温度分布图

日前，我国科研人员通过分析风云气象极轨卫星上搭载的红外高光谱大气探测仪观测光谱的特点，探索建立了一套适用于风云卫星氨气柱浓度的全物理反演算法，并成功获得风云卫星首幅大气氨气柱全球分布图。这意味着风云卫星已具备定量探测全球氨气浓度的能力。氨气是大气中重要的碱性气体，与酸性气体快速反应后生成的硫酸铵和硝酸铵等二次气溶胶，是雾和霾期间大气细颗粒物PM2.5的主要污染成分。铵盐气溶胶还会通过散射影响太阳辐射，破坏地球辐射收支平衡，引起地球气候变化。因此，对氨气进行全球监测非常有必要。然而，传统的氨气浓度获取主要依赖于地面原位观测，很难满足实际需求，尤其是极地、沙漠、海洋、森林等的数据获取困难。我国风云三号系列气象极轨卫星从第四颗星开始（风云三号D星、E星、F星），搭载了红外高光谱大气探测仪，为实现氨气全球探测提供了可能。中国科学院大气物理研究所副研究员周敏强和中国气象局研究员张兴赢合作攻关，建立了适用于风云卫星氨气柱浓度的全物理反演算法。该算法在反演氨气时，可进行臭氧、二氧化碳、水汽、地表温度等干扰参数的同步反演。研究发现，风云卫星上的红外高光谱大气探测仪可以很好地捕捉全球氨气高值区，获得大气氨气柱分布图。周敏强指出，这次研究建立的反演算法虽已论证风云卫星的全球氨气定量遥感观测能力，但目前在海洋和高纬度地区反演精度较低。未来，研究团队将进一步改进反演算法，引入神经网络算法，提升反演精度，提高海洋和高纬度地区有效观测数据的质量。

“十四五”时期，科学仪器产业迎来发展高峰，各地抢抓机遇，大干快上，积极建设各类精密仪器产业园。仅2023年，仪器信息网就已跟进江苏省首批仪器仪表产业园、天津高端精密仪器产业园、上海张江高端装备精密仪器产业园等产业园的落成信息。叠加早前已发展的丹东仪器仪表产业园区、北京怀柔科学城、青岛科学仪器产业园、无锡量子感知产业园等，我国科学仪器产业集群建设已初具规模。　　为此，仪器信息网特别绘制全国科学仪器产业园区分布图，为行业发展添一笔注脚。(注：本文仅统计省市级以上的产业园区，不含企业自建产业园，如有遗漏欢迎补充。) 详细视频：“十四五”全国科学仪器产园区分布情况　　跟随仪器信息网来看各省市对于科学仪器产业园区的规划：产业集群　　河南省　　2023年，河南省人民政府发布《关于进一步做好计量工作的实施意见》，明确：加强新型传感器与高端仪器仪表核心材料、核心器件、核心算法和核心溯源技术研究，推动关键计量测试设备国产化，促进量子芯片、物联网、区块链、人工智能等新技术在计量仪器设备中应用。实施仪器设备质量提升工程，建设重点实验室，强化计量在仪器仪表研发、设计、试验、生产和使用中的基础保障作用。建立仪器仪表计量测试评价制度，推动计量器具制造企业转型升级。支持郑州、开封、许昌等地建设仪器仪表产业集群，培育具有核心技术和核心竞争力的仪器仪表品牌。　　深圳市　　深圳市明确到2025年，精密仪器设备产业增加值达到200亿元。在南山区布局研发设计环节，在光明区、宝安区、龙华区布局研发设计和生产制造环节。以光明科学城为核心，重点发展科学测试分析仪器，打造精密仪器设备产业基础和应用基础研究中心。发挥南山区大型科学仪器共享平台和创新型企业集聚优势，重点打造精密仪器设备研发创新集聚区。依托宝安区高端装备产业基础，重点发展工业自动化测控仪器与系统、信息计测与电测仪器等，打造覆盖精密仪器设备研发设计、生产制造、应用示范的全链条集聚区。发挥龙华区空间优势，培育未来精密仪器设备产业重要承载区。　　北京市　　怀柔区按照“整合统筹、功能优化、突出特色”的思路，以科学城为核心向外辐射，构建了“一核三区多点”的高端仪器装备和传感器产业空间格局。“一核”引领，即国家高端科学仪器装备产业基地，位于怀柔科学城中心区。　　为支持怀柔区发展高端科学仪器和传感器产业，北京市将高端仪器装备和传感器产业列为全市十大高精尖产业体系的29个细分领域之一，出台《关于支持发展高端仪器装备和传感器产业的若干政策措施》及实施细则。2020年至2022年，市区两级在重点专项、空间建设等方面累计投资超100亿元。怀柔区目前已落地仪器和传感器相关企业286家。　　广东省　　《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》指出，精密仪器产业集群纳入广东省“十四五”十大战略性支柱产业布局之一。以广州、深圳为核心，支持东莞、佛山、江门、肇庆、珠海、中山、汕头等市发挥生产制造优势，建设精密仪器设备生产基地，支持其他市做好产业配套发展。支持广州加快建设粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心，以质谱仪器开发为主线，重点攻克激光器、离子源、真空系统、数据采集等关键核心技术。在广州、深圳、佛山、东莞、珠海等市布局建设精密仪器设备科技产业园区，支持中山西湾国家重大仪器科学园、东莞松山湖科技产业园区、广州生命科学大型仪器区域中心等各类专业园区(中心)建设。产业园　　江苏无锡，江苏省传感器仪器仪表产业园　　该产业园依托中国物联网国际创新园创建，为江苏省首家传感器领域省级仪器仪表产业园。进一步强链补链和提升产业集聚度，加快推进传感器新技术自主创新和国产化替代，加快培育具有自主知识产权和国际竞争力的传感器企业，助力提升江苏传感器产业核心竞争力　　江苏淮安，金湖仪器仪表产业园　　从石油装备配套仪表拓展到温度、压力、流量、液位、显示控制等五大类168种，并逐步向成套智能化系统拓展。　　山东，青岛市精密仪器仪表产业园　　规划在青岛高新区建设青岛市精密仪器仪表产业园，支持全市仪器仪表领域，特别是工业测控系统与装置、实验分析仪器、传感器及核心元器件三大重点领域上下游产业链项目向园区集聚，将更多的项目、技术、资金和人才等资源要素优先导入园区。连续三年由市财政每年出资1亿元用于园区建设。　　上海，张江高端装备精密仪器产业园　　该产业园位于浦东南北科创走廊中段，张江科学城中部核心位置，一期现有空间总建筑面积约21.3万平方米，二期规划面积1平方公里，在产业发展上将强化产业链、供应链自主可控，促进高端装备精密仪器产业集群式发展，助力构建高质量、现代化产业链体系。　　湖南长沙，湖南省检验检测特色产业园科学仪器产业基地　　湖南省检验检测特色产业园，集聚SGS、中大检测等检验检测头部企业近200家，先后获批国家检验检测认证公共服务平台示范区以及国家检验检测高技术服务业集聚区等国家级平台。　　天津市津南区，天津高端精密仪器产业园　　该项目投资总额5亿元人民币，整体占地面积144亩，主要引进精密仪器、智能装备制造、医疗器械、新材料、物联网、传感器等行业。该项目主动融入大学科技园建设，以海河教育园两所双一流大学，及十余所高职院校优势学科、科研实力、创新能力和人才团队为依托，以成熟技术的产业化发展为目标，重点引进与培育高端精密仪器领军企业，打造高端精密仪器装备全产业链专业化园区。　　广东省中山市，西湾国家重大仪器科学园　　将以“建成全球仪器科技创新高地”为目标，打造全国首个国家级高端仪器专业园区，建设国家级仪器产业专项孵化器及高端仪器科研成果产业化示范基地，并力争成为粤港澳大湾区产业园运营管理标杆园区。用10年时间使西湾国家重大仪器科学园在仪器研发能力、技术水平、仪器行业产值、高端人才集聚、科研成果转化达到国内及至国际领先地位。　　江苏，无锡量子感知产业园　　2020年2月28日，江苏省省级重大项目“无锡量子感知产业园”开工奠基，总投资约21亿元。未来将依托无锡量子感知研究所，以量子精密测量技术为核心，致力于打造“园中设计、园内制造”的科学仪器装备产业新模式，构建中国高端科学仪器装备全产业链园区。　　广东省广州市，粤港澳科学仪器创新中心　　2019年5月，广东省粤港澳大湾区高端科学仪器产业促进会筹备工作宣告正式启动，并将成立粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心。中心拟采用“政产学研用金”发展道路，新建6个创新平台：产业研究院、技术研究院、企业孵化器、人才培养基地、应用示范中心、科普教育平台，将汇聚港澳及国内优势资源，实现高端科学仪器产业集聚。　　上海市松江区，上海分析技术产业研究院　　依托于启迪漕河经科技园、松江区政府创建，致力于科技成果转化与行业创新发展的综合性专业性科技创新机构。研究院位于G60科创走廊的松江新城总部研发功能区，建设科学仪器设备产业化基地和科技成果与转化中心，推动分析技术的创新应用，打造世界一流的分析技术产业集群。　　辽宁(丹东)仪器仪表产业基地　　2009年建立，省级重点产业基地，总规划面积8平方公里。现已建成40栋50万平方米标准厂房、4万平方米的研发检测中心、2万平方米的综合服务中心和10万平方米的辽宁仪器仪表学院。目前，产业基地已初步形成以自动化控制系统及设备为主，以专用仪器仪表和电子电工监测为辅，医疗与科学检测仪器、传感器及仪器仪表元器件等多种门类共同发展的独具特色的产业体系。

2016年12月，国内套50mK热去磁系统在清华大学天体物理中心崔伟教授课题组成功完成安装和调试，并顺利验收。该系统是由美国 High Precision Devices（HPD）公司长期精心研制的低温平台，此系列恒温器具有很好的稳定性，恒温器腔体使用优化设计，美国HPD公司突出的设计能力和先进的加工技术，可为用户量身定制更专业的低温环境测量平台。国内套50mK热去磁系统在清华大学天体物理中心崔伟教授课题组成功完成安装调试 宇宙起源时能量密度和温度均超高无比，随着宇宙温度的迅速降低，若干基本物质粒子相继浮现，宇宙“大爆炸”发端时空中的能量场或由量子涨落而产生，此类射线的探测及研究无疑需要低温环境的助力。当然，宇宙的起源我们不敢妄下定论，但低温环境下的科学探索是我们必须努力实现和完善的关键部分，科学家们一直在努力开发、改进各种低温环境，以更深入地探索宇宙中我们未曾跨及的领域和。 宇宙微波背景辐射分布图 由美国HPD公司长期精心研制的低温平台是胜任这项任务的选择，此系列恒温器低温度可达20mk，在低温下，具有很好的稳定性（低于100mk保持约150/200小时以上），恒温器腔体使用优化（热性，防震动性，大样品腔）设计，恒温器支架更便于移动腔体及恒温器位置。清华大学天体物理中心拥有较完整的天体物理研究体系，同时侧重理论、观测和数据分析的研究，依托清华大学强大的工科优势，相信可为下一代空间和地面天文设备研究做出实质性贡献。此次HPD低温热去磁系统的顺利验收，也将有望助力探索全新宇宙微波背景辐射分布图。相关产品： HPD低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/C201745.htm

南京农业大学农业资源与环境研究所的潘根兴教授，早在几年前，就开始对稻米的镉污染进行过系统的研究，这是缘于种植水稻的土壤中发现了重金属超标的状况，而土壤关系着食用大米的品质，水稻自身的独特的“基因”，也影响着水稻米粒吸收土壤中特殊物质的能力，而其中稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种。　　潘根兴教授告诉记者，在2007年的时候，他们曾针对中国六个地区(华东、东北、华中、西南、华南和华北)县级以上市场的170多个大米样品进行了随机的采购和科学调查，结果发现，在抽调的这170多个大米样品中，有10%的市售大米存在着镉超标的问题。　　这个研究结果和2002年农业部稻米及制品质量监督检验测试中心对全国市场稻米进行安全性抽检结果镉超标率10.3%的结论基本一致。　　南京市场：镉超标大米同样存在　　回忆起4年前的这次调查，潘根兴教授印象还很深刻，他说数据分析的结果是：稻米市场上，虽然镉超标的现象都存在，但是南方市场上稻米的镉污染超标情况相对比北方严重一些，比如江西、湖南的一些县市，稻米镉超标的问题相对突出。　　而当时抽查的170个大米的样品也包括南京市场上的在售大米，潘根兴说，南京市场上当然也存在着大米镉超标的情况，但是问题并不算严重，而且这些镉污染超标大米的产地并不在南京及其周边地区，而是外地的稻米产品进入南京市场销售的。　　超级稻：镉污染超标更严重　　即便是在市面上镉超标的大米，超标的程度也是不一样的，潘根兴教授的团队曾在学校里做过一项实验，发现杂交稻、超级稻的镉超标的风险比普通水稻更为严重。　　专家们采集了能代表南方种水稻种植中性土壤乌栅土、一种为酸性的红壤性水稻土，还在一部分土壤里特意添加了镉元素，结果专家发现，在未加镉的土壤中，超级稻对镉的亲和力是常规稻的2.4倍，其籽粒中镉的含量是普通杂交稻的1倍多。而在添加了镉的土壤中，两种土壤中籽粒含镉量都明显增加，其中在乌栅土中，分别是未添加镉土壤的5—6倍 在酸性的红壤里，是未添加镉土壤的7—8倍。　　潘根兴解释说，超级稻之所以镉污染超标更为严重，是因为它的根系发达，对于土壤中的镉具有明显的吸收趋势。　　这样吃饭：就可以规避“骨痛病”　　都说，镉污染超标，将会对人体的骨骼、肾脏造成危害，会发生“骨痛病”，造成肾脏无法正常工作，而且对镉的过多摄入，还会产生“颉颃作用”，妨碍吸收人体必不可少的微量元素——锌的吸收。　　那么，市面上10%的在售大米镉污染超标，是不是意味着一日三餐吃饭，存在着很大的骨痛病的风险?对此潘根兴教授解释说，即便是在售大米中有10%镉污染超标，也还是微量的，短期的食用并不会给身体带来风险，市面上的在售大米总体来说仍然是安全的。　　而食用的风险指的是那些饮食结构非常单一，吃饭多，吃菜、饮食中蛋白质少，而且长期只吃某个产地的单一的稻米品种，而如果这种稻米品种恰恰又是“镉超标”大米品种的话，就会有危害人体健康的风险，而这种风险一般来说又以“自种自食”镉污染土地上种植水稻的农民为更大。　　而我们普通的老百姓，虽然无法从肉眼上来识别哪种大米镉污染超标，但是只要在购买大米的时候，多选择不同产地、不同品牌的稻米品种，同时广泛地摄取其他的营养物质，杂地取食，多吃一些海产品、豆业等含锌较高的产品，都可以降低患病的风险，而南方人则应该多搭配吃北方品种。　　专家建议：超级稻应种在安全土壤上　　由于超级稻经过多次杂交，具有优势基因，对于土壤中的各种”营养”吸收更加充分，这也使得超级稻对于镉污染的吸收更为严重，目前来看，还没有办法克服这一问题，而从目前来看，从保证粮食产量上来看，超级水稻是水稻种植的必然选择。　　潘根兴认为，目前迫切需要加强的是：对杂交水稻进行筛选和育种 研制控制酸性土壤中镉的途径 并在生产上根据作物品种，安排合理的土壤布局，特别是镉吸收强的品种尽量不在酸性或红壤性水稻中种植。　　重金属镉污染出现在市售的稻米中，存在潜在的食用安全，近期“稻米镉超标”的新闻引起了广泛的关注，并且在市民中引起了一定的恐慌。　　在南京，市场上究竟有没有镉超标的大米?老百姓一日三餐吃饭是不是存在着“骨痛病”的风险?南京农业大学农业资源与环境研究所的潘根兴团队在几年前曾对中国多个县市的170多个市售稻米样品进行了随机的抽样调查，结果表明，在中国，抽查中的10%左右的市售大米出现镉超标，而南京的市场上同样也有镉超标的大米在出售。　　不过，潘根兴教授指出普通市民也无需过度恐慌，只要科学吃米，我们市面上出售的大米仍然安全，可以合理地规避镉超标带来的吃饭风险。　　中国大米污染不完全分布图　　四川德阳地区　　中国地质大学2008年研究显示，绵竹、什邡等地居民大米、小麦镉摄入量超标2倍至10倍。　　贵州铜仁万山特区　　中科院地球化学所2010年研究显示，成人通过稻米平均每天摄入汞49微克之多。　　广西阳朔兴坪镇　　多位村民疑似“骨痛病”初期症状。　　广东大宝山矿区　　中山大学2010年研究显示，21个水稻品种镉和铅超标率分别达100%和71%。　　湘西凤凰铅锌矿区　　中科院地理所2008年研究表明，稻米铅、砷污染严重。　　湖南株洲马家河镇新马村　　稻米镉污染主要来自一公里外的湘江。　　辽宁李石开发区　　辽宁石油化工大学2008年研究显示，水稻中铅含量超标。　　浙江遂昌　　浙江丽水卫生防疫站1987年研究显示，遂昌金矿附近污染区稻米镉含量严重超标。　　江西大余钨矿区　　江西有色地质4队1997年研究显示，水稻镉超标。　　新闻背景：调查称中国多地10%大米镉超标

p　　近日，中国科学院大气物理研究所通过地球观测组织(GEO)年度大会，展示了中国碳卫星观测的首幅全球二氧化碳分布图，预示着中国碳卫星将为气候变化的研究提供数据支撑。该成果受到与会的美国航天局(NASA)、日本航天局(JAXA)和欧洲空间局(ESA)等国外研究机构代表的高度关注。/pp　　中国碳卫星是“十二五”期间，由科技部立项，中科院负责工程总体，中科院国家空间科学中心、中科院微小卫星创新研究院、中科院长春光学精密机械与物理研究所、中科院大气物理研究所和中国气象局国家卫星气象中心等多家单位共同承担的科学实验卫星计划，目标是实现全球大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2，下文简称“浓度”)的高精度监测，为碳排放科学研究提供卫星资料。2016年12月22日，中国碳卫星在酒泉卫星发射基地成功发射升空并在轨运行，成为继日本GOSAT和美国OCO-2后，国际上第三颗具有高精度温室气体探测能力的卫星。/pp　　大气所承担中国碳卫星二氧化碳浓度反演算法研发、碳源汇同化系统研发和卫星数据的科学应用等工作。其中卫星遥感大气二氧化碳的主要挑战是精度要求高，干扰因素多，反演难度大。在国家高技术研究发展计划(863)“中国碳卫星”和中科院战略性科技先导专项“碳专项”等的资助下，大气所团队核心成员、博士杨东旭研发了卫星遥感反演算法(Institute of Atmospheric Physics Carbon dioxide retrieval Algorithm for Satellite observation-IAPCAS)。该算法是基于非线性最优估计方法的“全物理”反演算法，需要高精度模拟太阳辐射在大气中的传输过程。算法充分优化气溶胶光学性质随波长的变化以及卷云的连续吸收等特征，显著降低系统误差，提高反演精度 另一方面，发展了快速矢量辐射传输计算方法，在保证精度的同时，大幅提高计算效率 前期研究表明，算法精度已达国际先进水平。利用该反演算法解析中国碳卫星观测数据，获得了首幅全球二氧化碳分布图。在4月分布图中，可以看出春季由于人为排放形成的北半球二氧化碳浓度高、南半球浓度低的特征 其次对比4月和7月分布图，清晰地显示出由春入夏北半球二氧化碳浓度降低的趋势，表明了生态系统随季节变化的“固碳”作用 分布图也反映出人类活动频繁地区二氧化碳浓度高的现象。/pp style="text-align: center "img title="001.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/a9c6c751-158b-490a-875e-1d7cfab310f0.jpg"//pp style="text-align: center "img title="002.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/2b18f41a-871e-4826-a1c7-cbeeeb284134.jpg"//pp 大气所反演算法获取的首幅中国碳卫星大气二氧化碳全球分布图，（上图)2017年4月，（下图)2017年7月。色标表示大气二氧化碳柱平均干空气混合比（XCO2）。/p

11月6日，《湿地公约》第十四届缔约方大会（COP14）部级高级别会议上，《武汉宣言》正式通过！同日，作为《湿地公约》第十四届缔约方大会主会场的重要活动——中国履行《湿地公约》30周年成就展在武汉开幕。展览通过图片、视频、互动体验等形式，对中国履约30周年历程进行回顾和总结，并首次公开展示了中国5635万公顷湿地资源分布图。自然资源部部长王广华说，中国将把加强湿地保护和履约作为推进生态文明建设的重大举措，推动中国湿地保护沿着科学化、制度化、法治化、国际化的轨道，实现高水平保护、高质量发展，给人民群众带来更多实惠，成为全球湿地保护事业的坚定支持者和积极推动者，为建设人与自然和谐共生的现代化作出更大贡献。湖北省省长王忠林说，湖北湿地资源禀赋天成、生态楚楚动人、发展生机蓬勃，是中国湿地保护的生动缩影。湖北将乘势而上、聚势而进，扛起环境治理之责，聚力保护湿地作出湖北贡献，奋力谱写中国履约故事湖北新篇章，加强与缔约方和兄弟省市交流合作，为全球生态保护和绿色发展作出更大贡献。此前，大会执委办在全国64处国际重要湿地中，选择江西鄱阳湖、湖南东洞庭湖、云南大山包、西藏玛旁雍错、辽宁辽河口、青海扎陵湖、湖北大九湖、四川若尔盖、浙江西溪、黑龙江南瓮河、上海长江口中华鲟、山东黄河三角洲等12处有地域代表性的国际重要湿地采集来了水样。开幕式上，12位武汉青少年作为“湿地小卫士”，与自然资源部、外交部、国家林草局、湖北省、武汉市有关负责人，阿联酋、毛里塔尼亚、刚果（金）、委内瑞拉等国驻华大使等，共同将取来的水汇入武汉东湖，表达汇聚全球湿地保护力量、凝聚生态保护共识的寓意。展馆总面积860平方米，是由废旧水厂改造而成。展览通过图片、视频、互动体验等形式，对中国履约30周年历程进行回顾和总结，展现中国湿地的自然之美、人文之美，彰显中国推动构建人类命运共同体和地球生命共同体的责任担当。展览揭幕当日，国家林草局和武汉市政府联合发布《中国加入湿地公约30年》纪录片，讲述中国加入《湿地公约》30年来，深度参与公约事务和规则制定，广泛开展国际合作和交流，为全球生态治理贡献中国智慧和中国方案的历程。中国于1992年加入《湿地公约》以来，坚持生态文明和绿色发展理念，不断加大立法保护、科研监测、科普宣传、国际合作等力度，积极履行公约宗旨和义务，为全球湿地保护作出重要贡献。据了解，到2025年，全国湿地保有量总体稳定，湿地保护率达到55%，新增国际重要湿地20处、国家重要湿地50处。

1. 引言量子产率是评价荧光材料发光效率的重要参数，复合荧光材料通常由两种或两种以上的材料组成，依据样品的量子产率分布可以确认每种成分的发光效率，助力于样品的精细化分析。 日立荧光分布成像系统能够同时获取样品图像和光谱信息，从而实现精细化测量，此次实验测定了复合荧光材料的量子产率分布。 2. 应用数据 2.1 附件介绍荧光分布成像系统是荧光分光光度计的新附件，包含软件和硬件两部分。入射光通过附件中的积分球均匀照射到样品，通过荧光分光光度计的检测器获取荧光光谱，利用积分球下方的CMOS相机同时获取样品荧光和反射图像。图1 荧光分布成像系统安装示例利用样品的反射图像计算出吸收量，利用荧光图像计算出荧光量，从而计算得到量子产率分布图像。 图2 量子产率分布图像计算过程 2.2 实验部分 实验材料 样品：复合荧光材料 测量设备：日立F-7100，荧光分布成像系统 结果与分析使用日立F-7100测定样品的三维荧光光谱，通过荧光分布成像系统的分析软件对样品三维荧光光谱进行平行因子分析（PARAFAC），得到如图两种成分。图3 样品的三维荧光光谱 通过荧光分布成像系统中的智能光谱算法，将拍摄的样品图像分离为反射成分图像和荧光成分图像，如图所示。图4 样品的拍摄图像和反射、荧光图像在荧光分布成像系统软件中，可以将不同激发波长下样品的图像信息保存为如下缩略图，直接用于文档中。图5 不同激发波长下的样品图像（缩略图）对获得的样品荧光图像和反射图像进行分区，如下图将样品测量区域分成5x5的格子，选取不同的格子，坐标系中便显示对应的光谱。图中选取的两个位置分别对应平行因子分离出的成分1和成分2。图6 样品的荧光图像和荧光光谱图7 样品的反射图像和反射光谱基于以上样品的荧光图像和反射图像，软件自动计算出对应的量子产率分布图像，如下图，通过点击图像中不同的区域，可以获得对应的量子产率曲线。图8 量子产率分布和不同激发波长的量子产率因此使用荧光分布成像系统将样品在不同激发波长下的拍摄图像分离为反射图像和荧光图像，可以计算出影响荧光材料发光效率的量子产率分布图，样品中黄色区域的量子产率约60%，红色区域的量子产率约35%。 3. 总结 荧光分布成像系统是日立首创的全新技术，与日立超高扫描速度的荧光分光光度计联用，助力客户实现更精细化的荧光分析。拨打电话400 630 5821，获取更多信息！

法国LOV（Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer；索邦大学和法国国家科学研究中心的联合研究单位）实验室的科学家Laetitia等人利用UVP的水下原位观测结果，结合机器学习模型，预测了19个浮游动物类群（ESD范围为1-50mm）的全球生物量分布，并探讨了其与环境因素的关系。研究背景浮游动物存在于全球所有海洋中，它们在海洋食物网和生物地球化学循环中发挥着重要的作用，是生物碳泵的主要驱动力，并为维持鱼类群落的稳定作出了巨大贡献。但浮游动物对环境条件很敏感，因此被认为是海洋变化的哨兵。它们的分布受到海洋中物理、化学、以及生物因素的相互作用及调控。为了更好地理解浮游动物的重要性，需要对浮游动物的生物量和功能群进行全球定量评估。目前只有少数浮游动物群体的全球分布得到了很好的研究，这些群体通常使用浮游生物网采样。但还有很多浮游动物类群非常脆弱，非常容易受到浮游生物网的破坏，或者易在固定液中保存不良，导致它们的生物量和在海洋生态系统中的生态作用被低估。在这种情况下，使用非侵入式的原位成像方法对浮游动物进行研究，显得尤为必要。在众多水下原位成像系统中，只有水下颗粒物和浮游动物原位成像系统（UVP）在全球范围内被广泛应用。研究过程Laetitia等人通过对全球范围内2008年-2019年之间获得的超过3549个UVP剖面（0-500米，图1）上的466872个个体进行了分类，估计了它们的个体生物量，并使用分类特定的转换因子将其转换为生物量。然后将这些生物量与环境变量（温度、盐度、氧气等）的气候学联系起来，使用增强回归树等机器学习算法，建立了生物量与环境因素之间的关系模型，以此预测全球浮游动物的生物量。图1 本研究使用的UVP数据集地图。透明度用来说明地图上点的密度。水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP（图2）主要用于同时研究水下的大型颗粒物（80μm）和浮游动物（700μm），并在已知水体体积下对水中颗粒物和浮游动物进行量化。UVP使用传统的照明设备和经电脑处理的光学技术，来获得浮游动物原位数字图像，图像后续可以通过EcoTaxa浮游动物数据库共享平台（图3）来进行浮游动物种类鉴定及分类。图2 水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统UVP。左图为本实验中使用的UVP5（目前已停产）；右图为升级版本UVP6-HF，与UVP5功能相同，且重量更轻图3 EcoTaxa浮游动物数据库共享平台对浮游动物进行种类鉴定及分类研究结果结果表明，浮游动物对环境很敏感，并会对环境的变化作出反应。全球浮游动物的生物量呈现出一定的空间分布模式，生物量最高的区域位于大约60°N和55°S附近（图4），而在海洋环流附近最低。此外，预计赤道的浮游动物生物量也会增加。保守预估，全球综合浮游动物生物量最小值（0-500 m）为0.403 PgC。在不同的浮游动物群体中，桡足类为最主要的群体（35.7%，主要分布在极地地区），其次为真软甲类（26.6%）和有孔虫类（16.4%，主要分布在热带辐合带）。图4 利用分类群预测的0 ~ 500m全球生物量分布图图5 在世界范围、高纬度和低纬度模式下，0-200 m（A）和200-500 m（B）深度下预测平均生物量（PgC）的条形图，从高到低排列。研究结论尽管研究取得了一些重要发现，但也存在一些限制和挑战。机器学习模型对浮游动物数据库的大小比较敏感，并且对于稀有类群的预测能力较弱。因此，在未来的研究中，需要进一步改进模型以提高对这些类群的预测能力。总而言之，本研究提供了有关全球浮游动物生物量分布的重要预测结果，并揭示了其与环境因素之间的关系。这对于深入了解浮游动物在海洋食物网和生物地球化学循环中的作用具有重要意义。随着UVP等数字成像方法的不断发展和应用，科学家们将能够更准确地估计全球浮游动物的生物量分布，并为保护海洋生态系统提供更有效的决策依据。参考文献1. Drago L, Panaï otis T, Irisson J O, et al. Global distribution of zooplankton biomass estimated by in situ imaging and machine learning[J]. Frontiers in Marine Science, 2022, 9.

作者：李勋锋 程子阳 来源：传热传质研究中心随着电子芯片朝着高性能化和微小型化的快速发展，其热流密度不断增加，部分高性能芯片的热流密度已超过500W/cm2，传统的风冷、液冷以及被动式冷却技术已经不能满足要求，热失效成为电子设备失效的主要形式；发展先进高效散热技术是解决芯片热失效的有效对策。射流冲击结合微结构表面强化沸腾传热技术作为一种新型主动散热技术，具有结构紧凑、传热系数高、有效消除局部热点等优点，可作为解决上述问题的有效措施。分布式阵列射流结构由于射流入口与流体排出口间隔排布（如图1所示），不存在传统射流冲击的出口横流干扰，具有系统压降小，汽液流体易排出等优点。传热传质研究中心以分布式射流冲击强化沸腾传热技术为研究对象，建立相关试验测试平台，研究了微肋柱阵列表面、多孔丝网结构表面以及Cu-Al2O3多孔沉积表面强化射流冲击沸腾传热特性，获得了不同微结构表面对应的传热系数变化规律（如图2所示，为HFE-7100电子氟化液工质测试结果），结合可视化观测和表面微结构形貌分析揭示了微结构表面强化射流沸腾传热机制，结果表明多孔丝网结构表面具有较好的强化射流冲击沸腾传热特性，其传热系数与光滑表面的传热系数相比可提高50%以上。采用水作为冷却工质，且加热壁面温度控制在85℃以下时，试验测试结果表明，分布式阵列射流冲击结合微结构表面强化沸腾传热技术的冷却能力可达到800W/cm2以上，且具有较小的泵功输入，对应的单位泵功冷却能力大于16kW(热量)/W（泵功），该先进高效主动冷却技术的研发可为高性能芯片技术的快速发展提供有效热管理手段。基于以上研究已申请1项发明专利。图1 分布式阵列射流冲击进出口分布图2 不同微结构表面传热系数分布特性

表征材料孔径的分布对于实验测量来说具有重要的意义，BJH 是目前使用历史最长、普遍被接受的孔径分布计算模型，它基于 Kelvin 毛细管凝聚理论发展而来。BJH 法是通过简单的几何计算应用 Kelvin 方程的经典方法，它假设孔径是圆柱孔。在这种方法使用了 60 年后，随着 MCM-41 模板孔径分子筛的问世，人们突然发现 BJH 法有着极大误差，低估孔径可达 20%。因此，ISO 15901《固体材料孔径分布与孔隙率的压汞法和气体吸附法测定——第 2 部分：气体吸附法分析介孔和宏孔》对 BJH 的使用提出了明确的限定条件，采用 Barret、Joyner 和 Halenda 方法计算介孔孔径分布。由吸附等温线计算孔径分布的代数过程存在多个变化形式，但均假定：（1）孔隙是刚性的，并具有规则的形状（比如，圆柱状）；（2）不存在微孔；（3）孔径分布不连续超出此方法所能测定的最大孔隙，即在最高相对压力处，所有测定的孔隙均已被充满。 下面我们来详细了解一下我们的 BJH 报告：上图是一份 BJH 吸附报告表格。表中第一个部分代表的分别是所选择的 BJH 测试方法（采用吸附或脱附支）及适用孔径范围、厚度曲线以及一些设定参数。其中 BJH 校准方法、厚度曲线在软件中提供了多种可选择的项目，可根据分析需求进行选择（如下两图所示）。表格的第一列是孔径范围。出具报告时，可选择根据测试需求，指定孔径范围进行报告，也可选择按照采集的数据点进行报告。如下图所示：表格的第二列是第一列孔径范围内的平均孔径。表格的第三列是孔体积增量。表格的第四列是累积孔体积。孔体积增量相加即得累积孔体积。如上述表格中：0.004472+0.002826≈0.007297（含四舍五入）表格的第五列和第六列分别是孔面积增量和累积孔面积。孔面积增量相加即得累积孔面积。BJH 报告的第二个内容即累积孔体积图，如下图所示。Larger代表的是一种作图方式，还可选择Smaller。在Larger这个图中，含义是：大于等于 1.78nm 的孔的累积孔体积为 0.0525。在Smaller这个图中，含义是：小于等于 238nm 的孔的累积孔体积为0.0525。BJH 报告的第三个内容，即 BJH 吸附 dＶ/ｄＤ 孔体积分布图和 dＶ／dlogＤ 孔体积分布图（如下两个图所示）。两个报告的含义是一样的，只是前者更能体现出小孔区域的信息，后者能更清晰的体现出大孔区域的信息。BJH 脱附的报告内容与 BJH 吸附报告内容完全一致，只是使用的计算点为等温线的脱附支而已，而 BJH 的吸附报告采用的计算点是等温线的吸附支。

仪器信息网讯 截止到2013年7月，根据国家质量监督检验检疫总局发布的统计数据，国内获取食品检验机构资质认定(CMAF)的检测机构总计3500-3900家(质检总局公布的数据是3503家，认监委肖亮在第五届中国第三方检测实验室发展论坛暨实验室展览会公布的数据是3827家)，其中国家级获证机构410家。　　图1 各省获证食品检测机构分布图　　图2 食品检测机构系统系统分布百分比　　2013年，全国疾控中心总计3522家，其中具有CMAF资质认证的中心数量为1625家，约占整体数量的46.14%。虽然从数据上看，具有CMAF认证的疾控中心在整个疾控体系中比例较高，但是目前的疾控中心基本是有原来的防疫站更名成立的，尤其是地市级和县级的疾控中心更是如此，并且这类拥有CMAF资质疾控中心大部分从事食源性疾病的检测，食品和农产品的质量安全检测能力薄弱。　　由于大部制改革还在逐步整合，目前食品药品及技监系统均有从事食品检测的检测机构。根据国家产品质量技术监督管理总局公布的数据，技监系统和食品药品系统的获证食品检测机构总计1299家，具体省份分布请见下表：　　表1 1299家技监、食品药品系统食品检测机构分布情况　　民营的食品检测机构数量为116家，主要集中在上海、浙江、广东、山东等沿海城市。表2 116家民营食品检测机构分布情况 撰稿：孙立桐

1月18日，国家科学技术奖励大会在北京召开，由总局推荐的“基于拉曼散射的新型分布式光纤温度传感技术与工程安全监测应用”科技成果获得2012年度国家科技发明二等奖。　　由质检总局推荐，中国计量学院张在宣教授牵头完成的“基于拉曼散射的新型分布式光纤温度传感技术与工程安全监测应用”项目围绕工程火情监测及预警、智能电网等检测所面临的分布测温准确性、测量快速性、定位报警可靠性三个关键问题，主要发明了：新型分布光纤拉曼散射温度传感系统及解调、定标技术 新的温度传感脉冲编码解码等信号处理技术 双波长自校正和集成拉曼放大技术 分布光纤拉曼测温应用新技术。项目成果广泛支持公安消防所、煤科院等50余家单位的科研、生产和工程 成功用于上海长江隧桥等20多个省、市、自治区的600多个重大工程的安全监测。直接经济效益和社会经济效益十分显著。

一、整体概况2021年8月 有效认证证书全国分布图 截至2021年8月，我国有效认证证书数为282万张，获证企业数83万家。其中证书数10万以上的省份六个，分别为广东531848张、江苏380822张、浙江374850张、山东213464张、上海117665张和北京109872张。二、领域分布2021年8月获证证书按领域统计情况认证项目证书数组织数合计2899711845861管理体系认证合计1522152728978质量管理体系认证729818682181环境管理体系认证345696335841职业健康安全管理体系认证294262289092食品农产品管理体系认证3909830293信息安全管理体系认证2387523013信息技术服务管理体系认证1188311632测量管理体系认证41593996森林认证1093310540能源管理体系认证75807344知识产权管理体系认证2737227336其它管理体系认证2747620426产品认证合计1326186162246强制性产品认证43870149138食品农产品7429436396自愿性工业产品81319185767服务认证合计5137339806国家推行的服务认证139135一般服务认证5123439695三、地域分布2021年8月获证证书按地域统计情况

X射线荧光分析(XRF)作为一种重要的元素分析方法已经在环境科学、地球科学、生命科学、文化遗产的科技研究等学科中发挥了重要的作用。由于微分析技术在这些学科中例如分析单颗粒大气污染物、生物单细胞等成分分析方面具有独特的优势,其应用一直都受到科学研究工作者的重视。常见的微分析技术主要是扫描电子微探针(EPMA)、扫描质子微探针(&mu PIXE)和同步辐射X射线荧光分析(SRXRF)等,一般最简单产生微束的方法就是通过微小的狭缝来限制束流以产生微束,但是这种方法会造成用于激发分析样品的元素X射线强度减小,并且能量利用率极低。下图为常规的X射线光源采用狭缝和使用X光透镜两种方式产生直径为50&mu m微束光斑分析直径同样为50&mu m大气单颗粒物的X射线荧光分析谱,从图中很明显看出常规的X射线光源通过采用狭缝的方式产生微束来分析样品的可能性是很小的。但由于同步辐射装置所提供的X射线能量高、亮度大,采用狭缝的方法产生微束可以使用在同步辐射X射线荧光分析上,如北京同步辐射X射线荧光分析系统就是采用狭缝的方式来产生微束来满足环境科学、生命科学等对微分析技术的需求。比较复杂的聚焦方法是利用光学聚焦系统,设备比较复杂,成本比较高,其应用有很大的限制性。　　自20世纪80年代以来,随着X光透镜技术的发展,X光透镜具有聚焦性能好、成本低、设备比较简单、能量利用率高,并且可以以成像的方式显示样品中元素分布等优点,于是便和X射线荧光分析系统有机地结合在一起。目前比较常见的有两种结合方式,一种是X光透镜和同步辐射X射线荧光分析系统相结合,另一种是X光透镜和常规的X射线荧光分析谱仪相结合,这两种结合主要都是利用X光透镜的优点,使X射线荧光分析系统具有束斑小(束斑的直径可以达到10～50&mu m)、光强度可以达到～107光子/秒、所需要的样品量少、分析速度快、散射本底小、探测极限低、可以分析厚靶样品中几十个&mu g· g-1的微量元素等优点。下图为使用X光透镜的微束X射线荧光分析美国国家标准局研制的玻璃有证标准参考物质(SRM NIST610)各元素的探测极限。由于微束XRF具有比常规的X射线荧光分析更多的优点,因而使其应用范围越来越广泛。如工业上汽油中含硫量的测量 大气中单颗粒物的成分测量 参与植物新陈代谢过程中某些元素如Mn,Ca,Zn,Rb等在不同年龄的松针中从顶部到根部的分布 古陶瓷和青铜器中焊接物等微区的成分分析等。由于同步辐射X荧光分析需要大型加速器提供同步辐射光源,设备比较昂贵,机时比较有限。而使用X光透镜的微束X射线荧光分析系统与此相比设备比较简单,成本低、使用比较方便,因此研究使用X光透镜的微束X射线荧光分析在环境科学、地球科学、生命科学、文物保护等方面具有重要的意义。　　微束X射线荧光分析在文物样品分析中有广泛的应用前景。　　古陶瓷是由古代的土壤和岩石经过加工烧制而成,其化学成分主要是由Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、K2O、CaO等组成,其中SiO2和Al2O3的含量之和在80%以上,因此古陶瓷样品主要是由Si和Al等氧化物组成的轻基体。在实验中既要准确的测量出Na和Mg,又要测量出Rb、Sr、Y、Zr等重元素氧化物的含量,其实验条件的选择是非常关键的。对于Na、Mg、Al和Si等元素需要在真空中或氦气的气氛下探测器才能探测到其被激发的特征X射线。由于文物样品的特殊性,一般采用在探测器和被测样品之间形成氦气的光路来测量或者直接在大气中测量。本工作是在大气中直接分析被测样品,同时也就意味者Na、Mg、Al、Si等元素的特征X射线没有被探测器探测到。　　实验工作是在两种条件下测量：第一种条件是在电压35kV,电流10mA,测量时间为300s,探测器与样品之间的距离为25mm 第二种条件是电压为40kV,电流10mA,测量时间120s,探测器前加1mm的准直器来降低散射造成的本底,探测器与样品之间的距离为42mm。测量国家有证标准参考物质GBW07406(GSS-6)的谱如下图所示。从谱图上看,在探测器加准直器更能降低散射本底,提高探测极限。　　青花瓷是中国古陶瓷中具有很高艺术价值的瓷器,但对青花瓷的产地、年代、钴料的来源、制造工艺及其真伪辨别等问题一直缺乏系统的研究。由于微束分析的一系列的优点,用微束X射线荧光分析扫描分析了一块明代青花瓷残片中青花部位的元素分布,样品的照片见下图。　　实验装置如下图,采用旋转阳极靶和会聚X光透镜组成激发样品的微束X射线源,SiPINX射线探测器收集样品中激发出的元素特征X射线,采谱活时间为5min,每隔50&mu m测量一个点,扫描面积为1mm× 35mm AXIL程序进行峰的拟合和本底的扣除。　　对比青花部位和白釉部位的MXRF谱图可知,青花部位与白釉部位有差异的元素为主要为K、Ca、Fe、Co、Ni 以这五种元素的峰面积为变量,Matlab程序做图得到青花瓷五种元素的分布图。从几种元素的微区分布图对比青花瓷图片,可以看出Mn和Co的分布基本上和青花瓷釉色的深浅相一致的,Fe元素的分布基本上与青花瓷釉色的变化没有明显关系。相关性分析表明,Mn和Co有非常好的相关性,而Ni与Mn和Co没有相关性。　　本文摘编自程琳、金莹著《现代核分析技术与中国古陶瓷》一书。

负极材料作为锂离子电池的核心材料，对锂离子电池的能量密度、充放电性能、循环性能、生产工艺等起着至关重要的作用。负极材料的主要技术指标包括粒度、比表面积、振实密度、真密度、灰分、pH值等。其中，粒度分布作为负极材料的重要技术指标，它还影响比表面积和振实密度，从而影响锂离子电池的生产工艺和综合性能。一、粒度分布对锂离子电池性能的影响负极材料的粒度分布主要从以下几个方面影响锂离子电池的生产工艺和性能：1、粒度分布影响体积能量密度负极材料的颗粒大小应当具有合适的粒度分布，体系中的小颗粒能够填充在大颗粒的空隙中，有助于增加极片的压实密度，从而提高电池的体积能量密度。2、粒度分布影响充放电性能负极材料的颗粒越小，锂离子嵌入时所需要克服的范德华力也就越小，嵌入越容易进行，而且颗粒越小，锂离子嵌入和脱出的通道越短，越有利于快速达到充分嵌锂状态，从而具有更好的充放电性能。3、粒度分布影响循环性能实验表明，颗粒越小的石墨负极有较大的初次容量，但不可逆容量也较大；随着粒径增大，初次充放电容量降低，不可逆容量减少。同时，石墨颗粒越小，与电解液接触的比表面积越大，初次充放电过程中形成的SEI膜所消耗的电荷就越多，不可逆容量损失也就越大。因此，合理的粒度分布不仅能够提升锂离子电池的初次容量和初次效率，而且能够提升锂离子电池的循环性能。4、粒度分布影响生产工艺负极材料的粒度分布会直接影响电池的制浆和涂布工艺。在相同的体积填充份数情况下，材料的粒径越大，粒度分布越宽，浆料的黏度就越小，这有利于提高固含量，减小涂布难度。颗粒的粒径以及分布宽度对浆料黏度的影响二、负极材料对粒度的要求在负极材料相关的标准中，对材料颗粒的粒度分布提出明确的要求，具体如下：三、欧美克高性能激光粒度分析仪如何满足锂离子电池材料粒度检测要求负极材料的研发、生产及来料检验普遍采用激光粒度分析仪进行粒度检测，选择高性能的激光粒度仪是获得准确粒度分布信息的重要保证。对于一款高性能的激光粒度分析仪，往往采用合理的光学结构、高性能的光电元器件以及科学的反演模型，从而体现出良好的重复性、重现性、真实性、分辨率等测试性能。珠海欧美克仪器有限公司从1993年开始从事激光粒度分析仪的研发、生产和应用，积累了丰富的激光粒度分析仪研发、生产和应用经验。从1999年开始，欧美克激光粒度分析仪系列产品在锂离子电池研发、生产领域逐步获得行业认可。下面，从几个小案例管中窥豹，看看欧美克如何匠心智造每一款产品，又是如何站在行业应用的角度为用户提供粒度解决方案的。1、大角散射光的球面接收技术（DAS）的应用确保散射光能信息的准确获取对少量的大/小颗粒及样品各个粒径组分的准确识别，需要仪器制造商在无盲区光学设计、高精度元器件、装配工艺、算法及软件智能控制上不断优化，提高产品分辨能力。例如早先的激光粒度仪将多个光电转换元件探测通道放置在一块或两块平面上，然而傅立叶透镜的聚焦面通常呈弧形分布，平面布置的探测器很难将所有角度的散射光能信息都准确地聚焦获取。以欧美克LS-609型激光粒度分析仪为例，在散射光能探测器的设计时，将常见的失焦影响较大的多个大角探测器通道以分个独立的方式放置在与其散射角相对应的傅立叶透镜焦点位置，保证所有散射光角度的信号都是无混杂的，提高了散射光分布角度分辨能力。与此同时，各个独立的探测器有利于在探测器上布置杂散光屏蔽装置，同时也防止了散射光在不同探测器上的相互干扰，进一步降低系统的噪声，提高细微差异的分辨能力。大角散射光的球面接收技术（DAS）2、优良的测试性能准确反映出测试样品的细微差别（1）Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力欧美克Topsizer激光粒度分析仪测试含有少量大颗粒的石墨原材料的粒度分布图和粒度分布表如下图所示，可以看到对于体积含量在0.5%以下的极少量60-100μm的颗粒，以及体积含量在1%左右的2μm以下颗粒，均能够灵敏的检测出来其详尽的粒度分布。显示了Topsizer对粉体材料的大、小颗粒具有高超的分辨能力，对于电池产品的安全性能和容量性能有更准确的指导意义。如果对于对少量小颗粒特别关注，在软件上，甚至可以采用数量分布替代体积分布的计算方法，进一步放大小颗粒的权重，对小颗粒数量上的变化进行更易识别的测试和生产质控。但需要注意的是，对于分布较宽的样品，由于大小颗粒在尺寸上差异本身就很大，同样体积的大小颗粒的数量相差将会异常大，取样和分散测量上的少许波动会导致测试结果数量分布上较大的偏差。下图是应用欧美克Topsizer激光粒度仪对D50为0.1μm左右的超细隔膜材料氧化铝的粒度测试粒度分布图。（2）LS-609激光粒度仪具有优良的重现性下图是欧美克LS-609激光粒度仪对磷酸亚铁锂3次取样分散测试粒度分布的叠加图，及特征粒径的统计结果，显示该仪器对磷酸亚铁锂的测试拥有优良的重现性。 此外，不同使用环境还可以选配不同的进样器，分析软件还具有用户分级、权限管理、数据完整性及可追溯功能，欧美克激光粒度分析仪真正做到了性能可靠、操作简单、维护量少，是值得信赖的高性能激光粒度分析仪。参考文献【1】沈兴志，珠海欧美克仪器有限公司，高性能激光粒度分析仪在电池材料测试中的应用【2】珠海欧美克仪器有限公司，激光粒度分析仪在锂离子电池行业中的应用【3】苏玉长，刘建永，禹萍，邹启凡，中南大学材料与工程学院，粒度对石墨材料电化学性能的影响【4】旺材料锂电，锂离子电池负极材料标准最全解读【5】中国粉体网，粒度对负极材料有什么影响？

不孕不育影响了全球约6-8千万夫妇。男性因素导致了约半数的不孕不育病症，精子质量差的是主要问题。因此，深入了解精子质量有助于男性不育症的预防和对应治疗。以往研究表明，多种化学元素（如Zn，Cu，Se等）在精液中发挥着重要的生理功能。相关的元素分析主要集中在精液或精浆上，而很少着眼于精子细胞。此外，常规的批量分析无法提供单个细胞的特定元素信息，模糊了细胞之间的异质性。单细胞电感耦合等离子体质谱法（scICP-MS）作为一种成熟的技术，能够填补这一信息空白。通过采用配备飞行时间分析器的ICP-TOF-MS，可以高通量且高灵敏地检测单个细胞的全谱元素含量（微信公共号‘单细胞分析的丝滑IMAX体验: icpTOF 以多元素指纹量化海藻细胞与纳米颗粒间相互作用为例’）。 近期中科院生态环境研究中心阴永光研究员与中科院高能物理研究所王萌副研究员以及同济医院靳镭教授合作，使用scICP-TOF-MS（仪器型号：TOFWERK icpTOF 2R）实现了单个精子细胞的高通量全元素检测.icpTOF实验方法 研究人员首先通过离心分离细胞。再使用不含磷盐的有机缓冲液和多聚甲醛等渗固定剂清洗和固定细胞。之后再用纯水进一步清洗细胞，以去除干扰离子（主要是Na和Cl）。经处理的精子细胞在显微镜下形态完整，无基质干扰，因此提高了信噪比，也避免了ICP-TOF-MS仪器检测器饱和。icpTOF结果与讨论 在scICP-TOF-MS中，由于可以实现同时的多元素检测，研究人员将内源性元素作为细胞信号，同时分析其他信息，如外源性元素信息。磷元素(31P)在精子细胞中含量丰富，可作为细胞信号指示元素。在scICP-TOF-MS分析中，细胞信号和背景信号的P强度分布均可明确区分（图2A和图2B）。高时间分辨率的单细胞检测中，ICP-TOF-MS的P的信号峰和基线相比有明显且相对固定的信噪比。（编者注：如图1所示，icpTOF 2R的强大质量分辨率可更好区分干扰信号，有利于P元素的准确检测。在icpTOF全谱测量，没有为低质量数P元素灵敏度专门优化的大前提下，仍能取得较好的信噪比）。图1 icpTOF 2R ICP-TOF-MS可区分P信号和其他干扰信号。 该实验中，结合高时间分辨的连续单细胞实验结果，作者推断假阳性的信号大多来自细胞碎片，主要基于下列实验结果：1， 峰信号的元素组成特征更符合细胞碎片的特征，且有P信号存在时检测到的其他（内源性）元素质量显著高于没有P信号时的相应元素质量（图2C）；2，流式细胞仪也证实精子细胞悬浮液中存在相当数量的细胞碎片。编者注：另外还可能有套实验数据可以用来辅助证明，细胞碎片的瞬时事件时长应该显著小于完整单细胞。TOFWERK icpTOF S2的超高时间分辨率在后续实验中可以用来验证这一点。通过计算细胞碎片率，相对于高质量精子，研究发现低质量精子样品中含更多的细胞碎片（图2D），这可能跟低质量精子细胞的形态异常等相关。图2 （A）scICP-TOF-MS测得的P信号分布图；（B）单细胞进样条件下，scICP-TOF-MS测得的实时P信号；（C）有P信号和无P信号同时检测到的Zn质量；（D）高质量和低质量精子细胞中的细胞碎片比例 细胞中元素的含量普遍表现出细胞异质性。该研究使用scICP-TOF-MS揭示了细胞中不同元素的异质性差异。结果表明，大多数元素表现出较高的异质性，而细胞的大量元素如P、Zn含量稳定，异质性则较低（图3A）。不同元素之间异质性的差异进一步凸显了多元素同时检测的重要性。 基于数以千计的单细胞事件，研究人员使用降维分析和分层聚类来提取每个样本中关键信息。降维分析的可视化展示直观地展示了多种元素在单细胞中分布规律或生理功能的相似性（图3B）。例如P、Zn、Cu在精子细胞中含量很高，是基本的组成元素，因此相似性很高。而蓝圈中的元素大多没有生理功能。聚类分析也为这些相似性提供了客观性证据（图3C）。图3 （A）异质性系数热图；（B）元素相关性降维分析投影图；（C）元素相关性的分层聚类图icpTOF总结这是第一份报告了使用scICP-TOF-MS在单细胞水平对动物细胞进行多元素分析的研究。该分析方法利于更好地了解细胞中元素分布的规律，以及细胞性质和元素分布之间的关联。参考文献原文：Tian et al., Single-cell multi-element analysis reveals element distribution pattern in human sperm, Chemical communications, 2023, DOI: 10.1039/d3cc01575k作者团队简介：阴永光，中国科学院生态环境研究中心研究员、博士生导师。主要研究方向为有毒金属的形态分析与环境转化。王萌，中国科学院高能物理研究所副研究员。现主要开展基于质谱技术的单细胞分析和生物成像方法及应用研究。靳镭，华中科技大学同济医院附属同济医院生殖医学专科主任，二级教授，主任医师，博士生导师。主要擅长生殖医学、男女性不孕症等。

红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度，在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制，红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上，因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年，我们开发了红外被动近场显微成像技术，通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制，将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。据麦姆斯咨询报道，近期，中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术全国重点实验室的科研团队在《红外与毫米波学报》期刊上发表了以“红外近场辐射探测及超分辨温度成像”为主题的文章。该文章第一作者为朱晓艳，主要从事红外被动近场成像方面的研究工作。本文将围绕扫描噪声显微镜（SNoiM）技术的实验原理及其应用，详细介绍如何通过自主研制的红外被动近场显微镜，突破红外热成像的衍射极限限制，实现纳米级红外温度成像。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1（a）所示，绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子，这些带电粒子永远不会静止不动，而是一直处于随机扰动状态（热运动）。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动，辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知地是，物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射（远场辐射），而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波（以倏逝波形式存在），可称之为近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波（近场辐射）的存在，并发现针对远场辐射所建立的认知及规律（如普朗克辐射定律等）将不再适用于近场辐射，但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年，美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展，先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在，但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步地研究。图1（a）物体表面存在的远场辐射及近场辐射；探针调制技术：（b）当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、（c）当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波；（d）红外被动近场显微镜（SNoiM）的示意图红外被动近场显微镜（SNoiM）的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性（即强度随着远离物体表面急剧衰退）而难以探测。在SNoiM中，利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1（b）所示，当不引入纳米探针（或探针远离物体表面）时，物体近表面的近场倏逝波无法被探测，该显微镜工作于传统红外热成像模式，即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是，将探针靠近样品近表面（比如10 nm以内），近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下，探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此，通过控制探针至物体表面的间距h，即可获得近场、远场混合信号（h 100 nm，称为近场模式）或单一的远场信号（h 100 nm或撤去探针，称为远场模式）。最终，利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1（d）展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中，无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号，它们随近场信号一同被红外物镜收集，导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号，研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔（约100 μm），通过此共焦结构可以缩小收集光斑，有效抑制背景辐射信号。然而，即使是这样，是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此，本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器，攻克了这一技术壁垒。图2（a）展示了首套SNoiM设备实物图。其中，金色圆柱腔体为低温杜瓦，内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器（CSIP）及一些低温光学组件；白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜（AFM）、红外收集物镜及样品台区域，具体细节参照图2（b）、（c）。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制，而是由探针尖端尺寸决定。如图2（b）中插图所示，通过电化学腐蚀方法，可制备出形貌优良的金属（钨）纳米探针，其中，针尖直径可小至100 nm以内。图2（a）红外被动近场显微镜SNoiM的实物图，其中搭载了超高灵敏度红外探测器；（b）AFM及红外收集物镜；插图为通过电化学腐蚀制备的金属（钨）纳米探针；（c）探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限，实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3（a）为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中，亮金色区域为Au薄膜（约50 nm厚），其他区域为SiO₂衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像（获取远场图像时只需将探针挪离样品表面）。如图3（b）所示，由于成像波长较长（~ 14 μm），远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如，Au与衬底（SiO₂）的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等（图中黑色虚线所示）。然而，在相同探测波长下，如图3（c）所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率，其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别，图3示意图中给出了探测到的信号来源：对于光学显微图像，其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强，因而Au上的信号远比SiO₂强。可见光波长范围为400~760 nm，因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射，直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号，并对其进行成像。在探测波长为14 μm情况下，受衍射极限的限制，系统的实际空间分辨率也只有约14 μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号，因此不受远场光学衍射极限限制，可获得超分辨红外图像（图3c）。图3 样品Au（SiO₂衬底）的（a）光学显微、（b）远场红外和（c）近场红外的图像及成像原理示意图另外值得注意的一点是，图3（c）所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高，而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转（由远场切换至近场后，Au由弱信号方（蓝色）转变为强信号方（红色））。针对上述现象的解释如下：远场成像时，Au是高反射物体，因此吸收红外光的能力极弱，根据基尔霍夫定律，则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO₂；而在近场成像中，室温金属（Au）中的自由电子存在剧烈的热运动（热噪声），从而在金属表面产生极强的表面电磁波，因而Au上的信号远强于SiO₂。由此可见，SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制，而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出，SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子，因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度（Te）。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线（NiCr合金）为例进行说明。图4 （a）通电金属线显微图像及远场热成像；器件弯折区域分别为（b）凹形、（c）U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像图4（a）为NiCr金属线的光学显微图像（上）及其通电后的红外远场热图像（下）。红外远场成像检测通电器件的远场辐射，从而估算出器件的表面温度。比如，器件中心处出现明显热斑，该处温度最高，表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制，远场红外热成像无法分辨微小金属线（宽度约3.3 μm）上不同区域的温度分布，因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比，近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4（b）所示，当电流经过器件凹形弯折区时，近场红外热成像下，该区域内存在极其不均匀的温度分布，而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明，通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热，且内侧区域电子能量耗散最大，这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外，该温度分布图像似乎表明，通电时，载流子倾向于避开直角拐角处，并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想，该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线，并对其进行了近场红外热成像表征。图4（c）显示，U形区域温度均匀分布，无明显局域热斑，这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤，具有重要的指导意义。总结与展望综上，利用SNoiM技术，可以实现物体表面的近场辐射探测及红外超分辨温度成像。该技术是目前国际上唯一能够进行局域电子温度成像的科学仪器，不仅突破了红外远场热成像的衍射极限限制，且首次实现了纳米尺度下通电器件中载流子输运行为与能量耗散的直接可视化。该研究内容均基于第一代室温SNoiM系统，目前，第二代低温SNoiM系统已被成功搭建，有望进一步突破后摩尔时代信息和能源器件的功耗降低及能效提升难题，探索物理新机制，并推动纳米测温技术新的发展。这项研究获得国家自然科学基金优秀青年基金的资助和支持。论文链接：DOI: 10.11972/j.issn.1001-9014.2023.05.001

红外热成像技术通过探测物体自身所发出来的远场红外辐射从而感知表面温度，在军事、民航、安防监控及工业制造等重要领域有着广泛应用。但由于光学衍射极限的限制，红外热成像的分辨率通常在微米尺度及以上，因此无法用于观测纳米尺度的物体。近几年，我们开发了红外被动近场显微成像技术，通过探测物体表面的近场辐射从而极大地突破红外衍射极限限制，将红外温度探测及成像从传统的微米尺度拓展到了纳米尺度。本文将介绍红外被动近场显微成像技术的基本原理，以及基于此可实现的物体表面近场辐射探测与红外超分辨温度成像研究。近场辐射我们首先从黑体辐射的本源入手。如图1（a）所示，绝大多数物体内部都包含大量带正电荷和负电荷的粒子，这些带电粒子永远不会静止不动，而是一直处于随机扰动状态（热运动）。我们所熟知的热辐射就源自物体内部的这种带电粒子热运动，辐射特征可由普朗克黑体辐射定律描述。但鲜为人知的是，物体内的电荷扰动不仅在距离物体辐射波长尺度以外的区域产生红外热辐射（远场辐射），而且在物体近表面处会生成一种能量密度极高的表面扰动电磁波（以倏逝波形式存在），可称之近场辐射。理论很早就预言了这种表面电磁波（近场辐射）的存在，并发现针对远场辐射所建立的认知及规律（如普朗克辐射定律等）将不再适用于近场辐射，但相关实验研究由于探测难度极高而一直未有明显突破。2009年，美国麻省理工学院和法国CNRS的研究组取得重要进展，先后在实验上验证了纳米尺度下近场辐射热传输效率可远超黑体辐射极限。尽管该实验验证了物体表面近场倏逝波的存在，但相关物理现象仍然缺少更直接的实验手段对其进行更进一步的研究。图1 物体表面存在的近场辐射及其探测方式 （a）物体表面存在的远场辐射及近场辐射；探针调制技术：（b）当探针远离样品时不会散射物体表面的近场倏逝波、（c）当探针靠近物体近表面时可以散射近场倏逝波；（d）红外被动近场显微镜（SNoiM）的示意图红外被动近场显微镜（SNoiM）的实验原理及其应用SNoiM技术的实验原理物体表面的近场辐射由于其倏逝波特性（即强度随着远离物体表面急剧衰退）而难以探测。在SNoiM中，利用扫描探针技术有效地解决了这一问题。如图1（b）所示，当不引入纳米探针（或探针远离物体表面）时，物体近表面的近场倏逝波无法被探测，该显微镜工作于传统红外热成像模式，即仅获得其远场辐射信号。SNoiM技术的关键是，将探针靠近样品近表面（比如10 nm以内），近场倏逝波可以被针尖有效散射出来。该探测模式下，探测器所获取的样品信号中同时存在近场和远场分量。因此，通过控制探针至物体表面的间距，即可获得近场、远场混合信号（ 100 nm，称为近场模式）或单一的远场信号（ 100 nm或撤去探针，称为远场模式）。最终，利用探针高度调制及解调技术即可从远场背景中提取物体的近场信息。图1（d）展示了SNoiM系统探测近场信号的示意图。探针所散射的近场信号首先由一个高数值孔径的红外物镜进行收集。但在该过程中，无法消除来自环境、被测物体及仪器自身的远场辐射信号，它们随近场信号一同被红外物镜收集，导致被测物体微弱的近场信号湮没于巨大的远场背景辐射之中。为了最大程度降低远场背景信号，研究人员在红外物镜上方设计了一个孔径极小的共焦孔（约100 μm），通过此共焦结构可以缩小收集的光斑，有效抑制背景辐射信号。然而，即使是这样，是否有足够灵敏的红外探测器能够检测到纳米探针所散射的微弱近场信号也是一大难点。为此，本团队研发了一款超高灵敏度红外探测器，攻克了这一技术壁垒。图2（a）展示了首套SNoiM设备实物图。其中，金色圆柱腔体为低温杜瓦，内部搭载了自主研制的超高灵敏度红外探测器（CSIP）及一些低温光学组件；白色方框内为实验室内组装的基于音叉的原子力显微镜（AFM）、红外收集物镜及样品台区域，具体细节参照图2（b）、（c）。红外近场图像的空间分辨率不再受探测波长限制，而是由探针尖端尺寸决定。如图2（b）中插图所示，通过电化学腐蚀方法，可制备出形貌优良的金属（钨）纳米探针，其中，针尖直径可小至100 nm以内。图2 红外被动近场显微镜SNoiM的实物图（a）　红外被动近场显微镜SNoiM的实物图，其中搭载了超高灵敏度红外探测器；（b）AFM及红外收集物镜；插图为通过电化学腐蚀制备的金属（钨）纳米探针；（c）探针与样品的显微照片基于SNoiM的超分辨红外成像研究利用SNoiM技术探测物体表面的近场辐射可极大突破红外衍射极限，实现超分辨红外成像。首先以亚波长金属结构的成像结果为例进行展示。图3（a）为Au薄膜样品在普通光学显微镜下所拍摄的图像。其中，亮金色区域为Au薄膜（约50 nm厚），其他区域为SiO2衬底。使用SNoiM系统可同时获取该样品的远场和近场红外图像（获取远场图像时只需将探针挪离样品表面）。如图3（b）所示，由于成像波长较长（ ~ 14 μm），远场红外图像的分辨率远不如普通光学显微图像。比如，Au与衬底（SiO2）的边界无法清晰区分以及中间细小金属条状结构无法识别等（图中黑色虚线所示）。然而，在相同探测波长下，如图3（c）所示的近场红外图像则展现了超高的空间分辨率，其图像清晰度可完全与普通光学显微镜所获取的图像相比拟。为了进一步理清上述三种显微成像技术的区别，图3示意图中给出了探测到的信号来源：对于光学显微图像，其信号来自于可见光的反射。由于金属的反射能力较强，因而Au上的信号远比SiO2强。可见光波长范围为400~760 nm，因而光学显微镜可清晰分辨该样品表面的细微结构。远场红外成像不依赖于外界光源照射，直接通过红外物镜收集物体自身所发射出来的辐射信号，并对其进行成像。在探测波长为14μm情况下，受衍射极限的限制，系统的实际空间分辨率也只有约14μm。近场红外成像则检测探针尖端所散射的样品表面近场辐射信号，因此不受远场光学衍射极限限制，可获得超分辨红外图像（图3c）。图3 样品Au（SiO2衬底）的几种显微图像及成像原理示意图：（a）光学显微、（b）远场红外和（c）近场红外另外，值得注意的一点是，图3（c）所示的红外近场图像不仅仅在分辨率上有所提高，而且在金属与衬底的信号强度对比上出现了明显反转（由远场切换至近场后，Au由弱信号方（蓝色）转变为强信号方（红色））。针对上述现象的解释如下：远场成像时，Au是高反射物体，因此吸收红外光的能力极弱，根据基尔霍夫定律，则其红外发射率也很低。因而远场红外成像中其信号弱于衬底SiO2；而在近场成像中，室温金属（Au）中的自由电子存在剧烈的热运动（热噪声），从而在金属表面产生极强的表面电磁波，因而Au上的信号远强于SiO2。由此可见，SNoiM技术不仅突破了红外衍射极限限制，而且能够检测远场显微镜所无法探测的物理过程。基于SNoiM的微观载流子输运及能量耗散可视化研究基于SNoiM技术的另一项创新与突破在于纳米尺度下通电器件中微观载流子输运及局域能量耗散的直接可视化。值得指出，SNoiM所检测的近场辐射信号来自于物体近表面的传导电子，因此其成像结果所反映的是物体表面的局域电子温度（Te）。目前仅SNoiM技术可实现纳米尺度下电子温度分布的直接成像。下面将以通电微小金属线（NiCr合金）为例进行说明。图4（a）为NiCr金属线的光学显微图像（上）及其通电后的红外远场热图像（下）。红外远场成像检测通电器件的远场辐射，从而估算出器件的表面温度。比如，器件中心处出现明显热斑，该处温度最高，表明电流流经微小弯曲金属线时能量耗散最大。而受衍射极限限制，远场红外热成像无法分辨微小金属线（宽度约3.3 μm）上不同区域的温度分布，因此无法有效反映微观尺度上载流子的能量耗散特性。与之相比，近场红外热成像则可清晰展示器件中心区域微观载流子的输运及能量耗散行为。如图4（b）所示，当电流经过器件凹形弯折区时，近场红外热成像下，该区域内存在极其不均匀的温度分布，而且在凹形内侧出现显著热斑。该现象表明，通电NiCr器件的凹形区内存在非均匀局部焦耳热，且内侧区域电子能量耗散最大，这是由于电流的拥挤效应所造成的。此外，该温度分布图像似乎表明，通电时，载流子倾向于避开直角拐角处，并趋于沿着U形路径分布。为验证这一猜想，该实验进一步设计了中心区域呈U形弯折的通电NiCr金属线，并对其进行了近场红外热成像表征。图4（c）显示，U形区域温度均匀分布，无明显局域热斑，这表明载流子倾向于沿着U形路径均匀输运。基于SNoiM纳米热分析研究而提出的新设计大大缓解了电流拥挤效应可能对器件造成的局部热损伤，具有重要的指导意义。图4 NiCr金属线在不同测试模式下的红外热成像结果：（a）通电金属线显微图像及远场热成像；器件弯折区域分别为（b）凹形、（c）U形的扫描电镜图像及超分辨红外近场热成像

p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在药物研发过程中，候选化合物的体内药代动力学分析是非常关键的步骤。该分析不仅可以掌握其药效药理，还可以得到和毒性评价有关的信息。通常，使用放射性自显影技术(Autoradiography: ARG)和荧光色素标记细胞的方法进行分析。但是，使用ARG的方法成本高，而且一方面这些方法无法区别原药和代谢物，另一方面标记物质的行为可能与未标记物存在差异。因此，最近成像质谱分析法，不进行标记即可对候选化合物进行检测的方法备受瞩目。质谱成像法除了能够在无标记的情况下对各种物质的分布进行分析，还能够使用同一切片同时分析原药及其代谢物，有望在今后的药物研发领域得到应用，取得新的突破。本文介绍使用成像质谱显微镜iMScope iTRIO/i对氯喹给药后大鼠视网膜进行检测的示例。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c4265e4a-c078-4017-93d2-68a9d4eafbd5.jpg" title="1.png" alt="1.png"//pp style="text-align: center "图1 氯喹的结构式/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong大鼠视网膜中氯喹的高空间分辨率成像/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在本次分析中，对给予抗疟剂药物氯喹的大鼠视网膜进行分析。图1为氯喹的结构式。使用氯喹标准品进行分析，对基质及测定模式进行优化，表1为组织切片的分析条件。使用成像质谱显微镜iMScope iTRIO/i进行高空间分辨率成像，发现在约10 μm厚的视网膜色素上皮周围有氯喹的分布(图2和图3)。在测定氯喹时，如果使用成像质谱分析法常用的MS模式，因受到生物体衍生杂质带来的离子抑制、干扰的影响，无法得到清晰的MS图像(此处数据省略)。在本次分析中，通过iMScopei TRIO/i的MS/MS模式进行测定，提高灵敏度，能够获得10 μm的高空间分辨率下的MS/MS图像。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1a9ec68-3837-45b5-a422-9f98ed4422b0.jpg" title="4.png" alt="4.png"//pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8fad9a5c-304b-4f86-b070-8ec12bb1a38d.jpg" title="2.png" alt="2.png"//pp style="text-align: center "图2 组织切片上的MS/MS质谱图/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4ba84009-2ef8-4ef5-92af-f47ac86ebdb9.jpg" title="3.png" alt="3.png"//pp style="text-align: center "图3 光学图像和MS/MS质谱图像/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong大鼠眼球中氯喹的高速成像/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在药代动力学研究过程中，为了阐明药物分子在细胞及器官水平的特征分布区域，分别需要在高空间分辨率及中等空间分辨率获得药物分子的分布信息。本实验使用MS/MSspan style="text-indent: 2em "模式测定在中等分辨率(50 μm)下测定大鼠眼球整体的氯喹分布情况，分析条件如表2 所示。虽然使用了更大的激光直径，有可能带来存在噪音高、离子抑制等问题，iMScope /spani style="text-indent: 2em "TRIO /ispan style="text-indent: 2em "依然能够检测得到具有较高信噪比的氯喹特征碎片，并获得清晰的质谱图像。成像质谱实验的采集/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "速度取决于目标检测区域中所包含的点数。iMScope iTRIO/i能够独立更改激光直径及采集间隔等参数，从而能够轻松控制采集速度及图像尺寸，并且不会影响数据质量。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/12e37b19-cce0-4e12-a91f-8af4b67f0802.jpg" title="5.png" alt="5.png"//pp style="text-indent: 2em "strongspan style="text-align: justify text-indent: 2em "基质涂敷方式的比较/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "在氯喹成像质谱分析中，比较了2 种不同的MALDI 基质涂敷方式。 图5 显示了由升华法获得的成像结果(基质升华方式的示意图如图6 所示)。基质升华由iMLayer 升华仪自动完成，而喷雾方式由手动完成。喷雾方式获得成像结果如图7 所示。对比两种方式的检测结果，升华法获得了更加清晰尖锐的氯喹分布图像，而喷雾的结果则看起来会有一些扩散，如图7 所示。前处理方式的优化依然取决于组织切片的特性以及所使用的基质类型。如示例中的结果，前处理步骤对最终成像结果的图像质量有显著的影响，不仅仅是切片制备的条件，基质涂敷的过程也很重要。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/3e80c956-c24a-4b4f-b277-ff7fa0b9a5ad.jpg" title="6.png" alt="6.png"//pp style="text-align: center "图6 基质升华方式示意图/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "strong在相同切片上进行MS 和MS/MS 成像分析/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em "成像质谱分析中，在同样位置只能采集一次数据。但是，使用iMScope iTRIO/i 可以调整激光直径及采集间隔，因此可以在采集点之间留下未采集区域，从而实现更多次的成像分析。图8显示了使用激光直径为5μm，采集间隔为10μm时，在同一采集区域内进行4次成像分析的方式。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/7029ec9e-44bf-483d-a071-a1651cfc8ffb.jpg" title="7.png" alt="7.png"//pp style="text-align: center "图4 组织切片上氯喹的MS/MS产物离子质谱图，激光直径50μm/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b8099d01-93e1-49aa-9926-907aeab7a6d9.jpg" title="8.png"//pp style="text-align: center "图5 升华法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/c8b163cf-961b-4c26-8d20-902c68beed0f.jpg" title="9.png"//pp style="text-align: center "图7 喷雾法获得的氯喹分布质谱图像/pp style="text-align: center"img style="" src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d51c038b-8e0c-4efa-8ecf-87c964a43b83.jpg" title="10.png"//pp style="text-align: center "图8 在同一测定区域进行1次MS分析及3次MS/MS分析的数据采集设置方式示例/ppbr//p

自由基是具有非偶电子的基团或原子，它具有非常强的化学反应活性。在生物体内，自由基高度的化学活性使得它可以与各类生物大分子反应使其变性，这使它成为了一把生物体的“双刃剑”：在炎症反应中自由基可以攻击外来病原体来保护生物体自身，而过度的自由基又会导致DNA变性甚至细胞坏死和凋亡。因此检测自由基的含量，尤其是在体内检测尤为重要。以一氧化氮为代表的自由基药物一直是药物学研究的重点。传统的药代动力学自由基测量，需要从生物体的不同部位提取体液，然后再使用电子顺磁共振波谱仪（electron paramagnetic resonance，EPR）来测量体液样品内的自由基含量。然而如何在生物体内定点、定时、定量地检测释放自由基药物，以及如何在时间、空间、剂量上测量生物体内的自由基药物，一直是药代动力学领域的难题。波兰Novilet公司新推出的小动物活体自由基检测系统ERI TM 600，是一款可对小鼠与大鼠等动物进行活体顺磁成像的商业化仪器。ERI TM 600突破了传统电子顺磁共振波谱仪仅能对体外提取物进行定量分析的局限，实现了对小鼠体内的自由基药物进行长时间的3D/2D实时成像观测。同时ERI TM 600配置了温度控制与呼吸监测仪，有效保证小动物在成像时维系正常的生理活动。ERI TM 600成像原理图ERI TM 600成像非常简单，仅需将小鼠麻醉之后，对荷瘤小鼠与对照小鼠注射OX063自旋探针即可。ERI TM 600在2分钟内可对小鼠进行255个投影扫描（25 cm2，精度500 μm），获得一系列的2D图像，然后通过软件对这些2D图像进行重构，获得小鼠的实时3D图像。ERI TM 600成像结果 近期发表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明与荷瘤小鼠相比，对照组小鼠探针（尤其在肿瘤部位）分布均匀。荷瘤小鼠探针的信号强度、峰值时间、流入流出比等药代动力学参数与对照小鼠差异明显。将3D成像图与小鼠体表照片相拟合，可以明显观察到肿瘤部位的ERI探针成像表征的药代动力学参数异常。ERI TM 600所得3D图像可以更加直观、准确、长时间地展现自由基药物在小鼠体内的药代动力学分布。 作为中国与进行先进技术、先进仪器交流的重要桥头堡，Quantum Design中国于2020年初引进了波兰Novilet公司的先进产品小动物活体自由基检测系统——ERI TM 600，欢迎感兴趣的老师咨询！

近年来，粉末涂料以其固含量高、无挥发性有机物、生产过程能耗低、涂饰质量好等优点深受市场青睐。本文聚焦粉末涂料的生产和应用过程，探究粒度及粒度分布对产品性能的影响。粉末涂料生产过程的第一步是填料和树脂的熔融与混合，要求填料和树脂混和均匀又不发生局部固化反应。要实现这个要求，填料的粒径和粒度分布很重要。图1是两种不同粒度的二氧化钛填料。图1 二氧化钛A（x 50K）图1 二氧化钛B（x 200K）从图1看，填料A 的粒径明显大于B的粒径。理论上粒径小的填料B更容易混合均匀。然而，事实恰恰相反，是粒径大的填料A更容易混合均匀。为了探究出现这种反常现象的原因，本文利用丹东百特仪器公司的Bettersize2600 激光粒度分析仪来测试填料A和B的粒度分布。图2 Bettersize2600激光粒度分析仪图3 二氧化钛A和二氧化钛B的粒度分布如图3所示，填料B 的粒度分布很宽，既有少量微米甚至10微米级颗粒，又有大量亚微米甚至纳米级颗粒。这些亚微米和纳米颗粒导致填料B的比表面积很大，颗粒间相互作用力很强，导致内部团聚现象加剧。从图4的SEM图像可以看出，填料B的这些大颗粒是由小颗粒团聚而形成，树脂很难进到团聚的大颗粒中，这就是填料B反而更难混合均匀的原因。而填料A的粒径大部分在0.4-1微米之间，分布很窄且不团聚，树脂很容易分散在颗粒之间，所以更容易混合均匀。图4 二氧化钛A（x 5K）、二氧化钛B（x 50K）的SEM图像填料和树脂熔融混合之后，下一道工序是粉碎和分级。粉末涂料的粒径受到磨机、进料速度、气流条件和分级等影响。图5显示了不同的粉碎分级工艺（A和B）对产品粒度分布的影响。图5 工艺A（上）和工艺B（下）制得的样品的质量分数在图5中，工艺A为一次分级效果，粉末涂料主要由0 - 20 μm和20 - 80 μm的颗粒组成；工艺B为二次分级效果，粉末涂料几乎全部由20 – 80 μm的颗粒组成。说明二次分级能够有效降低粗端颗粒（ 80 μm）和细端颗粒（ 20 μm）的占比，得到粒度分布更窄的粉末涂料产品。为什么粉末涂料要求窄的粒度分布？因为在喷涂过程中，较大的颗粒速度快，率先落到工件表面，较小的颗粒运动速度慢，后落在涂层缝隙，两者恰到好处会形成优势互补，两者差距太大将影响喷涂质量，并且，粒径过细还容易吸湿成团，堵住喷枪，也容易漂浮在涂膜上产生气泡和针孔，影响成膜效果。结论高质量的粉末涂料与填料粒度分布密切相关，通过激光粒度分析仪能有效监测和控制填料的粒度分布，从而保证粉末涂料的性能和质量。

位于重庆市两江新区的超大分布孔径雷达高分辨率深空域主动观测设施，也就是中国复眼，近日完成一期工程的安装调试和开机观测工作，成功拍摄出世界首张基于分布式雷达的三维成像月面图。据了解，超大分布孔径雷达类似于很多小天线合成一个大天线，虽然单一雷达功率有限，但是由于雷达和雷达之间的功率叠加，因此可以实现超远程探测功能。据介绍，与中国天眼不同的是，中国复眼可以自己发射电磁波，并能接收回波，从而对太阳系内的小行星和类地行星进行观测。中国复眼项目由北京理工大学重庆创新中心牵头建设，一期工程通过实现对月的高分辨率成像观测，验证了大系统分布式的工作模式，为后续的二期和三期工程奠定了基础。计划三期工程建成后，由上百台雷达组成的大科学装置探测距离能达到1.5亿公里，实现我国在深空探测雷达领域保持50年的领先优势。

脂溶性聚合物环氧树脂及甲基硅油分子量分布测定刘兴国 熊亮 曹建明 金燕美丽而寒冷的冬天又到了，室外大雪纷飞，喜欢运动的小伙伴们由户外转战室内，场馆内羽毛球、乒乓球、篮球大战相继上演，运动的身姿和蓝绿色地面、明亮的篮板构成了一道道靓丽的风景线。你可知道这漂亮的场地和器材是用什么材料制造的吗？学化学的你可能回答：“有机材料。”其实这些都是聚合物材料，绿色和蓝色的防滑地面材料为环氧树脂，有机玻璃的篮板材料为聚甲基丙烯酸甲酯。这些均为脂溶性聚合物材料的产品，它们已渗透到日常生活和高端科技的方方面面，从每天要用到的塑料袋到航天材料都可看见它们的身影。 今天，飞飞给大家重点介绍两种脂溶性聚合物。一种是低分子型环氧树脂，是由双酚A和环氧丙烷在氢氧化钠作用下缩聚而成，室温下为黄色液体或半固体，耐热、耐化学药品、电气绝缘性好，广泛用于绝缘材料、玻璃钢、涂料等领域，是常用的基础化工材料。另外一种为甲基硅油，它具有突出的耐高低温性、极低的玻璃化温度、很低的溶解度参数和介电常数等，在织物整理剂、皮革涂饰剂、化妆品、涂料和光敏材料等领域广泛应用。 分子量分布是表征聚合物的重要指标，对聚合物材料的物理机械性能和成型加工性能影响显著。常用测定方法有：粘度法、激光光散射法、质谱法和体积排阻色谱法 （SEC法），其中凝胶渗透色谱法（GPC法）作为体积排阻色谱法的一类，方便快捷、设备普及，具有广泛适用性。通过本文，飞飞给大家介绍以聚苯乙烯为标样，GPC法测定低分子量环氧树脂以及甲基硅油分子量的方法，通过对分子量分布的准确控制可以很好地保证产品的质量。变色龙软件GPC扩展包可以非常方便地将采集的GPC数据进行处理，快速地得到分子量分布的信息，而且该扩展包完全免费。 本实验仪器配置如下：仪器：赛默飞 U3000高效液相色谱仪泵：ISO3100 Pump自动进样器：WPS 3000SL Autosampler柱温箱：TCC3000 Column Compartment检测器：ERC 521示差检测器变色龙色谱管理软件 Chromeleon CDS 7.2 1. 环氧树脂分子量测定双酚A型环氧树脂基本结构及以它为材料制造的体育馆环氧地坪见图1：图1 双酚A型环氧树脂基本结构及体育馆环氧地坪色谱条件如下：分析柱：TSKgel G2500HXL 300*7.8mm，P/N:0016135（适用分子量范围100-20000）；TSKgel G3000HXL 300*7.8mm，P/N:0016136（适用分子量范围500-60000）；TSKgel G5000HXL 300*7.8mm，P/N:0016138（适用分子量范围1000-4000000）；三根色谱柱串联分析。柱温：25℃RI检测器：过滤常数：2s，温度：35℃流动相：四氢呋喃，流速1.0mL/min进样量：15µL 对照品为聚苯乙烯，分子量分别为162，370，580，935，1250，1890，3050和4910；称取适量对照品用四氢呋喃超声溶解，浓度0.02mg/mL。样品用四氢呋喃溶解，浓度0.1mg/mL，测定谱图见图2。 图2不同分子量聚苯乙烯对照品测定谱图注：580和370两个对照品出厂报告上polydispersity多分散系数分别为1.13和1.15，分子量集中度差，所以峰形呈现为多簇小峰。其余对照品多分散系数均小于1.05，峰形呈对称单峰。 校正曲线及相关系数如下： 图3 校正曲线校正曲线方程y=-0.0006x3+0.0502x2-1.5496x+20.4439，相关系数R=0.9998。不同厂家不同批次环氧树脂样品测定结果如下： 表1 环氧树脂样品测定结果样品名称 重均分子量Mw样品-1 387样品-2 401样品-3 396 2. 甲基硅油分子量测定测试甲基硅油的分子量及其分布，常用的GPC方法是采用甲苯或四氢呋喃作为流动相，但是由于甲苯属于管制类试剂，不易购买，因此飞飞采用四氢呋喃（THF）作为流动相来测定硅油的分子量及其分布，结果显示分离与色谱峰形均较好。对照品为聚苯乙烯，分子量分别为1210，2880，6540，22800，56600和129000；称取适量对照品用四氢呋喃超声溶解，浓度约1.0mg/mL。样品用四氢呋喃溶解，浓度1mg/mL。色谱条件如下：分析柱：Shodex KF-805L 8.0*300mm（适用分子量范围300-2000000）；柱温：30℃RI检测器温度：31℃流动相：四氢呋喃，流速0.8mL/min进样量：100µL 对照品测定谱图及校正曲线如下：图4 对照品测定谱图及校正曲线 校正曲线方程y=-0.0182x3+0.5987x2-7.1522x+34.6655，相关系数R=0.9996。甲基硅油样品测定结果数均分子量为20727，重均分子量为36273，Z均分子量为59280，Z+1均分子量为91320。总结到这里，飞飞给大家介绍了采用U3000液相结合变色龙软件采集和处理数据，分析低分子量环氧树脂和甲基硅油分子量的方法，由于两者分子量范围差异较大，实验采用了两组不同分子量的聚苯乙烯标准品作为对照品。对于环氧树脂由于需要测定的是低分子量聚合物且对照品分子量接近，所以采用了三根截留分子量不同的凝胶柱串联进行测定，结果更为准确。变色龙GPC分子量计算扩展包功能强大，导入和使用方便，为广大变色龙工作站用户扩展使用GPC功能带来便利。本文介绍的为脂溶性聚合物的分子量测定，对于水溶性聚合物的分子量分布测定，飞飞这里有较多应用文章供大家参考，感兴趣的朋友可联系我索取，这里给大家提供一篇最常用的，右旋糖酐40的分子量分布测定，扫描以下二维码既可查阅。

p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力，突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术，开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日，项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器，其测量参数包括应变和温度等，可以实现空间上的连续测量，监测点位可达百万个，测量距离可达百公里，具有传统点式传感器不可比拟的优势，是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口，国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术，所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪，具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离，已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域，中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究，对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力，提升公共安全水平，以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计，提高产品的工程使用灵活性；进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p

近日，理化联科（北京）仪器科技有限公司发布其首款基于非定域密度函数理论（NLDFT）的物理吸附等温线数据处理软件，结束了国外吸附分析软件在这一领域的长达20年的主导地位，填补了国内这一科研领域的空白，并取得了突破性的进展。基于统计力学发展起来的NLDFT吸附分析法，在微观分子结构层面上描述吸附剂的吸附现象，是目前最先进的微介孔分析方法。这种方法具有获得微介孔材料真实比表面及孔径的能力,并且可以在微介孔全范围内区分微孔面积和外表面积。在科研领域，该方法已被公认为最流行的物理吸附分析方法，并得到广泛的应用。iPoreDFT具有自主知识产权，弥补了现有国外分析软件将孔径分布模型人为划区组合的缺陷，可以在吸附等温线全域范围内找到相应孔型，并确定其含量比例。本次发布的iPoreDFT1.0版本拥有6个基础模型：1. 基于碳材料，氮气在77K温度下的裂隙孔模型2. 基于碳材料，氮气在77K温度下的柱状孔模型3. 基于碳材料，氮气在77K温度下的球形孔模型4. 基于分子筛，氩气在87K温度下的裂隙孔模型5. 基于分子筛，氩气在87K温度下的柱状孔模型6. 基于分子筛，氩气在87K温度下的球形孔模型上述模型提供任意两种或三种基础模型的混合模型，如氮气在77K温度下的裂隙孔+柱状孔混合模型。混合模型的加入可以大大减小拟合误差，获取更加真实的孔径分布及比表面值。因此，这些基础模型实际可组合出至少16种孔径分布模型。上图：生物碳材料选取裂隙孔+筒形孔复合模型拟合曲线，拟合误差小于1%上图：上述生物碳材料选取裂隙孔+筒形孔复合模型下的孔径分布图上图：一种氧化物材料选取裂隙孔+筒形孔+球形孔复合模型拟合曲线，拟合误差小于1%上图：上述氧化物材料选取裂隙孔+筒形孔+球形孔复合模型下的孔径分布图理化联科（北京）仪器科技有限公司拥有近30年气体吸附分析仪器领域的专业团队，通过国际合作及自主创新，以革命性的新一代iPore系列物理吸附分析仪为先导，工以匠心，追求极致，引领比表面分析的重复性和准确性达到崭新的高度。理化联科将不断开发新的DFT模型，以满足沸石分子筛和MOF/COF孔径分布研究的需要。

壳聚糖及其测定壳聚糖是目前研究最多的多糖类天然高分子材料，对于生物体来说，壳聚糖具有优良的生物相容性和降解性。将其植入人体后，可被人体组织中的酶缓慢吸收，是用来制作缝线和创伤覆盖材料的高分子材料。由于其优越的性能，使得壳聚糖在化工、 轻工、 医药、 食品及环境保护等领域中的开发应用研究十分活跃。 壳聚糖的学名为β-（1，4）聚-2-氨基-D-葡萄糖，是甲壳素最重要的衍生物,是除蛋白质以外含氮量MAX的有机氮源,也是自然界中仅有的碱性多糖，其相对分子量通常在10万-30万，但几乎不溶于水，其中分子量是影响壳聚糖溶解性的主要因素之一，分子量越低其溶解性就越好。 凝胶色谱法(GPC)是测定壳聚糖相对分子质量及其分布的常用方法，这将有助于推动壳聚糖作为生物医用材料的选择和设计。 应用案例——GPC测定壳聚糖本案例基于Waters1515凝胶色谱仪，搭配Ultrahydrogel色谱柱，对市售壳聚糖的相对分子量及分布进行计算。1、仪器 ▲Waters1515凝胶色谱仪，配示差检测器 2、标准品聚乙二醇标准品套组 3、实验条件01RI流通池温度40 °C02流动相50 mM 的醋酸+100 mM 硝酸钠缓冲液03流速0.45 mL/min04色谱柱Waters Ultrahydrogel 2000柱，7.8 ×300 mm05柱温40 °C 06样品稀释剂50 mM 的醋酸+100 mM 硝酸钠缓冲液07进样量50 μL08数据处理软件Empower QS +GPC计算模块色谱数据软件09样品处理1 mg/mL的壳聚糖4、结果与讨论壳聚糖样品的色谱图如下： 图1. 壳聚糖样品色谱图 利用Empower QS中GPC选项的功能，采用标样的保留时间绘制标准曲线，来计算壳聚糖样品的分子量分布，软件会自动计算出对应的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)、多分散性等相关参数。 连续6针进样的重复性色谱图如下，通过计算Mw的RSD小于0.2%，表明此方法重复性良好。 Waters GPC优势行业先驱 Waters 从 1963 年起就致力于 GPC 技术的研究和开发，经过 50 多年的发展，使Waters 成长为 GPC 技术的引航者。专业 多项*技术加持，保证检测结果的准确性及重现性。易上手 简单、易操作，性能稳定，专为高聚物领域量身打造。参考文献[1] 凝胶渗透色谱法研究壳聚糖生物材料酶降解过程的均匀性[2] 用GPC研究壳聚糖氧化降解过程中的分子量及其分布_刘羿君[3] 壳聚糖作为医用高分子综述-王霞

胞内细胞器实时发生快速的结构和分布变化，这些改变受到细胞内部环境的调控，反过来作为调控手段去影响细胞内环境，进而执行复杂的细胞功能。细胞器分布的调节对细胞健康至关重要。细胞器通过motor和adaptor蛋白沿着微管双向移动，进而建立和维持其适当的分布和功能【1】。微管通过可逆的翻译后修饰（包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化）获得调节特异性，这些修饰共同构成了微管蛋白密码（tubulin code）的关键元素【2】。研究表明，tubulin code参与微管cargo选择以及细胞器定向运动【2】，但细胞如何破译这些tubulin code以选择性地调节细胞器定位尚不清楚。内质网（Endoplasmic reticulum, ER）是一个由不同形态组成的相互连接的网络，在整个细胞质中混杂延伸，与其他细胞器形成丰富的接触。内质网形态失调与神经系统疾病和癌症密切相关。2021年12月15日，来自美国国立卫生研究院的Craig Blackstone团队在Nature杂志上在线发表了题为ER proteins decipher the tubulin code to regulate organelle distribution的研究论文，阐释了内质网蛋白调控细胞器分布的具体机制。研究人员证明了三种膜结合的内质网蛋白优先与不同的微管群体相互作用：CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合核周多聚谷氨酰化微管，p180结合单谷氨酰化微管。这些内质网蛋白质的敲除或微管群的操纵和谷氨酰化状态改变均会导致内质网定位的显著变化，进而引起其他细胞器在胞内的重新分布。大多数关于ER shaping和细胞器接触的研究都集中在外周管状ER，而更致密的核周ER是如何形成和不对称分布的目前还不清楚。三种ER膜结合蛋白— CLIMP63，p180和KTN1—主要定位于核周ER，被认为是内质网片状形成（sheet-forming）蛋白【3】。作者首先探究了这三个蛋白在调控内质网形态和分布中的功能。如图1所示，在CLIMP63和KTN1单敲除细胞的外周ER中的致密基质或片状结构数量增加，该现象定义为“分散（dispersed）”表型；而p180敲除细胞中的ER则表现出一种相反的“聚集（clustered）”表型——其外周网络保持管状，但核周 ER 在核的一侧不对称地塌陷成较小的区域；CLIMP63-KTN1双敲导致更明显的“dispersed”ER，而CLIMP63-p180双敲细胞中的ER与野生型中的类似；值得注意的是，p180-KTN1双敲造成比p180单敲更多的ER聚集；在CLIMP63-p180-KTN1三敲的细胞中，高密度的ER基质或片状结构在核周区域富集。为了更好地定量评估ER形态和分布的变化，作者开创了互补算法（complementary algorithms），利用基于概率密度估计的统计方法来分析荧光标记的ER和其他细胞器的空间分布，使用实验得出的空间概率质量函数来量化图像上的荧光变化，以计算细胞器的径向分布和细胞不对称程度。数据显示，CLIMP63 和 KTN1 单敲除或双敲除增加了 ER 平均分布半径 （Mean distribution radius, MDR），说明ER 的外周分布更广；相反，p180敲除或p180-KTN1双敲增加了ER不对称性。其中微管MDR和不对称性仅略有变化。图1. CLIMP63、p180 和 KTN1 差异性调节 ER 形态及分布随后，作者通过co-sedimentation实验评估了多种ER蛋白与微管的结合能力。与预期的结果一致，CLIMP63、p180和KTN1均可以结合大量微管。作者发现，只有能够进行微管结合的野生型蛋白质或突变体才能恢复相应敲除细胞系中的ER形态。例如，CLIMP63错义突变体R7A，K10A和R70A不能结合微管或抑制CLIMP63敲除细胞中的ER分布缺陷，而结合微管的CLIMP63（H69A）可以拯救表型；对于KTN1，只有结合微管的缺失突变体可以抑制异常的ER表型；缺乏kinesin-1结合结构域的p180s仍然可以抑制p180-敲除细胞中的ER聚集表型。这些数据表明CLIMP63-、p180-和KTN1-敲除细胞中ER形态的改变可能都与微管结合改变相关。因此，作者推测这些蛋白质可以结合不同的微管群体，并采用邻近连接测定（proximity ligation assay, PLA）来可视化它们在细胞中的微管结合情况。作者使用centrinone B耗尽中心体微管，并通过敲除AKAP450去除高尔基源性微管。结果显示CLIMP63-microtubule association对中心体耗竭敏感，但高尔基体微管耗竭不敏感；KTN1-microtubule association对两者都敏感；p180-microtubule association对中心体或高尔基微管的消耗都不敏感。进一步分析证明，CLIMP63优先结合中心体微管，KTN1优先结合来自中心体或高尔基体的核周微管，p180优先结合更多的外周微管。为了获得调节特异性，微管经历可逆的翻译后修饰，包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化【2】。虽然 CLIMP63、p180 或 KTN1 敲除不影响这些修饰的总体水平，但微管蛋白多聚谷氨酰化在中心体或高尔基体微管耗尽的细胞中降低。因此，作者纯化了含有微管结合域的p180、KTN1和CLIMP63片段，并在体外探究它们与谷氨酰化微管的结合。与KTN1相比，p180与单谷氨酰化微管表现出更高的体外结合，而p180和KTN1与多聚谷氨酰化微管结合能力相似。同时，KTN1更倾向于结合具有多聚谷氨酸链的微管，而不是具有多位点单谷氨酸链的微管。与p180和KTN1相反，CLIMP63对微管谷氨酰化的反应较差，不同的微管蛋白修饰或相互作用可能介导了CLIMP63与中心体微管的优先结合。总的来说，如图2所示，CLIMP63，p180和KTN1分别优先结合中心体、多聚谷氨酰化和谷氨酰化微管，进而协同调节ER分布。图2. CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合多聚谷氨酰化微管，p180结合谷氨酰化微管。接下来，作者对其他细胞器的分布进行了分析。通过同时对六个细胞器的活体成像显示，大多数细胞器的分布与ER相似，提示 ER 可能广泛调节细胞器分布。值得注意的是，在CLIP63-，p180-和KTN1-敲除细胞中，所有细胞器都表现出与ER相似的分布变化：在CLIMP63-或KTN1-敲除细胞中更分散，在p180-敲除细胞中更不对称。此外，分散ER的CCP1过表达也增加了野生型细胞中溶酶体，线粒体和过氧化物酶体的MDR。最后，作者探究了在自噬过程中ER和溶酶体的迁移活动。核周溶酶体聚集是早期自噬的标志性事件，对于适当的自噬通量很重要【4-5】。与溶酶体类似，ER 在早期自噬期间迁移至核周，随后重新分布到外周。CLIMP63蛋白水平在早期自噬期间显着增加，CLIMP63敲除可以阻止ER向核周区域移动，并抑制自噬体-溶酶体融合和自噬降解，但并不影响溶酶体活性。p180和KTN1蛋白水平在早期自噬期间保持不变，KTN1-microtubule association不变，但p180-microtubule association增加，进而重新分布ER和溶酶体。p180-敲除细胞中的ER和溶酶体始终留在核周。作者还阐释了p180与微管结合的生理学意义，如图3所示，p180L的核糖体结合区（主要的异构体）包含41个带正电荷的十肽重复，该区域在正常细胞条件下（Normal）被核糖体占据，但在饥饿条件下（Starved），与核糖体发生解离，暴露出这些带正电的区域，随后结合微管。图3. (e) p180结构域组成；(f) p180在正常和饥饿条件下与微管结合。总的来说，该研究证明了CLIP63，p180和KTN1优先结合微管的不同子集以维持核周ER的特征性分布，从而解释了它们缺失的差异效应。微管在细胞器分布中起着关键作用，它们选择性分配细胞器的能力依赖于“tubulin code”。该研究表明：（1）ER分布是通过特定的膜结合蛋白介导的，与不同水平和类型的微管谷氨酰化有差异结合，广泛影响大多数其他细胞器的分布；（2）细胞不是通过赋予每个细胞器自己的感知和响应机制，而是通过将ER作为一线传感器和响应器来实现组织效率。作者认为可能还有其他ER蛋白也可以破译tubulin code，对ER在健康和疾病中的功能具有重要意义。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04204-9制版人：十一参考文献1. Barlan, K. & Gelfand, V. I. Microtubule-based transport and the distribution, tethering, and organization of organelles. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 9, a025817 (2017).2. Roll-Mecak, A. The tubulin code in microtubule dynamics and information encoding. Dev. Cell 54, 7–20 (2020).3. Shibata, Y. et al. Mechanisms determining the morphology of the peripheral ER. Cell 143, 774–788 (2010).4. Korolchuk, V. I. et al. Lysosomal positioning coordinates cellular nutrient responses. Nat. Cell Biol. 13, 453–460 (2011).5. Jia, R. & Bonifacino, J. S. Lysosome positioning influences mTORC2 and AKT signaling. Mol. Cell 75, 26–38 (2019).

温度是自然科学领域中非常重要的一个物理量，在现代物理实验尤其是凝聚态物理实验中，改变温度测量研究材料的物理相变特性已经成为了非常常规和必要的一种手段。随着测量技术的不断发展，越来越多的低温测量设备和测量手段变得触手可及。在1K以下，不断接近于零度的过程中电子-声子散射作用逐渐被抑制，能够观察到更多被掩盖的量子态，对材料的本征物理特性的研究具有重大意义，同时也拓展了材料研究新的领域。例如非常规超导体重费米子材料、自旋液体材料等引发的对BCS超导理论、强关联电子电子复杂行为、量子阻挫行为的深入探讨。然而目前传统的mK温度下的测量手段仍然非常有限，在mK温度的测量对系统的稳定性要求较高，微弱的扰动都可能导致温度的剧烈波动，使得电学输运的研究手段成为了长久以来“”的选择。人们也似乎很难将常规需要在探测线圈中移动样品才能进行的磁学测量手段与mK限低温联系起来。近年来，Quantum Design公司在低温测量领域的开发仍在不断延伸，推出了基于MPMS3磁学测量系统的低温iHelium3氦三直流磁学测量组件和基于PPMS综合物性测量系统稀释制冷机的ACDR交流磁化率组件，成功实现了mK温度区间的直流磁学和交流磁学的测量功能，是继mK电学、热学测量功能后补全的又一块拼图。在此限低温下对磁性的研究将有助于科研工作者对超导材料的抗磁特性、临界电流、中间态能隙以及自旋玻璃材料自旋量子阻挫特性等进行深入的研究。 精选案例： 1. 低温下重费米子材料NdV2Al20的超导特性研究富山大学並木孝洋教授课题组在0.5-2.5K范围对重费米子材料NdV2Al20低温的超导特性进行了细致研究，除了采用常规的电学测量外，也使用MPMS系统的iHelium3选件对NdV2Al20材料在[001][101][111]三个方向的0.01T和0.1T背景场下的MT曲线进行了测试，并通过该数据对材料的Tc相变点进行了判定。MPMS3 iHelium3选件测量NdV2Al20材料在[001][101][111]三个方向的MT直流磁化率曲线@0.01T&0.1T 【参考】T. Namiki, Q. Lei, Y. Isikawa, K. Nishimura, Possible Heavy Fermion State of the Caged Cubic Compound NdV2Al20. Journal of the Physical Society of Japan 85, 073706 (2016).2016年日本 2. Kagome 金属 CsV3Sb5 的超导特性研究中科院物理所科研团队对笼目金属CsV3Sb5的磁化率测量同样利用了MPMS3的iHelium3选件，测量到了低至0.4K的直流磁化曲线，很好地符合了迈斯纳效应的超导抗磁性线性关系。 Cs3Sb5单晶的等温磁化强度和各向异性下临界场研究 【参考】S. Ni et al., Anisotropic Superconducting Properties of Kagome Metal CsV3Sb5. Chinese Physics Letters 38, 057403 (2021).3. 低温下Al6Re铝铼合金超导体相关性质研究2019年复旦大学封东来、李世燕教授课题组合作通过MPMS3的iHelium3组件和DynaCool的ACDR稀释制冷机交流磁化率组件对Al6Re铝铼合金一类超导体在超导转变温度附近的直、交流磁化率进行了测量。对该材料在不同稳态背景磁场下的抗磁特性进行了分析，并根据M-H曲线在磁场超过临界值Hc瞬间失超的特性进一步确认了其一类超导材料属性。随后又结合BCS理论对50mK-1K的交流磁化率数据的磁滞特性进行了细致分析。MPMS3 iHelium3测量到的Al6Re在mK温区的直流磁化率曲线MT、MH(@0.4KDynaCool系统ACDR选件测量的Al6Re在mK温区的交流磁化率曲线【参考】D. C. Peets et al., Type-I superconductivity in Al6Re. Physical Review B 99, 144519 (2019). 4. 低温下NaYbO2超导体相关性质研究加州大学圣巴巴拉分校Stephen D. Wilson研究团队在mK温区分别对NaYbO2量子有序态和无序态的交流磁化率进行了研究，并判定了有序和无序的临界条件，相关成果发表在Nature Physics期刊上。 DynaCool系统ACDR选件测量的NaYbO2在mK温区的交流磁化率曲线【参考】M. M. Bordelon et al., Field-tunable quantum disordered ground state in the triangular-lattice antiferromagnet NaYbO2. Nature Physics 15, 1058-1064 (2019).5. 低温下Yb2GaSbO7材料磁性相关研究同样是加州大学圣巴巴拉分校C. R. Wiebe研究团队在对Yb2GaSbO7材料磁基态的研究中观察到350mK的驰豫行为，并在随后的频率和交流磁化率依赖性无关的测量结果中推断出该材料不存在传统自旋玻璃态，并利用交流磁化率的高阶谐波功能对相变机理进行了更深入研究。 DynaCool系统ACDR选件测量的Yb2GaSbO7在mK温区的交流磁化率曲线【参考】P. M. Sarte et al., Dynamical ground state in the XY pyrochlore Yb2GaSbO7. npj Quantum Materials 6, 42 (2021). MPMS和PPMS的低温磁学测量组件了低温mK温区磁学测量的空白，结合主机系统的易用可靠的优势成功化解了诸多测量难题。截止2021年底，国内已安装MPMS系统He3选件14套，稀释制冷机交流磁化率组件6套，分布于北大、物理所、复旦、人大等多个科研团队，为超导、自旋液体、重费米子等关联电子材料研究提供了更多的实验手段，为具有阻挫磁性的笼目材料、二维van der Waals磁性材料和拓扑磁性材料等前沿热点领域的低温量子现象探究提供了更多的测量平台。

到底是一楼灰霾重还是30楼重?很多专家认为楼层越高，空气会越清洁，但是在相同水平层面分布是比较均匀的。不过，上海交通大学彭仲仁教授的团队利用无人机监测后发现，在逆温条件下PM2.5楼层分布规律和之前专家的预测并不完全一致。他们将飞机从地面一直往上飞，发现从300多米往上一直到500米，PM2.5的浓度反而越来越高，再继续往上污染浓度又急剧下降。　　学生自制PM2.5监测大杀器　　目前人们研究PM2.5以及空气中其他污染物在垂直空间的分布情况，主要是依赖在高层建筑物上建设监测站点，条件非常受限，所得到的数据非常少。上海交通大学智能交通与无人机应用研究中心主任彭仲仁教授发明了一个“大杀器”。他直接在不同高度测数据，PM2.5在不同地方、不同高度的分布情况一目了然。　　彭仲仁的学生根据需要，组装了一部无人机。考虑到飞机要比较长时间在空中飞行监测，他们选择了可以在空中飞好几个小时、烧汽油的固定翼飞机。因为烧汽油会产生废气，他们将排气管放在飞机尾部，飞机头的位置要搭载监测仪器的平台，这样废气和仪器的距离就比较远了。彭仲仁说，只要不是顺风飞，尾气就不会影响到监测结果，如果是在逆风方向飞行，数据就更可靠了。　　此外，监测仪器那么大，无人机怎么能拖得动?仪器在飞机上怎么控制?这个问题比较棘手。不过美国的空气监测设备厂家解决了这个问题，专门为他们的飞机量身定做了一批监测仪器。彭仲仁说，经过比对，这些小型设备和大型设备监测出来的数据基本差不多，于是监测PM 2.5的“大杀器”就完成了。　　实测数据显示锻炼还是早上好　　到了开始使用大杀器的时候。他们首先确定飞行的区域为一个四公里乘以四公里的正方形范围内，飞行时间分别分布在上午和下午的四个不同时段。飞机起飞之后，让飞机每上升100米就围绕这个正方形盘旋一周然后继续爬升，通过控制装载在飞机上的仪器记录下不同时间，不同位置的PM 2.5浓度。　　监测数据显示，PM 2.5的浓度在清晨6：00-7：30左右最低。随着太阳的逐渐升起，辐射量增加、空气温度升高，人们开始外出活动，污染物排放开始积累，PM 2.5的浓度也随之升高。所以，锻炼什么时候好?从空气污染的角度来看早晨更合适。在水平方向，此前有专家认为，非常细小的PM 2.5在空中的分布是比较均匀的。但彭仲仁团队监测到的实测数据显示，相比PM 10的空间分布确实要均匀很多，但PM 2.5同一水平位置的分布没有此前推测的那么均匀。彭仲仁说，这表明即使在小范围内，PM 2.5浓度仍因风向、地面排放、外部传输等原因呈现不均匀分布。　　而且有一次实测数据发现，PM 2.5也并不完全遵循高度越高PM 2.5浓度越低的规律。有一次他们将飞机从地面一直往上飞，发现从300多米往上一直到500米，PM 2.5的浓度反而越来越高，再继续往上污染浓度又急剧下降。查看温度才发现，气温也是随着地面升高而升高的，而不是每上升100米下降0 .6℃，因此判断300米到500米的这一高度区间恰好有一个逆温层，导致污染物难以扩散。　　链接　　广州借助“小蛮腰”研究PM2.5垂直分布规律　　此前一篇网络帖子中，自称“退役”售楼部小姐称，千万别买9楼到11楼的房子。因为这三层楼的高度是PM 2.5的最爱，是空气最脏的位置。这篇文章的论断很快就被专家和监测人员用理论和数据证明不靠谱。　　在PM2.5的垂直分布规律上，研究的城市并不多。广州借助“小蛮腰”，较早研究了广州PM2.5的垂直分布规律。根据广州市环境监测站的研究，在几十米以下的高度，PM2.5的浓度其实差别不大，越往高处PM2.5浓度越低，空气也就越清洁。但这只是小蛮腰所在位置的监测数据，其它地方是这样吗?中山大学的范绍佳教授曾表示，具体到某栋楼某个楼层，差别是非常大的。因为局部地区的扩散条件、小气候都不一样，一栋楼前面有一口池塘和没有一口池塘情况可能都不一样，根本没办法比较。

全球大约一半以上的人口以大米为主食，大米在全球社会稳定和经济发展中发挥着重要作用。大米质量直接关系到人类身体健康，因此建立能够确定劣质或受污染大米的地理来源并迅速解决食品安全问题的追溯系统非常重要。而农产品产地溯源关键是构建一个稳健数据库，能够反映不同地域的特征分布。近日，浙江省农业科学院，省部共建国家重点实验室、农业农村部农产品信息溯源重点实验室，质量营养所袁玉伟研究员、张永志副研究员为通讯作者，联合数农所盛美玲博士为第一作者，中国水稻所张卫星等为同一作者，首次利用地理环境相似性原理，构建中国大米CHO稳定同位素的景观图和预测模型。该预测模型可以预测水稻稳定同位素的空间分布，从而丰富和补充同位素参考数据库，对大区域范围内的水稻原产地鉴定提供了数据支撑。该篇研究成果发表在《Food Chemistry》。（DOI：https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133744）该研究得到省公益和省重点研发项目、国际原子能机构（IAEA）、国家重点实验室和院学科建设专项等经费的支持。文章正文：（一）实验数据：研究区为中国大米主产区，研究区内共794个样点，采样时间为2017年，涉及17个省的117个县（市或区）。推测的目标变量为稳定性碳同位素、氧同位素和氢同位素（δ13C，δ2H和δ18O），是利用同位素质谱仪（Isoprime 100，isoprime 英国公司）检测。推测的空间分辨率为0.15°×0.15°。图1 全国大米采样点分布（二）实验方法：本研究利用地理环境越相似，变量值越相似原理（地理学“第三定律”），构建稳定同位素预测模型。首先刻画影响稳定同位素碳氢氧的环境特征，筛选出与大米稳定同位素（δ13C，δ2H和δ18O）相关性较高的因子，作为推测过程中的辅助变量，形成影响因子数据库；其次采用gower相似度计算方法计算待推测点与样点间的单因子相似度，利用加权平均法综合各影响因子的相似度，得到待推测与样点的相似度值；第三利用样点间环境相似度以及样点目标变量相似度计算样点的可信度；最后根据样点环境相似度和可信度构建大米稳定同位素空间推测模型，并计算推测不确定性。根据稳定同位素影响因素的已有研究成果，选取2017年的温度、降水、湿度等10个影响因子，建立影响因子数据库，然后将各因子与稳定同位素进行相关分析（表1），选取显著相关的因子（p＜0.01）作为推测时的辅助变量。对于δ13C和 δ18O的推测，这10个影响因子均呈现显著相关，所以都作为了辅助变量用于推测；对于δ2H，除了生长季均温和生长季积温外，其他的因子作为δ2H空间推测的辅助因子。表1. 稳定同位素和环境因子相关分析结果 (δ13C, δ2H 和 δ18O)注：*, **分别表示p-value 0.05 和p-value 0.01本研究利用交叉验证的方法，随机选取70%的样点作为训练样点集，剩余30%作为验证样点集，循环十次，对推测结果进行评价分析。然后与现有的回归-克里格方法进行对比，实现对稳定同位素空间推测的评价。（三）实验结果：利用本研究提出方法得到δ13C，δ2H和δ18O的推测平均精度分别为0.51‰、7.09‰和2.06 ‰。而利用回归-地统计方法推测δ13C，δ2H和δ18O的平均精度分别为0.54‰，8.83‰和 2.11‰（表2）。总的来看，该方法要比回归-地统计方法推测精度高。表2 基于环境相似性与回归地统计方法推测结果对比本研究提出方法验证过程中，第六次和第十次独立验证散点图如图2所示，对于δ13C，δ2H 和δ18O推测值与实际值都较为均匀的分散在1:1直线两侧，全国样点根据大米主产区分为东北（N-E）、长江中下游（YR）、西南（S-W）和东南（S-E）四大产区（图中用四种颜色代表），能明显看出对δ13C，δ2H和δ18O的推测值在不同区域有明显的聚集，不同区域之间存在差异。图2 基于环境相似性推测结果和实测值对比散点图。左侧为第六次独立验证结果，右侧为第十次独立验证结果。本研究得到中国大米稳定同位素δ13C，δ2H和δ18O的空间分布图和推测的不确定性图，空间上大米稳定同位素δ13C，δ2H和δ18O推测结果具有明显的空间异质性。在样点稀疏的地区推测不确定性较大。图3 基于环境相似性的2017年大米稳定同位素（δ13C，δ2H和δ18O）的空间分布（左）以及推测不确定性空间分布（右）（四）结论该研究提出的基于环境相似性的稳定同位素空间推测模型可以预测水稻稳定同位素的空间分布，从而丰富和补充同位素参考数据库，对大区域范围内的水稻原产地鉴定提供了数据支撑。同时可以根据推测不确定性指导之后的采样，在不确定性较高的地区多设置采样点，在不确定性较低的地区可以较少的布置采样点，这样合理规划采样点，节约成本。