL制备60 nm 的金纳米颗粒标准品（NIST 8013）。使用标准参考物质（CASS-6，加拿大国家研究委员会）制备海水样品，并掺入60000 颗/mL的60 nm NIST 金纳米颗粒。在分析之前不进行进一步的样品稀释。实验所有分析均在NexION 2000 ICP-MS 上进行，并使用表1 中所示的进样附件和参数。全基体进样系统（AMS）的气流量设定为0.4 L/ 分钟，即10 倍稀释，可在未经任何人为稀释的情况下分析未稀释的海水，从而简化样品制备，并确保样品基体中纳米颗粒的完整性。实验结果如下图所示，在几种不同的AMS 气流量下精确确定NIST 60 nm 金颗粒的粒径，证明如果使用相应的离子校准，AMS 不会影响粒径测量的准确度。AMS 气体流量对NIST 8013 60 nm 金纳米颗粒测量粒径的影响。AMS 气体流量对NIST 8013 60 nm 金纳米颗粒测量粒径的影响将金纳米颗粒分别添加到海水和去离子水样品中并进行测量。下图显示了添加到海水和去离子水中的60 nm纳米颗粒的粒径分布，两者基本没有差异。结果表明，适当的仪器参数设置和AMS降低了基体效应，从而能够在复杂的环境基体（如海水）中进行准确精准的纳米颗粒测量，而无需与离子校准标液进行基体匹配。这种能力简化了流程，增加了可用性，最重要的是，由于消除了液体稀释的需要，可在分析样品中获得纳米颗粒的准确结果。未稀释的海水（a）和去离子水（b）中的NIST 8013 60 nm金纳米颗粒的粒径分布未稀释的海水（a）和去离子水（b）中的NIST 8013 60 nm金纳米颗粒的粒径分布结论使用配备了全基体进样系统（AMS）的PerkinElmer的NexION 2000 ICP-MS，可以无需考虑用水稀释导致的纳米颗粒状态的转化对于测量结果的影响，精确测量海水（典型的复杂基体）中纳米颗粒粒径大小和浓度，无需手工稀释样品。想要了解更多详情请扫描二维码《使用全基体进样系统和单颗粒ICP-MS快速测定海水中纳米颗粒》

仪器信息网讯 2023年5月17-19日，中国科学仪器发展年会（ACCSI 2023）在北京怀柔雁栖湖国际会展中心召开。作为大会重要的分论坛之一，由珀金埃尔默和仪器信息网主办的“新污染物检测与监测新技术发展论坛”于5月19日上午成功举办。本次论坛由珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司环境及高校细分市场经理魏攀主持，中国科学院生态环境研究中心研究员曲广波、普利茅斯大学生物与海洋科学学院博士Winnie Courtene-Jones、自然资源部第一海洋研究所研究员孙承君、普利茅斯大学生物与海洋科学学院博士Sabra Botch-Jones、国家纳米科学中心高级工程师郭玉婷、清华大学副教授周群等嘉宾出席。国内外环境领域科研专家与科学仪器企业专家齐聚，共同就新污染物这一主题进行了一场多维度、深层次、全方位的学术交流。论坛现场新污染物指的是对生态环境和人体健康存在风险，但尚未纳入管理或当前管理措施不足的一类污染物。2022年国务院印发《新污染物治理行动方案》，提出“筛、评、控”“禁、减、治”的总体工作思想，要求对新污染物实施源头管控、过程控制及末端综合治理。而2023年，《重点管控新污染物清单（2023年版）》的印发也预示着新污染物的治理已从基础科学研究层面提升至了国家监管的战略层面。珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司环境及高校细分市场经理魏攀主持论坛在论坛的报告环节，曲广波研究员首先进行了题为《新污染物的转化与毒理》的报告。在新污染物领域，由于实际样品中污染物总浓度未知、化学品信息亦未知，单独的毒性评价与化学分析很难满足需求。基于高分辨质谱的靶标和非靶标分析可解析污染物浓度与结构，并进行毒性评价。据报告介绍，成组毒理学分析（ITA的应用）可应用于新污染物转化中的毒理学研究，并进行污染物高通量毒性评估与区域环境风险诊断。报告提到，TBBPA BAE为主要效应污染物，总毒性贡献为86%，其代谢产物的风险极大，值得重视。中国科学院生态环境研究中心研究员曲广波报告随后，Winnie Courtene-Jones博士进行了题为《“eXXpedition环球航行”：全球海洋中的塑料污染状况研究》的报告。目前海洋微塑料的采样工作仍然是不足的，全球塑料污染的数量亦未知。报告详细介绍了研究团队在一次海洋航行中有关塑料污染的调查结果，比如南加勒比地区塑料的来源、流动和数量等。珀金埃尔默的傅里叶变换红外光谱仪被研究团队带至船上，并在航行过程中帮助研究团队实时评估了聚合物成分。普利茅斯大学生物与海洋科学学院博士Winnie Courtene-Jones报告孙承君研究员报告题为《海洋环境中微塑料检测技术》。目前微塑料的研究领域仍然存在诸多难题，比如缺少快速、高通量的微塑料监测/检测技术；大洋微塑料的监测工作不足，监测评估与治理支撑有待加强；微塑料的毒性和生态环境效应机制研究还比较欠缺；我国在海洋微塑料的监测、预防和治理方面的国际影响力亟待加强；有关微塑料的宣传力度有待提高……据报告介绍，目前海水微塑料的采样方法主要为拖网采样等；前处理方法主要为氧化消解、密度分离等，检测方法主要为显微拉曼、红外光谱、高分辨扫描电镜、热裂解质谱等。自然资源部第一海洋研究所研究员孙承君报告全氟和多氟烷基化合物（PFAS）也是重要的新污染物之一，PFAS在被人体接触后可能引发一系列潜在风险。Sabra Botch-Jones博士聚焦了这一类污染物，进行了题为《人体生物组织中PFAS的检测与研究》的报告。该研究旨在检测PFAS化合物在各种人类生物样本（包括胎盘）中的生物累积，研究团队特别选择了珀金埃尔默的QSight®220 UHPLC-MS/MS来应对人体中各种复杂的基质组织，如尿液、骨骼等。据其介绍，研究团队选择的分析方法适用于高通量分析，并确保了PFAS化合物的高回收率，最大程度地杜绝了检测中的干扰物质。普利茅斯大学生物与海洋科学学院博士Sabra Botch-Jones报告郭玉婷高级工程师的报告题为《纳米材料检测和职业风险防护标准示例及应用研究》。纳米尺度上，材料有许多未知的现象和规律。人们在受益于纳米技术产品优点的同时，开始关注纳米材料可能的潜在风险。报告指出，针对纳米材料的检测，splCP-MS法检出限低于ng/mL含量，检测过程中制样简单，单次检测可同时获得纳米颗粒成分、颗粒数量浓度、尺寸分布、颗粒团聚、溶解离子浓度等信息。《纳米技术水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量单颗粒电感耦合等离子体质谱法》国家标准为环境和纳米产品等中纳米颗粒检测提供了技术依据；此外，目前纳米材料行业缺少职业危害检测标准和纳米材料职业接触限值，职业风险管理方法缺少依据，《GB/T 38091.2-2019纳米技术工程纳米材料的职业风险管理第2部分：控制分级方法应用》等国家标准有望为国家监管、企业人员职业风险防控等提供技术支撑。国家纳米科学中心高级工程师郭玉婷报告在本次论坛特设的圆桌讨论环节，曲广波、周群、郭玉婷参与现场答疑，与听众就新污染物的研究方法、未来发展等问题进行了一场热烈的学术讨论。现场问题包括：1、“新型阻燃剂作为新污染物的一类，随着电子电器材料、建筑材料及其在交通运输中的广泛使用，引发其在环境中迁移的风险。围绕溴代阻燃剂在环境中的分布、转化与生态毒理，您认为哪些研究方向有望提供更深入的认识与解决方案？2、针对环境中未被管控的新型阻燃剂，如四溴双酚A及其衍生物，其在环境中的分析和风险评价面临哪些挑战？3、目前都有哪些科学证据，可以来表明微塑料所具有生态和健康危害？您认为分析环境及生物体中微塑料的关键点有哪些？4、与天然源颗粒物相比，释放到环境中的工程纳米材料的浓度非常之低。有效检测出这些人造颗粒物对预测其未来对环境和生命系统的影响至关重要，目前的研究工作中，纳米颗粒超痕量测量与溯源方法都有哪些进展？嘉宾与参会听众讨论氛围空前热烈，不断分享着最新学术灵感、未来研究计划、仪器应用经验。圆桌论坛环节有关新污染物的研究与治理，目前国家已提出具体的行动路线，即“2023年年底前，完成首轮化学物质基本信息调查和首批环境风险优先评估化学物质详细信息调查；2025年年底前，初步建立新污染物环境调查监测体系。”可以预见的是，在环境领域，新污染物依然会是未来备受关注的前沿方向。关于ACCSI 20232023第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心盛大召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会，经过16年的发展，已被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯”论坛。ACCSI2023以“创新发展 产业互联—助力北京怀柔打造科学仪器技术创新策源地 ”为主题，促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，助推北京市“两区”建设。届时将邀请到政府及协会学会领导，检验检测机构负责人，实验室主管人员，仪器采购负责人，科学仪器及配件厂商董事长及总经理、总工、研发主管、市场总监、投融资机构负责人、合作媒体负责人等参会。会议期间还将举办“3i奖：仪器及检测风云榜颁奖盛典”，颁发多项行业大奖，引领科学仪器产业方向。

随着纳米技术的应用日益频繁，各种纳米材料广泛应用于各类产品当中。碳纳米管（CNT）是使用最广泛的纳米材料之一，其年生产量高达上千吨。其生产过程通常会用到金属催化剂，因此碳纳米管表面可能残留金属纳米粒子。碳纳米管的透射电子显微镜（TEM）图像，深色区域为金属颗粒，附着在无定形石墨材料和长单壁碳纳米管上测量碳纳米管上的金属含量是一项极大的挑战。XRF 最大的缺陷是它测量的是样品的金属总量，而不是单根或若干根碳纳米管上的金属。TEM 可以测量单根碳纳米管上的金属或纳米粒子，但过程十分缓慢冗长，一天之内只能测量少数几个碳纳米管样品。传统的 ICP-OES 和 ICP-MS 分析缺陷是它们需要完全消解碳纳米管，而鉴于其化学惰性，这将是一项巨大的挑战。单颗粒 ICP-MS（SP-ICP-MS），无需样品消解，通过监测瞬态金属信号即可实现金属量的半定量测量。SP-ICP-MS 还可以在一分钟之内分别对上千根碳纳米管进行快速测量，从而预估粒子的个数和含量。本文介绍了单壁碳纳米管（SWCNT）中钇（Y）（一种常用催化剂）的 SP-ICP-MS 测定方法。样品单壁碳纳米管是从溶液（Riverside，CA）中获取的，为粉末状。仪器NexION 2000 ICP-MS 实验结果图2 显示了 Y 的 SP-ICP-MS 信号，其中每个信号峰代表一根单壁碳纳米管的 Y 信号。随着过滤孔径的越来越小，越来越少的碳纳米管可以通过滤膜，因此 Y 信号越来越小。这说明 Y 纳米粒子与碳纳米管结合在一起，当碳纳米管出现时，可以观察到 Y 信号，当碳纳米管被滤除时，Y 信号消失。使用 Syngisitx 操作软件纳米模块，可自动计算分析中的峰数，显示本底脉冲和 Y 所生成脉冲的强度均值和中值。信号积分则反映出了单壁碳纳米管中的金属总量。该数值同使用酸消解后的样品信号，是一致的。结论使用SP-ICP-MS技术，可在无需消解碳纳米管（一个冗长繁琐的过程）的情况下准确量化碳纳米管中的金属杂质。使用金属杂质的含量可以推测单壁碳纳米管的计数浓度，有效拓展了 ICP-MS 在纳米材料领域的应用。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

由北京粉体技术协会、英国马尔文仪器有限公司联合举办的“纳米颗粒表征及应用技术研讨会”于2008年12月16日在北京市理化分析测试中心北科大厦报告厅顺利召开，会议内容涉及纳米粒度分布测量、Zeta电位测量、纳米样品分散等技术原理与应用及纳米技术相关标准现状的介绍。 “纳米颗粒表征及应用技术研讨会”会议现场 　　会议伊始，国内粉体行业知名专家胡荣泽先生作了“超微粉粒度分布测量”学术报告：介绍已有的超微粉粒度分布测量方法及超微粉分散方法；解释不同仪器测出结果不一样的原因；详细解释粒度仪的选择要点。 胡荣泽先生：“超微粉粒度分布测量” 　　北京理化测试中心周素红高工在其“纳米技术相关标准现状”报告中，主要介绍标准的分类、与纳米相关的国际标准化组织及国内纳米材料标准化现状及进展。 周素红高工：“纳米技术相关标准现状” 　　以“纳米测量技术最新进展”、“纳米样品分散技术及应用”为主题，马尔文公司专业技术人员的报告内容丰富——涵盖纳米检测技术概述、动态光散射原理和最新进展、静态光散射和分子量的测定、多普勒电泳光散射和Zeta电位测定、颗粒间相互作用和高浓度样品测定等。 　　在报告中，马尔文公司提到其最新推出的纳米粒度仪Zetasizer APS和Zetasizer μV。这两款新品指向生物领域应用，为蛋白质表征而设计。Zetasizer APS可对行业标准96或384孔载样板中的样品进行自动化动态光散射测量；Zetasizer μV则是对马尔文已有Zetasizer系列产品在应对高灵敏度和小容量测试需求上的补充。 　　在问题解答环节，多位观众就自身在测试工作中遇到的问题提问，马尔文仪器(中国)公司总经理秦和义先生及马尔文技术人员一一解答，现场交流气氛热烈。部分用户将样品带至会场，递交马尔文公司进行检测。 马尔文仪器(中国)公司总经理秦和义先生解答用户问题 马尔文公司客服人员解答用户问题 　　有60余位业内人士到会，从秦先生处获悉，参会人员主要来自大专院校、科研院所及公司企业，一半左右人员是粒度仪用户。 　　秦先生介绍，该会是马尔文仪器(中国)公司今年以来在颗粒表征技术方面参与主办的第一场学术性质的会议，公司明年将主办更多介绍该领域技术及相关进展的类似会议。

透射电子显微镜（TEM）具有原子水平的分辨能力，它不仅可以在观察样品微观形态，还可以对所观察区域的内部结构进行表征，成为纳米技术研究与发展不可或缺的工具。特别是TEM配合图像分析技术对多相体系中纳米颗粒粒度进行分析具有一定的优势。本文将对已实施的GB/T 42208-2022 《纳米技术 多相体系中纳米颗粒粒径测量透射电镜图像法》进行解读。多相体系是指体系内部不均匀的体系，在物理化学中也称为非均相体系、混相体系或者复相体系。而纳米颗粒受尺寸限制往往存在于材料基体中，形成多相体系来增加整个材料特性，这可能关系到后续产品的性能和安全性，因此对多相体系中纳米颗粒的评价尤为重要。透射电镜能作为最直观、准确的设备能够对样品内部进行评价，在多相体系中的纳米颗粒粒径表征中不可或缺。本标准从很大程度上完善和补充国内现有标准的不足，给出较为完整的多相体系中纳米颗粒粒径分析评价方法，不仅对于多相体系中纳米颗粒的粒径这种需要探讨体系内部的颗粒测量给出了方案，而且对于不同TEM的颗粒测量结果一致性评判具有重要的参考价值。本文件适用于固相多相体系中的粒径测量。考虑到多相体系的多样性，胶体和生物组织中的纳米颗粒，只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求，也适用本文件.一、背景纳米材料由于表面效应、量子尺寸效应、体积效应和量子隧道效应等，使材料表现出传统固体不具有的化学、电学、磁学、光学等特异性能。同时，受到尺寸的限制，纳米材料单独使用的场合有限，往往存在于材料基体中，形成多相体系来增加整个材料特性。但是由于纳米颗粒粒径较小、比表面积较大、表面能较大，极易团聚，致使其在多相体系中很难表征和评价。研究多相体系中纳米颗粒的粒度测量，对优化材料结构，改善材料的性能有着极大的促进作用，对推动纳米材料的应用和发展具有重要的意义。多相体系中纳米颗粒不同于单一的纳米颗粒，它对检测方法、样品处理及样品制备都有较高的要求。扫描电子显微镜和原子力显微镜由于成像原理的问题，不利于多相体系中纳米颗粒的测量。因此在本标准发布之前，国内该内容处于空白，本标准聚焦透射电镜的成像原理，对样品制备、图像获取、图像分析、结果表示、测量不确定度等技术内容给出了充分的、系统的说明。二、规范性引用文件和参考资料本标准在制定过程中，在符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》国家标准编写要求的基础上，充分参照了现行相关国家标准中的相关术语及技术内容的表述，包括颗粒系统术语、纳米材料术语、微束分析、粒度分析、纳米技术等各个专业领域；同时，在规范表达上，也充分征求了行业专家、资深从业者、用户的意见和建议，力求做到专业、通俗、易懂。 三、制定过程本标准涉及的领域较为专业，因此集合了国内相关领域的一批权威代表性机构合作完成。牵头单位为国家纳米科学中心，主要参加单位包括国标（北京）检验认证有限公司、北京市科学技术研究院分析测试研究所（北京市理化分析测试中心）、深圳市德方纳米科技股份有限公司、中国计量大学、北京粉体技术协会等。对于标准中的重要技术内容，如实验步骤、不同多相体系样品的制备方法、图像获取方式、图像分析、数据处理等均进行了实验验证，确定了标准中相关技术的操作可行性。四、适用范围本文件适用于固相多相体系中纳米颗粒的粒径测量和粒径分布。胶体和生物组织中的纳米颗粒，只要样品制备满足透射电子显微镜观察的要求，也适用本文件。 五、主要内容本标准描述了利用透射电子显微镜图像处理和分析技术进行纳米颗粒在多相体系中分散的粒径测量方法的全流程，包含了标准所涉及的术语和定义，TEM的成像原理，不同类型样品的制备方法，详尽的实验步骤，结果表示以及测量不确定度的来源，并在附录中针对不同的样品类型给出了实用案例。术语及定义：即包括了纳米颗粒、分散的术语定义，还包括了TEM中明场相、暗场像、扫描透射电子显微图像和高角环形暗场像等几种成像方式的定义。一般原理：利用透射电镜图像评估纳米颗粒在多相体系中的粒径测量，主要基于透射电子显微镜中电子束穿透样品成像的原理，并对图像进行处理，通常需要借助粒径分析软件进行粒径测量，以避免人为因素的干扰。样品制备：纳米颗粒在多相体系中的分散，由于多相体系材料不同，样品制备方法不同，系统的介绍了纳米复合材料的制备、多相固态金属材料的制备以及多相生物材料的制备方法，这包含了超薄切片技术、离子减薄技术、生物染色技术等。实验步骤：包含了装样、仪器准备、图像获取的全过程。需要注意的是根据多相体系材料及其中纳米颗粒的种类和状态的不同，在测试过程中要明确选用明场、暗场、高角环形暗场等合适的成像技术，并保证有足够清晰度和对比度的透射图像，能够准确识别到图像中的纳米颗粒。除此之外，为了使拍摄所得的图像中包含有足够的样品数量进行粒径测量，需要在不同的位置多次拍摄。具体的过程，本标准在附录A中以镍基高温合金多相体系中纳米颗粒为例，给出了详细过程。粒径测量：多相体系中的纳米颗粒的透射电子显微镜图像通常存在背景亮度不均匀、分散相边界与图像背景灰度差小的特点，因此需要图像处理将样品图像从背景中区分出来。总体目标是将数字显微照片从灰度图像转化为由离散颗粒和背景组成的二值化图像。重点采用阈值算法进行单个颗粒的测量。同时，颗粒粒径测量时测量颗粒数量对测量不确定的影响较大，因此需要确认最少测量颗粒数，这也取决于实际的测量需求。在结果表示方面，实验室可以根据实际需求，只评价纳米颗粒粒径的大小，也可以以纳米颗粒的分布范围为评价目标。在标准的附录中给出了两种分布范围方式。不确定度：对多相体系中纳米颗粒的粒径测量的测量不确定度主要来源包含了样品均匀性、样品制备、图像处理和测量所需的颗粒数不足等。在上述基础上，给出了测量报告的信息及内容。本文作者：常怀秋 高级工程师；国家纳米科学中心 技术发展部Email：changhq@nanoctr.c

作为全球先进的科学仪器供应商之一，德国LUM自创立之初就秉着持续开拓创新精神，用科学技术为社会做贡献，公司依托创始人Lerche教授在流体力学、流变学及胶体领域的知识与经验，研发了STEP-Technology® 工艺，为不同产品的分析表征提供了技术平台，致力于为化工，材料，食品，制药等不同领域提供分散体稳定性分析及颗粒表征等应用分析。公司产品不断升级迭代，为用户和市场提供与时俱进的产品。2023年8月18日，LUM与上海奥法美嘉共同举办了一场纳米制剂颗粒控制与稳定性解决方案的研讨会。通过此次平台活动，德国LUM公司的颗粒计数仪LUMiSpoc® 首次在中国亮相，会上，LUM的创始人Dr.Lerche和LUM中国区总经理邓世宁博士为仪器揭幕。紧接着，Dr.Lerche对LUMiSpoc® 颗粒计数和粒度表征原理以及其在制药行业的应用进行经验分享.“LUMiSpoc® -前向和侧向单颗粒散射分析仪”荣获柏林勃兰登堡创新奖提名。LUMiSpoc® 是一款高端的单颗粒分析系统，类似于流式细胞仪，它以绝佳的分辨率和动态范围测量悬浊液和乳浊液中纳米和微米颗粒的粒度分布和颗粒浓度。此项目由柏林LUM有限公司与Physikalisch Technisch Bundesanstalt（PTB）联合开发。此款仪器基于单颗粒光散射技术SPLS Technology® (Single-Particle-Light-Scattering), 通过集成微光学的创新激光模块可产生微小的非球形焦点,颗粒通过微流体分离，并一个个地通过检测点，不同方向的散射光通过光学元件聚焦在高传感器上。通过专门开发的云服务以及基于网页版的SEPView® 软件，实时检测测量数据，分析存储的数据。第一批设备已经交付给欧盟的一家全球知名的制药公司，用于新冠疫苗的研发；以及两家著名的国家学术机构。

纳米材料，由于尺寸在1~100纳米范围，其微观尺度赋予其独特的光、电、磁、机械和光学等特性。纳米技术是一个快速发展的新兴领域，其发展和前景也给科学家和工程师们带来了许多巨大的挑战。纳米颗粒正在被应用于众多材料和产品之中，如涂料（用于塑料、玻璃和布料等）、遮光剂、抗菌绷带和服装、MRI 造影剂、生物医学元素标签和燃料添加剂等等。然而，纳米颗粒的元素组成、颗粒数量、粒径和粒径分布的同步快速表征同样也是难题。对于无机纳米颗粒，最为满足上述特点的技术就是在单颗粒模式下应用电感耦合等离子体质谱分析法，即单颗粒ICP-MS。ICP-MS 测量溶解样品和单纳米颗粒分析的响应信号如图1 所示。在分析溶解态元素时，产生的信号基本上属于稳态信号，测量单纳米颗粒时，产生的信号是非连续信号。四极杆作为检测器，工作时在各质荷比（m/z）停留一段时间，然后移动到下一质荷比（m/z）；各质荷比（m/z）的分析时间被称作“驻留时间”，即工作时间。在各驻留时间的测量完成之后，执行下一次测量之前，通过一定时间进行电子器件的稳定。该时间段被称作“稳定时间”，即暂停和处理时间。当单颗粒的离子云进入四级杆后，如果单颗粒（“信号”峰）的离子云落在驻留时间窗口之外，则可能无法被检测到，如图3a 所示。当单颗粒的离子云落入驻留时间窗口内时，可以检测到该离子云，如图3b 所示。当快速连续检测到多个颗粒时，所得到的信号是一系列峰，各个峰都来自于某一颗粒，具体如图3c 所示。在单颗粒ICP-MS 中，瞬态数据的采集速度由两个参数组成：驻留时间和稳定时间。十分重要的是，ICP-MS 采集信号所需的驻留时间少于颗粒瞬态时间，从而避免因部分颗粒合并、颗粒重合和团聚/ 聚集产生的错误信号。稳定时间越短，颗粒遗漏的可能性就越小。最理想的情况是一秒钟内可进行10,000 次测量，不存在稳定时间，所有时间皆用于寻找纳米颗粒（图5c）。快速连续数据采集的另一个好处是可以从单个颗粒获得多个数据点，从而消除颗粒遗漏，或仅检测到颗粒部分离子云的情况。驻留时间越短，对单颗粒离子云采集的数据点越多，获得的峰型更加准确。珀金埃尔默公司NexION系列ICP-MS，最短驻留时间可达10 μs，单质量数据采集能力可达100000点每秒。配合专业的 Syngistix™ 软件，无需更多数据处理即可获得样品的颗粒浓度，尺寸及分布等信息，是进行单颗粒ICP-MS实验的首选。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的资料和仪器信息。

20世纪90年代以来，人们对纳米材料正面效应的研究取得了丰硕成果，并形成了大量的实用产品，比如衣物中加入Ag纳米颗粒，可以抑菌；防晒产品中加入TiO2纳米颗粒，可以屏蔽紫外线。这些产品对我们提供便利的同时，也对环境造成了潜在的危害。2004年7月29日美国的《科学此刻》及2004年8月4日《自然》分别介绍了该研究小组的报告，对纳米污染发出预警。报告指出，“游离的纳米颗粒和纳米管可能会穿透细胞，产生毒性”；对于环境来说，“纳米科技可能是柄双刃剑”。通过获得纳米颗粒的环境行为和颗粒大小、溶解率、颗粒团聚以及与样品基体的相互作用的准确数据，可以帮助了解和评价这些新材料可能对环境健康造成危险的情况。常规ICP-MS只能将样品消解后，测试溶解态的离子浓度信息，并不能直接测定这些纳米颗粒的粒径、粒径分布和团聚等更具体的数据。单颗粒ICP-MS技术通过超快速的数据读取时间，可分析每个纳米颗粒产生的电子云，检测ppb级（μg／L）浓度纳米颗粒。本报告研究了银纳米颗粒在不同水体中的溶解动力学。样品银纳米颗粒：直径100纳米，购自NanoXact，NanoComposix，USA。采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）材料封装。水样：离子水（DI，18.3 M-欧姆.厘米），自来水（科罗拉多学院矿业校园，高尔顿.科罗拉多）和自然水（采集点距离河流岸边1米，采集后直接通过0.45微米的滤膜过滤）。样品处理ENP悬浮液通过用水稀释浓度20毫克/升的储备溶液制成，最终浓度50纳克/升。为了匹配观察到的峰强度SP-ICP-MS，采用2%HNO3（光谱级）溶解银标准（高纯度标准 QC-7-M），用于校准和稀释，最终浓度范围为0.1-1微克/升。实验结果首先分析了溶解在去离子水中的银纳米颗粒的单颗粒ICP-MS数据。初始浓度为50ng/L。绿色柱状图表示刚加入纳米颗粒时的测试结果，脉冲信号强度主要分布在400~700范围内，另有少部分在50左右及以下。红色柱状图表示24小时候纳米颗粒的测试结果，脉冲信号主要集中在100~300范围内，50以下还有较强的信号。脉冲信号强度正比于颗粒的粒径，24小时后脉冲强度下降，说明了银纳米颗粒的粒径减小，溶解的银离子信号在脉冲50以下。Syngistix软件可自动将脉冲强度换算成颗粒直径，上图显示了不同水样中，银纳米颗粒随着时间变化的粒径变化。在含氯离子自来水体系下溶解速度比其他两种溶剂都要快，这是由于氯可以作为氧化剂加快粒子溶解在这个系统。而自然水系里粒子的变化很小，这可能由于自然系统固有的复杂性，需要更多研究找到导致粒子稳定性的因素。上图总结了在去离子水，自来水和自然水中，银纳米颗粒的粒径变化趋势。利用瞬时质量的平均粒径,可以计算出粒子的溶解损失。模型化计算粒子的几何表面积(假设球形质量的粒子), 损失质量/表面积(摩尔/ cm2)和时间可以计算得到溶解速率常数。在24小时内，遵循一阶动力学规律。总结溶解电势不同可能是区分粒子溶解过程和离子溶解过程的一个关键因素。这项研究在表明通过SP-ICP-MS定量计算Ag粒子的溶解率是可行的。使用SP-ICP-MS技术，通过原始粒子直径来计算溶解率比通过溶液中Ag离子增加来计算其溶解率更加直接。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。想了解更多关于单细胞单颗粒ICP-MS 应用么？珀金埃尔默将于2020年6月9日 14:00举办“单细胞ICP-MS网络研讨会”， 为您提供一个突破时间地域限制的学习交流的平台。本次研讨会邀请到中国科学院高能物理研究所副研究员王萌博士， PerkinElmer无机产品技术经理，高级工程师高光晔做精彩分享。识别下方二维码或点击阅读原文即可预约直播席位。

单颗粒电感耦合等离子质谱法（spICP-MS）是一种在非常低的浓度中检测单个纳米颗粒的方法。与传统表征金属纳米颗粒技术相比，使用单台ICP-MS，不需联用设备就可以同时完成纳米颗粒的成分、浓度、粒径、粒度分布和颗粒团聚的检测，这是透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等纳米粒径表征技术无法完成的，并且此方法可将样品中溶解的纳米颗粒离子与固体纳米颗粒区分开来。近期，国家纳米科学中心牵头制定了国内首项单颗粒电感耦合等离子体质谱法（spICP-MS）国家标准《GB/T 42732-2023 纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法》。本文特邀国家纳米科学中心葛广路研究员、郭玉婷高级工程师对该标准进行解读。一、背景 目前，基于纳米技术或含有工程纳米颗粒的产品已广泛使用，并开始影响有关的行业和市场。因此，消费者可能直接或间接地接触到（除天然纳米颗粒外的）工程纳米颗粒。在食品、消费品、毒理学和暴露研究中，工程纳米颗粒的检测成为纳米颗粒应用潜在效益和潜在风险评估的必要部分，迫切需要建立产品、试验样品和环境等复杂基质中痕量纳米颗粒检测方法标准。二、标准概述本标准包括范围、规范性引用文件、术语和定义、缩略语、适用性、步骤、结果、测试报告8章内容和1个资料性附录。本标准描述了使用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）在时间分辨模式下测定单个纳米颗粒的质量和悬浮液中离子浓度，检测水相悬浮液中纳米颗粒，并表征颗粒数量与质量浓度、颗粒尺寸及数均尺寸分布的方法。三、适用性本方法仅限用于纯纳米颗粒的水相悬浮液、材料或消费品的水相提取液、食品或组织样品的水相消解液、水相毒理学样品或环境水样品。非水相样品处理见标准参考文献。水相环境样品经过过滤和稀释，食品和毒理学样品经过化学或酶消解和稀释。将水相悬浮液中的颗粒数量或质量浓度与原始样品中的浓度联系起来需样品相关提取、效率和基质效应等信息，并由用户进行额外验证。四、主要技术内容本文选取原理、重要参数传输效率和响应值及线性的确定、结果计算方面部分重点内容进行讲解，详细内容及仪器设置、试样制备等相关内容与注意的事项参见标准原文。1 原理单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)是一种能够在非常低的浓度下检测单个纳米颗粒的方法，此方法适用于水相悬浮液中无机纳米颗粒的尺寸及数均尺寸分布、颗粒数量浓度与质量浓度，悬浮液中离子浓度的测定。将常规的ICP-MS系统设置为以高时间分辨率模式采集数据。水相样品连续进入ICP-MS中，雾化后，一部分纳米颗粒进入等离子体并被原子化和电离。每个原子化的颗粒相对应的离子团为一个信号脉冲。使用合适的驻留时间和适当稀释的纳米颗粒悬浮液，质谱仪可实现单个纳米颗粒检测，称为“单颗粒”ICP-MS。对纳米颗粒悬浮液进行稀释，以避免违反“单颗粒规则”（即在一个驻留时间内有一个以上的颗粒到达检测器）。由于离子团中的离子密度很高，其产生的脉冲信号远高于背景（或基线）信号。脉冲强度、脉冲面积与纳米颗粒中被测元素的质量，也即纳米颗粒直径的立方成正比（假定纳米颗粒的几何形状是球形）。单位时间检测到的脉冲数与待测水相悬浮液中纳米颗粒的数量成正比。2 确定传输效率引入的样品只有一部分到达等离子体，结果的计算需要知道传输效率。使用已知的纳米颗粒标准样品测定传输效率。如果没有可用的纳米颗粒标准样品，可以使用任何其他良好表征过的纳米颗粒悬浮液，重新计算稀释倍数和浓度。纳米颗粒尺寸已知，颗粒浓度未知时，结合分析一系列与纳米颗粒相同元素的离子标准溶液，确定传输效率。3 确定响应值及线性随着纳米颗粒的直径增大，信号响应值将按三次方增加，所以需要对纳米颗粒每种组成每种尺寸范围的响应进行验证。校准最好使用纳米颗粒标准样品，无法获得这样的标准样品时，在相同的样品分析条件下，使用被测元素的离子标准溶液进行此步骤中的校准。分析离子溶液的标准工作液，用线性回归法确定校准曲线的相关系数，校准函数的斜率，即为ICP-MS响应值。4 结果计算4.1 检出限的计算由空白对照样品中的颗粒数量确定颗粒数量浓度检出限，结合平均颗粒质量，计算质量浓度检出限。由刚好能从背景中区分出来的脉冲信号强度决定颗粒尺寸检出限。4.2 颗粒浓度和尺寸、离子浓度的计算由时间扫描中检测到的脉冲数、传输效率、样品流速计算水相样品中的颗粒数量浓度；样品中颗粒信号强度、离子标准溶液的ICP- MS响应值、传输效率、驻留时间、样品流速、纳米颗粒材料的摩尔质量和被测物的摩尔质量计算单个颗粒的质量，假设颗粒为球形，计算得到颗粒的直径。由离子产生的连续基线信号估算样品中的离子浓度。通常，可以用商用软件或将测试数据导入定制的电子表格程序进行处理，以计算纳米颗粒的数量、质量浓度、尺寸（等效球直径）和相应数均尺寸分布，并同时确定样品中存在的离子质量浓度。本标准的资料性附录A给出了定制的电子表格程序处理数据的示例。五、结语本标准等同采用ISO/TS19590:2017 Nanotechnologies—Size distribution and concentration of inorganic nanoparticles in aqueous media via single particle inductively coupled plasma mass spectrometry，于2023年8月6日发布，将于2024年3月1日实施，是国内首项使用单颗粒电感耦合等离子体质谱方法表征纳米颗粒的国家标准，支撑spICP-MS作为一种普适性方法的推广与应用。本标准由国家纳米科学中心、珀金埃尔默企业管理（上海）有限公司、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、清华大学、中国计量科学研究院、杭州谱育科技发展有限公司，安捷伦科技（中国）有限公司制定。在起草阶段，标准起草工作组选用金纳米颗粒，在国家纳米科学中心、赛默飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、安捷伦科技（中国）有限公司、杭州谱育科技发展有限公司，利用不同仪器进行了测试，使用仪器所带软件对颗粒尺寸和颗粒数量浓度进行了处理计算。在征求意见阶段，向四川大学、中国地质大学、武汉大学、清华大学深圳国际研究生院、东北大学、华东师范大学、中山大学、厦门大学、中国科学院过程工程研究所、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院生态环境研究中心、上海市食品药品检验研究院、生态环境部南京环境科学研究所、中国科学院高能物理研究所、山东英盛生物技术有限公司等高校、科研院所和企业发送了标准征求意见材料，征求意见专家多为分析化学、纳米科学等领域专家，给本标准提出了具有代表性的意见，在此感谢他们对本项标准制定工作的支持。本文作者： 葛广路 研究员；郭玉婷 高级工程师 国家纳米科学中心 中国科学院纳米标准与检测重点实验室 Email：gegl@nanoctr.cn guoyt@nanoctr.cn

“纳米银”是“银纳米颗粒”的简称或俗称，指由银原子组成的颗粒，其粒径通常在1~100nm范围。银材料表面具有抑菌性质早已为人熟知，其机理是位于材料表面的银原子可以被环境中的氧气缓慢氧化，释放出游离的银离子（Ag+），这些银离子通过与细菌壁上巯基结合，阻断细菌的呼吸链，最终杀死附着在材料表面的细菌。由于纳米颗粒的小尺寸效应和表面效应，随着颗粒尺寸的减小，纳米银的表面原子数与其内部原子数的比例急速升高，最终导致其银离子的释放速率显著增高，杀菌效果更加显著。利用纳米银抑菌特性的各种产品，包括纺织品、化妆品、药品等，以及其他工业产品，越来越多的研发并被投入使用。这些纳米银最终将会进入到环境中，对生态环境和生物健康产生影响。快速地检测和表征在各种不同的环境基体下的纳米粒子的技术手段因此显得极为必要，而珀金埃尔默公司的单颗粒ICP-MS技术则可以很好的应对这项挑战。本实验带您了解不同的废水中，单颗粒ICP-MS测定纳米银的能力。样品水样：是从加拿大魁北克省蒙特利尔附近的污水处理厂抽取。废水：是经过污水处理厂最终处理后排放到河里的废水，在二级沉降池后收集。混合溶液：经过生物处理后离开曝气池，到达二级沉降池处理悬浮物和沉积物的废水，从二级曝气池收集。海藻酸盐：一种在废水中可以检测到并由废水中溶解性有机碳组成的ppm级多糖。海藻酸盐溶液被用作于比较废水样品的一个已知的控制和替代物。用去离子水溶解从褐藻提取的海藻酸钠（Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA）配制成浓度为6ppm的海藻酸盐溶液，并震荡一个小时。实验平均粒径为67.8±7.6nm的用PVP包裹的Ag ENPs标准品（用TEM定值，nanoComposix™ Inc., San Diego, California, USA），加入10mL到所有样品中，使浓度为10ppb（5,000,000粒/mL）。样品用去离子水稀释10-1000倍，测试前超声5分钟。所有样品一式三份。使用PerkinElmer NexION® 300D/350D ICP-MS进行分析，采用SP-ICP-MS模式，在Syngistix™ 软件纳米分析模块下进行。实验参数如表1所示。实验结果图1显示了0.1ppb（50,000粒/mL）Ag ENPs标准品的粒径分布，相当于66.1±0.1nm的平均粒径，浓度为52,302±2102粒/mL。对粒径的测试结果和TEM定值的一致性表明海藻酸盐基并不影响测量精度。图1：在6ppm海藻酸盐溶液中的Ag的粒径分布在确定海藻酸盐溶液技术的准确度的基础上，排放废水和混合溶液样品进行下一步的测量。图2和图3显示了废水和混合溶液各自的粒径分布。分析前样品稀释100倍，表2显示了粒径大小和颗粒浓度的测试结果。另外，平均粒径与证书标称值一致，颗粒浓度接近计算值，表明没有废水基体会影响测量结果。这些结果表明，可以准确测量在废水样品中的Ag ENPs。图2：稀释100倍废水中Ag的粒径分布图3：稀释100倍的混合溶液中Ag的粒径分布结论实验证明SP-ICP-MS具有准确测试三种不同类型废水样品中的银纳米粒子的能力。虽然废水基体很复杂，但是它们不会抑制SP-ICP-MS准确测量粒径和纳米粒子浓度的能力。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

纳米银作为常见的抑菌成分在很多生活用品中都能找到，比如无臭衣服，防霉浴帘，食品容器及食品砧板。有些商家甚至将纳米银颗粒添加到膳食补充剂中，宣称可以提高免疫力，广为宣传。但是，没有任何一种含胶体纳米银的保健品被认为是安全有效的。事实上不仅仅是保健效果，连所谓的独家技术和高科技成果都是忽悠人的。美国FDA禁止了纳米银保健品，也有研究发现纳米银会对肺部、神经及皮肤产生毒性。甚至能渗入大脑、进入胎盘、干扰精细胞。而且银纳米颗粒排放到环境中，可能会对植物和水生生物造成影响。单颗粒ICP-MS (SP-ICP-MS)技术，可用于非常低的颗粒浓度，大小，大小分布和溶解浓度的测定，使得SP-ICP-MS成为评估纳米颗粒在不同环境介质中命运的常规技术。本实验使用NexION ICP-MS测定了三种市售含有银纳米颗粒的三种营养补充剂，实际看看这些保健品中的银纳米颗粒数量和尺寸。样品三个市售营养补充剂样品置于超声波浴中超过5分钟，以确保颗粒被均匀地分布在溶液中并减少结块。样品依次用实验室一级去离子水稀释并定容到50mL聚乙烯样品管中。对样品和参比溶液进行稀释，使得所述颗粒的浓度为约20万个粒子/mL。实验使用Ted Pella公司柠檬酸盐缓冲液中的20nm，50nm和80 nm的银纳米颗粒悬浮液来计算尺寸和传输效率。通过建立0.5-5 μg/L的标准曲线来进行测定溶解银离子浓度。所有SP-ICP-MS测定均是在NexION 350D ICP-MS (PerkinElmer, Shelton, CT )标准模式（无气体）和Syngistix纳米应用模式下操作的。所有仪器的工作条件见下表。实验结果下面两图展示了1号样品和2号样品中银纳米颗粒的尺寸分布图。两者都使用了对数正态拟合方式进行计算，见图中的实线部分。样品1的数据显示颗粒的一个明显的分布约为15nm，而样品2的数据显示颗粒的分布为约33nm。Syngistix纳米应用模块给出了样品的颗粒浓度和溶解浓度。Ted Pella™ 50 nm AgNP标准溶液用于样品审核控制。48nm作为最常见的尺寸与给定值50nm非常吻合，并且所测量的颗粒浓度与制造商给出的2.5 E+10颗粒/mL浓度值非常吻合。结论使用珀金埃尔默NexION 350 ICP-MS和Syngistix纳米应用模块，对市售的3中营养补充剂中的纳米银颗粒进行了测定。单粒子的ICP-MS能实现分析物的溶解离子和颗粒形式之间的分离和定量。在一次分析中，颗粒成分，浓度，尺寸和尺寸分布，均可直接进行测定。扫描下方二维码，即可下载采用ICP-MS对营养补充剂中银纳米粒子单粒子的特性研究相关应用报告。

p 　　基于技术原理，纳米颗粒分析的市场可以分为7个部分：动态光散射(DLS)、显微镜、纳米颗粒跟踪分析(NTA)，激光衍射，x射线衍射(XRD)、共振质量测量以及其他。其中，其他技术包括纳米表面气溶胶检测仪(NSAM)、微分电迁移率分析器(DMA)、扫描电迁移率粒子测定仪(SMPS)和凝结粒子计数器(CPC)。显微镜技术进一步分为透射电子显微镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)。 /p p 　　按照分析类型划分，全球纳米颗粒分析市场可以分为粒度分析、粒子浓度分析、zeta电位分析、分子结构分析、颗粒形状分析、分子量分析和流动特性分析。基于终端用户，全球纳米颗粒分析市场也分为四个部分：制药和生物制药公司、学术研究机构、公共和私人研究机构、医疗设备公司。 /p p 　　预计，2020年，全球纳米颗粒分析的市场将达到9110万美元, 2015年到2020年复合年增长率为5.4%。新兴国家政府在医药研发支出方面的增加，对纳米技术研究关注度的增加，纳米颗粒分析技术的持续进步等很多因素都在促进纳米颗粒分析仪器需求的增加。此外，纳米技术在药物开发及药物输送中的应用，医疗产品严格的监管指南和越来越多的会议和事件导致越来越多的人意识到，纳米颗粒分析技术是这个领域中现有市场参与者以及新进入者市场增长机会的关键因素。另一方面，纳米颗粒分析仪器的高成本也是阻碍该市场增长的一个因素。 /p p 　　新兴市场，包括中国、印度、巴西和南非给从事纳米颗粒分析仪器开发和销售的公司提供高增长的潜力。纳米颗粒分析在药品研发过程中的应用越来越多，更多的研究和开发项目外包给亚洲的发展中国家，新研究和培训中心的建立，政府在生命科学研究领域投资的增加等是推动纳米颗粒分析市场在新兴国家增长的关键因素。主要市场参与者，如HORIBA (日本)、Beckman Coulter (美国)、 Shimadzu (日本)等正在与当地供应商进行合作，以扩大在这些新兴国家的分销网络。 /p p 　　截至2014年, Malvern (英国)在全球纳米颗粒分析市场处于领导地位。在过去三年中，该公司通过新产品发布、合作、并购等策略以确保其在该市场的主导地位。此外，HORIBA (日本)、Beckman Coulter (美国、岛津 (日本)、安捷伦 (美国)、Microtrac (美国)、日立 (日本)、JEOL (日本)、 Bruker (美国)、TSI (美国)、Wyatt Technology (美国)也是这个市场的主要参与者。 br/ /p

纳米材料，这一看似离我们很遥远的微小粒子，其实已经出现在我们生活中的方方面面。例如具有广泛杀菌功效的纳米银在医疗卫生、医疗器械、纺织、涂料、日用品等方面有着广泛应用。在给我们生活带来便利的同时，纳米科技可能也是一柄双刃剑，对人类健康和环境存在危害的可能。 目前应用较为广泛的纳米材料多为金属、金属氧化物、以及纳米碳材料。大量的使用必将引起环境中的排放量日益增长，可能会对生态和环境造成破坏。 岛津ICPMS-2030能够对样品中的纳米粒子的成分、粒径大小及颗粒浓度进行分析，助您一探究竟！ 仪器配置岛津电感耦合等离子体质谱仪ICPMS-2030系列 单纳米颗粒分析原理样品中的悬浮颗粒在进入ICP离子源时是不连续的，中间会有短暂的间隔，因此每个颗粒产生的离子云也是不连续的。当检测器高速采集数据时颗粒则会产生一个个不连续的脉冲信号。颗粒数量越多，则信号数量越多；颗粒越大，对应的信号强度则越高。对所测得的颗粒信号进行计算和统计，既能得到样品中颗粒的粒径信息。图1. 单纳米颗粒分析流程 样品前处理所有的纳米颗粒标品及试样通过超纯水进行稀释，稀释定容后超声分散20 min后马上进ICP-MS于时间分辨模式下采集信号。 样品分析 使用已知浓度的40 nmAuNPs（金纳米粒子）样品引入到ICPMS-2030中测试单颗粒信号。统计单位时间内测得的信号个数，并计算引入到仪器中的粒子总数。建立颗粒数量浓度同信号个数线性关系能够实现对未知样品中颗粒数量的测定。 表1纳米粒子信号-浓度计统计结果对地表水样品进行加标测试，向地表水中加入20 nm，40 nm，80 nm AuNPs分散液以及40、80 nm AuNPs分散液混合后进行ICPMS-2030测试，绘制样品粒径分布图。 图2.地表水样中不同粒径金纳米粒子（AuNPs）ICPMS粒径测试分布 结 论 使用岛津ICPMS-2030分析测定了地表水中金纳米粒子（AuNPs），具有灵敏度高，前处理简便等特点，能够快速得到样品中纳米材料元素构成，颗粒大小以及颗粒浓度等信息，为纳米材料的分析提供了一个新的思路。 撰稿人：刘子辉

随着纳米科技的迅猛发展，超微及纳米颗粒在材料科学、生物医学、环境科学等领域展现出巨大的应用潜力。然而，要充分发挥超微及纳米颗粒的潜能，离不开对其精准、高效的分析表征技术的支持。这些技术能够帮助科研人员深入理解纳米颗粒的结构、形貌、成分及性能，为纳米材料的设计、合成及优化提供坚实的科学依据。为促进超微及纳米颗粒领域的研究与应用交流，推动纳米科技的创新与发展，仪器信息网联合中国颗粒学会将于2024年7月23-24日举办第五届“颗粒研究应用与检测分析”网络会议，特设“超微及纳米颗粒分析表征”专场。点击图片直达报名页面 会议特邀上海理工大学蔡小舒教授，国家纳米科学中心高级工程师郭玉婷、刘忍肖，以及HORIBA、丹东百特、安捷伦资深工程师，分享颗粒粒度、形貌、浓度、成分、Zeta电位等多元化表征技术及相关国家标准。上海理工大学教授 蔡小舒《纳米颗粒和微纳气泡的粒度、形貌和浓度测量新方法》（点击报名）蔡小舒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、生命科学等测量方法、技术和应用的研究。先后负责了两机重大专项项目、973、863、国家自然科学基金重点项目、仪器重大专项项目和面上项目、科技部等纵向项目，欧共体项目、通用电气全球研发中心、日立估算研究中心、美国电力研究院和德国、捷克、波兰等大学的国际合作项目以及企业委托项目。发表论文200多篇，获发明专利20多项。 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、上海颗粒学会等副理事长、常务理事、理事、理事长等，担任4个SCI刊物副主编、编委和多个国内学术刊物编委，多个国内外学术会议的名誉主席，主席等。纳米颗粒的粒度和形貌是表征纳米颗粒的最重要参数，也是纳米颗粒应用的最主要参数。对于不同的应用，对纳米颗粒的粒度和形貌有不同的要求。而对于微纳气泡，其粒度和数量浓度以及随时间变化等参数是最重要参数。在纳米颗粒的制备中，一些纳米颗粒的浓度非常高，对其进行稀释可能会影响体系的平衡，破坏了纳米颗粒的结构。为满足对纳米颗粒粒度和形貌表征，微纳气气泡的粒度和数量浓度测量的需要，以及直接测量高浓度纳米颗粒的要求，蔡小舒团队发展了图像动态光散射纳米颗粒粒度快速测量方法，偏振图像动态光散射纳米颗粒形貌及形貌分布测量方法，后向动态光散射高浓度纳米颗粒粒度测量方法和多波长消光法微纳米气泡粒度和数量浓度测量方法等。根据这些方法研制的仪器都采用笔记本电脑供电，可以方便携带到任何需要测量的场合进行测量。本报告将介绍这些测量新方法的原理，以及应用实例。HORIBA（中国）应用工程师 李倩《颗粒表征关键技术新进展》（点击报名）李倩现任HORIBA粒度产品应用工程师。主要负责粒度仪的方法开发以及技术支持，熟练掌握仪器特性及使用维护，为不同应用领域的粒径测试用户开发和优化粒径测试方法、提供解决方案，在半导体、能源、材料、环境、生命科学等多个领域积累了丰富的经验。颗粒表征对产品的研究开发和质量控制发挥着越来越重要的作用，如何根据需求和应用场景选择最合适的测量工具显得尤为重要。为了更好地帮助客户用颗粒表征结果指导自己的研究或生产，本次报告为大家介绍 HORIBA 颗粒表征技术以及相关产品的最新进展。丹东百特仪器有限公司产品总监 宁辉《动态光散射测试功能的延伸》（点击报名）宁辉博士为全国纳米技术标准化技术委员会委员，现任丹东百特仪器有限公司产品总监，具有十几年产品研发和产品应用的研究经历，是一位具有丰富实践经验的颗粒表征技术专家。对于纳米材料的相关应用具有较为深刻的理解。动态光散射技术是一种基于检测颗粒的布朗运动来获取样品的粒径信息的颗粒表征手段。基于传统的动态光散射技术，结合更多的光学和分离手段，可以拓展动态光散射的应用领域和检测能力。在这个报告中，宁辉将介绍动态光散射流动模式，进行高分辨率的粒径测试；窄带滤光片的应用及其对于荧光样品的测试，及其VV和VH模式对于各向异性样品的测试。国家纳米科学中心高级工程师 郭玉婷《单颗粒电感耦合等离子体质谱法检测纳米颗粒国家标准制定及应用研究》（点击报名）郭玉婷为中国科学院纳米标准与检测重点实验室高级工程师，全国标准化教育标准化工作组 (SAC/SWG27)委员，国际标准化组织纳米技术委员会（ISO/TC229）WG2和WG3工作组专家，从事纳米技术标准化及电感耦合等离子体质谱检测研究工作，主持制定六项国家标准，参编《纳米技术标准》书籍，发表多篇科技论文，参与两项国家重点研发计划和一项中科院战略性先导科技专项项目。随着纳米材料和纳米技术产品的广泛使用，纳米颗粒的检测成为纳米技术应用和潜在风险评估的重要环节。单颗粒电感耦合等离子体质谱法使用高时间分辨模式检测、分析速度快、所需样品少、颗粒浓度检出限低，可同时测量稀溶液中纳米颗粒的成分、粒径、粒径分布、数量浓度及溶解离子浓度等。郭玉婷所在实验室牵头制定了单颗粒ICP-MS检测水相中无机纳米颗粒的国家标准，开展了纳米产品和生物组织等复杂基质中纳米颗粒的检测研究。本报告将介绍国家标准内容，交流相关研究进展，以推广该方法在更多领域的应用。安捷伦科技（中国）有限公司工程师 董硕飞《应用单颗粒(sp)ICP-MS法对环境样品中的颗粒物进行定量检测》（点击报名）董硕飞为安捷伦资深原子光谱应用开发工程师，于2012年获得英国帝国理工学院地球化学博士学位，之后分别在美国和法国做博士后研究员。主要研究金属元素的生物地球化学循环，以及其作为环境污染物的分布和传输机制。在2017年加入安捷伦全球市场开发团队后，主要从事ICP-MS新应用方法开发工作，以合作研究的形式开展颗粒物在复杂基体中的分离、检测方法研究，以及应用元素指纹图谱法和同位素示踪法进行源解析等方面的研究，并在相关领域发表论文30多篇。应用单颗粒(sp)ICP-MS技术对纳米颗粒物进行定量分析的方法在近些年趋于成熟，特别是在环境研究领域被更多的研究人员接受。本报告概述(sp)ICP-MS技术对降尘、海水、底泥和土壤中的纳米颗粒物进行分析的研究方案，同时拓展该方法对单细胞中的元素进行定量分析，以及对微塑料颗粒进行分析的应用案例。国家纳米科学中心教授级高级工程师 刘忍肖《量子点材料及产品特性测试方法开发与标准化》（点击报名）刘忍肖主要从事典型纳米材料（量子点、石墨烯、碳纳米管等）特性参数测试方法开发，针对产业应用的国际标准、国家标准的研制，迄今作为负责人/技术骨干共研制国际标准7项、国家标准18项、国家标准物质6项、主导2项VAMAS国际比对、发表学术论文18篇、参编专著3部。作为项目/课题负责人承担十三五、十四五科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金青年基金项目标准研制项目等。担任国家标准委审评中心标准审核专家、国际标准化组织纳米专业领域ISO/TC 229、IEC/TC113技术专家，担任全国纳米标委会（SAC/TC279）委员观察员、全国颗粒分委会（SAC/TC168/SC1）委员观察员、全国纳米光电显示技术标准工作组（SAC/TC279/WG10）委员兼秘书长等。量子点作为一类最典型的代表性纳米材料，具有独特的量子尺寸效应并展现出优异的光学特性，现已广泛应用在生物医学、信息显示等产业领域，尤其促生了纳米光电新型显示技术产业的革新升级。本报告针对量子点材料关键特性参数测试分析方法开发、纳米光电显示技术产业应用所关注的量子点部品应用性能评测技术开发、体系性技术标准研制等进行介绍。以上仅是部分报告嘉宾的分享预告，更多精彩内容请查看会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/particuology2024/

美国麦奇克有限公司(Microtrac Inc.)的发展历史最早可以追溯到20世纪50年代，其前身为世界上著名的激光应用技术开发和制造厂商Leeds & Northrup公司。60年来，凭借自身在激光技术方面的创新应用，麦奇克公司现已成为全球激光粒度仪领航者之一。 　　与众多外企在全球各国采取“本土化”策略不同的是，麦奇克公司在全球选择的却是“代理模式”，与各国代理商合作开发市场。以中国市场为例，2004年底，麦奇克公司选择大昌华嘉公司作为总代理进入中国市场，经过双方7年的精诚合作，麦奇克公司静态激光粒度仪现已成为中国微米颗粒市场的第三大品牌，且市场增速不减。 　　那么，面对今天日趋饱和的静态激光粒度仪市场，麦奇克公司今后当如何布局？日前，仪器信息网(以下简称：Instrument)编辑采访了美国麦奇克有限公司副总裁Paul Cloake先生，请其就麦奇克公司发展历程、产品技术优势以及市场前景等方面发表了见解。大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部科学仪器总经理林波女士全程陪同采访。 美国麦奇克有限公司副总裁Paul Cloake先生 专注于激光应用技术研发 麦奇克凭“一技之长”立于“不败之地” 　　Instrument：请介绍一下麦奇克公司的发展历程以及目前全球发展情况? 　　Paul Cloake先生：1974年，Leeds & Northrup公司成功推出了Microtrac Model 7991商用激光粒度仪，Microtrac品牌自此正式诞生；1996年，霍尼韦尔从Leeds & Northrup公司手中收购了Microtrac产品线；2000年，Microtrac团队离开霍尼韦尔，正式成立美国麦奇克有限公司(Microtrac Inc.)。 　　虽然历经坎坷，但麦奇克公司一直坚持致力于颗粒表征方面的科技创新和仪器开发。自2000年成立至今，凭借自身领先的技术、可靠的产品以及完善的应用支持服务，麦奇克公司全球的销售额每年都保持以两位数的速度飞快增长。目前，麦奇克公司在全球颗粒测试市场已占有约20%的份额。其中，麦奇克公司所占份额在美国本土及欧洲市场位居前列；在亚洲的表现更是不俗，日本市场已稳居第一位。 大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部科学仪器总经理林波女士 　　Instrument：麦奇克公司在中国市场的表现如何?请谈谈大昌华嘉公司作为麦奇克公司中国总代理的优势所在? 　　林波女士：麦奇克公司在2004年底进入中国市场。通过7年的合作与努力，大昌华嘉公司与麦奇克公司共同将Microtrac产品打造成为中国市场中的第三大品牌。我们在激光粒度仪方面拥有丰富的市场经验与优秀的销售团队，曾经成功打造了马尔文。我相信，这是麦奇克公司当初选择大昌华嘉作为中国总代理最看重的优势，同时，这也是我们有信心能够将Microtrac做大做强的原因。 　　Instrument：面对竞争激烈的市场环境，贵公司如何凭借单一产品线赢得市场机遇? 　　Paul Cloake先生：麦奇克公司以研究开发见长，因专注而精深。40多年来，麦奇克公司在激光应用技术领域一直保持领先地位，并创造了多项“世界第一”，如第一台商用激光粒度仪(1974年)、第一款干法测量系统(1977年)、首家推出多波长微分偏振衍射方法(1979年)与Bluewave技术(2007年)等。 　　此外，虽然麦奇克公司在全球选择“代理模式”，但我们在产品的应用支持方面并未懈怠。麦奇克公司在美国总部设有服务总台与应用实验室，专门用于接收用户咨询与样品处理，并确保24小时内及时回复；我们还在中国设有技术服务中心，并定期有专家巡回访问，为中国用户提供及时专业的服务。 麦奇克采用“全球代理模式” 下一步将转攻动态激光粒度仪市场 　　Instrument：麦奇克公司在全球采用代理模式，请问贵公司如何把握新产品、新技术的研发思路与市场需求? 　　Paul Cloake先生：的确，麦奇克公司并没有传统意义上的销售队伍，但是我们却有一支独特的销售团队，专门负责与欧洲、拉丁美洲、亚太地区、中东地区等区域代理商保持紧密联系，及时把握各个区域市场的需求情况，了解各个代理商对我们产品的建议。同时，麦奇克公司每年都会召集同一区域的代理商召开会议，并在会前向每个代理商发送调查问卷，收集用户反馈与代理商意见；会后，我们会将所有的问卷收集归纳，并优先选择最为集中的问题，作为麦奇克公司下一步的产品研发方向。 　　我们在全球范围内选择以“代理模式”销售产品，并不意味着我们在产品研发和生产方面会滞后。恰恰相反，由于我们无需在产品销售方面耗费过多精力，反而使得我们更加关注研发和生产；麦奇克公司目前在美国本土有40多位员工，几乎全部是产品研发的专业工作人员。 　　Instrument：贵公司的经典产品S3500系列与最新产品S3500SI能够为用户带来哪些不同体验? 　　Paul Cloake先生：S3500系列是麦奇克公司在2003年隆重推出的一款静态激光粒度分析精品，经过数次升级后，现在的S3500系列拥有极宽的测试范围0.01-2800μm，是一个从纳米到毫米的全量程解决方案。其中，专利“Bluewave”激光技术可以保证0.01μm下限的精确测量；专利“Tri-laser”光源设计、超大角度双镜头检测系统及151个检测单元可同步接收全量程散射光信号，实现全量程范围内的高分辨率；此外，S3500系列另一个特出之处就是它的模块化设计，可根据实际用户的实际需求选择仪器配置，能够满足用户未来的测试需求。 S3500SI激光粒度粒形分析仪 　　与市场中同类产品相比，S3500SI最大特点就是同一样品以同样浓度得出粒形与粒径的两种数据，参比性非常好；再者就是S3500SI的现代模块化设计，拥有S3500系列的用户只需购买图像分析模块，即可升级为S3500SI新品，无需耗费更多资金购买全新仪器，性价比非常高。 　　Instrument：相比静态激光粒度仪而言，贵公司动态激光粒度仪的的市场表现如何? 　　Paul Cloake先生：S3500系列是一款非常经典的静态激光粒度仪产品，因此麦奇克公司的市场销售额也是更多集中在这一市场。相对而言，麦奇克公司动态激光粒度仪产品比较新，用户与市场的开发程度还未完全打开，因此麦奇克公司在这方面的市场表现还不是很突出，而这也将是我们下一步重点去拓展的市场。 Nanotrac wave纳米粒度及Zeta电位分析仪 　　根据这一市场策略，麦奇克公司将会于近期发布一款新品——Nanotrac wave纳米粒度及Zeta电位分析仪。Nanotrac wave因其外型呈波浪型而得名，是麦奇克公司经过多年的市场调研和潜心研究后精心打造的一款动态激光粒度仪新品。它采用了麦奇克公司最新一代的Nanotrac wave微电场分析技术与“Y”型光纤探针光路，同样是一次进样就可获得样品的粒度分布与Zeta电位分析数据。 　　林波女士：Nanotrac wave新品中的很多特色技术来自于中国及日本用户方面的反馈意见，大昌华嘉公司也在产品研发过程中提出了很多市场需求方面的建议。伴随着Nanotrac wave的推出，大昌华嘉公司与麦奇克公司将会很快在国内举办相应的市场推广活动及学术研讨会议，敬请大家期待。 微米颗粒市场已趋饱和 未来市场增长点将集中在纳米颗粒领域 　　Instrument：激光粒度分析技术发展日趋成熟，您如何看待该技术今后的发展走向? 　　Paul Cloake先生：我认为，激光粒度分析技术的未来进展主要集中在4个方面： 　　(1)仪器性能方面；激光粒度仪技术将会追求更低的测量下限、更高的分辨率与重现性，这些都将成为国内外同行相互竞逐的目标； 　　(2)样品制备方面；技术进展将会集中在干法分散系统的改进，希望干法分散能像湿法分散那样分散颗粒而不打碎，并均匀进样； 　　(3)软件方面则会更加人性化、智能化、多语言化，技术操作更简化，数据处理更快捷，同时适合全球各地用户的使用； 　　(4)最后一点则是综合型方向，正如麦奇克公司“一机两用”的S3500SI与Nanotrac wave产品，一台仪器具备两种分析技术，更加实用，更具性价比。 　　Instrument：作为激光粒度仪的领航者，贵公司如何看待激光粒度仪的市场空间? 　　Paul Cloake先生：激光粒度仪可以分为静态和动态两种类型，静态激光散射仪主要用于测量微米、亚微米颗粒，动态激光散射仪则主要用于测量纳米颗粒及Zeta电位。目前，全球静态激光粒度仪市场相对已接近饱和，但麦奇克公司在这一市场已占据了相当高的市场份额。 　　而伴随着纳米技术的兴起与材料科学的飞速发展，我认为未来更大的市场增长空间将集中在动态激光散射仪市场，而这也将是麦奇克公司下一步重点投入与表现的领域。尤其是Nanotrac wave新品的推出，将会使麦奇克公司在全球颗粒测试市场的份额大大增加，同时，我们也希望借助Nanotrac wave良好的市场表现，全面提高麦奇克在整个激光粒度仪市场的地位及品牌影响力。 Paul Cloake先生(右)与林波女士合影 　　后记： 　　在采访过程中，笔者得知Paul Cloake先生刚刚升任麦奇克公司副总裁。常言道：“新官上任三把火”，而对于Paul Cloake先生的“三把火”，我们可从文中略知一二： 　　第一把火：“40年来，麦奇克公司一直致力于激光技术的创新应用与产品研发，这样资深的研究背景使我们对自身的技术与产品都非常自信；但是我们也不得不承认，与业内同行相比，麦奇克公司在市场推广方面相对较弱，这是我升任公司副总裁后将会重点着手解决的一个方面。” 　　第二把火：虽然在静态激光粒度仪市场已取得不俗成绩，但麦奇克公司仍在“行动”——推出S3500SI激光粒度粒形分析仪，“激光粒度分析技术的4个发展方向在S3500SI新品中都有所体现：超宽的测量范围、卓越的干法分散系统、智能的配套软件以及‘一机两用’，再加上其现代的模块化设计，麦奇克公司希望为用户提供一款人性化、高性价比的全量程解决方案。” 　　第三把火：面对纳米颗粒市场巨大的增长空间，麦奇克公司已然做好准备——Nanotrac wave新品。“麦奇克公司希望Nanotrac wave能够在纳米颗粒市场大获全胜，并以此提升麦奇克整个公司在全球的地位及品牌价值。在中国，麦奇克公司将会继续与大昌华嘉公司通力合作，希望未来3年内我们能够在中国市场‘更上一层楼’。” 　　采访编辑：刘玉兰 　　附录：大昌华嘉商业(中国)有限公司(美国麦奇克有限公司中国总代理) 　　http://siberhegner.instrument.com.cn/ 　　http://www.dksh-instrument.cn

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong & nbsp 近日仪器信息网从HORIBA处获悉，HORIBA新品纳米粒度仪ViewSizer& nbsp 3000已于2020年正式在中国上市。该产品是一款全新的多光源纳米颗粒追踪粒径分析仪，能同时给出颗粒的粒径分布和数量浓度信息，不仅能测量单分散样品的粒径，也能准确测量多分散性样品和多峰样品技术。该新品研发的技术来源于HORIBA刚刚于2019年收购的美国MANTA仪器公司。 /p p style=" text-align:center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/b3456bab-739e-4784-ac6e-f9ee64da138a.jpg" title=" HORIBA发布新品纳米颗粒追踪粒径分析仪.jpg" alt=" HORIBA发布新品纳米颗粒追踪粒径分析仪.jpg" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " strong ViewSizer& nbsp 3000 多光源纳米颗粒追踪粒径分析仪 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据了解，目前市面上可以进行单颗粒追踪的主要有两种技术，一种是ICP-MS，另外一种就是纳米颗粒跟踪分析技术（NTA），ViewSizer& nbsp 3000正是一款采用了NTA技术的纳米颗粒追踪粒径分析仪。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据HORIBA粒度表征应用工程师肖婷介绍，与普通的动态光散射纳米粒度仪相比，ViewSizer& nbsp 3000具备如下三大优点： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第一，仪器同时配备三种不同波长的激光光源，因而能够准确测量多分散性样品和多峰样品的粒径。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第二，测量样品粒径分布的同时，能给出样品的数量浓度信息，并提供颗粒运动的视频，满足用户的可视化需求。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第三，仪器可配置荧光功能模块，利用此功能可以扣除样品荧光的干扰，也可进行荧光标记，进一步测试各组分颗粒的粒径和数量浓度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " ViewSizer& nbsp 3000当前主要目标用户群为高校、研究所用户，肖婷表示，该仪器特别适合做生命科学和纳米材料方向的应用研究。在生命科学方向，ViewSizer& nbsp 3000的荧光功能模块将发挥很大作用，通过荧光标记能得到各组分的粒径和数量浓度。而在纳米材料领域，该仪器能带来宽粒径分布的样品和多峰样品测量。 /p p style=" text-align:center" a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/KLDHFIRST/" target=" _self" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/cb5743d2-5345-4ce6-9a26-eab372832a55.jpg" title=" 640_300.jpg" alt=" 640_300.jpg" / /a /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% float: left width: 75px height: 110px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/c823118b-54b9-4f5f-b995-34a69862bcfd.jpg" title=" 微信图片_20200330103948.png" alt=" 微信图片_20200330103948.png" width=" 75" height=" 110" border=" 0" vspace=" 0" / 想了解ViewSizer 3000更多信息？4月9日-10日，仪器信息网将联合中国颗粒学会举办首届“颗粒研究应用与检测分析”主题网络大会。HORIBA粒度表征应用工程师肖婷也将在4月10日10:00-10:30带来《纳米颗粒追踪粒径分析技术的特点及应用》的精彩报告，重点讲解ViewSizer 3000的更多性能特点和应用方案。欢迎大家报名参会。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 免费报名渠道： span style=" color: rgb(0, 0, 0) " /span /strong span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 点击进入 /span /span strong style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/KLDHFIRST/" target=" _self" style=" color: rgb(0, 176, 240) text-decoration: underline " 首届“颗粒研究应用与检测分析”主题网络大会 /a 官网 /span /strong ，点击“我要参会”，报名即可。 /p

近日，西安交通大学材料学院单智伟教授团队与材料创新设计中心团队合作，研究发现数十、甚至百纳米级别的金刚石颗粒可以在远低于钢铁熔点的温度下，以颗粒而非单个原子的形式，自驱动地进入钢铁晶体内部并且持续向内“行走”，最大行程可达数毫米且主体部分始终保持金刚石晶体结构。关于这一发现及其背后的物理机制的文章，以《纳米金刚石颗粒在铁晶体内部中的运动》（“Inward motion of diamond nanoparticles inside an iron crystal”）为题发表在《自然通讯》杂志上。西安交通大学为该工作的第一作者单位和唯一通讯单位，西安交通大学王悦存副教授、王旭东博士、丁俊教授为共同第一作者；西安交通大学单智伟教授和马恩教授为本文通讯作者；为该研究作出重要贡献的还有美国麻省理工学院李巨教授、西安交通大学张伟教授、沈阳理工大学段占强教授、贾春德教授和西安交通大学的梁倍铭硕士、黄龙超博士，范传伟工程师及博士研究生徐伟、刘章、郑芮，硕士研究生左玲玲等。该研究得到了国家自然科学基金委、西安交大青年拔尖人才计划、西安交通大学王宽诚青年学者等项目的支持。钢铁渗碳的历史可以追溯到两千年多年前，其主要过程是：外界碳源（固/液/气）在高温下分解为活性碳原子并逐渐渗入进钢铁，从而使低碳钢工件拥有高碳表面，再经淬火、回火处理，获得高硬度、高耐磨的表面。传统认知中，渗碳所用的碳源必须要先分解成活性碳原子，然后才能在浓度梯度驱动下，以单个原子的形式扩散进入铁晶格并间隙固溶其中，过饱和后以碳化物或石墨的形式析出。然而，进入的碳无法以最理想的强化相——金刚石出现。由此引发了一个科学上的创新思考：金刚石小颗粒有没有可能整体进入钢铁晶体中，并且保留金刚石结构。为验证这一大胆设想，研究团队以金刚石纳米颗粒和高纯铁及低碳钢为对象（图1a, b），利用原位透射电子显微镜对加热过程中金刚石纳米颗粒的运动过程进行实时观察：当表面附着有金刚石颗粒的钢铁被加热到一定温度后，其表面氧化膜首先发生分解，暴露出新鲜的铁原子。然后这些铁原子迅速向上扩散覆盖金刚石颗粒的表面，金刚石颗粒在毛细应力驱动下被快速“吞没”进钢铁基底中。冷却至室温后观察发现：金刚石颗粒不仅能够大量进入到钢铁内部（图1c），并且沉入深度可达到纳米金刚石颗粒自身尺寸的数千倍以上（毫米级）。图1d示意了整个进入过程。结合第一性原理计算、蒙特卡洛模拟及多维度表征，进一步揭示了纳米金刚石颗粒在钢铁晶体内部运动的微观机制：在铁的催化作用下，金刚石颗粒表面发生石墨化并部分溶解，在钢铁基底中及纳米金刚石颗粒周围分别形成长程和局部的碳浓度暨化学势梯度。在与此伴生的铁化学势梯度驱动下，金刚石周围的铁沿着金刚石和铁基底的界面不断上涌并形成一个向下局部应力，“推动”着金刚石向下前进。铁原子在金刚石颗粒表面的石墨层内的界面扩散，恰好为其远程迁移提供了快速通道（铁原子沿此通道向上迁移的速率得以高于铁晶格中碳原子向下运动的速率）。图1 （a）研究中所用的纳米金刚石粉的透射电镜表征；（b）纳米金刚石颗粒进入纯铁基底中的原位扫描观察；（c）纳米金刚石颗粒在铁内部的透射表征；（d）纳米金刚石自驱动进入钢铁基底的全过程及原理示意。由于纳米金刚石具有超高强度、热导率、化学稳定性与低热膨胀系数、低摩擦系数、超高等特点，是一种理想的金属强化粒子。基于上述发现，将纳米金刚石渗入进钢铁材料中，形成钢铁和金刚石的梯度复合材料，有可能大幅改善钢铁的表面性能，如硬度、导热性和耐磨性等。中国是最大的人造金刚石制造国，生产了世界上90%以上的人造金刚石，其中作为副产品的纳米金刚石粉的价格仅为~2000元/公斤。初步估算显示1公斤纳米金刚石粉能处理10吨的钢材（形成mm级的硬化层）。中国的钢铁年产量超过10亿吨，占世界总产量的一半以上，同时，中国也是钢铁的最大使用国，应用需求非常旺盛。该研究为钢铁材料的表面强化提供了新的思路和方法。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48692-5#citeas

随着纳米颗粒在工业上的广泛应用，采用单颗粒模式电感耦合等离子体质谱法（SP-ICP-MS）分析金属纳米颗粒成为最有前途的技术之一。由于其高灵敏度、易用性和分析速度快等特点，ICP-MS是一种理想的技术，用于检测纳米颗粒的特性：无机成分、浓度、尺寸大小、粒度分布和聚集等。除了金和银纳米颗粒以外，零价铁纳米颗粒具有独特的化学特性和相对大的比表面积，更广泛应用于环境修复项目中，用于取出有机溶剂中氯、转化废料中有害化合物、降解杀虫剂和固定金属等。但不同于金和银纳米颗粒未受到基体干扰或常规质谱干扰问题，等离子体产生的信号ArO+对同样质量数（56）铁的最高丰度同位素（56Fe+丰度91.72%）形成严重干扰。消除这种干扰的最有效方式是采用氨气作为反应气的反应模式ICP-MS。已有的大多数SP-ICP-MS报道聚焦于无干扰的纳米颗粒，而这种反应模式SP-ICP-MS还未被广泛使用。本文将证明在反应模式SP-ICP-MS下，NexION通用池技术应用于测定纳米颗粒。实验所有分析采用NexION 350D型 ICP-MS (珀金埃尔默公司，谢尔顿，CT)，操作条件见表1。用去离子水稀释金和铁纳米颗粒标准，分别在质量数197和56处测定。实验结果实验首先在标准模式下运行。接下来，为评价加入反应气对SP-ICP-MS分析的影响，相同溶液在反应模式下运行。图1显示了标准和反应模式SP-ICP-MS测定100nm金颗粒谱图。两个图相似结果表明，反应模式并未改善纳米颗粒测定能力，因为金可能与氨气不发生反应。图1.反应（a）和碰撞（b）模式下SP-ICP-MS测定100nm金粒子两种模式下实际金颗粒检测数量比较列于表2。该数据表明，两种模式下颗粒具有同样数量，表明使用反应模式对测量颗粒并不偏差。存在的高背景掩盖了铁纳米颗粒中56Fe+，标准模式下铁测量不能完成。反应模式下测定60nm氧化铁纳米颗粒溶液，结果列于图2。与图1a中反应模式下金谱图相比，二者相似。尽管碰撞模式同样具有去除干扰能力，但在不严重损失仪器灵敏度前提下，不能完全消除ArO+对56Fe+干扰，意味着纳米颗粒检测限将大大降低。碰撞模式下使用其它低丰度铁同位素是有可能的，但低丰度意味着纳米颗粒将不能被检测到。因此，高信噪比的氨气反应模式测定m/z56是铁纳米颗粒最佳选择。图2.SP-ICP-MS反应模式下测定60nm的铁氧化物颗粒谱图结论本工作证实了珀金埃尔默NexION系列ICP-MS反应模式具有测定铁纳米颗粒能力。因为，铁受到来源于等离子体的干扰，必须采用反应模式测定铁纳米颗粒，具有远超碰撞模式的优势。该工作可以扩展为其它受干扰的金属纳米颗粒，如钛、铬、锌或硅。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。徐明 研究员中科院生态环境研究中心人物简介：徐明，中国科学院生态环境研究中心，研究员，博士生导师。主要从事重金属（离子态、颗粒态）的健康效应、分子靶点及分析方法研究。获国家基金委优秀青年科学基金、入选中国科学院青年创新促进会。主持并参与国家自然科学基金、科技部973、科技部重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项B等9项。发表论文72篇，申请和授权国家发明专利3项。本次会议中，中科院生态环境研究中心徐明研究员分享了《贵金属纳米颗粒的体内示踪与原位成像谱学方法研究进展》（点击回看》》》）引发行业关注。会后，我们也再次邀请徐明研究员分享其团队在纳米颗粒原位分析的系列研究成果。1、成果简介纳米材料已被广泛应用于工业、农业、食品、医药等领域。例如，银纳米颗粒作为抗菌剂被用于病原微生物的消杀，金纳米颗粒因其优良的光学性能和生物相容性被用于疾病诊断与治疗等等。一旦进入生物体内，纳米颗粒会经历复杂的转化过程，包括溶解、聚集、解聚等。纳米颗粒的体内转化会改变其物理化学特性，进而对纳米颗粒的功能产生影响。然而，目前针对纳米颗粒体内转化、分布的原位分析表征极具挑战。通常使用电子显微镜对组织或细胞内的纳米颗粒进行检测，该种方式成本高，操作难，不易于推广。其它成像技术，如质谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等，成像分辨率难以达到纳米级别，无法实现单颗粒分析。针对上述难题，为实现生物组织和细胞中纳米颗粒转化与分布的精确分析，徐明研究员研究团队近期开展了基于光谱成像和质谱成像的纳米单颗粒原位分析研究。成果一：细胞内金纳米颗粒聚集行为的单颗粒成像分析为观测金纳米颗粒（AuNPs）的细胞内聚集行为，我们基于高光谱暗场显微镜（EHDFM）开发了一种单颗粒成像分析新方法。利用局域表面等离子共振现象（LSPR）产生的散射光谱信号，可对AuNPs的聚集程度进行定性和定量分析，实现生物介质中和细胞内AuNPs的原位单颗粒分析（图一）。该方法具有很好的特异性与灵敏度，相关研究成果近期已发表于Journal of Physical Chemistry B（https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.2c08289）。图一成果二：利用间充质干细胞进行肿瘤靶向递送金纳米颗粒的原位成像分析为观测金纳米颗粒（AuNPs）的体内行为与分布特征，其团队整合了激光溅射电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）和高光谱暗场显微镜（EHDFM）技术，可实现生物组织中AuNPs的定性与定量成像分析（图二）。针对纳米颗粒肿瘤靶向效率低的问题，我们比较了间充质干细胞（MSC）介导的AuNPs肿瘤靶向与增强渗透滞留效应（EPR）间的递送效率差异，证实MSC介导的肿瘤靶向递送效率比EPR效应提高了2.4~9.3倍，可将更多AuNPs递送至肿瘤坏死核心。相关研究成果近期已发表于ACS Nano（https://doi.org/10.1021/acsnano.2c07295）。图二成果三：新型核壳结构纳米探针成像分析银纳米颗粒的胃肠道转化为观测纳米颗粒的体内转化过程，我们开发了一种以星形金纳米颗粒为内核，外层包覆银壳的球形核壳结构纳米探针（Au@AgNPs）。在体内，一旦该探针的银壳发生溶解等转化，就伴随着元素和光谱信号的变化，进而可通过LA-ICP-MS和EHDFM进行成像分析（图三）。利用该纳米探针，其团队成功示踪了颗粒银在小鼠胃肠道中的转化与吸收过程，揭示了颗粒银和离子银的体内行为与分布特征的差异。相关研究成果近期已发表于Advanced Functional Materials（https://doi.org/10.1002/adfm.202302366）。图三2、产业化意向上述相关的成果正在申请国家专利，后续将发展更多面向应用的技术方法和成像探针，欢迎相关的科研与产业合作。3、课题组未来研究计划后续研究中，徐明研究员研究团队将重点开发针对生物分子和纳米材料的质谱、光谱成像技术。

纳米流式颗粒成像分析仪是一种先进的单颗粒、多参数、高通量的纳米颗粒定量表征技术。这种分析仪特别适用于脂质体的研究，脂质体是由磷脂双层组成的封闭囊泡，被广泛应用于药物递送、基因治疗、生物成像等领域。下面我们将探讨纳米流式颗粒成像分析仪在脂质体研究中的应用优势。　　1. 高分辨率的成像　　纳米流式颗粒成像分析仪能够提供单个脂质体的高分辨率图像，这对于研究脂质体的形态、大小、分布等特征至关重要。通过获取清晰的图像，研究人员可以获得关于脂质体结构的直观信息，进而优化脂质体制备条件，提高其在药物递送中的效率。　　2. 高通量分析　　相比于传统的脂质体分析方法，如电子显微镜或激光动态光散射法，纳米流式颗粒成像分析仪能够以更快的速度处理大量样品，实现高通量分析。这对于筛选最优的脂质体配方或评估不同制备条件下的脂质体性能非常有用。　　3. 多参数定量分析　　纳米流式颗粒成像分析仪能够同时检测多个参数，如颗粒大小、荧光强度、表面标记等，这对于评估脂质体的功能性非常重要。例如，通过标记特定的表面蛋白或抗体，可以研究脂质体的靶向能力 通过检测荧光信号，可以评估脂质体的载药效率。　　4. 实时监测　　这种分析仪能够实时监测脂质体在不同条件下的变化情况，比如在不同温度或pH值下脂质体的稳定性，这对于理解脂质体的行为及其在体内环境中的适应性至关重要。　　5. 操作简便　　与复杂的电子显微镜相比，纳米流式颗粒成像分析仪的操作更为简便，不需要特殊的训练即可进行操作。这使得更多的实验室能够利用这项技术进行脂质体的研究。　　6. 应用范围广泛　　纳米流式颗粒成像分析仪不仅适用于脂质体的研究，还可以应用于病毒颗粒、外泌体等多种纳米级颗粒的分析。这为跨学科的研究提供了强大的工具。　　纳米流式颗粒成像分析仪因其独特的高分辨率成像、高通量分析、多参数定量分析能力以及简便的操作方式，在脂质体研究领域展现出了显著的优势。这些优势有助于推动脂质体技术的发展，使其在药物递送、生物成像等方面发挥更大的作用。随着技术的不断进步，我们可以期待这种分析仪在未来脂质体研究中发挥更重要的作用。

美国麦奇克有限公司(Microtrac Inc.)的发展历史最早可以追溯到20世纪50年代，其前身为世界上著名的激光应用技术开发和制造厂商Leeds & Northrup公司。60年来，凭借自身在激光技术方面的创新应用，麦奇克公司现已成为全球激光粒度仪领航者之一。 　　与众多外企在全球各国采取&ldquo 本土化&rdquo 策略不同的是，麦奇克公司在全球选择的却是&ldquo 代理模式&rdquo ，与各国代理商合作开发市场。以中国市场为例，2004年底，麦奇克公司选择大昌华嘉公司作为总代理进入中国市场，经过双方7年的精诚合作，麦奇克公司静态激光粒度仪现已成为中国微米颗粒市场的第三大品牌，且市场增速不减。 　　那么，面对今天日趋饱和的静态激光粒度仪市场，麦奇克公司今后当如何布局？日前，仪器信息网(以下简称：Instrument)编辑采访了美国麦奇克有限公司副总裁Paul Cloake先生，请其就麦奇克公司发展历程、产品技术优势以及市场前景等方面发表了见解。大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部科学仪器总经理林波女士全程陪同采访。 美国麦奇克有限公司副总裁Paul Cloake先生 专注于激光应用技术研发 麦奇克凭&ldquo 一技之长&rdquo 立于&ldquo 不败之地&rdquo 　　Instrument：请介绍一下麦奇克公司的发展历程以及目前全球发展情况? 　　Paul Cloake先生：1974年，Leeds & Northrup公司成功推出了Microtrac Model 7991商用激光粒度仪，Microtrac品牌自此正式诞生；1996年，霍尼韦尔从Leeds & Northrup公司手中收购了Microtrac产品线；2000年，Microtrac团队离开霍尼韦尔，正式成立美国麦奇克有限公司(Microtrac Inc.)。 　　虽然历经坎坷，但麦奇克公司一直坚持致力于颗粒表征方面的科技创新和仪器开发。自2000年成立至今，凭借自身领先的技术、可靠的产品以及完善的应用支持服务，麦奇克公司全球的销售额每年都保持以两位数的速度飞快增长。目前，麦奇克公司在全球颗粒测试市场已占有约20%的份额。其中，麦奇克公司所占份额在美国本土及欧洲市场位居前列；在亚洲的表现更是不俗，日本市场已稳居第一位。 大昌华嘉商业(中国)有限公司科技事业部科学仪器总经理林波女士 　　Instrument：麦奇克公司在中国市场的表现如何?请谈谈大昌华嘉公司作为麦奇克公司中国总代理的优势所在? 　　林波女士：麦奇克公司在2004年底进入中国市场。通过7年的合作与努力，大昌华嘉公司与麦奇克公司共同将Microtrac产品打造成为中国市场中的第三大品牌。我们在激光粒度仪方面拥有丰富的市场经验与优秀的销售团队，曾经成功打造了马尔文。我相信，这是麦奇克公司当初选择大昌华嘉作为中国总代理最看重的优势，同时，这也是我们有信心能够将Microtrac做大做强的原因。 　　Instrument：面对竞争激烈的市场环境，贵公司如何凭借单一产品线赢得市场机遇? 　　Paul Cloake先生：麦奇克公司以研究开发见长，因专注而精深。40多年来，麦奇克公司在激光应用技术领域一直保持领先地位，并创造了多项&ldquo 世界第一&rdquo ，如第一台商用激光粒度仪(1974年)、第一款干法测量系统(1977年)、首家推出多波长微分偏振衍射方法(1979年)与Bluewave技术(2007年)等。 　　此外，虽然麦奇克公司在全球选择&ldquo 代理模式&rdquo ，但我们在产品的应用支持方面并未懈怠。麦奇克公司在美国总部设有服务总台与应用实验室，专门用于接收用户咨询与样品处理，并确保24小时内及时回复；我们还在中国设有技术服务中心，并定期有专家巡回访问，为中国用户提供及时专业的服务。 麦奇克采用&ldquo 全球代理模式&rdquo 下一步将转攻动态激光粒度仪市场 　　Instrument：麦奇克公司在全球采用代理模式，请问贵公司如何把握新产品、新技术的研发思路与市场需求? 　　Paul Cloake先生：的确，麦奇克公司并没有传统意义上的销售队伍，但是我们却有一支独特的销售团队，专门负责与欧洲、拉丁美洲、亚太地区、中东地区等区域代理商保持紧密联系，及时把握各个区域市场的需求情况，了解各个代理商对我们产品的建议。同时，麦奇克公司每年都会召集同一区域的代理商召开会议，并在会前向每个代理商发送调查问卷，收集用户反馈与代理商意见；会后，我们会将所有的问卷收集归纳，并优先选择最为集中的问题，作为麦奇克公司下一步的产品研发方向。 　　我们在全球范围内选择以&ldquo 代理模式&rdquo 销售产品，并不意味着我们在产品研发和生产方面会滞后。恰恰相反，由于我们无需在产品销售方面耗费过多精力，反而使得我们更加关注研发和生产；麦奇克公司目前在美国本土有40多位员工，几乎全部是产品研发的专业工作人员。 　　Instrument：贵公司的经典产品S3500系列与最新产品S3500SI能够为用户带来哪些不同体验? 　　Paul Cloake先生：S3500系列是麦奇克公司在2003年隆重推出的一款静态激光粒度分析精品，经过数次升级后，现在的S3500系列拥有极宽的测试范围0.01-2800&mu m，是一个从纳米到毫米的全量程解决方案。其中，专利&ldquo Bluewave&rdquo 激光技术可以保证0.01&mu m下限的精确测量；专利&ldquo Tri-laser&rdquo 光源设计、超大角度双镜头检测系统及151个检测单元可同步接收全量程散射光信号，实现全量程范围内的高分辨率；此外，S3500系列另一个特出之处就是它的模块化设计，可根据实际用户的实际需求选择仪器配置，能够满足用户未来的测试需求。 S3500SI激光粒度粒形分析仪 　　与市场中同类产品相比，S3500SI最大特点就是同一样品以同样浓度得出粒形与粒径的两种数据，参比性非常好；再者就是S3500SI的现代模块化设计，拥有S3500系列的用户只需购买图像分析模块，即可升级为S3500SI新品，无需耗费更多资金购买全新仪器，性价比非常高。 　　Instrument：相比静态激光粒度仪而言，贵公司动态激光粒度仪的的市场表现如何? 　　Paul Cloake先生：S3500系列是一款非常经典的静态激光粒度仪产品，因此麦奇克公司的市场销售额也是更多集中在这一市场。相对而言，麦奇克公司动态激光粒度仪产品比较新，用户与市场的开发程度还未完全打开，因此麦奇克公司在这方面的市场表现还不是很突出，而这也将是我们下一步重点去拓展的市场。 Nanotrac wave纳米粒度及Zeta电位分析仪 　　根据这一市场策略，麦奇克公司将会于近期发布一款新品&mdash &mdash Nanotrac wave纳米粒度及Zeta电位分析仪。Nanotrac wave因其外型呈波浪型而得名，是麦奇克公司经过多年的市场调研和潜心研究后精心打造的一款动态激光粒度仪新品。它采用了麦奇克公司最新一代的Nanotrac wave微电场分析技术与&ldquo Y&rdquo 型光纤探针光路，同样是一次进样就可获得样品的粒度分布与Zeta电位分析数据。 　　林波女士：Nanotrac wave新品中的很多特色技术来自于中国及日本用户方面的反馈意见，大昌华嘉公司也在产品研发过程中提出了很多市场需求方面的建议。伴随着Nanotrac wave的推出，大昌华嘉公司与麦奇克公司将会很快在国内举办相应的市场推广活动及学术研讨会议，敬请大家期待。 微米颗粒市场已趋饱和 未来市场增长点将集中在纳米颗粒领域 　　Instrument：激光粒度分析技术发展日趋成熟，您如何看待该技术今后的发展走向? 　　Paul Cloake先生：我认为，激光粒度分析技术的未来进展主要集中在4个方面： 　　(1)仪器性能方面；激光粒度仪技术将会追求更低的测量下限、更高的分辨率与重现性，这些都将成为国内外同行相互竞逐的目标； 　　(2)样品制备方面；技术进展将会集中在干法分散系统的改进，希望干法分散能像湿法分散那样分散颗粒而不打碎，并均匀进样； 　　(3)软件方面则会更加人性化、智能化、多语言化，技术操作更简化，数据处理更快捷，同时适合全球各地用户的使用； 　　(4)最后一点则是综合型方向，正如麦奇克公司&ldquo 一机两用&rdquo 的S3500SI与Nanotrac wave产品，一台仪器具备两种分析技术，更加实用，更具性价比。 　　Instrument：作为激光粒度仪的领航者，贵公司如何看待激光粒度仪的市场空间? 　　Paul Cloake先生：激光粒度仪可以分为静态和动态两种类型，静态激光散射仪主要用于测量微米、亚微米颗粒，动态激光散射仪则主要用于测量纳米颗粒及Zeta电位。目前，全球静态激光粒度仪市场相对已接近饱和，但麦奇克公司在这一市场已占据了相当高的市场份额。 　　而伴随着纳米技术的兴起与材料科学的飞速发展，我认为未来更大的市场增长空间将集中在动态激光散射仪市场，而这也将是麦奇克公司下一步重点投入与表现的领域。尤其是Nanotrac wave新品的推出，将会使麦奇克公司在全球颗粒测试市场的份额大大增加，同时，我们也希望借助Nanotrac wave良好的市场表现，全面提高麦奇克在整个激光粒度仪市场的地位及品牌影响力。 Paul Cloake先生(右)与林波女士合影 　　 后记： 　　在采访过程中，笔者得知Paul Cloake先生刚刚升任麦奇克公司副总裁。常言道：&ldquo 新官上任三把火&rdquo ，而对于Paul Cloake先生的&ldquo 三把火&rdquo ，我们可从文中略知一二： 　　第一把火：&ldquo 40年来，麦奇克公司一直致力于激光技术的创新应用与产品研发，这样资深的研究背景使我们对自身的技术与产品都非常自信；但是我们也不得不承认，与业内同行相比，麦奇克公司在市场推广方面相对较弱，这是我升任公司副总裁后将会重点着手解决的一个方面。&rdquo 　　第二把火：虽然在静态激光粒度仪市场已取得不俗成绩，但麦奇克公司仍在&ldquo 行动&rdquo &mdash &mdash 推出S3500SI激光粒度粒形分析仪，&ldquo 激光粒度分析技术的4个发展方向在S3500SI新品中都有所体现：超宽的测量范围、卓越的干法分散系统、智能的配套软件以及&lsquo 一机两用&rsquo ，再加上其现代的模块化设计，麦奇克公司希望为用户提供一款人性化、高性价比的全量程解决方案。&rdquo 　　第三把火：面对纳米颗粒市场巨大的增长空间，麦奇克公司已然做好准备&mdash &mdash Nanotrac wave新品。&ldquo 麦奇克公司希望Nanotrac wave能够在纳米颗粒市场大获全胜，并以此提升麦奇克整个公司在全球的地位及品牌价值。在中国，麦奇克公司将会继续与大昌华嘉公司通力合作，希望未来3年内我们能够在中国市场&lsquo 更上一层楼&rsquo 。&rdquo

根据行业需求，我司参与了“中国合格评定国家认可委员会（CNAS）”与北京粉体技术协会联合组织开展的“纳米颗粒的粒度分析”能力认证项目，我司在全国及国外各大实验室中脱颖而出，在颗粒的粒度分析检测项目中获得中国合格评定国家认可委员会（CNAS）的能力认证。 这次能力认证的成功，证明了我司在纳米颗粒粒度检测方面达到国际先进水平。

纳米尺度物体的可视化检测在纳米材料表征、自组装、化学合成和生物医学诊断等领域具有重要应用价值。常规的荧光显微技术虽然能够实现分子水平检测，但需要荧光探针标记，且存在光漂白等问题。 在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、北京市科委和北京分子科学国家研究中心的支持下，化学研究所绿色印刷院重点实验室宋延林课题组近年来围绕纳米绿色印刷技术制备了多维度纳米光子结构，并对其生物检测应用开展了系统研究，实现了无标记、超灵敏地定量检测。研究发现，当病原体特异性地结合在纳米光子结构上时，会产生散射共振增强作用，显著改变散射光的颜色，可以在10分钟内实现快速检测。不仅如此，纳米光子结构的光学信号可对0 到 1.0 x 105 PFU mL-1 范围内的病原体进行实时响应，检测限降低到 ~1 PFU μL-1。该方法无需荧光标记，也不需要昂贵的实验仪器和专业的技术人员，为发展简便的高灵敏光学生物检测平台提供了新的思路（Chem. Rev. 2022, 122, 5, 5144–5164 Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 24234；Adv. Mater. Interfaces 2022, 2102164）。 最近，宋延林研究团队基于纳米印刷技术发展了一种快速、无标记、可便携的单纳米颗粒可视化检测方法(图1)。印刷制备的一维纳米结构在可见光区域具有独特的光学共振特性。研究发现，当一维纳米结构的尺寸大于临界值时，散射和衍射信号均出现在可见光区域，能够显著放大纳米尺度物体的光学信号，突破传统的光学衍射极限。基于此，利用普通的光学显微镜甚至手机可以直接观察到单个小至50 nm的物体或缺陷，实现了光学可视化检测多种纳米结构。进而在一维纳米结构表面修饰特异性抗体，实现了实时检测、计数测量生物体液环境中的单个病原体颗粒。与已经报道的纳米尺度光学检测方法相比，该方法操作简单、成本低、可便携，且广泛适用于不同纳米材料和结构，在自组装、微流控监测、集成光子和生物传感等领域具有广泛的应用前景。相关成果近日发表于Matter期刊（https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.03.013），论文第一作者是张泽英和赵茂雄，通讯作者是宋延林研究员和苏萌副研究员。 图1 基于印刷一维纳米结构实现单纳米颗粒的可视化检测

仪器信息网讯 根据赛多利斯官方最新消息，生命科学集团赛多利斯与英国初创企业SPARTA Biodiscovery就SPARTA分析平台达成合作意向，该平台致力于加快生物制药所需纳米颗粒的研发、生产和质量控制。纳米颗粒是一种小型聚合物或脂质胶囊，可作为载体将活性制剂递送至靶细胞。作为合作的一部分，赛多利斯将通过旗下投资部门Sartorius Ventures投资350万英镑，获持SPARTA Biodiscovery的少数股份。赛多利斯企业研究部负责人兼首席技术官Oscar-Werner Reif教授表示：“SPARTA平台有助于客户在早期阶段优化纳米颗粒设计，甚至在候选药物进入临床之前。通过双方合作，我们将提供更多产品商业化和应用领域的专业知识，快速实现从原型开发到上市销售。”SPARTA Biodiscovery首席执行官兼联合创始人Jelle Penders博士表示：“新疗法进入临床应用所面临的挑战往往不是开发新的活性药剂，而是如何通过纳米颗粒等方式将活性药剂安全、可靠地递送进体内。通过分析纳米制剂的成分，我们发现其在研发、生产和质量控制方面的需求尚未得到满足。与赛多利斯携手合作将加快上市步伐，让这项技术更快为客户服务。”SPARTA Biodiscovery团队曾隶属于帝国理工学院，在此之前，该团队在联合创始人兼英国皇家学会院士、英国皇家工程院院士Molly Stevens教授的研究团队中开发出了核心技术和平台原型。SPARTA（Single Particle Automated Raman Trapping Analysis ）技术利用光谱快速、自动、高通量地分析单个纳米颗粒群，有助于加速纳米颗粒的开发并优化生产过程中的质量控制。关于赛多利斯赛多利斯集团是生命科学研究和生物制药行业的领先国际合作伙伴。该集团的实验室产品与服务板块提供创新型实验室仪器和耗材，致力于满足制药和生物制药公司以及学术研究机构旗下科研和质量控制实验室的需求。生物工艺解决方案板块推出了广泛的产品组合，专注于一次性解决方案，帮助客户安全高效地制造生物技术药物和疫苗。集团总部位于德国哥廷根，拥有约60个制造和销售基地遍布全球。集团自身业务增长显著，并通过不断收购互补性技术以扩展其产品组合。2022财年集团销售收入约为42亿欧元。截至2022年底，约16,000名员工为全球客户提供服务。