反应过程

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 近日，中国科学院过程工程研究所采用原位扫描电镜技术观察银颗粒结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构生长过程的调控规律，建立了材料表界面介科学研究的方法，为材料结构定向合成提供了理论指导，相关研究工作发表在Research。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " (DOI:10.34133/2020/4370817) /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 材料结构具有多样性和复杂性，针对特定功能的材料结构定向合成和规模化制备是一个挑战性问题。受反应和传递过程影响，在材料生长界面前端存在着动态微环境（界面浓度场或温度场等），动态微环境与材料生长界面的实时影响和交互调控是传统结晶理论预测的盲区。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 过程工程所研究员韩永生团队长期开展材料表界面介科学研究，提出了表界面浓度场是材料结构生长过程的关键控制机制，通过反应速率和传质速率调控界面浓度场，合成了不同形貌的纳米颗粒，验证了界面浓度场对材料结构的调控作用，发展了基于反应-传质调控的材料结构定向合成方法。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 在此基础上，研究团队采用原位电镜研究了动态浓度场对材料结构的实时调控作用。在扫描电镜中引入原位液体池，当电子束扫描样品时激发水分子产生还原性物质（水合电子）和氧化性物质（羟基自由基）等，采用有限元模拟方法，量化还原态水合电子和氧化态羟基自由基的浓度，并将浓度场的实时变化与材料结构生长过程进行关联，发现反应物质浓度的时空动态变化导致银颗粒的可逆变化，验证了动态浓度场对材料结构生长过程的调控作用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据研究人员介绍，材料的生长表面及其周围的动态浓度场共同构成了材料表界面的介尺度结构，这种介尺度结构不但存在于材料生长过程，也存在于多相反应过程中，对反应的选择性和效率具有重要影响。因此揭示材料表界面介尺度结构的控制机制和稳定性条件，是材料定向合成和反应定向调控的关键，有望成为材料科学研究的前沿。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 该研究得到国家自然科学基金委“多相反应过程中的介尺度机制及调控重大研究计划”培育项目和集成项目以及多相复杂系统国家重点实验室项目支持。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " a href=" https://spj.sciencemag.org/research/2020/4370817/" target=" _self" strong span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " 文章链接 /span /strong /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2ad4ea5f-09ac-4850-b62d-9b94dc360531.jpg" title=" 银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg" alt=" 银颗粒的动态可逆结晶过程.jpg" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " strong 银颗粒的动态可逆结晶过程 /strong /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/740ed6e2-3437-4bc5-90a0-140ed5104c2a.jpg" title=" 采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg" alt=" 采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 采用原位扫描电镜观察了银颗粒的动态结晶过程，揭示了动态浓度场对材料结构的实时调控作用 /strong /p

“热”诱发或驱动的化学反应是工业反应的主体，占工业企业二氧化碳排放量的90%，反应诱发和反应进程快，因此难以实施“快速热化学反应”的在线精准测试。如何对其进行科学测试与精准分析，一直是科学仪器研制和技术研究领域的热点和难点。记者从不久前召开的“快速热化学反应过程分析仪”项目研究进展与成果产业化推进会上获悉，经过研发团队的科技攻关，该项目已成功研制出我国首台“快速热化学反应过程分析仪”样机，并已与行业龙头企业展开合作，加快推进国产化进程。由于国内外长期缺乏快速热化学反应特性测试和反应动力学分析的有效方法和仪器，2022年，“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”专项设立了“快速热化学反应过程分析仪”项目，在辽宁省科技厅组织下，由沈阳化工大学牵头，联合中国科学院过程工程研究所等10家产学研相关机构，在热化学快速反应转化器和小分子、大分子、杂原子等气体产物的快速在线检测方法和仪器方面联合开展科学研究和仪器研制。该项目负责人、长期从事热化学反应测试与分析领域研究的沈阳化工大学校长许光文教授介绍，通过联合攻关，科研人员将研制出我国首套完全国产化、潜在领先国际同类仪器的热化学反应过程分析仪系统，用来分析产物生成反应动力学、测试全产物质量动态演变特性。2005年以来，许光文创建了利用微型流化连续平推流反应器，开展热化学反应测试与分析的方法并研制出系列仪器，取得较系统的基础研究和转化应用成果。这些成果成功应用于国内外100余家科研机构及相关企业，填补了我国热化反应分析领域自主成果的空白。据悉，该项目的研究，将进一步形成有效科学手段，深入研究和认识快速热化学反应规律，揭示反应产物生成过程特性，为碳达峰碳中和目标的实现提供有力的科学方法和手段。目前，沈阳化工大学、中国科学院过程工程研究所已与我国颗粒测试技术领域龙头企业达成合作，全面推进热化学反应分析仪的国产化和产业化进程，以促进研究成果的快速转化应用。

——合臣科技 进口国产 通用实验室仪器设备——英国Radleys公司成立于1966年，拥有超过50年的科学实验用玻璃器皿和实验室仪器研发、制造经验，其客户包括全球蓝筹企业和学术研究机构。Radleys专注于生产化学合成、工艺开发、合成后处理和蒸发实验用的设备，致力于为您提供更安全、更清洁、更环保和更高产率的创新型化学实验设备。第35期研讨会主题：如何在实验室放大加样过程中放热的反应？15分钟快速研讨会2月7日和8日多个时间可选向反应混合物中添加反应液是常见的化学合成操作，从 mL 放大到 L 通常 需要改变加料的方式。在这场简短的网络研讨会中，Steve和Jenna讨论了进行受控液体添加的注意事项，并演示了AVA实验室控制软件，并通过一个案例研究说明了实验室控制软件如何解决日常实验室问题，以及Radleys如何帮助解决化学家的需求。查看更多研讨会信息，以及预约研讨会时间，请前往“合臣科技（上海）有限公司”“网络研讨会”模块查看。主要讨论目标1. 了解液体添加的常见注意事项、方法和工具2. 利用自动化改进液体添加3. 提高重复性和再现性适合谁参加？1. 合成化学家2. 工艺放大化学家3. 高校科研工作者研讨会主持人Steve Bendefy Steve于2006年加入Radleys，任职美国、印度和欧洲部分地区的国际区域经理。他热爱化学，特别是帮助解决化学家在实验室中面临的挑战性技术问题。Dr Jenna Spencer-Briggs Jenna拥有谢菲尔德大学的有机化学博士学位。她在卡迪夫大学工作后加入了Radleys，她在卡迪夫大学的实验室授课和教学。作为科学内容撰稿人，她利用自己的化学知识帮助解释我们产品的影响。合臣科技（上海）有限公司是进口、国产通用实验室仪器设备的供应商。主要供应英国Radleys、德国Mbraun（布劳恩）、德国Vacuubrand（普兰德）、德国Huber（富博）、德国Heidolph(海尔道夫)、德国IKA（艾卡）、瑞士Mettler Toledo（梅特勒-托利多）、德国Christ、德国Kruss（克吕士）、美国Waters（沃特世）、美国Unchained Labs（非链）、瑞典Biotage（拜泰齐）、上海一恒（Being）、合臣科技自产、英国Stoli Chem、德国Micro 4 Industries等众多品牌产品，还供应其他优质的国产通用实验室仪器。

由沈阳化工大学等10家单位组成的国家重点研发计划“快速热化学反应过程分析仪”项目组今天召开研究进展与成果产业化推进会。该项目2022年立项，经过项目团队一年多的科技攻关，现已形成“快速热化学反应过程分析仪”样机产品，并开始加快推进成果产业化。据该项目负责人沈阳化工大学教授许光文介绍，过程分析是科学仪器发展的热点和前沿方向，受仪器原理和结构限制，国内外仍缺乏对高温快速反应过程特性的有效监测手段和分析仪器，难以对气相产物全组分信息在线精准采集。2022年，在辽宁省科技厅组织下，由沈阳化工大学牵头，联合中国科学院过程工程研究所、杭州谱育科技发展有限公司等10家在热化学快速反应转化器和小分子、大分子、杂原子等气体产物在线检测仪两方面的产、学、研、用突出单位成功申报国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”专项立项“快速热化学反应过程分析仪”项目。据悉，该项目主要研制我国首套完全国产化、潜在领先国际同类仪器的快速热化学反应过程分析仪系统，分析产物生成反应动力学、测试全产物质量动态演变特性，提出分别利用快速过程质谱、高分辨率质谱和TDLAS激光光谱仪相结合的综合测试和表征技术方法，测试“小分子永久性气体生成曲线”定量动力学、获取“中等质量数以上产物全质量谱图”研究产物生成特性及其随反应时间的变化、并解决“含N、S等杂原子化合物实时释放”的测试难题，成果可形成有效手段，揭示快速反应气相产物生成过程特性，以全面研究认识反应。据了解，该项目创新之处在于，在“微型平推流”中以高温颗粒加热方式于高压下快速诱发在线伺样的物料发生化学反应、通过微型平推流高保真导出产物信息、全产物在线快速检测产物生成动态特性、解析反应动力学和反应机理，将针对典型物质的快速热化学反应过程特性试验并验证分析仪及系统的应用性能，建设分析仪产品的生产线、构建产业化平台，通过应用推广，推动我国快速反应分析仪及其应用技术的持续发展和核心竞争力。

p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 中国科学院高能物理研究所多学科中心X射线成像实验站副研究员袁清习和国内外课题组合作，建立了基于同步辐射纳米分辨谱学成像技术追踪氧化还原反应相变过程的方法，并成功应用于锂离子电池电料相变过程的研究。研究成果近期发表在《自然-通讯》（Nature Communications）期刊上。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 同步辐射谱学成像（XANES imaging）是利用特定元素对X射线能量的不同响应特性来获得样品内部对应元素的化学价态三维分布。基于波带片全场成像方法的纳米分辨谱学成像技术可以获得高空间分辨的形貌和化学信息，近年来受到了越来越多的重视，在材料科学领域尤其是在能源材料领域的研究中表现出重要潜力。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 针对纳米分辨谱学成像方法学和应用研究，高能所多学科中心X射线成像实验站近年来开展了大量的工作。其中，袁清习和国内外多个同步辐射装置建立紧密联系，在技术研发、科研应用等方面开展了广泛的合作。近期，袁清习联合美国斯坦福同步辐射光源研究员刘宜晋课题组、弗吉尼亚理工大学教授林锋课题组提出了应用同步辐射纳米分辨谱学成像技术研究氧化还原反应的不均匀相变过程的新方法。这个联合团队成功将他们提出的新方法应用于Li(NixMnyCoz)O2(NMC) 三元正极材料的研究中，揭示了该材料热稳定性的一系列问题。该项工作发表于Nature Communications9, 2810，2018，共同第一作者为弗吉尼亚理工大学博士穆林沁和高能所袁清习。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 以NMC正极材料中的应用为实例，该实验方法的工作流程如下：首先，为了研究该材料体系在不同温度下的行为，开展原位实验，利用谱学成像获得大量空间分辨的吸收谱数据；其次，提取Ni元素K边吸收能量表示相应的化学状态，高能量代表高价态（相对氧化态），低能量代表低价态（相对还原态）。进而使用样品在不同温度条件下的化学价态分布结果来表征氧化还原相变过程；第三，选择特定的Ni元素价态（例如，选择氧化还原反应最剧烈的能量点代表的价态），利用所采集的大量数据来描绘Ni元素等价态面的三维分布，对比不同反应条件下的等价态面分布来表征相变的发生、发展及相变前沿的推进过程；最后，引入等价面局域曲率（反应界面局域曲率）的概念，来描绘成核生长及整个相变的复杂过程。 /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 图1为Ni的价态随NMC材料加热过程的变化，其中的每一条曲线代表了相应条件下基于全部像素的Ni价态的分布情况，可以看出化学反应从开始到结束全过程Ni元素价态分布的演变情况。图2给出了四个特定反应条件下Ni等价态面的发生、发展过程，所选择的Ni价态为8341eV对应的价态。从图1可以看出，8341eV代表的价态可以代表是化学反应最剧烈情况。图3中用不同颜色表示了镍元素的吸收边能量代表的镍元素的价态。受由晶粒边界和其局域的化学环境（不同组分和缺陷）所影响，相变过程通常非常复杂，如图3a所示，镍阳离子三维的形貌由不同的价态组成，从相对还原态（低能量态）到相对氧化状态（高能量态）。这些三维的价态推进前端提供了一个直观的三维立体多面体。还原态和氧化态分别代表了子相和母相，相变反应的推移前端从图3a到图3c。同时，作者将这些三维多面体每个局域的曲率计算出来，并分别用红色和蓝色代表局域曲率为正值和负值。从图3d、e可以看出相变过程中局域价态曲率的演化过程。 br/ /p p style=" text-align: justify " & nbsp & nbsp 这项工作不仅对锂离子电极材料的热稳定性和热致相变给出了详细的描述，还为下一步的储能材料优化提供了一些思路。研究工作所使用的方法可以推广到更加广阔的研究领域，尤其是复杂体系的非均匀相变过程等的研究中。特别是考虑到下一代同步辐射光源的发展，更高的亮度将会大大降低实验的时间，从而能够更好地捕捉到相变过程中的非稳定状态，为能源材料、环境科学等研究领域提供有力的工具。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/863601e7-f186-445f-b8b1-ff31fd5d1984.jpg" title=" 图1111.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图1 NMC样品中镍元素的价态随加热过程的变化。（a）为镍元素的局域价态直方图。（b-e）为原位观测镍价态信息示意图。镍的价态由Ni 的K吸收边能量表示，高能量和低能量分别代表了高价态和低价态。 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/974970c5-2fc2-4129-beeb-217abf22612c.jpg" title=" 图2222.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图2 NMC样品不同反应条件下Ni等价态面的产生、发展及推进过程 /p p br/ /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/d29d8585-987d-4cf3-9540-9ad6e2f158af.jpg" title=" 图3333.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图3 局部镍元素价态曲率随相转变的演化。（a,b,c）分别代表了不同能量（8339, 8340 和8341 eV）的Ni K-edge的等值面形成的三维曲面。图d和e表示了在不同能量范围内价态曲率随着能量值的变化。 /p p br/ /p

A Free Nuclear Magnetic Resonance Educational WebinarAugust 23-24, 2016第一期 8月23日 - 北京时间下午3点第二期 8月24日 - 北京时间下午3点注册方式将以下连接复制粘贴到浏览器https://www.bruker.com/cn/service/education-training/webinars/nmr-webinars/insightmr-nmr.htmlSeminar OverviewNMR以其特有的定性和定量优势正成为一个日益重要的化学反应监测工具，工业和学术科研人员可以通过NMR谱图所提供的信息增加对反应机制的理解并提出优化反应过程的解决方案。InsightMR软件将Topspin、IconNMR和Dynamics Center三个强大且完善的软件程序整合到一个平台，兼顾其各自的功能并结合相应的硬件，可实现在线NMR化学反应过程分析。该产品特性如下：1.自动采样控制、交互式处理和分析的单一界面，可完成实时动力学轮廓。2.支持对一系列采用不同核和隔行扫描的1D NMR谱图进行采样和实时分析。3.提供默认的动力学参数设置，能够容易地设置实验来观测在氘代溶剂和非氘代溶剂中的反应过程。4.运用平行采样和分析功能在同一时间对多个采样进行同步监控。5.基于实时数据处理和动力学轮廓计算，可以进行即时采样调整。6.与Bruker谱仪的无缝整合实现即时数据分析。What you will discoverwebinar将对insightMR软件的工作流程和关键功能进行概述，并对使用该软件需要的硬件进行说明。Who should attend工业和学术科研领域参与合成有机化学和过程开发的管理者、科学家和技术人员包括： 过程化学家分析化学家合成有机化学家化学工程师化学和制药学科学生监管部门

在多相催化中，对催化剂活性状态的测量是揭示复杂催化剂结构与活性关系的关键。目前，大多数的催化研究以测量催化剂的结构信息和分析反应器出口的产物为主，对于物质在“黑匣子”式固定床反应器内部不同位置的实时状态监测仍为研究难题。 近期，德国REACNOSTICS公司研究推出的多功能原位空间分辨固定床原位反应器，可实现测量和/或模拟反应器内的浓度、温度和流场，可视化呈现出物质在反应器不同位置的实时状态，并通过原位即时空间分辨光谱（Operando Spectroscopy）实现对催化反应动力学的监测与控制。设备有效解决了传统“黑匣子”式反应器内部动态无法监测的难题，使得催化反应各项性能指标“透明”。该催化反应器可以与拉曼光谱、质谱、气/液相色谱等仪器联用，达到不断优化催化反应的目的。多功能原位空间分辨反应器-紧凑型反应器 CPR（多种用途、小巧紧凑的设计、带光学接口） 汉堡工业大学联合德国DESY同步辐射光源使用了德国REACNOSTICS公司的多功能原位空间分辨反应器，研究监测了C2H6 在MoO3 /γ-Al2O3上氧化脱氢反应过程中的温度、气体浓度梯度和高能 X 射线衍射 (XRD)的变化过程。该设备助力科研人员实现了空间分辨的材料结构与催化活性的构效关系分析。 多功能原位空间分辨反应器通过催化固定床实时测量空间分辨气体组成、温度和X射线衍射物相。空间梯度是通过毛细管采样技术获得的，用一根带有小采样口的采样毛细管穿过催化剂固定床的中心，放置在反应器管中，如图1所示。产物通过取样孔从反应区连续抽出。毛细管以及取样孔和热电偶被固定在空间中，反应管沿被探测的样品轴方向平移。通过这种方式，整个催化剂反应区可以沿着包括取样孔、热电偶尖端和X射线束的测量区域移动，从而实现空间分辨的测量。图表 1 多功能原位空间分辨反应器实现空间分辨原位测量的工作原理示意图图表 2 实验装置示意图 如图3所示，分步测量能够有效地区分不同的气态反应物和产物及其在催化剂固定床的每个内部位置的浓度。反应物和产物的浓度比符合C2H6氧化脱氢为C2H4的预期。图表 3 (a)催化剂分布图；(b) 不同的气态反应物和产物及其在每个内部位置的浓度 随着催化剂固定床床沿线反应进程的增加，催化剂暴露在强烈变化的局部气体成分中，这导致催化剂在气相转化时的反应动力学和视觉外观发生变化。然而，这些观察结果只关注了化学反应系统的一部分。因此，作者结合空间分辨 XRD，记录了38 mm长的催化剂反应区的27 个衍射图，形成相应的 XRD 分布（图4）。图表 4 不同位置的XRD图谱 根据结构相似性，催化剂床可以分为三个区域（0-18 mm；18-24 mm；24-38 mm）。第一个工作区 (0–18 mm) 和第三个工作区 (24–38 mm) 的 XRD 图非常稳定，显示出各自相同定性的衍射结果。在第二个工作区（即中间体过渡区）， XRD 揭示了一个明显的相变，如图 5 所示，超过36 mm的X射线衍射图显示，具有单斜晶系结构的MoO2是与氧化钼有关的晶相。出现MoO2衍射的同时MonO3n-x信号减少，在19 mm处开始观察到MonO3n-x还原为MoO2。图表 5 不同工作区位置的XRD结果 本项研究中作者以MoO3 /γ-Al2O3催化剂上的乙烷脱氢制乙烯为例，利用德国REACNOSTICS公司的多功能原位空间分辨反应器同时进行温度、气体组成和高能XRD的测量，验证了该装置在原位测量中的优越性。集成的全自动设计可以与一系列光束线兼容，且样品转换和操作十分简便。此外，该技术还适用于对高压和高温有要求的多种反应体系，可以搭配联用各种气/液相/质谱、红外拉曼光谱和X射线衍射、X射线吸收光谱、拉曼光谱、SAXS等表征方法，从而多角度促进对催化反应体系的优化。

01前言近日，《催化学报》在线发表了厦门大学李剑锋教授团队在能源电化学原位表征领域的最新综述文章。该论文综述了原位拉曼光谱及X射线吸收光谱在能源转换电化学反应中的应用与进展。论文第 一作者为：陈亨权，论文共同通讯作者为：李剑锋教授和郑灵灵助理教授。02背景介绍电解水、氧气/二氧化碳的还原等重要能源电化学过程对于提高能源转换效率、减少环境污染、实现社会可持续发展具有重要意义。因此，近年来，开发针对这些过程的高效、稳定电催化剂引起了研究者的广泛关注。催化剂的设计与开发极其依赖于对反应机理、活性位点以及构效关系的深层次认识与理解。尽管传统的非原位表征技术以及理论计算在一定程度上加深了对这些反应的理解，但是其难以提供反应条件下的实时变化信息，这就促使了原位表征技术的发展。通过原位表征技术可以追踪催化剂表面的反应过程，捕获反应中间体，揭示反应活性位点的结构变化。目前常见的包括原位红外光谱、原位拉曼光谱以及基于同步辐射光源的原位X射线吸收光谱等。本文主要总结了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在一些重要能源电化学反应中的应用，进一步讨论了其存在的不足，并对未来可能的发展进行了展望。03本文亮点1. 基于目前的研究现状，系统地总结了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展以及在原位表征能源电化学过程中的优势；2. 按照电催化反应进行分类，梳理了各类反应目前存在的难点，以及原位表征技术在解决这些难点上作出的贡献；3. 讨论了目前原位拉曼光谱与X射线吸收光谱技术存在的挑战，并对其未来发展进行了展望。04图文解析▲图文摘要拉曼光谱，尤其是表面增强拉曼光谱 (SERS)，已被证明是一种强有力的表征技术，可以提供电催化反应中表面氧物种、羟基及金属氧键等重要关键中间物种的丰富信息。同时，基于同步加速器的X射线吸收光谱(XAS)是探测催化剂电子结构、价态和配位环境的有力工具，从而可提供催化剂的精细结构信息。基于此，本文主要综述了这两项技术在原位研究各类能源电化学反应中的应用。ORR中的应用：图1. ORR反应原位电化学拉曼光谱图 (a) Pt (111), (b) Pt (100), (c) Pt (110), (d) Pt (311), (e) Pt (211), 氧气饱和的0.1 M HClO4溶液。(f) 0.8 V (vs. RHE)时，不同单晶表面ORR的电化学拉曼光谱图比较。(文中出现的Figure 2)05全文小结1. 本文综述了原位拉曼光谱与X射线吸收光谱的发展，以及它们在原位研究能源电化学反应过程中的优势；2. 本文针对一系列重要的电催化反应，详细阐述了目前存在的研究难点，同时通过代表性的研究案例，揭示了原位拉曼光谱以及X射线吸收光谱在各电催化反应中的具体应用以及其解决的难题；3. 针对目前原位拉曼光谱和X射线吸收光谱存在的缺点与不足，进行了详细的讨论，并对其未来的发展方向以及关键性技术进行了展望。赛纳斯SHINS推出的全新科研型电化学拉曼系统“EC Raman光谱仪系统”。由恒电位仪、便携式拉曼光谱仪、显微成像系统组成。它具备超高的谱图分辨率，与大型台式拉曼系统相当。并且它的尺寸更小，方便携带。可在任何地方提供科研级的性能。强大的功能和独特的设计，为你的研究提供更多的可能性。智能的自研软件助您轻松应对各种测试，是您实验数据的强有力保障。全新EC-RAMAN电化学拉曼系统

法国巴斯德研究所发表高分文章（NATURE IMMUNOLOGY，IF:25.6），使用法国Stilla Technologies公司naica® 微滴芯片数字PCR系统和艾普拜生物Apexbio新冠病毒数字PCR检测试剂盒量化血浆中新冠病毒载量。南非于11月24日发现的新冠新变种Omicron（奥密克戎）再次引起了人们对新冠病毒的关注，奥密克戎最特殊的地方在于其在RBD(受体结合域)有15个突变位点之多，而Delta只有2个，以免疫逃逸能力著称的Beta也不过3个，这是对现有治疗方案和疫苗方案的严峻挑战，之前广受关注的再生元中和抗体组合疗法已经宣布对Omicron无效，这些事实表明我们需要对新冠病毒所产生的病理和免疫反应有更加深入的了解，以帮助我们战胜疫情。近日，法国巴斯德研究所的科学家运用naica® 微滴芯片数字PCR系统、细胞因子检测等技术，在NATURE IMMUNOLOGY（IF：25.6）上发表了一篇系统性分析新冠病毒进入人体后免疫反应的文章，并对微生物群落与新冠病毒之间的潜在关系进行了探索，进一步解开人体对新冠病毒的免疫特性。应用亮点1.naica® 微滴芯片式数字PCR系统检测血浆中新冠病毒载量，并确认与病程相关2. 不同组织中的新冠病毒载量与症状程度并不完全一致3.鼻微生物组影响COVID-19患者的局部黏膜和全身免疫反应SARS-CoV-2感染后不同人之间的临床表现差异极大，从无症状或轻微症状到可发展为急性呼吸窘迫综合征的严重肺炎都有出现，这种疾病进展相关的病理生理学调控机制的差异与病毒感染本身、宿主免疫反应、宿主共病或这些不同因素的组合的关系仍然未知。为了了解这一过程，本文对急性感染的不同临床表型的COVID-19患者进行检测，包括鼻咽拭子和血浆样本中的SARS-CoV-2刺突特异性抗体、细胞因子、病毒载量和细菌群落进行了综合分析。对血浆及鼻咽部进行抗体检测的结果表明感染后人体会对SARS-CoV-2刺突蛋白产生很强的局部和全身体液反应。对COVID-19患者的46种不同细胞因子反应进行了分析的结果表明，细胞因子的反应是分区的。抗体与细胞因子这种明显的差异是否是由于病毒载量的差异直接导致的？对血浆样本中的病毒载量检测使用naica® 微滴芯片数字PCR方法，Apexbio新冠病毒数字PCR检测试剂盒，鼻咽部病毒载量使用qPCR方法进行检测。患者局部粘膜（鼻咽部）和全身（血浆）的病毒载量均有所增加(图1a)，但相关性不强(图1b)。血浆病毒载量随着疾病严重程度的增加而增加，但鼻咽病毒载量在很大程度上与临床表现无关(图1a)，对病毒载量、细胞因子和抗体反应特征进行了多维标度(MDS)和相关矩阵（图1c，图2a）分析，发现病毒载量与系统性炎症反应(IL-6、TNF和CCL19)和监管细胞因子(IL-10和IL-1RA)呈正相关，但与抗病毒干扰素(IFN-α2)无关，这与此前报道的SARS-CoV-2诱导过度炎症以及干扰素反应可在初始感染中发挥控制作用相一致。血浆病毒载量与伪中和活性的定位不同(与血浆的刺突特异性IgG和IgA形成一个簇 图1 c)。病毒载量与病毒特异性抗体反应呈弱正相关（图2a），表明系统病毒载量在驱动刺突特异性体液免疫中发挥作用。而鼻咽部的MDS投影却明显不同。病毒载量与刺突特异性IgG和IgA反应密切相关。但病毒载量与任何炎症或调节细胞因子均不相关，却与IL-33、CSF3和IFN-γ呈强负相关(图1e，图2)。这些细胞因子在患者中减少，这可能与SARS-CoV-2感染有关。图1：SARS-CoV-2抗病毒免疫反应在局部和系统上存在差异。a，通过数字PCR评估血浆病毒载量，通过RT-PCR评估鼻咽拭子中病毒载量，以相对拷贝数(cp) / ml表示 N = 61(左)和N = 42(右)。b，血浆中的病毒载量与鼻咽部的相关图。c,e, MDS预测血浆(细胞因子，抗体和血浆病毒载量 C)和鼻咽部(细胞因子、抗体和鼻腔病毒载量 e).虚线代表最相关的分析物。图2：SARS-CoV-2抗病毒免疫反应具有局部和系统特异性。不同组织的免疫相关矩阵(a)全身系统(血浆细胞因子，血浆抗体，血清病毒中和，血液病毒载量)，(b)鼻咽部（鼻腔细胞因子，鼻腔抗体，鼻腔病毒中和，鼻腔病毒载量)通过对鼻咽部共生菌群的分析发现，SARS-CoV-2感染与鼻咽细菌群落的干扰以及伴随的COVID-19危重型患者的生物失调相关。本文研究结果揭示了鼻咽免疫和全身免疫之间的不同反应，且重症COVID-19对鼻咽细胞因子和微生物组有强烈影响。这些结果为SARS-CoV-2感染患者的管理提供了新的策略。期刊名： NATURE IMMUNOLOGY影响因子：25.6法国巴斯德研究所是世界上最著名的研究所之一，成立130余年来一直走在世界科技前沿，是微生物学、免疫学、传染病学等学科的起源地，曾开发出狂犬病疫苗、天花疫苗、流感疫苗、黄热病疫苗等多个造福人类的疫苗产品，并培养了10名诺贝尔奖生理学或医学奖获得者，实现研究、教育、健康、创新“四位一体”的研究机构。法国巴斯德所（巴黎总部）｜欢迎试用｜naica️® 六色微滴芯片数字PCR系统开放试用，大家可以拨打电话010-57256059或者官网官微申请，诚挚邀请您到Stilla数字PCR中国技术示范与服务中心参观，期待与您相见。naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片式数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。

“第四届全国化学反应工程控制与反应设备优化交流研讨会” 随着中国经济的快速发展，化学工业迎来了机遇也面临着挑战，化学反应工程主要以工业反应过程为主要研究对象，包括反应技术的开发、反应过程的优化控制和反应器设计，涉及化工、石油、轻工、医药、生化、食品、冶金等各个领域，为了进一步加深企业与院校及科研院所间的交流与合作，促进我国化学反应工程技术开发和交流，推动我国化学反应工程的发展，中国化工学会培训中心将于2014年8月17日-19日在上海市举办“第四届全国化学反应工程控制与反应设备优化交流研讨会”，届时将邀请有关部门领导、专家到会演讲，并进行专题交流研讨。请各有关单位积极派员参加，现将有关事项通知如下：一、会议组织结构主办单位：中国化工学会培训中心 支持单位：康宁（上海）管理有限公司二、会议时间地点：时间：2014年8月17日-19日（17日全天报到）地点: 上海市（地点确定直接通知报名者）三、会议主要交流研讨内容：1、研究化学反应规律，建立反应动力学模型2、化学反应和分离单元耦合集成技术及其应用3、新型反应工艺技术的开发及其分析应用4、化工反应过程强化技术及反应绿色化5、影响反应工程的因素如返混、混合、热稳定性和参数灵敏性等6、工业反应过程开发放大、模拟、操作优化与控制7、催化反应过程优化与制备及工程化技术8、反应过程中催化剂的选择对纯度的影响9、化学反应过程温度、压力、流量、液位等控制及典型案例解析10、化工连续生产装置集成调度优化运行技术及工业应用11、新材料反应工程、新技术工艺、新设备在化工反应领域的应用12、新型反应器的开发设计和应用及优化13、反应器的传递规律与传递模型建立及传递过程的影响14、工业反应器的放大、工艺优化与反应工程的新进展15、反应器的安全控制和故障诊断及案例分析四、会议费用：2400元/人（含会务费、资料费、餐费）。住宿统一安排，费用自理。五、会议形式说明：1、邀请国内主管部门领导、权威专家做专题报告，并针对目前工作中遇到的问题和难点作交流指导。 2、邀请国内外先进化学反应技术持有单位采用现场演讲、实物展示、图片展览、多媒体展播、会刊等多种方式对推介技术（产品）进行介绍。 3、组织国内化学反应工艺与反应器研究院所、高等院校、生产企业及相关配套企业等单位技术需求调查、技术交流与合作等活动。六、会刊征集:1、本次研讨会将面向全国征集与主题相关的学术报告、论文、调研成果，将择优选用并安排会议发言。2、本次会议会前将印刷会刊（论文集）作为会议资料，请拟提交论文的人员2014年8月8日前将论文题目和摘要提交给会务组信箱。3、要求论文字数不超过5000字，文件格式为word文档。具体内容包括：论文题目、作者姓名、工作单位、通讯地址、邮政编码、电话、论文摘要、关键词、正文、主要参考文献、英文摘要。七、联系方式：大会组委会秘书处：电 话：010-60338926 传 真：010-60338926联 系 人: 祁慧杰 手 机：13146821314电子邮箱：hgxh_2012@163.com 部分专家介绍及报告 1、韩一帆 教授 华东理工大学化工学院、主要研究方向：多相催化及洁净能源与环境保护技术开发、催化反应动力学与反应机理、催化表征新 方法等方面的研究。2、孙兰义 教授 中国石油大学（华东）、研究方向：高效过程设备（塔板、填料、反应器内构件、换热器）的开发、节能型（耦合）精馏过程 的模拟、优化与控制、过程工业能量系统分析与综合优化。3、顾正桂 教授 南京师范大学、江苏省萃取分离工程技术研究中心主任、主要研究方向：分离集成技术的研究、在萃取与连续反应集成技术领域。4、关凯书 教授 华东理工大学化工机械研究所、主要研究方向：承压设备结构完整性、微试样测试技术、过程设备失效分析与预防、纳米涂层。5、李士雨 教授 天津大学化工学院，主要研究方向：化工过程模拟、优化技术、化工信息技术、过程集成技术6、马 兵 博士 美国康宁公司应用开发与商务经理、毕业于美国杨百翰大学（Brigham Young University）化学与生物化学系。主要研究方向:具有生物活性的天然化合物全合成研究。 7、杨 超 研究员 中国科学院过程工程研究所、主要研究方向：化学反应工程、化工流体力学、多相传递过程、微生物冶金；研究成果已在己内酰胺等工业过程中应用。8、金晓明 总经理 浙江中控软件技术有限公司、浙江大学教授、主要研究方向：模糊控制等先进控制策略，工业过程的数据集成、智能监视与优化，先进控制技术在炼油、化工工业典型装置中的应用。 9、骞伟中 副教授 清华大学化学工程系、主要研究方向：多相流反应器工程技术（多段流化床与分布器）与多种流化床工艺应用。10、陈建峰 教授 北京化工大学化工系主任。主要研究方向：纳米材料、超重力反应工程与技术）、微反应器技术。11、陈光文 研究员 中国科学院大连化学物理研究所主要研究方向：“微化学工程”和“化学反应工程”。12、许光文 研究员 中国科学院过程工程研究所、主要研究方向：能源转换过程中的多相流、热物理、炭化学与环境保护方面的科学技术问题 以上为大会拟邀专家，正在邀请中的报告会在现场更新；②以上并非大会演讲顺序，日程安排以现场为准.。 电 话：010-60338926 传 真：010-60338926联 系 人: 祁慧杰 电子邮箱：hgxh_2012@163.com手 机：13146821314

个前言在化学合成中，每一步反应都有其独特性。对应于其独特性，化学化工研究者需要寻找合适的反应器来研究其工艺参数，实现放大生产。今天给大家介绍一篇多步反应全连续的文章。作者应用微反应器、固定床反应器以及釜式反应器杂化，实现硝化、加氢、环化、还原全连续操作，实现了Afizagabar (S44819)关键中间体的连续生产。研究背景Afizagabar (S44819) 是一种首创的、有竞争性和选择性的 α5-GABAAR 拮抗剂。由于临床研究需要相对较高的剂量，在产品的开发阶段需要生产约150kg的Afizagabar。然而，在釜式工艺放大的过程中，特别是在硝化和氢化的步骤中，安全及放大问题阻碍了产品生产的进程。图1. Afizagabar方程式研究过程Afizagabar(S44819)的合成，涉及了两个关键中间体INT15和INT23 ，如图2所示，两者经过一系列反应最终合成产品S44819。图2. Afizagabar(S44819)合成路线INT15的合成过程：原料STM1先硝化后得到中间体11，中间体11经过Dakin−West反应、还原得到中间体13，中间体13关环、再经过硼氢化钠还原得到关键中间体INT15。本文主要介绍INT15的多步串联合成研究过程。一. 硝化工艺过程研究1. 釜式硝化工艺研究合成INT15的第一步硝化，釜式工艺是以硝酸-硫酸混酸为硝化剂，反应时间50−90分钟。但当温度升高，会生成危险的二硝基衍生物而安全风险大。硝化反应放热量大，步骤本身的反应热存在安全风险。而且后续步骤的反应热也存在安全风险。从DSC数据可知(图3)，中间体11和中间体12的分解能量非常的高， (ΔHINT11 = −745 J/g, onset: 205 °C ΔHINT12 = −1394 J/g, onset: 187 °C)，如果发生分解那么后果将会变得非常严重。图3. 中间体11和中间体12的DSC谱图2. 微反应连续硝化工艺研究作者对传统的硝化工艺进行了重新设计，使用微反应器代替间歇釜来实现硝化过程。图4.连续流硝化反应作者选用硝酸（HNO3）和冰醋酸（AcOH）作为硝化剂，对连续反应条件做了优化。通过实验得到硝化步骤的操作参数范围为：温度为35~45℃，停留时间30S，流速范围为1-6mL/min，反应转化率接近100%。该连续流工艺与传统釜式工艺相比：连续流微反应反应时间大大缩短（由釜式50−90分钟缩短到30秒）；连续流无低温操作，节省能耗（微反应可以在35~45℃下进行，釜式在-65°C下进行）；反应可控性好，易于放大；消除了二硝的产生，生产的安全性大大提升。二. 固定床加氢过程研究图5. 氢化步骤反应方程式针对INT12加氢的过程，作者采用了固定床工艺。作者选用Pd/Al2O3做为催化剂，在固定化床式加氢反应器中进行反应，通过加入HCL将INT13分批成盐的方式解决其不稳定的问题。并且，作者打通了微反应器硝化和固定床反应器氢化的两步连续过程。同时，为了减少单元操作和溶剂置换工序，作者对氢化、关环以及还原步骤的溶剂进行了优化。表1.不同溶剂对氢化和环化反应的影响研究发现，使用四氢呋喃/二氯甲烷/乙腈体系不仅有很高的氢化以及环化的转化率，而且可以将硝化、氢化、环合以及还原工序串联，实现连续化生产。多步反应全连续，溶剂的选择往往是成败的关键。三. 多步串联合成中间体INT15图6. 连续串联合成中间体INT5工艺流程图作者选用微通道反应器、固定化床加氢反应器、釜式反应器杂化的方式，经过溶剂筛选、工艺条件优化，将硝化、氢化、环化、还原反应步骤串联，中间不经过分离，实现了多步反应的全连续（图6）。多步全连续工艺不仅可以减少操作步骤，而且生产效率大幅度提高。串联后，实验室规模稳定运行5小时，并以11.95g/h的通量得到97.1%纯度的INT15。实验小结连续流技术改变了药物研究的时空产率，有了更广的参数窗口。与在线分析仪器的良好的兼容性，可以更好地实现自动化和智能化，有助于提高研发效率和快速转化，从而获得更好的技术优势；微通道连续流技术，由于其较低的持液量、强大的传质和换热能力，对于在传统间歇生产模式下具有安全风险的反应，例如涉及剧毒试剂、不稳定中间体的反应，具有较好的优势；此外，连续流生产是降低API合成工艺放大的有效工具，可以更快地应对市场变化，节省中试放大成本，提升企业的竞争力。参考文献：Org. Process Res. Dev. 2022, 26, 1223−1235编者语康宁反应器模块化的组装方式和开放的接口，非常适合与其他类型的反应器、在线检测设备以及后处理装置联用。康宁反应器无缝放大的技术，可以帮助客户实现更高效的工业化生产，尤其是硝化、加氢、重氮化、卤化等危险反应工艺。在过去的几年中，康宁已实施了多套杂化的多步连续工艺，帮助客户实现了传统间歇反应釜工艺向连续流技术的升级和改造，取得了非常好的社会效应和经济效应。

个康宁用“心”做反应让阅读成为习惯，让灵魂拥有温度摘要莫达非尼是一种抗发作性睡病药物，用于治疗与睡眠呼吸暂停和轮班工作障碍相关的白天过度嗜睡并且无副作用或成瘾性。本文将向您介绍如何通过康宁Lab Reactor反应器无需中间纯化步骤，三步串联合成USP级莫达非尼。该工艺可以在单个串联工艺中进行，是构建端到端药物连续生产的一次非常有意义的尝试。[1]图1. 报道的典型的莫达非尼合成路线Bicherov[3]在Maurya的基础上做了改进的三步反应研究：利用硫代硫酸钠和2-氯乙酰胺制备氨甲酰甲基硫酸钠（SCS，图2）SCS与二苯甲醇反应生成 2-（苯甲酰硫代）乙酰胺中间体6中间体6氧化合成莫达非尼（图1）该合成路线，虽然避免使用昂贵的Nafion催化剂和含有巯基的试剂（有强刺激性气味）。但是产率和产能的问题依然没有很好的解决。图2. 适用于连续流技术三步合成莫达非尼研究者受到Bicherov的启发，通过仔细选择低毒性试剂和FDA3级溶剂，研究连续流反应条件。研究过程：一、初步连续流工艺研究图3. 3步连续合成流程图研究者尝试了3步连续合成莫达非尼。该工艺系统在不到6分钟内获得标准剂量莫达非尼（100毫克）。可运行1.5小时以上，产能为23克/天。经过研究3步串联基本反应条件和关键点如下：第一步：为了避免硫代硫酸钠与步骤二中甲酸反应堵塞通道，使用略微过量的2-氯乙酰胺。第二步：反应需保持中间产物6（熔点为110℃）为液体状态，实验选择115℃为反应温度。反应结束后，向反应液加入甲基丙酮（简称MEK）作为溶剂溶解反应物避免管道堵塞。在此步骤中随着反应时间变长选择性降低。第三步：在20℃使用钨酸钠作为催化剂（4 mol%），加入苯基膦酸作为稳定剂，背压7巴，反应时间大大缩短。【编者】作者利用自制微反应器可以做一些连续流反应的初步研究。为了进行更好的工艺条件优化和得到可放大的连续流工艺条件，作者使用康宁Lab反应器进行了实验。康宁反应器可以实现从实验室工艺到大生产的无缝放大，有利于迅速实现工业化生产。二、康宁Lab Reactor 三步连续合成莫达非尼利用康宁Lab反应器，研究者将第一步和第二步的停留时间减少到1分钟。在第二步反应温度调整到150°C，相较于自制微反应器，转化率从78%升高到97%，选择性也从86%增加到88%，纯度99%。采用高温进料方式，可以解决反应过程中的固体析出的难题。康宁反应器可以精确控制反应条件，如物料比和温度，最大程度上减少副产物的生成。图4. 康宁Lab Reactor连续流工艺流程图最终三步合成工艺：第一步：将2-氯乙酰胺和硫代硫酸钠溶液注入康宁Lab Reactor第一个模块，停留时间为1分钟。反应液与二苯甲醇甲酸溶液在第二单元模块混合，反应物流经第三单元模块保持温度150℃，停留时间为1 分钟。第二步：第一步输出溶液连接到Y型混合器与甲基丙酮混合。输出溶液进入第四个Lab Reactor模块。泵入钨酸钠（4 mol%）、苯基膦酸（4.5 mol%）和1.5当量的15%过氧化氢溶液，反应温度20℃，停留时间1.25分钟。Zaiput背压阀背压7巴。冰浴收集粗品，搅拌后通过饱和碳酸钠水溶液来溶解羧酸副产物，用甲基叔丁基醚（MTBE）清洗固体，去除剩余的中间体6，通过HPLC-DAD分析。获得77%的总收率，纯度99 %，符合USP要求。同时，研究者在选用溶剂的时候考虑了毒性问题，选择的都是符合FDA要求的低毒性溶剂。还从经济可行性考虑测算了成本，最后测算结果每片莫达非尼的成本为0.03欧元（每片100毫克）。较Maurya合成法成本7.30欧元相比降低了200多倍。结果与讨论本文报告的工艺展示了流动化学在合成领域的优势：反应时间短，可以精确地控制反应量，以减少杂质的形成，提高再现性；应用康宁AFR反应器串联在3分钟内即可完成整个3步反应，中间产物6的输出量为17.8克/小时，莫达非尼的输出量为5.3克/小时，纯度99%；该三步连续流工艺比目前任何工业化工艺E因子都低。不仅选用的溶剂环保而且产生副产物也是无害的（例如NaCl、NaHSO4）；康宁反应器无缝放大的特性有助于未来实现连续工业化生产；药物端到端的多步合成的连续化，为药物的智能制造打开了大门。参考文献：[1]Green Chem., 2022,24, 2094-2103[2]Green Chem.,2017, 19, 629–633.[3]Chem. Bull., 2010, 59, 91–101.

研究简介重氮化合物作为高能化合物具有热不稳定性和爆炸性，大部分在常温环境即可自发性分解放热放气。目前工业规模的重氮化生产多选用半间歇的加料方式和大功率的低温冷却设备来控制体系传热。高能耗给企业的发展带来阻碍。 邻氨基苯甲酸甲酯（MA）的重氮盐作为一种典型的重氮化合物被广泛应用于精细化工、制药工程等领域。现阶段工业生产中邻氨基苯甲酸甲酯（MA）重氮盐的合成多选用盐酸体系，合成路线如图 1 所示。图1. MA重氮盐合成方程式但半间歇生产工艺存在以下问题：MA 具有胺和酯的双重性质，难溶于酸且长时间在高浓度酸性体系中会发生一定程度的水解。因此需选用逆法重氮化的合成方式，将 MA 与亚硝酸钠溶液混合打浆后滴加到酸中，物料相态的非均一性使得传质困难，而且加料过程中物料配比的精准性难以被控制。间歇反应釜传质传热效率低，单位体积换热面积小，致使较大规模生产仍需要较长反应时间，重氮组分的长时间停留导致平行副反应发生，同时也增加了潜在热失控风险。多起因重氮化合物导致事故被相继报道。在这种形势下，寻找一种更稳定、高效、安全的方案来解决反应中能耗高、效率低、三废多是十分必要和迫切的。近年来，连续流化学技术发展迅速，微通道反应器作为一种新型反应器，在降低能源消耗、提高传质和传热、抑制平行副反应和提高反应体系安全性等方面具有独特优势，能够处理多种危险工艺。微通道连续流技术在重氮化合物的合成过程中有着成功的案例，并且有着巨大的经济效益。本文将为您介绍来自青岛科技大学王犇博士等发表在《化工进展》的研究成果：“微反应器内邻氨基苯甲酸甲酯的连续重氮化工艺”。小编将详细为您解读项目组如何应用康宁G1微通道反应器技术优势成功开发出连续流工艺，有效解决传统半间歇工艺的安全隐患并提高收率的。研究过程康宁微反应器成功开发邻氨基苯甲酸甲酯的连续重氮化工艺研究者选用康宁G1反应器进行工艺实验，反应装置如图2所示。图2. 微通道连续流重氮化反应的实验装置康宁反应器的模块化设计给工艺开发带来便利。根据反应的要求，可以设置预冷和预热模块，可以分步输入反应物料，可以增加淬灭模块，在整个反应过程中，还可以设置不同的温区。一、反应条件优化研究者以MA重氮盐的收率为考察指标，研究了半间歇及连续流工艺物料比、反应温度、停留时间和流速对结果的影响。1. 物料比对反应的影响1.1亚硝酸钠摩尔配比对反应的影响半间歇条件下，MA与亚硝酸钠摩尔比需要比理论值高出30 %。而且在加料过程中物料配比很难做到精准控制，亚硝酸钠过高使得副反应增加、收率降低。在微通道连续流工艺中，MA和亚硝酸钠溶液分别由计量泵泵入预混模块，对物料初始混合的强化使反应过程平稳，精准的物料配比减少副反应的发生。如图：当MA与亚硝酸钠摩尔比为1：1.1时，重氮化收率就达到了90.3 %，高于半间歇工艺的81.3%。图3. MA与亚硝酸钠摩尔配比对重氮化收率的影响1.2 盐酸摩尔配比对反应的影响理论MA与盐酸的摩尔配比应为1∶2，由于重氮反应体系需保持一定的酸度以抑制副反应和维持重氮盐组分的稳定性，故盐酸的实际用量要高于理论值。半间歇工艺中，当MA与盐酸的摩尔配比为1∶3时，重氮化收率达到峰值。需要注意的是在半间歇合成过程中反应液中有明显焦油状物质的生成，且盐酸摩尔用量越低该物质的量越多。微通道连续流工艺中，MA与盐酸的摩尔配比为1∶2.6时反应收率就到达峰值趋于平稳，而且反应液颜色正常，未观察到焦油状物质的生成。这一趋势得益于微通道反应器是平推流反应器，无反混而且反应时间短、反应持液量小的特性。生成的重氮组分能被及时的移出，进入后续反应，不需要大量的酸来抑制平行副反应。图4. MA与盐酸摩尔配比对重氮化收率的影响2. 反应温度的影响在半间歇工艺中，15 ℃时重氮化收率达到峰值80.4 %。值得注意的是，在大于25 ℃的半间歇实验中均出现了阶段性大幅超温现象，导致重氮化收率大幅下降并伴随大量焦油状物质生成。间歇反应釜的固有特性和加料方式决定了反应体系局部温度过高产生“热点”现象，反应釜内热量累积易引发重氮组分的二次分解放热导致反应失控。在微通道合成过程中，重氮化反应可以在高的反应温度、短的停留时间条件下获取较高的重氮化收率。故当反应温度为35 ℃，MA重氮盐的收率可达90.3 %。图5. 反应温度对重氮化收率的影响3. 停留时间对反应的影响康宁微通道模块“心形结构”强化了混合，停留时间为40s时重氮化收率趋于平稳，相比半间歇工艺极大缩短反应时间。图6. 停留时间对重氮化收率的影响4. 流速对反应的影响在微通道反应器中，流速是影响混合和传质效果的重要因素。保持反应停留时间不变，康宁反应器可以通过改变反应模块串联数量调节反应体系流量。作者考察了流速对重氮化收率的影响，结果如图7所示。当反应体系流量大于51g/min时，重氮化收率趋于稳定，表明此时反应体系已经达到良好混合状态图7. 流速对重氮化收率的影响综上微通道连续流工艺最佳合成条件为：n（MA）∶n（亚硝酸钠）∶n（盐酸）=1∶1.15∶2.67，反应温度为34.62 ℃，停留时间为45.07 s，此条件下MA 重氮盐收率为92.14 %。而半间歇工艺最佳合成条件为：n（MA）∶n（亚硝酸钠）∶n（盐酸）=1∶1.35∶3.11，反应温度为16.73 ℃，停留时间为16.34 min，此条件下 MA 重氮盐收率为81.35 %。二、长期运行实验及工业放大可行性探讨作者在单因素实验的基础上，采用 Box-Behnken Design（BBD）中心组合原理构建响应面模型，在优化所得的最佳工艺条件下，对 MA 连续重氮化工艺长期运行的可行性进行初步验证。在连续20小时的运行过程中，反应体系保持稳定，未出现局部沉淀、通道堵塞等异常现象。以2小时为周期进行取样分析，MA重氮盐收率均稳定在92 % ± 0.3 %，表明该工艺具有可放大性，适合于工业化生产应用。尽管国产微反应器都显示了从小试工艺到生产的放大效应。但康宁微反应器的所有工业化应用都验证了康宁微反应器的“无缝放大”。康宁反应器的无缝放大，避免了传统半间歇工艺需要通过“小试-中试-生产”逐级尺寸放大，为企业节约时间成本和原材料成本，可以快速应对市场需求。结果讨论研究者成功开发了微通道反应器内重氮化反应制备MA重氮盐的连续流工艺。与传统半间歇合成工艺相比，降低了工艺危险性、提高了产品收率和生产效率。相比于半间歇合成工艺，连续流合成工艺大幅降低了副反应的发生，使反应过程更加可控，同时减少三废。微通道连续流技术有效解决了MA半间歇重氮化工艺对温度的高敏感性以及低温的依赖性，降低能耗。该工艺可作为一种本质安全化的生产方式，具有良好的工业应用前景，有望为类似MA重氮盐的其他危险物质的合成提供一条有效的解决方案。参考文献:化工进展. 2021,40(10)

英国Radleys公司于2022年4月16日正式发布其全新的Reactor Ready系列过滤反应釜，我司合臣科技（上海）有限公司作为Radleys的中国区授权代理商，同步在国内开展新产品的发布工作。Reactor Ready过滤反应釜将您的夹套玻璃反应釜和过滤装置合二为一，用于进行反应和样品分离，非常适合结晶、反应后处理和产品分离。进行温度控制、搅拌和过滤您可以升级您现有的Reactor Ready反应釜以兼容过滤釜体或新购置一台过滤反应釜。 过滤釜体采用全夹套设计，以实现精确的温度控制 过滤釜体类型：1L 和2L 过滤组件可实现有效的固液分离，同时将残留量降低 独特的过滤器支撑板将底座与釜体对齐，无需工具即可组装在同一釜体中合成和过滤我们独特的夹套过滤釜体允许在合成和过滤过程中对整个釜体内容物进行精确的温度控制。全夹套玻璃过滤釜体用于精确温度控制过滤的全夹套玻璃过滤釜体产品特性精密设计的硼硅酸盐玻璃釜体采用夹套设计，一直延伸到过滤板，可精确控制整个釜体内容物的温度。上部DN100 抛光平盖法兰与 FEP 包裹的 O 形圈和 PTFE 环相结合，在釜体和釜盖之间提供防泄露密封。釜体内壁垂直设计，便于无阻碍地进行过滤，配有DN150 底部法兰，可轻松接触滤饼。过滤组件可实现高效的固液分离可重复使用的过滤膜有多种孔隙率和材料可供选择。带有可拆卸夹子的滤板便于在过滤后收集产品并重新组装过滤部件。滤板组件Reactor Ready过滤板组件可实现高效过滤和轻松的固体回收。创新的垫圈和O 形圈密封设计降低了泄漏的风险。宽底法兰和可转动的过滤器支撑板使得滤饼取出和系统的重新组装变得非常方便。 玻璃底部放料阀易于拆卸以进行清洁。采用15 mm底部放料出口设计，便于轻松放料。零死角设计可减少反应过程中过滤介质下方的材料损失。螺纹出口便于连接到收集容器和真空泵以进行负压抽滤。过滤膜所有滤膜套装都包括 6 种预先切割好尺寸的滤膜，您还可以根据自己的尺寸切割滤膜材料。滤板和垫圈可选PTFE 或 PEEK材质。PTFE（-30 至 +120℃）具有出色的化学相容性。 PEEK（-30 至 +180 ℃）提供更宽的温度范围和良好的化学相容性。 烧结玻璃膜支架防止过滤介质在过滤过程中损坏。铝制滤板杯在过滤过程中保持滤板刚度，以确保滤板和釜体法兰的紧密密封。垫片 O 形圈套装包括硅胶（-30 至 +180℃）和氟橡胶（-20 至 +180℃）。 便于使用的过滤组件1. 铝制滤板杯让您可以选择 PTFE 或 PEEK 滤板，具有更广泛的溶剂和温度兼容性。2.可拆卸的 15mm口径玻璃底部出口便于清洁。3. 烧结玻璃膜支架防止过滤介质在过滤过程中损坏。4. 预切过滤膜有多种材料和孔隙度可供选择。5. 套装包括硅胶（-30 至 +180℃）和氟橡胶（-20 至 +180℃）。6. 垫圈（可提供 PTFE 或 PEEK）与 O 形圈结合，以确保有效密封。7. 可转动的过滤器支撑板使得过滤器与釜体便于对齐，即使在夹子解锁时也能支撑滤板和滤饼。8. 过滤器夹设计让过滤组件能够轻松地夹在釜体下法兰上。9.釜体和过滤组件更换无需工具，可在几分钟内完成。 Reactor Ready过滤釜体釜架系统套装这个釜架套装包括您开始使用所需常规配件，每个釜架套装包括：釜架组件五口玻璃釜盖 滤板套装滤板套装包括开始过滤所需的常规配件，只需选择具体的材料类型（PTFE或PEEK）即可，每个滤板套装包括：PTFE 或 PEEK 滤板PTFE 或 PEEK 滤板垫圈铝制滤板杯滤板 O 型圈（氟橡胶和硅胶）烧结玻璃膜支撑盘玻璃底部出料口和底阀滤膜评估套装（6种膜）过滤釜体套装 这些釜体套装包括您开始使用所需的釜体和配件，每个套装中包含的Pt100 温度探针和涡轮搅拌桨与釜体尺寸相匹配，每个釜体套装包括：过滤釜体PTFE涡轮型搅拌桨Pt100 PTFE温度探针及其适配器

——合臣科技 进口国产 通用实验室仪器设备——在这篇文章中，我们采访了两家化学实验室1. 来自卡迪夫大学的科学家是如何用Reactor Ready 反应釜放大他们的实验2.来自Charnwood 分子公司的化学家是如何通过AVA实验室控制软件简化整个放大流程的一、在Reactor Ready反应釜中放大可持续聚合物合成点击上方观看采访视频Ben Ward 博士正在卡迪夫大学研究可持续塑料。他的团队需要放大他们的工艺，以合成足够的聚合物用于材料测试。Reactor - Ready实验室夹套反应釜允许他的研究小组将剂量从毫克放大到数百克。在这个视频中，Ben和Taylor解释了Reactor-Ready反应釜如何将他们的研究进展到一个完全不同的水平。“ 它本质上改变了运行规则”——Taylor Young，博士生, 卡迪夫大学二、使用AVA控制软件释放您实验室的潜力点击上方观看采访视频了解Charnwood 分子公司的化学家如何利用AVA实验室控制软件彻底改变他们的化学过程。通过AVA实验室控制软件，Charnwood 分子公司的化学家可以控制他们的Radleys Reactor Ready Pilot反应釜和 Lara CLR系统，即使是复杂的实验，他们也能够毫不费力地进行编程和运行，实现安全、可扩展和可靠的流程。还能够通过全过程数据记录将流程从较小规模无缝放大到较大规模。手动控制温度和乏味地调整通风柜中的剂量的日子已经一去不复返了。AVA实验室控制软件简化了整个过程，实现了温度控制、搅拌、液体定量等自动化。“ 这是一个很棒的软件，使我们能够以我们想要的方式控制我们所有的反应。”——Nick Griffiths-Haynes首席化学家, Charnwood 分子公司

微反应流动化学技术因能够解决化工危险合成反应而称其为绿色合成工艺。其具有强传热和传质特性和反应体积小，而使其具备本质安全性。并可平行放大，具备安全生产、易于控制、提高收率，减少三废的特点，为化学合成工艺带来革命性的变化。将为制药、化工行业转型升级，提升创新能力，为实现绿色发展提供有效的技术手段，目前已有部分企业成功改造升级，并带来极可观的社会效益和经济效益。 目前在我国尚属新工艺推广阶段，只有少数几家大企业应用了此项工艺，并取得了极好的效果。目前绝大多数的企业都有强烈意愿应用此工艺，但不知如何开展？也不知本企业的反应类型如何做流动化改造？近两年来，由于江浙长三角一带的做流动化改造的企业较多，相关的行业会议也多是在江浙一带举办，从未在西部地区举办，但川渝地区制药、化工企业众多，且很多企业有强烈学习意愿。为帮助相关从业人员了解和交流先进的微反应流动化学技术及设备应用，提升化工和医药工业生产的效能，中国化工企业管理协会医药化工专业委员会联合四川省分析测试服务中心定于2019年12月13日—15日在成都举办“微反应流动化学工艺与微反应流动加氢工艺应用研讨会”。届时将邀请行业专家从技术选择、工艺设计、设备选型、运行维护和应用实例进行系统交流研讨，展示和交流先进的微反应流动化学技术及设备应用，为参会代表创造更多的对接合作交流机会。请各有关单位积极派员参加，现将有关事项通知如下：会议主题微反应流动化学工艺与微反应流动加氢工艺应用研讨会会议组织主办单位：中国化工企业管理协会医药化工专业委员会 四川省分析测试服务中心协办单位：欧世盛（北京）科技有限公司时间地点时 间：2019年12月13日-15日（13日全天报到）地 点: 成都大成宾馆（成都市人民南路二段34号）会议费用会务费：1800元/人（含会议资料、茶歇、午餐、晚宴、礼品、证书等）,食宿统一安排，费用自理。会议内容（一）微反应流动化学技术的研究和应用现状：1、微反应流动化学技术研究与应用化进程；2、微反应流动化学系统的放大和集成技术的研究；3、微反应流动化学技术在化工过程强化的实际应用及例证；4、微反应流动化学技术在医药行业的研究应用；5、微反应流动化学技术在农药行业的研究应用；6、微反应流动化学技术在染颜料行业的研究应用；7、微反应流动化学技术在纳米材料合成等领域的研究应用；8、微反应流动化学技术应用行业热点问题；（二）微反应系统及微通道研究的热点与难点：1、微反应系统中的系统自动控制技术应用；2、微反应系统中催化剂的壁载或填充技术应用；3、微反应系统的微反应器防腐技术应用；4、微通道内流动与强化换热特性研究；5、微通道反应器制环酯草醚中间体的应用研究；6、微通道萃取器在产品生产以及降低废水中COD的应用；（三）、微反应技术与微反应器的行业应用与研究：1、微反应器在医药行业的研究应用；2、微反应器在农药行业的研究应用；3、微反应器在纳米材料合成等领域的研究应用；4、医药行业微反应工艺系统的优化设计研究；5、纳米材料合成等领域微反应工艺系统优化设计；6、染颜料行业微反应工艺系统的优化设计研究；7、农药行业微反应工艺系统的优化设计研究；8、绿色化工过程中微化工技术的实际应用；（四）微换热器研究与工艺优化中的验证及工艺开发应用：1、微换热器的研究现状和应用；2、微尺度下的传热特性；3、微换热器的结构优化研究；4、微换热器的可靠性与应用优点；5、微换热器的验证及工艺开发等；（五）流动化学技术的行业应用与研究：1、连续流动反应器的优势与前景；2、连续流动化学实现绿色化工、绿色制药的有效解决方案；3、渗透汽化技术的发展状况及在化工、制药领域的使用情况；4、连续流动化学在药物合成中的应用；5、流动化学的连续工艺技术；6、流动合成系统在制药、化工等有机合成领域应用；7、连续流动反应器在化工制药工艺安全案例；演讲嘉宾拟邀请嘉宾（不分排名先后）：陈光文 中国科学院大连化学物理研究所研究员；郭 凯 南京工业大学生物与制药工程学院院长、教授；夏春年 浙江工业大学药学院教授；张志华 广东省微化工工程技术研究中心主任；孙铁民 沈阳药科大学制药学院教授；张吉松 清华大学化学工程联合国家重点实验室研究员；鄢冬茂 沈阳化工研究院新材料所总监所长助理；程 荡 复旦大学微通道应用技术联合实验室执行负责人；万 力 华东理工大学化工学院副教授；金英泽 欧世盛（北京）科技有限公司CEO；（其他相关专家报告继续预约中，敬请持续关注！）论文征集 本次大会将面向全国征集与主题相关的学术报告、论文、案例成果，印刷会刊（论文集）作为会议资料，请拟提交论文的人员在12月8日前将论文发至99416838@qq.com信箱。要求论文字数不超过5000字，文件格式为word文档。参会人员1、医药、农药、染颜料等精细化工行业相关企业技术负责人。2、纳米材料合成等领域相关企业技术负责人。3、设备、技术供应商。4、政府、协会、检测机构、研究所及高等院校等。联系方式联系人：张静 手 机：400-178-1078邮 箱：99416838@qq.com 联系人：李亭

成果名称 新型能源转化反应及产物在线分析系统 单位名称 北京大学 联系人 马靖 联系邮箱 mj@labpku.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 成果简介： 能源是经济发展的基础和关键。我国石油、天然气资源严重紧缺，目前探明的可采储量仅为世界人均值的10%和3%，面对石油资源的日益匮乏和不可再生性，寻找一条替代石油资源制备液体燃料和基础化学品的路线已成为当前我国能源发展的重点。我国煤炭资源丰富，从煤基合成气出发制备油品和能源化学品是目前我国最为紧迫的一条能源化学转化路线。由于合成气转化具有周期长，产物分析过程繁杂等诸多问题，所以研制一台高效的反应和分析系统对于能源催化研究来说是至关重要。 2012年，北京大学化学学院马丁研究员申请的&ldquo 新型能源转化反应及产物在线分析系统&rdquo 获得了第四期&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金的支持。该课题组拟开发的能源催化转化多通道平行反应系统能够有效的缩短反应周期，快速筛选催化剂，优化反应条件，简化分析过程，提高分析精度，而且可以应用于其他高温高压的气固相反应中。在基金经费的帮助下，马丁课题组为该仪器的创制开展了一系列富有成效的工作，包括：（1）反应气体控制；（2）高质量反应炉的设计；（3）新型高压反应管的设计；（4）三路气体的色谱监测技术研究；（5）气体管路及阀门保温系统设计；（6）适用于能源转化的色谱分析方案研究；（7）仪器的自动化控制编程。通过以上创新性工作，课题组所研制的反应、分析系统达到了预定的指标，取得了良好的效果。 应用前景： 目前，该项目已经顺利结题，其仪器成果在国内属于先进水平，正在同类型研究的实验室中进行介绍推广。此外，该高通量高压多通道反应系统的建成也对其它同类型装置的研制起到推进和示范的作用。

对于许多适应症，细胞疗法是一种越来越可行的治疗选择，尤其是对于已经用尽传统治疗方法的患者。大量的临床活动和几种自体、患者特异性疗法的批准增加了行业需求，也突显了生产工作流程中的瓶颈。必须解决这些瓶颈，以提高生产效率、安全性以及及时向患者交付。在自体环境中，每个患者的健康状况和人口统计数据转化为一个独特的细胞群体，这给随后的细胞治疗生产过程带来了可变性。因为存在这种可变性，这意味着过程控制在确保药品一致性方面的重要性。一个重点领域是过程分析技术（PAT），这对于在整个生产过程和QC检测中提供关键质量属性（CQA）信息至关重要。实时过程反馈对于加强过程监控以确保生产成功至关重要，但关键过程反馈往往因检测时间过长而延迟。在最近的一次美国基因+细胞治疗学会（ASGCT）在线会议上，Bristol Myers Squibb的Rich Rogers概述了基于质谱的过程分析策略，以支持细胞治疗过程的开发和优化。Rogers概述了PAT的分析需求和仪器要求，以及基于MS的PAT如何有望成为一种强大的技术，以克服当前分析工具所面临的许多挑战。CAR-T疗法的属性监测Rogers首先概述了BMS用于开发其基于自体慢病毒的CAR-T平台的平台。在生产自体CAR-T疗法时，这一过程始于使用白血病细胞采集患者的细胞。一旦收获了单核细胞，在细胞疗法可以重新应用到患者体内之前，需要采取许多步骤来分离、激活、改造和扩增T细胞。目前，BMS使用PAT来监测细胞增殖（即活率、细胞密度），并在每个阶段使用流式细胞法来进行T细胞和杂质分析（即污染细胞类型的存在）。虽然这些工具的数据是足够的，但有机会对细胞健康和代谢状态进行更深入的监测还是有必要的，因为这很可能会影响最终产品的疗效。实施PAT的可能性是无限的，适用于生产过程的各个方面。PAT可用于确定工艺杠杆，以确保产品的一致性，并提高上游（即温度、pH、葡萄糖、氨基酸、细胞活率和代谢物）和下游（即工艺相关杂质）的生产成功率，以及量化最终产品中的CQA（即纯度、效力、安全性和CAR频率）。Rogers概述了使仪器适用于过程PAT的一些关键功能：&bull 仪器占地面积：生产洁净间通常空间有限，因此需要考虑仪器尺寸&bull 资本投资：与研发仪器不同的成本考虑&bull 生物测定的数量：可以进行多属性测试的仪器是首选&bull 低体积样品要求：尤其是在生产过程中，通常无法采集大体积样品进行过程中检测&bull 运行分析的时间：从采样到得到数据的时间应该很快；检测时间对于提供相关过程反馈至关重要&bull 技术专业知识要求低：操作过程中仪表所需的培训应较低，且无需专家参与&bull 数据速度：尽可能短/接近实时，对生产过程产生最大效益基于质谱的PAT策略Rogers详细介绍了BMS为过程分析开发的基于MS的非目标和目标PAT策略。MS是一种公认的技术，用于在单克隆抗体等大分子治疗中生成稳健且可重复的数据。然而，将这一策略应用于涉及数千种蛋白质的细胞治疗会带来需要解决的障碍。一个障碍是作为CAR-T疗法基础的细胞的复杂性。大分子治疗只需要纯化单克隆抗体，而细胞治疗可能需要考虑数千种蛋白质。因此，传统的大分子MAM（Multiple Attribute Methodology）方法不能直接应用于细胞治疗。基于蛋白质组学的PATRogers还描述了BMS使用的基于MS的细胞表面蛋白质组学方案，该方案在整个生产阶段对T细胞进行非靶向细胞表面分析。细胞表面蛋白用生物素标记，然后进行细胞裂解、标记的链霉亲和素富集、酶促消化和MS分析。这种非靶向方法是有利的，因为它不需要特异性靶向细胞表面蛋白的试剂（与流式细胞法方法不同），这提供了T细胞表面蛋白组成的无偏见的全局视图。过程残留和分泌蛋白监测是另一个正在开发多属性靶向蛋白质组学方法来取代ELISA的领域，ELISA受到开发靶向特异性检测试剂的需要的限制。这种MS方法是高度敏感的，因此允许同时对数百个蛋白质靶标进行多重定量。从色谱分离、片段化和Orbitrap MS分析中选择靶向肽，提供了过程残留物和T细胞分泌蛋白的定量检测。在总结这些蛋白质组学方法时，Rogers评论道，虽然他们对结果的准确性感到鼓舞，但这种方法仍需要努力，以满足他在演讲早些时候概述的PAT要求。MS仪器占地面积大，成本高，人员培训广泛，需要提高数据传输速度，以便在生产运行期间实时向实验人员提供及时的信息。基于靶向代谢组学的PAT在演讲的后半部分，Rogers使用REBEL分析仪（908 Devices）专注于基于代谢组学的靶向PAT。该台式设备通过采集来自生物反应器的培养基反应液来对T细胞进行在线代谢分析。细胞分泌和代谢产物分析可以提供关于细胞健康和效力的有价值的信息。BMS计划在过程开发的每个阶段利用REBEL分析仪来实施代谢组学的研究。这包括慢病毒载体的组建以及T细胞增殖过程本身，其中REBEL分析仪已被用于提供关于T细胞健康和代谢状态的有价值的信息。REBEL分析仪满足PAT的所有要求：&bull 占地面积小（微波炉大小），成本合理&bull 同时监测30多种分析物&bull 只需要10μl样品体积&bull 移液技能是唯一的技术要求&bull 所需培训最少&bull 检测时间快-大约~7分钟/样本&bull 快速获取数据：集成软件执行分析并自动生成报告，该报告可以导出为与LIMS、PIMS兼容的CSV或PDF文件在方法和仪器评估过程中，使用REBEL对同一生物反应器运行的三个单独样品进行5次重复，以证明高重复再现性，如下图1所示。在结束演讲时，Rogers强调了PAT对提高细胞疗法的工艺理解和生产成功的重要性。对PAT和创新技术的投资正在推动当前方法的通量和准确性极限，Rogers表示，他认为基于MS的方法在靶向和非靶向蛋白质组学和代谢组学表征方面都有很大的机会。在整个细胞治疗制造过程中提供对T细胞的广谱、全局评估。在研讨会的下一次演讲中，908 Devices的产品经理Kerin Gregory分享了如何使用REBEL分析仪通过对细胞培养基（即氨基酸、维生素、生物胺）的快速成分检测来实现及时和有用的过程分析。细胞培养基为离体培养的细胞提供关键营养，并对细胞生长、生产力和后续治疗的功能有直接影响。深入的培养基分析可以帮助深入了解营养的消耗，以促进培养基优化工作，从而提高CQA。营养成分分析和培养基优化特别是对于病毒载体的生产，满足临床和商业目标的需求需要提高病毒滴度。因为克隆差异会影响宿主细胞（即HEK293）的代谢，培养基/反应液成分分析可以更好地了解宿主细胞的需求，并为优化培养基以提高病毒滴度提供了机会。虽然市场上有许多商业培养基配方，但相对浓度和组成成分可能差异很大，如下图2所示，这些不同的培养基选择可能对病毒载体的滴度和完整性产生重要影响。REBEL也可用于监测所选配方中的批次差异，以确保一致性和重复性。此外，研究表明，T细胞培养基需要几种关键氨基酸来调节体外激活和扩增，它们在CAR-T细胞的代谢准备状态和引入体内肿瘤微环境后的抗肿瘤功效中发挥作用。这强调了细胞培养基成分对细胞生长、代谢和生产力的深远影响。血清置换Gregory补充道，由于两个原因，细胞治疗行业已经从含血清的培养基配方转向无血清：1）血清存在批次间的差异；2）除了在临床应用中的免疫原性风险之外，血清还具有潜在的被外来成分污染的风险。化学限定培养基（CDM）的开发代表了一个领域，在这个领域，REBEL可以用来表征成分，用于培养基的的配方工作。REBEL的动态范围为5-100μM，可准确检测低浓度的氨基酸和其他营养物质。与其他定量方法不同，分析不受血清蛋白存在的影响。

目前，来自美国锡拉丘兹大学(雪城大学)化学系的研究人员研发出了一种能够对化学反应进行实时监测并使其可视化的创新型方法。　　他们设计出了一种纳米材料 当这种材料与化学反应过程中的离子以及其他小分子发生相互作用时则会改变颜色。该研究成果已经发表在了美国化学学会主办的杂志《Nano》上。这项新研究使得研究者们仅仅根据肉眼就能够对化学反应进行定性监控，再配上一些简单的仪器则能实现定量分析。　　“在大多数情况下，溶液中分子或者离子之间发生的化学反应都是无色透明，或者像乳液一样呈现乳白色的”。该研究小组负责人，来自锡拉丘兹大学的化学系副教授Mathew Maye说道：“目前，判断一个化学反应是否会发生的唯一方法就是对该反应体系进行多次纯化处理，随后采样进行更为广泛的分析判断”。　　为了更好的理解化学反应是如何发生的，以及某个反应的发生速度有多快(如果该反应能够发生的话)，该研究小组设计出了一种能够和反应产生的副产物发生反应的纳米颗粒材料。“当反应一旦发生，这种纳米颗粒就会发出不同颜色的荧光 这使得人们能够利用眼睛对该反应进行一些动力学分析，而不再需要用到那些昂贵的仪器设备了”，Maye说道。Tennyson Doane(左)以及Kevin Cruz(右)手握不同颜色的钙钛矿　　该研究小组的核心工作主要集中在研究一种新型纳米材料——钙钛矿。钙钛矿是一类特殊的晶体材料，通常由金属离子和氧原子组成，该研究团队用到的钙钛矿主要由金属离子和卤族元素组成。在纳米尺度上，钙钛矿具有光致发光特性，意味着这种材料在受到激光或者灯光照射下会发出荧光，而且，发出光的颜色在一定程度上取决于自身离子的浓度大小，这种特性使得钙钛矿在纳米材料中显得非常独特。此外，钙钛矿的这一性质在某些方面已经研究的较为成熟 例如，工业领域及学术科研领域的许多研究团队都认为钙钛矿纳米材料在太阳能电池、发光二极管、激光器以及探测器方面具有巨大的潜在应用价值。　　该研究小组内的博士后研究员Tennyson Doane说道：“我们知道这种材料在能源研究领域内的巨大潜力，我们对能源研究也很感兴趣，因此我们产生了一个疯狂的想法：准备尝试利用钙钛矿的不同离子浓度比去检测溶液中的离子，并且对化学反应进行监测 事实上，这是非常困难的，我们一开始并不确定是否能够成功，但仍然决定去尝试一下”。　　该研究小组开始研究的是一套比较简单的体系，主要涉及到氟氯碳化合物分子的有机反应。当这些分子开始反应，卤族元素通常会被消除(通常为溴、氯或者碘元素)，而且会形成碳碳双键，这也就是有机化学里面常见的消除反应。一般情况下，消除掉的卤族元素是一种并不重要的副产物。　　利用钙钛矿发出的荧光对化学反应进行监测　　“直到现在，我们的新技术能够准确的监测到卤族元素的消除”，来自化学专业的 Kevin Cruz说道：“当反应一旦开始，钙钛矿会发出明亮的红光，随着卤族元素在化学反应过程中被消除或者被交换掉，钙钛矿颗粒会将其吸收，荧光颜色也随着卤化物的浓度比例逐渐发生改变，从红色到橙色、黄色再到绿色 当最后变为绿色时，意味着反应已经结束”。　　Doane解释道：“一开始钙钛矿的浓度非常低，需要加入少量进去以便于观察。我们现在已经能够非常准确的校准这种体系 因此，人们现在能够利用这种新的‘比色法’去获取一些化学反应动力学信息”。　　该研究小组负责人Maye对于他们的研究成果这样评价道：“利用很少的预算，在极短的时间内获得这一成果是令人惊讶的。目前，还没有人会想到利用这种方法对化学反应进行监测”。Maye强调道：“我们的研究小组已经能够通过监测颜色的变化准确的测量出相关化学动力学信息，我们需要用到仅仅是一个紫外光灯泡或者一个廉价的荧光光谱仪而已”。　　该论文作者除了Doane、Cruz和Maye，还包括Kayla Ryan博士以及来自布鲁克黑文国家实验室功能纳米材料中心的Mircea Cotlet等人，他们都为该研究提供了重要的测定结果。该小组目前正在就这一研究成果申请国家专利。　　Maye透露他们接下来将对更多的化学反应进行测量以验证该方法的广泛适用性，同时还将对更低浓度的离子及分子发生的化学反应进行监测以进一步验证该方法的有效性。　　“也许，在不久的将来，所有的化学家都会使用到我们研究的新方法对化学反应进行监测”，Maye说道。

在乳液聚合过程中，聚合产物粒度分布的演变过程反映了乳液聚合反应的进行程度，对实验的关键现象、聚合机理以及最终产物的性能均有很大影响。本文综述了乳液聚合过程中粒度分布的测量方法，包括现有的离线（off-line）、半在线（on-line）和在线测量（in-line）方法。对比分析了各种测量方法的原理、分辨率、性能、优缺点等。此外，还探讨了在线测量技术的困难和挑战，并给出了几种原理上可行的发展方向或解决方案。乳液聚合颗粒粒径一般小于500 nm，并且为了满足产品性能需求粒径分布可能会出现多峰，因此对测量方法的分辨率有较高要求；同时为满足生产过程中的实时调控，对粒径分布的测量时间提出更严格要求。为了缩短测量粒度分布的时间，开发了半在线和在线测量方法。离线测量方法需要手动采样等准备工作，它们主要包括（但不限于）光散射技术（例如，动态光散射，DLS）、显微镜技术（例如，扫描电子显微镜，SEM）和分离技术（例如，毛细管流体动力学分级，CHDF）。在所有的粒径分布测量方法中，尽管离线测量技术需要诸如采样等耗时的分析准备工作，其仍是使用最广泛的技术，但它不能实时反映乳胶的粒径分布。电子显微镜测量作为一种典型的离线测量方法，其测量结果是绝对且准确的，因此可以用作参考标准。目前，成熟的工业光学显微镜（例如共聚焦光学显微镜）的分辨率可以达到亚微米级（100 nm），其可以在一定的测量范围内代替电子显微镜进行离线粒径分布测量。以DLS为代表的光散射技术是一种相对方便的技术，在离线测量方法中测量时间最短，但不适用于测量多分散性体系。分离技术操作相对简单，适用于几乎所有的多分散体系，但是某些分离测量技术必须使用校准曲线。对于多分散体系，可以先使用分离技术将它们分为几个单分散组，然后再使用DLS技术进行精确测量。由于离线测量方法需要进行手动取样等准备工作，所以其非常耗时；为了缩短测量粒度分布的时间，开发了半在线和在线测量方法。与仅需要一个分析仪器的离线测量方法不同，半在线和在线测量方法通常需要一组设备来构成分析系统。半在线测量是将离线测量仪器连接到反应器以完成自动采样，稀释和其他准备工作。“自动连续在线监测聚合反应（ACOMP）”是一个具有代表性的半在线测量粒径分布系统。半在线测量在一定程度上缩短了测量时间，但仍然无法避免采样和其他准备步骤。在线测量技术不进行采样，其直接使用光学原理等技术来实时监测反应器中的乳液聚合过程以获取粒度分布。由于在线测量技术避免采样等耗时的准备工作，其测量时间进一步缩短；然而，乳液聚合过程中粒度分布的在线测量并不是一种“完善的”测量技术。目前，仅有少数报道尝试探索这种方法用于特定的乳液聚合体系，并且现在还没有成熟的商业应用工具。主要原因是现有仪器缺乏测量精度，无法在高浓度的多相系统中处理来自不同粒子相的重叠信号，或无法捕获运动粒子的清晰图像。论文给出了乳液聚合颗粒粒径分布在线测量的几种可行的发展方向和解决方案，如：（1）直接使用光学原理进行实时测量粒度分布，例如光散射技术。光源发出的激光直接与反应器中的聚合物颗粒相互作用，然后检测器接收光信号并完成光电转换，最后使用特定的算法对光电信号进行分析，以获得粒度分布。该方法的困难在于光散射技术的原理是基于单散射理论，因此对粒子浓度有特殊要求。如果使用此技术实时监控聚合物颗粒的粒度分布，则需修改反应配方以降低聚合物颗粒的浓度，以便消除来自不同颗粒的重叠信号。（2）使用光学显微镜对反应器中的胶乳直接成像并用高速相机拍摄，然后使用图像分析技术进行实时分析，从而实现在线监测粒度分布的演变。电子显微镜分析过程中样品不能含水，因此使用电子显微镜基本上不可能进行在线测量。高分辨率光学显微镜（例如共聚焦显微镜）对样品的要求比电子显微镜要少，因此有可能实现在线测量粒度分布。该测量方案的难点在于高速相机是否可以快速捕获高速移动的纳米级聚合物颗粒。同时，该方案的局限性在于它只能实时监测焦平面中的聚合物颗粒，并且对反应器有很高的要求（例如高透光率）。（3）尽管一些学者认为在线测量应该避免经验模型，但是软传感器技术是一种很有前景的在线测量技术。然而，这种方法的困难在于缺乏精确的在线测量设备去验证模型。一种可行的方法是全面且多方位研究特定乳液聚合反应体系以获得足够的粒度分布数据，然后与大数据或人工智能技术相结合，以预测或计算在新的工作条件下的粒度分布。作者及团队介绍张庆华，男，1980年12月生，中国科学院过程工程研究所副研究员、硕士生导师，中国科学院大学授课教师，中国化工学会过程强化委员会青年委员，中国化工学会混合与搅拌专业委员会委员。2005-2009年中国科学院过程工程研究所攻读博士学位，2019.2—2020.2美国Iowa State University访问学者（美国李氏基金资助），合作导师为国际著名多相流专家Rodney O Fox教授。主持或参加多项国家自然科学基金、863项目、国家重点研发计划等项目。发表论文30多篇，申请专利10余项，撰写专著一章（多相反应器模拟、放大和过程强化，第三章）。长期从事聚合反应工程、多相流的在线测量和数值模拟等研究工作。 杨超，男，1971年8月生，江苏睢宁人。研究员、博士生导师。2010年获国家杰出青年科学基金。科技部“中青年科技创新领军人才”。中国科学院绿色过程与工程重点实验室常务副主任、绿色化学工程研究部主任。1993年南京化工学院化工系毕业后硕博连读，1998年获博士学位（导师为时钧院士和徐南平院士）。1998—2000年中国科学院化工冶金研究所博士后，在陈家镛院士和毛在砂研究员指导下，从事多相过程数值模拟和反应工程研究。2005—2006年美国康奈尔大学高访（美国李氏基金资助）。2019年获国家科技进步二等奖，2016年获何梁何利基金科学与技术创新奖，2015年获国家技术发明二等奖，2014年获中国工程院光华工程科技奖-青年奖，2013年获中国化学会-巴斯夫公司青年知识创新奖，2012年获日本化学工学会亚洲研究奖（SCEJ Asia Research Award），2011年获中国青年科技奖、中国科学院青年科学家奖，2010年获茅以升科学技术奖——北京青年科技奖，2009年获国家自然科学二等奖。2012年被评为全国优秀科技工作者，2015年获评中国科学院先进工作者。已发表SCI论文150余篇，出版英文专著1本，申请专利60余件，计算软件著作权29项。 研究团队多年以来一直应用多相流体力学、传递原理、反应工程等多学科方法，依据机理及验证实验、理论分析、数学模型和数值计算方法，开展多相搅拌反应器、聚合反应器和结晶反应器等的流动、传递、反应和传热的实验和数值模拟相关研究，在计算流体力学和计算传递学新方法、多相传递和反应耦合数学模型和数值模拟、多相体系的测量方法以及搅拌釜反应器内新型桨和内构件设计等方面有丰富的工作积累。获得2009 年的国家自然科学二等奖、2015年的国家技术发明二等奖和2019年国家科技进步二等奖。

光化学过程是地球上普遍、量重要的过程之一，绿色植物的光合作用，动物的视觉。涂料与高分子材料的光致变性，以及照相、光刻、有机化学反应的光催化等，无不与光化学过程有关。近年来得到广泛重视的同位素与相似元素的光致分离、光控功能体系的合成与应用等，更体现了光化学是一个活跃的领域。光化学反应与一般热化学反应相比有许多不同之处，主要表现在：加热使分子活化时，体系中分子能量的分布服从玻耳兹曼分布；而分子受到光激活时，原则上可以做到选择性激发。体系中分子能量的分布属于非平衡分布。所以光化学反应仪的途径与产物往往和基态热化学反应不同。 光化学研究反应机理的常用实验方法，除示踪原子标记法外，在光化学中早采用的猝灭法仍是有效的一种方法。这种方法是通过被激发分子所发荧光，被其他分子猝灭的动力学测定来研究光化学反应机理的。它可以用来测定分子处于电子激发态时的酸性、分子双聚化的反应速率和能量的长程传递速率。由于吸收给定波长的光子往往是分子中某个基团的性质，所以光化学提供了使分子中某特定位置发生反应的手段，对于那些热化学反应缺乏选择性或反应物可能被破坏的体系更为可贵。光化学反应的另一特点是用光子为试剂。 光化学的初级过程是分子吸收光子使电子激发，分子由基态提升到激发态。分子中的电子状态、振动与转动状态都是量子化的，即相邻状态间的能量变化是不连续的。因此分子激发时的初始状态与终止状态不同时，所要求的光子能量也是不同的，而且要求二者的能量值尽可能匹配。光物理过程可分为辐射弛豫过程和非辐射弛豫过程。辐射弛豫过程是指将整体或部分多余的能量以辐射能的形式耗散掉，分子回到基态的过程，如发射荧光或磷光；非辐射弛豫过程是指多余的能量整体以热的形式耗散掉，分子回到基态的过程。 决定一个光化学反应仪的真正途径往往需要建立若干个对应于不同机理的假想模型。找出各模型体系与浓度、光强及其他有关参量间的动力学方程，然后考察实验结果的相符合程度，以决定哪一个是可能的反应途径。一旦被反应物吸收后，不会在体系中留下其他新的杂质，因而可以看成是“纯”的试剂。

在流动化学技术不断发展的今天，利用流动化学技术将特定的危险反应或慢反应转化为自动化、仪器化装备，同时利用流动化学技术开发新型的分析检测平台成了科学家们的下一个目标。加氢反应是原料药、染料和农药等行业普遍需要进行的反应过程。该反应过程通常采用高压加氢釜，具有操作繁琐、过程危险性高和收率低等问题。清华大学化工系针对加氢过程开展了深入的研究，其具有的微反应加氢技术18年已在原料药合成行业获得成功应用，其微反应器加氢技术已能达到单套500吨/年的产能，达到了国际水平。针对这些反应过程，公司获得清华大学微反应加氢技术实验室设备许可，与清华合作推出了战略合作成果---全自动加氢反应仪！它是业界工艺可放大的全自动加氢反应仪，具有液体和气体自动输送和监控，压力自动调节，可连接在线分析模块、全程软件控制等功能，可以实现实验内加氢工艺条件和催化剂的快速筛选。同时，该仪器的放大版可以实现通风橱内的加氢产品公斤级定制生产，让加氢反应从此变得安全、高效、节能。我司将在仪器信息网举办“微反应加氢解决方案”网络讲堂，在本次讲堂中，您将了解全自动加氢反应仪针对不同应用的解决方案，独特的微反应加氢技术，液体和气体自动输送和监控，压力自动调节，可连接在线分析模块、全程软件控制等功能，可以实现实验内加氢工艺条件和催化剂的快速筛选。时间：2019年7月19日上午10点地点：仪器信息网网络讲堂主讲人：张吉松 清华大学化工系特别研究员欢迎大家踊跃报名参加！

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 仪器信息网近期开通了 a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/thermalanalysiskinetics" target=" _self" 热分析动力学专题 /a ，邀请到了耐驰公司技术总监徐梁。 span 徐梁 /span 在热分析领域积累了十余年丰富的理论与实践经验，是行业内资深的热分析应用专家。谈及热分析动力学，徐梁重点介绍了热分析动力学中的级数反应与自催化反应，并以环氧树脂的热固化为例，讲解了如何进行机理函数的判断与选择。 /p p strong span 　　 /span 一、热分析动力学概述 /strong /p p 　　化学动力学是近代物理化学的一门重要分支，它对实践中千变万化的各类化学反应，从反应速率和反应机理角度进行抽象研究，涉及的重要变量有时间、温度、浓度、压强、催化剂、溶剂等。 /p p 　　热分析动力学是对化学动力学的一种简化，它与DSC、TGA为代表的热分析技术结合紧密，将热分析测试手段中不常涉及、或很难研究的一些因子作了简化或合并，从而将反应速率仅仅表示为时间、温度与转化率三个变量的函数。其基本方程的微分形式为： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/dd7f9617-c2d7-47ae-9376-949a1b125dda.jpg" title=" 001.png" alt=" 001.png" / /p p 　　这一方程用来唯象地描述如下表观反应： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/eba5cdc2-8760-4634-8422-c89a42750712.jpg" title=" 002.png" alt=" 002.png" / /p p 　　在这里，t为时间，T为温度，α为归一化转化率。dα/dt(后文有时简写成 img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/ede44961-202a-424f-9b38-08d5aea09178.jpg" title=" 003.png" alt=" 003.png" / span style=" font-size:14px font-family:& #39 Times New Roman& #39 ,& #39 serif& #39 " & nbsp /span )则为转化率随时间的变化率，在经典热分析动力学的范畴内，它仅取决于以下两项： /p p span 　　 strong k(T) /strong /span ：速率常数项，表征反应速率与温度的相关性。一般使用阿伦尼乌斯方程的形式： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/73089899-f1c3-4dd4-a393-c110ee6b5e1d.jpg" title=" 78-3.png" alt=" 78-3.png" / /p p 　　其中Ea是表观活化能，常用单位kJ/mol。从物理化学角度这一项与反应的激活能位垒有关，在现象层面则与反应速率随温度而变的特性直接相关。活化能越高，改变反应温度对速率的影响越大。A则为指前因子，又称频率因子，是一个直接的正比系数。R为气体常数，R=8.314 J/(mol*K)。 /p p 　　 strong f( span α) /span /strong ：机理函数项。表征反应速率与转化率的相关性，可视为对反应机理的数学描述。这一项最为灵活多变，有形形色色的机理函数用来描述不同的反应机理，常见的有级数反应、自催化反应、相边界反应、成核生长反应、扩散障碍反应等大的类别，每一类别包含多个不同的机理函数，用于细化对不同反应的描述。 /p p 　　至于化学动力学中的其他变量，或被略去(如绝大多数热分析测试在常压下进行，因此压强因子被略去)，或被归一化处理(如浓度的相对变化被归一化处理为转化率，见后文)，或被简并到正比项A(例如分子摩尔浓度、体系粘度、分子截面积等其它影响分子碰撞几率的因素)、指数项Ea(由此Ea被称为“表观活化能”而与真正物化意义上的激活能有一定差异)、甚至机理函数(例如反应界面的几何特性)之中。 /p p 　　由上分析可见，热分析动力学本质上是一种唯象科学，它仅用于对千变万化的热分析数据进行数学层面的抽象与处理，例如对于常见的TGA测试数据，由于失重比例(100%→x%)可归一化为转化率α（0-1），因此一条TGA曲线本质上就是（ span α,t,T /span ）三者的函数关系，在转化率-时间曲线上取斜率则为转化速率 img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/a6b72a14-38db-4325-9bb2-c79e8a50caad.jpg" title=" 003.png" alt=" 003.png" / (类似于DTG)。DSC曲线与此相似，经一定的修正预处理后，峰面积比例可处理成转化率，对其求导可得到转化速率(形状上类似于DSC热流信号)： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 377px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/10b4065d-eb9f-4ef0-a19f-8d295064b81b.jpg" title=" 78-4.png" alt=" 78-4.png" width=" 600" height=" 377" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　由此，不管是TGA还是DSC，在数学上均可被抽象为( img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/874668a0-685d-49b1-81be-6b68bcd2042f.jpg" title=" 003.png" alt=" 003.png" / , span α,t,T /span )关系曲线，然后被套入基本方程中进行求解。在求解方式上有无模型动力学与模型动力学两大体系，不管使用哪一种方法，最终都是要求得方程中的Ea、A、以及f(α)相关参数等项，即获取完整的、仅包含（ span α,t,T /span ）三变量的动力学方程，此时反应(转化率 span α /span 、转化速率 img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/d4f24016-3891-46c2-bad1-f6a68f5d6a26.jpg" title=" 003.png" alt=" 003.png" / )随时间(t)、温度(T)、以及温度微商(升降温速率dT/dt，一般写成β)的演变规律可视为已知。因此从方程出发，可对实际不同控温程序下的反应进程进行预测，或按照速率控制要求对控温程序进行模拟优化，用以指导实际控温工艺，获取期望的反应进程。 /p p 　　以上是对热分析动力学作一全景式的概略介绍。热分析动力学作为物理化学与实验技术相结合的一门分支学科，所涉甚广。篇幅所限，下文仅对均相反应体系中常用的两大类机理函数：级数反应与自催化反应作进一步的讨论。 /p p 　　 strong 二、均相反应体系 /strong /p p 　　所谓均相反应体系，指的是反应物分子均匀地分布在反应体系中，宏观上各区域之间没有明显的浓度差，在任一时刻体系各处的反应速率相同的一种理想状态。在这种反应体系中，除温度之外，分子浓度及其变化是决定反应速率的主导因素。 /p p 　　与之形成对比的是，异相(也称为非均相)反应体系有着明显的反应界面的概念，分子的化学反应仅发生在一定的反应界面上。在这种体系中，浓度的变化不再是速率的主导因素，事实上，在界面之外，分子始终保持原始浓度，而反应速率为零。除温度之外，决定界面上的反应速率的，仅仅只是反应界面的几何特性，及其随时间的演变方式(扩展，收缩，增厚)、演变维度(一维、二维、三维)。 /p p 　　不管是均相还是异相体系，都只是一种理想化的数学模型。实际的化学反应体系往往更为复杂，但在小尺度反应(例如热分析的小量样品测试)、传质传热理想化的情况下，大体可归为这两类体系之一。在热分析领域，均一的纯液相反应(例如溶液中的反应)一般可归为均相反应，涉及多相的反应(气固、液固、气液、固固多相、液液多相)一般为异相反应，个别反应界面概念模糊的纯固相反应有时也可简化处理为均相反应。在获取了小尺度反应模型之后，对于实际工业应用的尺度放大，应附加传质传热的相关修正。 /p p 　　需要注意的是，这里的均相、异相涉及的是反应物与产物的相态，而与材料本身是否成分均匀、单一无关。例如固体的结晶反应，虽然材料的化学成分很纯，但由于晶区与非晶区相态不同，反应为异相反应。而纤维增强预浸布中的液态树脂的固化反应，尽管宏观材料为复合材料，包含多种成分(树脂，纤维等等)，甚至在小尺度上纤维增强体的分布都不一定均匀，但假如不考虑树脂与纤维之间的相互作用，把固化反应简化为主要在液态树脂内部进行，仍然可视为均相反应。 /p p 　　 strong 三、级数反应 /strong /p p 　　级数反应是最简单、也是最常用的一种均相反应模型。这里考虑的是反应过程中，反应物的浓度下降对反应速率的影响。其通式为： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/e20b9426-ee5c-4548-814b-e9587b553554.jpg" title=" 004.png" alt=" 004.png" / /p p 　　在这里，相对的浓度变化，被归一化处理为转化率： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b8206b8f-a3d3-4015-bfe4-41d8cb6aab49.jpg" title=" 005.png" alt=" 005.png" / /p p 　　例如体系中反应物的初始浓度为0.7mol/L，反应结束时反应物浓度下降为0.2mol/L(实际反应中反应物不一定消耗完全)。则该浓度的相对变化被归一化处理为0-1的转化率。即： /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 202" valign=" top" style=" background: rgb(191, 191, 191) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span style=" font-family:宋体" 摩尔浓度 /span span mol/L /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" background: rgb(191, 191, 191) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span style=" font-family:宋体" 转化率α（无因次量） /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" background: rgb(191, 191, 191) border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 1 - /span span style=" font-family:宋体" α /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.7 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 1 /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.6 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.2 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.8 /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.5 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.4 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.6 /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.4 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.6 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.4 /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.3 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.8 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.2 /span /p /td /tr tr td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0.2 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 1.0 /span /p /td td width=" 202" valign=" top" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " p span 0 /span /p /td /tr /tbody /table p 　　这里1-α与反应物在反应过程中的相对剩余量相对应，而我们似乎丢失了绝对摩尔浓度的相关信息。事实上，反应物浓度为0.7mol/L、还是7mol/L，对反应速率当然有影响，但该影响已被抽离、并归到正比因子A之中。摩尔浓度高的体系，分子碰撞几率大、或者说碰撞频率较高，反应速率通常较快，因此频率因子A会较大。由此使用经典的热分析动力学方法，对同一反应、不同摩尔浓度下的测试结果进行建模，指前因子很可能不同。这是需要注意的一点。 /p p 　　在均相体系中，级数为整数、具有明确物理化学意义的级数反应，常见的有如下两种： /p p 　　 strong 一级反应(F1) /strong ：n=1， strong style=" white-space: normal " f(α)=1- /strong strong style=" white-space: normal " α /strong 。即在温度不变的情况下，反应速率与反应物的相对剩余量成正比，或者说在反应过程中，随着反应物的消耗与转化，反应速率同比下降。这种情况常见于均相体系中的单分子反应 A à B，例如分子内结构重排、自发衰变、部分液相分解反应等。 /p p 　　 strong 二级反应(F2) /strong ：n=2， strong style=" white-space: normal " f(α)=(1- /strong span & nbsp /span strong style=" white-space: normal " α) sup 2 /sup /strong & nbsp 。在温度不变的情况下，反应速率与表观反应物相对剩余量的平方成正比，常见于液相中的双分子反应，例如 2A→B。 /p p 　　我们再从数学上观察一下，对于 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/eecab12f-4820-4035-b6bb-97c15fb82280.jpg" title=" 004.png" alt=" 004.png" / /p p 　　这个方程，当n取不同值时，f(α)随α的变化关系。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 490px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/4426359a-09c9-4068-860b-0856206ea040.jpg" title=" 78-7.png" alt=" 78-7.png" width=" 600" height=" 490" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　上图可见： /p p 　　1. 所有曲线的最大值均出现在起点处。这意味着在温度不变的情况下，级数反应以开始发生时速率最大，随后速率单调下降。 /p p 　　2. 以n=1为对角线，n越大，f(α)随α衰减越快，表明反应级数越高，随着反应物的转化，反应速率下降趋势越明显。 /p p 　　从物理化学角度，反应级数应为正整数，且很少超过3(多于三分子共同参与的合成反应很少见)。但从表观动力学的数学拟合意义上，反应级数可以是非整数，取值范围可以超过3，也可以小于1，但这种情况往往是内在非均相反应机理的表现。例如用级数函数拟合，级数超过3或更高，表明反应速率随着反应物的转化而快速下降，有可能涉及到产物堆积于界面的界面扩散障碍反应 若级数小于1，有可能牵涉到界面收缩的相边界反应，例如n=2/3对应界面球状收缩的三维相边界反应，n=1/2对应界面柱状收缩的二维相边界反应，n=0(零级反应)对应界面面积不变的一维相边界反应。 /p p 　　 strong 四、自催化反应 /strong /p p 　　自催化反应，有时也称为自加速反应，是指随着反应的进行，产物的生成会对反应起到促进作用。这类反应的机理函数通式为扩展的Prout-Tompkins方程(Bna)： /p p 　　这里1-α对应于反应物的相对剩余量，α对应于产物的相对生成量，而反应速率同时是这两者的函数，随反应物的消耗而速率下降，随产物的生成而速率上升。从物理化学角度，这类反应常见于发酵反应、聚合反应、链式反应等。 /p p 　　最简单的自催化反应是Prout-Tompkins方程(B1)，即上式中的n、m两个级数均为1： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/b05adcea-dcb1-4812-bee9-6ae7cacd54fb.jpg" title=" 006.png" alt=" 006.png" / /p p 　　用以描述类似如下的反应过程： /p p style=" text-align: center " span style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/e4cbeff3-d9c6-4b76-9fd1-9185c4fc2139.jpg" title=" 008.png" alt=" 008.png" / 　　 /span /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 353px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/8a3c8f6e-3f53-4469-b33d-430da6f2c90a.jpg" title=" 78-8.png" alt=" 78-8.png" width=" 600" height=" 353" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　在这里，反应速率本应随着A的消耗而下降，但产物B一旦生成，即作为反应物之一，参与并促进了反应的进行。因此在反应的起始阶段，当B的量甚小时，反应速率不高 在反应的终止阶段，A的剩余量已降至甚低，反应速率也不高。反应最大速率点将出现在A与B的量均较充分的阶段，即反应的中期阶段。这一点可通过对B1方程的作图得到验证： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 463px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/186c0a07-4589-4535-a641-283327e56493.jpg" title=" 78-9.png" alt=" 78-9.png" width=" 600" height=" 463" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　 strong 　五、热分析曲线 - 级数反应与自催化反应的表现差异 /strong /p p 　　级数反应与自催化反应的差异，在等温实验下表现最为明显。在理想的等温条件下，温度因子k(T)项为常数，动力学方程可简化为： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/9dee8d07-b05a-487d-b356-56848f5ca670.jpg" title=" 007.png" alt=" 007.png" / /p p 　　即反应速率 img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/75e4c46d-031e-4a70-8621-81ae0087dfd2.jpg" title=" 003.png" alt=" 003.png" / 与 span f(α) /span 直接成正比。而从之前的讨论可知，对于级数反应，f(α)随转化率α单调下降 对于自催化反应，f(α)的极值约出现在反应的中期阶段。实际的等温测试得到的是 (DSC、DTG)随时间t的演变关系，涉及到对上式进行积分，得到α(t)函数后再对t求导，稍微复杂一些，这里不作具体的数学推导。但不管怎样，由于α与t是同向变化关系，因此以上的规律依然存在。 /p p 　　结合物化意义来讲，等温条件下，对于级数反应，反应速率与反应物的量相关，在起始反应时反应物浓度最高，此时反应速率最大，随后随着时间的演变、反应物的消耗而逐渐减速 而对于自催化反应，在反应早期，由于产物B的量很少，对反应的催化作用很不明显，因而此时反应速率甚低，而由于反应速率低，B的量积累很慢，体现在反应初期阶段漫长的低速“诱导期”。当B的量积累到一定程度时，对反应的催化加速效应逐渐明显，随着反应速率的加快又促成了B的大量生成，进一步加速反应，因此在反应中期，反应会有一个快速的提速期。到反应后期，随着反应物A的严重消耗，反应速率再度下降，直至反应完成。 /p p 　　这两类反应的典型等温DSC结果对比如下： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/d546d884-cd4a-4b89-8c1d-c0a2e13b14d6.jpg" title=" 78-10.png" alt=" 78-10.png" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　以上对比结果可通过对两类机理函数的 img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/fb3bd5bc-d072-4434-ac01-96c48e0f4fa7.jpg" title=" 007.png" alt=" 007.png" / 函数推导并作图得到验证。此处略过。 /p p 　　对于动态升温测试，完整的动力学方程为： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/e58ea0fc-084c-4e8c-bd3c-f16861ec3774.jpg" title=" 78-11.png" alt=" 78-11.png" / /p p 　　这里除了f(α)变化对速率的影响外，还混入了温度的连续上升对反应的加速作用。因此即使是级数反应，最大速率点也不再出现在反应起始处。事实上，以一级反应为例： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/f1c44c22-a8a2-4048-8eb0-bc188d2eb0b1.jpg" title=" 78-12.png" alt=" 78-12.png" / /p p 　　在反应的前半程( span α& lt 0.5 /span & nbsp )，f(α)项的下降倍率不超过50%，而由温度T上升导致的指数式增速效应要显著得多。因此反应前期速率将逐渐增大。到反应后半程，f(α)将以越来越小的数字乘入到整个速率方程中，即f(α)倍率式减速效应占据主导，因此反应后期速率将逐渐减小。 /p p 　　对于自催化反应，反应初期f(α)甚小，同时温度也较低，因此反应早期阶段整个反应速率都很低，呈现漫长的诱导期，直至随着产物的积累、f(α)的变大，加上温度上升的增速效应，反应可能出现较突然的加速。随后随着反应的快速转化、f(α)的快速减小而减速。 /p p 　　因此在动态升温图谱上，这两种类型反应均体现为“峰”，而自催化反应往往“基线”更平、峰形更尖窄。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/dbdd1ee0-7a38-4cea-b733-36a4a53741f7.jpg" title=" 78-13.png" alt=" 78-13.png" width=" 600" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong 六、复合式自催化反应 /strong /p p 　　单纯的自催化函数，在实际应用中用得较少。道理很简单，若将Prout-Tompkins方程代入动力学方程： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/c65e211b-6ab2-4ced-a3cb-93d84bb7d18e.jpg" title=" 78-14.png" alt=" 78-14.png" / /p p 　　在反应起始点，转化率α=0，此时反应速率 。而反应速率为零，意味着反应不会发生，α将始终为0! /p p 　　或者更具象地，结合Prout-Tompkins方程的化学模型： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/013de288-464b-49f5-be84-36b926d30a9c.jpg" title=" 008.png" alt=" 008.png" / /p p 　　反应的进行必须有B的参与。除非在反应体系的初始状态下直接混入一定量的B，否则若以纯A作为起点，在没有B的参与下永远不会有第一个产物B生成，也就意味着反应永远不会发生。 /p p 　　事实上，对于一个实际的反应体系，往往是两种转化路径并行存在： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/77082be0-a07d-4573-b41d-94e6a17904e5.jpg" title=" 78-16.png" alt=" 78-16.png" / /p p 　　即A本身可以独立转化为B(或许速率较慢，但有一定的转化几率)，而A也可在B的“催化”下生成B(通常更为有效)。 /p p 　　这类反应可称之为复合式自催化反应，在假设两个路径活化能相同的情况下，机理函数通式为Cnm： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/7fa51b57-b7f6-401e-aa5f-50442e66789a.jpg" title=" 78-17.png" alt=" 78-17.png" / /p p 　　仔细观察上式可知，这一方程是Fn与Bna两项的加和，在Bna项前加了权重因子(自催化系数)Kcat。 /p p 　　该方程的简化函数有C1(级数项n、m均等于1，即F1与B1的组合)、Cn(m=0，反应物以级数n、而产物以一级形式参与自催化)。其中Cn较为常用。 /p p 　　另如果考虑两个路径活化能不同，有Kamal-Sourour型动力学方程： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/07acd7bb-1aa4-4cd1-b1ef-932a7daca698.jpg" title=" 78-18.png" alt=" 78-18.png" / /p p 　　这一方程是活化能不同的Fn与Bna按一定权重加和。 /p p 　　作为级数反应与自催化反应的混合，复合式自催化反应在加速特性方面将介于纯级数反应与纯自催化反应之间，即存在一定的诱导期，在诱导期之后，其反应加速相比级数反应显得较为明显，但又不如纯自催化反应那么突然。当然具体加速表现还取决于两个路径之间的组合权重。 /p p 　　 strong 七、实例：环氧树脂的热固化 - 机理函数的判断与选择 /strong /p p 　　前文已详细讨论了对于均相反应体系，不同的反应类型(级数反应、自催化反应、复合式自催化反应)，其反应进程的特性表现。这里我们将通过对某一环氧树脂固化反应的DSC曲线的动力学拟合，来帮助大家更直观地理解三者的差异。 /p p 　　下图在三个不同的升温速率(5、10、20K/min)下进行了DSC测试，得到了环氧树脂的固化放热峰。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 370px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/5509108f-1f88-4390-bf53-05d1cd8bbe6a.jpg" title=" 78-19.png" alt=" 78-19.png" width=" 600" height=" 370" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　有相关论文表明环氧树脂的固化为自催化反应。但这里我们先将该论断放在一边，假设我们完全不了解该反应的内在化学机制，因此尝试用不同的机理函数进行拟合，通过拟合匹配的优劣来判断可能的反应类型。 /p p 　　下图彩点为实测曲线，实线为使用级数反应Fn对实测曲线的拟合。我们先前已知DSC信号直接对应于反应速率。 /p p 　　将拟合线与实测线相对比，重点关注反应前期阶段，可见级数反应没有明显的诱导期，加速较为温和，而实测信号左侧水平区较为明显，随后的加速也较为明显(实测线的峰左侧较拟合线更为陡峭)，表明反应可能牵涉到自催化机制。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 367px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/20be0d43-239e-474c-bb48-17b5b7e282a2.jpg" title=" 78-20.png" alt=" 78-20.png" width=" 600" height=" 367" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　下图尝试用纯自催化函数Bna进行拟合。总体拟合质量得到了很大改善，但反应早期阶段仍拟合不佳。从拟合实线可见，纯自催化反应的诱导阶段更长、更接近水平，而随后的加速阶段上升更快。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 368px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/472faf29-bb1d-4f72-a380-1572d96362b9.jpg" title=" 78-21.png" alt=" 78-21.png" width=" 600" height=" 368" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　下图是用复合式自催化函数Cn得到的拟合结果。此处实测线与拟合线几乎完美吻合，表明反应机理可能为级数路径与自催化路径的组合： /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/30deda48-aa86-4a2e-baa1-4d5faef7f4a7.jpg" title=" 009.png" alt=" 009.png" / /p p 　　组合权重因子Kcat=1.34。 /p p 　　其它动力学参数如下： /p p 　　Ea = 46.2 kJ/mol /p p 　　lgA = 2.5 1/s /p p 　　n = 1.7 /p p 　　这些数值均在合理的取值范围内。表明该机理函数比较可信。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 367px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/7b27af1c-6991-4d5c-ab6a-8c94ce73c55a.jpg" title=" 78-22.png" alt=" 78-22.png" width=" 600" height=" 367" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　 strong 八、总结 /strong /p p 　　热分析动力学是化学动力学与热分析实验手段相结合的一门分支学科，它将影响反应速率的各类因素进行筛选、提炼与抽象，简化为温度与转化率的函数，应用于实验数据的归纳，与不同控温程序下实验结果的预测，或按照速率控制要求对控温程序进行优化。 /p p 　　反应体系可以分为均相体系与异相体系。均相体系中较为常见的反应机理有级数反应与自催化反应。除温度影响之外，级数反应的速率变化仅与反应物的消耗相关，自催化反应则额外引入了产物生成对反应的加速效应。 /p p 　　不同的反应类型，在动力学上使用不同的机理函数进行表征，在热分析曲线上则有着不同的规律性表现(诱导期-加速-减速特性)。在对反应本身的化学机制缺乏了解的情况下，我们可以通过对实测热分析曲线选择不同的机理函数进行拟合对比，根据拟合效果、与动力学参数结果的合理性，来猜测可能的反应机理。 /p p 　　 strong 参考文献 /strong /p p 　　 i 1. M.E.Brown：Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol 1, Chapter 3. (c) 1998 Elsevier Science B.V. /i /p p i 　　2. 《化工工艺的热安全 -- 风险评估与工艺设计》 (瑞士)弗朗西斯.施特塞尔 著，陈网桦、彭金华、陈利平 译，刘荣海 审校，科学出版社，2009.8. /i /p p style=" text-align: right " 　　耐驰科学仪器商贸(上海)有限公司 应用实验室 /p p style=" text-align: right " 　　徐梁 /p p style=" text-align: right " 　　2019. 7. /p p style=" text-align: right " 　　 /p p br/ /p

据了解，目前国内不锈钢反应釜设备供应充足，但是抗衡国外仍需时日！主要原因是核心技术掌握不足，由于我国反应釜设备的生产技术与国外相比有差距，国内企业规模比较小产业集中度不高。然而技术落后的现状严重阻碍着反应釜市场的发展，我国不锈钢反应釜市场并没有形成足够大的规模化应用条件，竞争激烈也限制了企业的生存空间，在国际市场上没有优势，普遍缺乏竞争力。 不锈钢反应釜的主要作用浅析:是提供反应场所，并维持一定的条件，是化学反应的过程按预定的方向进行，得到合格的反应产物。几乎所有的过程装备中，都包含有反应釜，因此如何选用合适的反应器系列，确立最佳的操作条件和设计合理可靠的反应器，满足日益发展的过程工业的需求具有十分重要的意义。 为积极应对当前经济下行压力，满足不锈钢反应釜企业资金需求，降低融资成本，缓解当前不锈钢反应釜企业普遍面临的融资难、融资贵问题，依目前来看，随着库存的增加，镍价仍有下跌的空间，镍需求量也会有所减少，这将继续压制反应釜市场价格。但考虑到反应釜消费需求逐渐恢复，且经过几个月的调整后，国内反应釜市场已进入弱市整理阶段，不太可能出现前期明显下行的局面，反应釜价格有望低位企稳运行。

“mRNA就像一个电脑程序，你可以对其进行编程以执行所需的任何操作，你甚至都可以变成蝴蝶。医学的未来是mRNA，基本上你可以使用mRNA治愈一切。”在Axel Springer的专访中，新晋世界首富埃隆马斯克给予了mRNA技术超高评价，称它是医学的未来。mRNA（信使核糖核酸）是由DNA的一条链作为模板转录而来、携带遗传信息能指导蛋白质合成的一类单链RNA。mRNA理论上可以表达任何蛋白质，被称为“万能钥匙”，可以探索治疗几乎所有基于蛋白质的疾病。mRNA技术的应用领域包含免疫疗法、蛋白质替换疗法和再生医学疗法等；在新冠疫苗研发中，mRNA技术首次得到产业化验证，推动其在生物制药领域成为极具潜力的技术平台。截至目前，全球mRNA疫苗和药物在研管线已超200条。其中，传染病、罕见病和肿瘤相关管线多达158条，印证了mRNA技术的应用场景在不断拓宽。新冠疫情的爆发无疑大大加速了mRNA技术的商业化进程。随着mRNA疫苗研发管线越来越丰富，其生产工艺也逐渐趋于成熟。mRNA生产工艺主要包括质粒原液生产、mRNA原液生产、mRNA制剂制备与纯化、质检及储存运输。mRNA自身存在精准合成难度高、易降解、难保存等特性，使得mRNA药物在研发生产过程控制、工程保证、大规模制备工艺、质量控制与质量体系等多方面存在复杂挑战。mRNA技术的开发难点和关键技术点在于合成修饰（提高mRNA分子的稳定性，防降解）和递送系统（提高进入人体细胞的效率，产生抗原刺激人体发生免疫反应）。针对mRNA的批量合成，目前较为高效的方式为体外转录（In Vitro Transcription，IVT）。IVT主要是以线性DNA为模板制备mRNA，主要工艺环节包括将线性化质粒DNA转录为mRNA、化学修饰（包含5’端加帽结构（Cap）和3’-polyA加尾结构）、分离纯化等过程。体外转录所用质粒DNA的质量、转录和修饰工艺优化、反应过程控制，都对最终mRNA原液质量至关重要。体外转录合成（IVT）是一个相对复杂的酶催化过程。在合成mRNA的过程中，除DNA模板外，科研人员还需加入所需的酶、核苷酸及其它相关试剂。为了保证工艺稳定性，研发人员通常采用实验设计法(DoE)进行工艺优化和规模逐级放大(比如从1mL-50mL-500mL-5L的放大路径)，以实现产量的稳步提升。尽管酶促合成技术在生化行业是较为成熟的（常用于合成多肽、DNA、RNA、小分子化合物等），但是在mRNA的转录合成中，研发人员仍面临如下挑战：i.合成批次间的不一致性；ii.升温速率、温度控制、加料过程等条件的可重现性；iii.工艺过程中包含多个人工操作步骤，人为误差影响较大。梅特勒托利多全自动合成反应器可智能管理合成过程（包括试剂与原材料识别、加样、混合等）并控制和监测关键过程参数（包括pH，温度等）。i. 精准地控制反应温度、搅拌速率、加料过程等，保证合成批次间的稳定性。体系可迅速达到设定所需温度(如：2˚C、37˚C、70˚C)，并在反应过程中保持±0.1˚C温度稳定。ii. 提供多种不同规格的反应釜选型可以适应多种体积规模的反应，保证了mRNA合成工艺规模放大的可行性。iii. iControl控制软件全程控制并记录所有工艺过程参数，自动保存并生成、导出实验报告，方便批次追溯和数据化管理。iv. iControl控制软件可编辑模板实验方法，调用统一工艺流程模板，运行批次实验，实现批次间的可重复性。v. 合成平台扩展性优良，可搭载原位在线光谱探头设备，深化工艺开发过程监测控制。文末福利 扫描二维码可下载查看《全自动合成反应器EasyMax助力mRNA合成工艺优化及放大》方案。扫码填写信息后我们将从参与的小伙伴中抽取20位送出以下奖品（奖品图片仅供参考，以收到的实物为准）：l 富士instax拍立得（价值379元）1份l 摩飞便携榨汁杯（价值 199元）4份l 哈根达斯代金券（价值50元）15份 活动截止日期：2022年7月31日（通过梅特勒托利多官方微信号公示中奖名单）

近日，过程工程所许光文研究员主持的“微型流化床等温微分流(气)固相反应分析仪研发与应用示范”获得国家重大科学仪器设备开发专项的资助，资助总金额为4626万元。 　　 中科院过程工程研究所许光文研究员 　　“微型流化床反应分析仪”是在2006年度中国科学院仪器装备专项及过程工程研究所仪器研制项目支持下，中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室许光文课题组自行研制的分析仪器。该仪器首次利用微型流化床作为反应器构建了气固反应分析方法与分析仪，实现了反应物快速加热和流化床中气固反应的等温微分化、有效抑制了扩散影响，形成了定点温度下的气固反应动力学参数的等温微分测试方法与仪器，填补了快速升温下等温微分反应测试仪器的空白，致使所求算的气固反应动力学参数更加趋近本征反应特性。该方法与仪器弥补了以程序升温为基础的传统气固反应分析方法与分析仪加热速率低、扩散影响大、难以对热不稳定物质进行定点温度测试等不足，丰富了气固反应分析手段，可广泛应用于化工、冶金、能源、材料、环境、生物等领域。2010年中国科学院组织的成果鉴定意见：该仪器创新性强，属国内外首创，达到国际领先水平。前期研发的与气体分析分离式微型流化床反应分析方法与仪器获得2010年度中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖、第八届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE2010)自主创新奖金奖、相关基础研究论文在2010 Int. Symposium on Gasification and its Application获得优秀论文奖。 微型流化床等温微分流(气)固相反应分析仪 　　通过本次国家重大科学仪器设备开发专项项目的支持，将进一步研发建立集成气体分析和微型流化床反应系统的一体化等温微分反应分析仪和配套的等温微分反应动力学解析软件，同时通过与华中科技大学、哈尔滨工业大学、中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、山东百川同创能源有限公司、北京中科洁创能源技术有限公司等单位合作，开发微型流化床等温微分反应分析方法和仪器对气固反应分级与原位解耦、化学气相沉积、催化过程积碳、液体原料裂解、三相浆态等温反应、外场环境气固反应等具有重要科学意义和应用价值的流固相反应的应用方法和技术，形成等温微分微型流化床等温微分反应分析方法与仪器的系列功能化扩展。通过该国家重大科学仪器设备开发专项项目，还将建立该新型仪器的生产加工能力，构建研发成果的产业化基础，并建立多相反应分析测试中心，面向全国提供分析测试服务。在已有应用的基础上，通过国家重大科学仪器设备开发专项项目的系统工作，将在今后3年将形成20套左右等温微分微型流化床反应分析仪的应用推广。 启动会议现场 　　相关新闻： 　　先进能源关键技术与仪器装备亟需强化——访中科院过程工程研究所许光文研究员 　　气固反应动力学分析方法与仪器研讨会召开 　　“微型流化床反应分析方法与分析仪”鉴定会在京召开 　　微型流化床反应动力学分析仪研制成功

“微型流化床等温微分流(气)固相反应分析仪研发与应用示范” 年度研讨会召开 　　仪器信息网讯 2013年1月6日，国家重大科学仪器设备开发专项“微型流化床等温微分流(气)固相反应分析仪研发与应用示范”年度研讨会在位于北京市大兴区的北京市市政管委培训中心召开。科学技术部科研条件与财务司科研条件处和中国科学院计划财务局条件装备处有关领导，由该专项项目的技术专家委员会主任、中国科学院过程工程研究所李洪钟院士，技术专家委员会副主任、清华大学热能工程系岳光溪院士，项目应用专家委员会主任、北京科技大学郭占成教授，及中国石油和化学工业联合会副秘书长胡迁林、中国仪器仪表行业协会副理事长朱明凯、东华理工大学陈焕文教授等构成的专家组专家，以及本项目的各任务负责人及研究骨干共40多人出席了本次会议。 会议现场 　　“微型流化床等温微分流(气)固相反应分析仪研发与应用示范”项目于2011年获得国家重大科学仪器设备开发专项立项，牵头单位为中科院过程工程研究所，参与单位包括华中科技大学、哈尔滨工业大学、中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所、中国科学院山西煤炭化学研究所、山东百川同创能源有限公司、北京中科洁创能源技术有限公司等单位。中科院过程工程研究所许光文研究员担任项目负责人。 　　自2011年9月项目立项以来，为了组织推动项目的顺利实施，项目组先后组织召开了专项项目启动会、“‘一组两委’、监理、任务负责人全体会议”、半年进度研讨会等会议活动。此次年度研讨会，通过项目总体进展汇报、子项目工作进展汇报、专家讨论等，对项目已取得的成果及存在的问题进行了总结，并分析探讨了今后研发工作应注意的问题。 项目技术专家委员会副主任、清华大学热能系岳光溪院士主持会议 项目技术专家委员会主任、中国科学院过程工程研究所李洪钟院士出席会议 项目应用专家委员会主任、北京科技大学郭占成教授出席会议 　　会议中，中国科学院计划财务局科研条件处姚冠辉项目主管首先代表科学院感谢科技部对中科院所承担的各项国家重大科学仪器开发项目的支持。回顾了科学院对过程所研制基于微型流化床的流固相反应分析仪工作的关注，并祝贺项目承担单位经过多年持续努力所取得的可喜进展，对在科技部支持下深入研发和推广应用所研制的仪器及其应用方法给予了充分肯定。 　　项目负责人许光文研究员代表项目组汇报了项目的年度总体进展情况和项目实施过程中还需要克服的技术问题。许光文研究员首先介绍了项目的基本情况：流(气)固相反应分析一直主要利用非等温方法与仪器，如热重分析仪，目前世界上尚没有商业化的等温微分流(气)固反应测试方法与分析仪。项目计划利用微型流化床反应器在实现快速升温、扩散抑制作用的同时确保反应微分化、建立等温微分流固相反应分析(MFBRA)方法的思想，通过集成脉冲进样与快速过程质谱在线监测、研制微型流化床等温微分流固相反应分析仪。项目的主要目标是研制反应分析一体化的商业型等温微分反应分析仪；拓展五项等温微分反应分析在重要领域的应用；形成微型流化床反应分析产品应用与测试服务能力。 MFBR-S微型流化床反应分析仪 　　据介绍，项目在2011-2012年，已经形成了与在线质谱分离的商品化微型流化床反应分析仪，并成功销往韩国SK集团、重庆大学、新疆大学等单位，配合上述仪器研发的设计、制作、组装的标准化技术体系也已初步建立。此外，项目组在过程研究所建成“流固相微反应技术研究中心”，与中科洁创能源技术有限公司建立了“流固相微反应分析工程中心”，并将微型流化床反应分析仪专利对中科洁创能源技术有限公司实施技术许可。同时，项目成功拓展了微型流化床反应对常压水蒸气反应的应用，开展了系列应用验证，并初步实现仪器化；在串级反应原位解耦方法、微型流化床反应在线颗粒采样、液体原料在线进样等方面取得了突破性进展，形成了创新的应用功能拓展仪器方案。快速质谱分析仪的研发也取得重要进展，同时还验证了微型流化床最小化气体返混的特点和接近气体平推流的条件。目前项目申请国际专利1项，发明专利5项，发表学术论文10篇；申请注册了MFBRA及ECI图形商标，正在准备进行ISO9000认证。 　　对于项目接下来需要克服的主要技术难题，许光文研究员介绍说主要有在线气体快速检测、高浓度梯度变化气氛的质谱寿命、扩展功能反应器及反应实现方法、质谱与微型流化床反应一体化集成、微型流化床反应分析仪标定与使用规范化、本征动力学求算、高温反应器研制等。随后，由哈尔滨工业大学郭洋洲、华中科技大学张世红代表项目的子任务承担单位，汇报了其所承担的项目子任务的进展情况。 　　哈尔滨工业大学承担了项目子任务“微型流化床气固多阶段解耦原位反应动力学分析仪”的研究工作，孙绍增教授为项目负责人。会议中郭洋洲表示，目前该子项目已经形成了仪器需要的技术方案；研制了完整的实验装置，并针对预热、操作条件等进行了实验、CFD模拟研究，以辅助反应系统的优化设计；项目重点对子任务反应器进行了多次优化改进，形成了系列兼容性较好的反应器；同时针对仪器研制，与项目工程中心的合作正在有序展开，单一来源的招标工作基本完成，现已进入实质加工、组装阶段；在配备快速质谱后，接下来的实验研究将快速有序展开。 　　华中科技大学承担项目子任务“微型双床燃料分级热转化气固反应动力学分析仪”的研究，姚洪教授为项目负责人。会议中华中科技大学介绍说通过一年的工作，目前关键技术已经取得基本突破，下一步将通过数值模拟和实验进一步优化反应的结构参数，确定合适的操作参数；计划完成微型双床燃料分级反应台架的整体搭建及调试，并开发配套的伺服机构及控制软件，摸索操作规程，完成典型样品的测试；此外，还要建立仪器标定的标准步骤，摸索畸波校正的反算算法。 　　基于项目及子任务的进展状况汇报，与会专家就流固相反应分析方法的发展，本项目的创新性、竞争力和潜在应用，需要突破的重要技术问题等展开了深入的讨论。与会专家在充分肯定本项目研究内容的自主创新性，和研发仪器对于以煤炭利用等为代表的重大流程工业技术的研发具有重要作用的基础上，明确强调：项目组在突破技术难题的同时，要强化仪器生产的工程能力建设、实现仪器制备与使用的规范化，并建议明确微型流化床反应分析的应用范围，提炼对于快速、慢速等特殊反应的测试所存在的挑战，创新解决方案。 　　科技部条财司科研条件处处长孙增奇、副处长马晋并总结了研讨会，高度赞扬了过程所在该项目的仪器研制及推广应用方面所取得的进展，并希望过程所的项目能努力成为国家重大科学仪器专项项目产品化和推广应用的典范，还对项目的实施提出了“加强工程化和可靠生产工艺建立、明晰知识产权保护和规避、发挥‘两组一委’作用、紧密项目任务间配合、重视仪器经济性与功能的竞争优势”等重要建议和要求。 　　最后，许光文研究员表示，各位专家和领导的建议对项目下一步工作的开展有着非常重要的意义，项目组在后续工作中将会结合各位专家及领导的意见，更好的推进项目实施。 　　会议结束后，全体与会人员参观了依托过程所重大科学仪器专项项目而建立的“微型流化床反应分析工程中心”。工程中心位于北京市大兴县城内，主要承担微型流化床反应分析仪的组装和调试工作，以支撑项目所研制仪器的产业化生产能力的形成。 微型流化床反应分析工程中心 　　关于“微型流化床反应分析仪” 　　“微型流化床反应分析仪”是由中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室许光文课题组自行研制的分析仪器。该仪器首次利用微型流化床作为反应器构建了气固反应分析方法与分析仪，实现了反应物快速加热和流化床中气固反应的等温微分化、有效抑制了扩散影响，形成了定点温度下的气固反应动力学参数的等温微分测试方法与仪器，填补了快速升温下等温微分反应测试仪器的空白，致使所求算的气固反应动力学参数更加趋近本征反应特性。该方法与仪器弥补了以热重为代表的气固反应分析方法与分析仪加热速率低、扩散影响大等不足，丰富了气固反应分析手段，可广泛应用于化工、冶金、能源、材料、环境、生物等领域。该仪器于2010年获中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖及第八届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE2010)自主创新奖自主创新金奖。

梅特勒托利多自动化化学部联合华南理工大学化学与化工学院共同举办2013年化工工艺优化及过程分析技术（PAT）应用交流会，敬请从事反应过程研究和结晶工艺研发、工艺安全评估与放大的专家学者和研发人员参加。 时间：2013年6月5日8:00 - 17:00 （8:00-9:00 报到，9:00正式开始） 地点：华南理工大学（广州市天河区五山路381号）逸夫人文馆二楼多功能报告厅 报名地址: http://cn.mt.com/cn/zh/home/events/seminars/cn_ac_pat_invitationguangzhou2013-.html 近年来，随着中国化工产业的不断发展，竞争日趋激烈。因此快速的研发出安全、稳定、可靠的生产工艺显得尤为重要。过程分析技术，简称PAT技术，通过在工艺过程中控制关键工艺参来保证关键质量性质，多年来被越来越多的科学家们应用于工艺过程研究、开发和优化。 梅特勒托利多提供的过程分析技术（PAT）&mdash &mdash 全自动实验室反应器技术EasyMaxTM/ OptiMaxTM和反应量热技术RC1eTM，实时在线颗粒分析技术FBRM® 和PVM® 和实时在线反应分析技术ReactIRTM，能够帮您充分的理解反应过程，快速的筛选和优化工艺，安全的中试放大，从而提高研发效率、降低研发成本，更快的得到安全、稳定、可靠的生产工艺。 在过去20年间，我们的技术广泛应用于学术研究、制药行业、精细化工、石化及特种化学品等行业。在全球范围内，越来越多的设备在实验室、工艺开发和生产中体现着优势，丰富的实际经验和全球化的支持帮助您充分了解和优化化工工艺的过程。 演讲内容  过程分析技术（PAT）在结晶工艺R&D和反应过程研究中的应用  结晶工艺优化技术  ReactIR技术用于反应机理和反应动力学研究  RC1e反应量热技术优化工艺过程、安全放大工艺  EasyMax/OptiMax全自动反应器技术的应用 演讲者 本次交流会专门邀请了结晶领域的专家华南理工大学的王学重教授和天津大学国家结晶中心的郝红勋副教授介绍结晶工艺的过程分析技术(PAT)和结晶过程的优化与控制；武汉大学国家杰出青年基金获得者雷爱文教授课题组的张恒博士介绍科研工作中应用在线分析技术获得的部分研究成果，分析宝贵的应用思路和经验。同时，来自梅特勒托利多的技术应用专家也将分享国外工艺研发实例。我们旨在通过面对面的专家交流和案例分析，为您今后的研发工作带来新观念、新思路和新方法。  王学重 中组部千人计划特聘专家、华南理工大学化学与化工学院教授  郝红勋 天津大学国家工业结晶工程技术研究中心副教授  张恒 武汉大学化学与分子科学学院雷爱文课题组副教授  万欢 梅特勒托利多 技术应用顾问 演讲者简介 王学重 中组部千人计划特聘专家、华南理工大学化学与化工学院教授 王学重教授就职于华南理工大学化学与化工学院，是国家中组部千人计划特聘专家。研究工作集中在现代化制药、生物制药、纳米材料、精细化工的产品和工艺开发、过程的放大、工业生产的监测、优化控制和故障诊断等领域。王学重教授是过程工业数据挖掘研究领域的创始人，他领导的课题组首次实现了药物和精细化工生产中结晶过程中晶体形状分布的自动控制，标志着在这一领域的突破性进展。除此之外, 在纳米生产过程的在线测量、模拟、控制、放大以及高通量新产品开发等重要领域的研究上，他的研究也取得了广泛的国际影响。已发表科研论文200余篇，论文被引用超2000余次，其研究成果被广泛的应用到世界最大的制药和精细化学公司Pfizer、GlaxoSmithKline、AstraZeneca、Syngenta以及其他20多家公司。 郝红勋 天津大学国家工业结晶工程技术研究中心副教授 天津大学国家工业结晶工程技术研究中心副教授，2003博士毕业于天津大学后曾先后在英国University College London（访问学者）和爱尔兰University College Dublin（高级研究员）工作。目前主要从事晶体产品分离与精制、晶体新产品开发、固体药物制剂技术等研究。发表论文30多篇（SCI25篇），申请发明专利5项，曾获得国家技术发明二等奖、教育部科技进步一等奖和天津市技术发明一等奖。 张恒 武汉大学化学与分子科学学院副教授 张恒，博士，2005年毕业于武汉大学化学与分子科学学院，目前在先后主持国家自然科学基金三项，2012年获湖北省自然科学一等奖(第二完成人)，目前主要从事过渡金属催化的有机反应的方法学、机理和动力学等方面的研究。 万欢 技术应用顾问 梅特勒托利多 毕业于华东理工大学制药工程与技术专业，曾从事有机合成与药物合成工艺安全放大的研究。毕业后加入上海康鹏化学有限公司进行API原料药合成工艺的研究，曾任研发部API原料药组组长。于2011年加入梅特勒托利多公司，主要从事全自动反应器技术在小试合成工艺和中试安全放大方面的应用工作。 2013年化工工艺优化及过程分析技术（PAT） 应用交流会 日程安排 时间：2013年6月5日地点：华南理工大学（广州市天河区五山路381号）逸夫人文馆二楼多功能报告厅 8:00-9:00 报到 9:00-9:15 主持人讲话 9:15-9:45 应用于工艺研发和工艺放大的PAT工具 万欢 梅特勒-托利多 技术应用顾问 9:45-10:45 结晶工艺的过程分析技术(PAT)和模拟，优化控制 王学重 华南理工大学化学与化工学院教授 10:45-11:00 茶歇 11:00-12:00 晶体产品开发中的结晶过程优化技术 郝红勋 天津大学国家工业结晶工程技术研究中心副教授 12:00-13:30 午餐 13:30-14:30 应用ReactIR进行反应机理和反应动力学研究 张恒 武汉大学化学与分子科学学院 副教授 14:30-16:00 应用全自动反应器技术进行小试合成工艺，中试安全放大以及化工工艺安全评估的研究 万欢 梅特勒-托利多 技术应用顾问 报名地址: http://cn.mt.com/cn/zh/home/events/seminars/cn_ac_pat_invitationguangzhou2013-.html

大昌华嘉科学仪器部参加了7月20日-22日在上海召开的第二届化学反应工程大会。 本次大会为产学研结合的会议，大会主题为开发新型反应器和反应过程，促进化学反应工程可持续发展。大会侧重自主创新技术在化学反应工业领域的应用、新型反应器的开发和放大、大型反应器的改造和优化、反应过程强化技术等，会议采取专家报告、技术交流、现场展示、论文征集、口头报告等多种形式，为代表搭建有效交流平台。 大会现场，大昌华嘉展出了瑞士Systag全自动反应量热仪，引起了参会代表、专家的广泛关注。