发光现象

品牌：BPCL是Biological& Physical Chemiluminescence的缩写，1995年开始对外使用；超微弱发光测量仪，英文Ultra-WeakLuminescence Analyzer。 BPCL超微弱发光测量仪，是生物与化学光子计数器，又俗称为化学发光分析仪，是我国原中科院系统科研人员自主研发的一种可探测超微弱生物发光和化学发光的分析仪器，是我国最早商品化的微弱光测量产品。BPCL倾注了老一辈科研工作者的心血，其研制为发光研究提供了有力的科研工具，推动了我国甚至国际发光研究的发展，目前被众多高校、研究院所使用，产生了具有重大社会和经济效益。 涉及研究方向包括：发光分析检测技术研究（如：流动注射发光分析、毛细管电泳发光分析、生物传感器发光分析、纳米材料发光分析、自由基临床检验）、自由基生物学研究、药物抗氧化剂研究、细胞学超微弱发光研究、肿瘤医学研究、农业种质研究、花卉果实超微弱发光研究及农作物抗逆性研究。 BPCL微弱发光测量仪现有19个型号产品，覆盖近紫外、可见及近红外光谱领域微弱光检测，同时还有光谱扫描、多样品测试、温控等型号产品，以适应不同领域研发需求。由于BPCL独特和先进的光探测技术，利用此仪器可测定10^-15瓦的光强度，测量10^-13瓦的微弱光影可给出1-2万/秒的计数率，这对于生物体、细胞、DNA等生命物质的超微弱发光研究尤为重要。通过独特的接口计数，该仪器可实时获得发光动力学曲线，最快采集速度可达0.1毫秒，可用于快速发光反应的监测。 任何有生命的物质都可以自发的或在外界因素诱导下辐射出一种极其微弱的光子流，这种现象称为生物的超微弱发光（UltraweakPhoton Emission），亦被称为生物系统超弱光子辐射、自发发光等。超微弱发光只有10^-5~ 10 ^-8hυ / s cm ，量子产额(效率)为10^-14~ 10 ^-9，波长范围为180~800nm，从红外到近紫外波段。1.BPCL电化学发光测试原理 电化学发光分析技术（Electrogeneratedchemiluminescence,ECL）。ECL是一种在电极表面由电化学引发的特异性化学发光反应。包括了两个过程。发光底物二价的三联吡啶钌及反应参与物三丙胺在电极表面失去电子而被氧化。氧化的三丙胺失去一个H成为强还原剂，将氧化型的三价钌还原成激发态的二价钌，随即释放光子恢复为基态的发光底物。最好的发光标记物-三联吡啶钌分子量小，结构简单。可以标记于抗原，抗体，核酸等各种分子量，分子结构的物质。从而具有最齐全的检测菜单。三联吡啶钌为水溶性，且高度稳定的小分子物质。保证电化学发光反应的高效和稳定，而且避免了本底噪声干扰。 简单来理解，ECL是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射，其作为一种新的痕量分析手段越来越引人注目。1.1电化学反应过程 在工作电极上(阳极)加一定的电压能量作用下，二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+释放电子发生氧化反应而成为三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+，同时，电极表面的TPA也释放电子发生氧化反应而成为阳离子自由基 TPA+，并迅速自发脱去一个质子而形成三丙胺自由基TPA，这样，在反应体系中就存在具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基TPA。1.2化学发光过程 具有强氧化性的三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+和具有强还原性的三丙胺自由基 TPA发生氧化还原反应，结果使三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+还原成激发态的二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+，其能量来源于三价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]3+与三丙胺自由基TPA之间的电势差，激发态[Ru(bpy)3]2+以荧光机制衰变并以释放出一个波长为620nm光子的方式释放能量，而成为基态的[Ru(bpy)3]2+。1.3循环过程 上述化学发光过程后，反应体系中仍存在二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+和三丙胺(TPA)，使得电极表面的电化学反应和化学发光过程可以继续进行，这样，整个反应过程可以循环进行。 通过上述的循环过程，测定信号不断的放大，从而使检测灵敏度大大提高，所以ECL测定具有高灵敏的特点。上述的电化学发光过程产生的光信号的强度与二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+的浓度成线性关系。将二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+与免疫反应体系中的一种物质结合，经免疫反应、分离后，检测免疫反应体系中剩余二价的三氯联吡啶钌[Ru(bpy)3]2+经上述过程后所发出的光，即可得知待检物的浓度。1.4电化学发光剂定义：指通过在电极表面进行电化学反应而发出光的物质。特点：反应在电极表面进行发光标记物/化学发光剂：三联吡啶钌Ru(bpy)32+共反应剂/电子供体为：三丙胺（TPA）电化学发光启动条件：直流电场反应产物：三丙胺自由基(TPA*)+620nm的光子最终检测信号：可见光强度反应特点：迅速、可控、循环发光三联吡啶钌“催化”三丙胺发出可见光2.BPCL化学/电化学发光分析领域的应用案例2.1 医学及药学领域 BPCL在临床上，其可直接或与免疫技术结合，通过化学/电化学发光技术，其可用于甲状腺激素、生殖激素、肾上腺/垂体激素、贫血因子、肿瘤标记物、癌细胞等物质的检测；另外，基于活性氧诱导的化学发光现象，其可实现体内及光治疗过程产生的活性氧的检测。2.1.1 Ru@SiO2表面增强电化学发光检测痕量癌胚抗原 癌胚抗原（CEA）被认为是反映人体中各种癌症和肿瘤存在的疾病生物标志物。体液中CEA的灵敏检测利于癌症的临床诊断和治疗评估。 在此，本文提出了一种基于Ru（bpy）32+的局域表面等离子体共振（LSPR）增强电化学发光（ECL）超灵敏测定人血清中CEA的新方法。在这种表面增强ECL（SEECL）传感方案中，Ru（bpy）32+掺杂的SiO2纳米颗粒(Ru@SiO2)并且AuNPs用作LSPR源以增强ECL信号。两种不同种类的CEA特异性适体在Ru@SiO2和AuNP。在CEA存在的情况下Ru@SiO2-将形成AuNPs纳米结构。我们的研究表明Ru@SiO2可以通过AuNP有效地增强。一层Ru@SiO2-AuNPs与不存在AuNP的纳米结构的ECL相比，纳米结构将产生约3倍的ECL增强。通过多层Ru@SiO2-AuNPs纳米架构。在最佳条件下，人血清CEA的检测限为1.52×10^-6ng/mL。 据我们所知，对于ECL传感器，从未报道过具有如此低LOD的CEA测定。2.1.2 基于连接探针的电化学发光适体生物传感器，检测超痕量凝血酶的信号 基于结构切换电化学发光猝灭机制，本文中开发了一种用于检测超痕量凝血酶的新型连接探针上信号电化学发光适体生物传感器。ECL适体生物传感器包括两个主要部分：ECL底物和ECL强度开关。ECL衬底是通过修饰金电极（GE）表面的Au纳米颗粒和钌（II）三联吡啶（Ru（bpy）32+–AuNPs）的络合物制成的，ECL强度开关包含三个根据“结-探针”策略设计的探针。 第一种探针是捕获探针（Cp），其一端用巯基官能化，并通过S–Au键共价连接到Ru（bpy）32+–AuNPs修饰的GE上。 第二个探针是适体探针（Ap），它含有15个碱基的抗凝血酶DNA适体。 第三种是二茂铁标记探针（Fp），其一端用二茂铁标签进行功能化。 文中证明，在没有凝血酶的情况下，Cp、Ap和Fp将杂交形成三元“Y”结结构，并导致Ru（bpy）32+的ECL猝灭。然而，在凝血酶存在的情况下，Ap倾向于形成G-四链体适体-凝血酶复合物，并导致Ru（bpy）32+的ECL的明显恢复，这为凝血酶的检测提供了传感平台。利用这种可重复使用的传感平台，开发了一种简单、快速、选择性的ECL适体生物传感器信号检测凝血酶，检测限为8.0×10^-15M。 本生物传感器的成功是朝着在临床检测中监测超痕量凝血酶的发展迈出的重要一步。2.1.3 Ru（phen）32+掺杂二氧化硅纳米粒子的电化学发光共振能量转移及其在臭氧“开启”检测中的应用 首次报道了灵敏检测臭氧的电化学发光（ECL）方法和利用臭氧进行电化学发光共振能量转移（ECRET）的方法。 它是基于Ru（phen）32+掺杂的二氧化硅纳米颗粒（RuSiNPs）对靛蓝胭脂红的ECRET。在没有臭氧的情况下，RuSiNP的ECL由于RuSiNP对靛蓝胭脂红的ECRET而猝灭。在臭氧存在的情况下，系统的ECL被“打开”，因为臭氧可以氧化靛蓝胭脂红，并中断从RuSiNP到靛蓝胭脂的ECRET。通过这种方式，它通过所提出的基于RuSiNP的ECRET策略提供了臭氧的简单ECL传感，线性范围为0.05-3.0μM，检测限（LOD）为30nM。检测时间不到5分钟。该方法也成功应用于人体血清样品和大气样品中臭氧的分析。2.1.4 用二极管实现数码相机灵敏视觉检测，使无线电极阵列芯片的电化学发光强度提高数千倍 首次报道了无线电化学发光（ECL）电极微阵列芯片和通过在电磁接收器线圈中嵌入二极管来显著提高ECL。新设计的设备由一个芯片和一个发射机组成。该芯片有一个电磁接收线圈、一个迷你二极管和一个金电极阵列。该微型二极管可以将交流电整流为直流电，从而将ECL强度提高18000倍，从而能够使用普通相机或智能手机作为低成本探测器进行灵敏的视觉检测。使用数码相机检测过氧化氢的极限与使用基于光电倍增管（PMT）的检测器的极限相当。与基于PMT的检测器相结合，该设备可以以更高的灵敏度检测鲁米诺，线性范围从10nM到1mM。由于具有高灵敏度、高通量、低成本、高便携性和简单性等优点，它在护理点检测、药物筛选和高通量分析中很有前途。2.1.5 中晶体和仿生催化剂调控肿瘤标志物的比例电化学发光免疫分析 本文以壳聚糖功能化碘化银（CS-AgI）为仿生催化剂，研制了一种基于八面体锐钛矿介晶（OAM）载体的比率电化学发光免疫传感器，用于α胎儿蛋白（AFP）的超灵敏测定。所提出的系统是通过选择鲁米诺和过硫酸钾（K2S2O8）作为有前途的ECL发射单元来实现的，因为它们具有潜在的分辨特性和最大发射波长分辨特性。采用具有高孔隙率、定向亚基排列和大表面积的OAM吸附鲁米诺形成固态ECL，并作为亲和载体首次固定了大量AFP（Ab）抗体。 此外，发现CSAgI具有仿生催化剂活性，可以催化作为鲁米诺和K2S2O8共同助反应剂的过氧化氢的分解，从而放大了双ECL响应。当生物传感器在CSAgI标记的AFP的混合溶液中孵育时(CS-AgI@AFP)和目标AFP，这是由于对CS-AgI@AFP和目标AFP与AbCS-AgI@AFP固定化Ab捕获的蛋白质随AFP浓度的增加而减少，因此，双ECL反应减少。基于两个激发电位下ECL强度的比值，这种提出的比率ECL策略通过竞争性免疫反应实现了对α胎儿蛋白的超灵敏测定，线性检测范围为1fg/ml至20ng/ml，检测限为1fgg/ml2.1.6 一种新型放大电化学发光生物传感器(基于AuNPs@PDA@CuInZnS量子点纳米复合材料)，用于p53基因的超灵敏检测 在这项工作中，首次设计了一种基于Au的新型表面等离子体共振（SPR）增强电化学发光（ECL）生物传感模型NPs@polydopamine（PDA）@CuInZnS量子点纳米复合材料。 通过静电力用PDA层涂覆AuNP。CuInZnS量子点结合在Au表面NPs@PDA纳米复合材料。CuInZnS量子点在传感应用中起到了ECL发光体的作用。PDA壳层不仅控制了AuNPs和QDs之间的分离长度以诱导SPR增强的ECL响应，而且限制了电势电荷转移和ECL猝灭效应。结果，纳米复合材料的ECL强度是具有K2S2O8的量子点的两倍。在扩增的ECL传感系统中检测到肿瘤抑制基因p53。 该传感方法的线性响应范围为0.1nmol/L至15nmol/L，检测限为0.03nmol/L。基于该纳米复合材料的DNA生物传感器具有良好的灵敏度、选择性、重现性和稳定性，并应用于加标人血清样品，取得了满意的结果。2.1.7铕多壁碳纳米管作为新型发光体，在凝血酶电化学发光适体传感器中的应 提出了一种新的电化学发光（ECL）适体传感器，用于凝血酶（TB）的测定，该传感器利用核酸外切酶催化的靶循环和杂交链式反应（HCR）来放大信号。捕获探针通过Au-S键固定在Au-GS修饰的电极上。随后，捕获探针和互补凝血酶结合适体（TBA）之间的杂交旨在获得双链DNA（dsDNA）。TB与其适体之间的相互作用导致dsDNA的解离，因为TB对TBA的亲和力高于互补链。在核酸外切酶存在的情况下，适体被选择性地消化，TB可以被释放用于靶循环。通过捕获探针的HCR和两条发夹状DNA链（NH2-DNA1和NH2-DNA1）形成延伸的dsDNA。然后，可以通过NH2封端的DNA链和Eu-MWCNT上的羧基之间的酰胺化反应引入大量的铕多壁碳纳米管（Eu-MWCNTs），导致ECL信号增加。 多种扩增策略，包括分析物回收和HCR的扩增，以及Eu-MWCNTs的高ECL效率，导致宽的线性范围（1.0×10-12-5.0×10-9mol/L）和低的检测限（0.23pmol/L）。将该方法应用于血清样品分析，结果令人满意。2.2 环境领域 采用BPCL已建立了众多灵敏快速检测环境污染物、环境激素、环境干扰物、自由基的发光分析方法。此外有有研究人员将其与臭氧化学发光结合应用于水体COD分析。其突出优点是仪器方法简单、易操作、线性范围宽、灵敏度高。 2.2.1 Fenton体系降解持久性氯化酚产生本征化学发光的机理：醌类和半醌自由基中间体的构效关系研究及其关键作用 在环境友好的高级氧化过程中，所有19种氯酚类持久性有机污染物都可以产生本征化学发光（CL）。然而，结构-活性关系（SAR，即化学结构和CL生成）的潜在机制仍不清楚。在这项研究中，本文中发现，对于所有19种测试的氯酚同系物，CL通常随着氯原子数量的增加而增加；对于氯酚异构体（如6种三氯苯酚），相对于氯酚的-OH基团，CL以间-＞邻-/对-CL取代基的顺序降低。 进一步的研究表明，在Fenton试剂降解三氯苯酚的过程中，不仅会产生氯化醌中间体，而且更有趣的是，还会产生氯化半醌自由基；其类型和产率由OH-和/或Cl取代基的定向效应、氢键和空间位阻效应决定。 更重要的是，观察到这些醌类中间体的形成与CL的产生之间存在良好的相关性，这可以充分解释上述SAR发现。 这是关于醌和半醌自由基中间体的结构-活性关系研究和关键作用的第一份报告，这可能对未来通过高级氧化工艺修复其他卤代持久性有机污染物的研究具有广泛的化学和环境意义。2.2.2 介质阻挡放电等离子体辅助制备g-C3N4-Mn3O4复合材料，用于高性能催化发光H2S气体传感 提出了一种新的、简单的基于介质阻挡放电（DBD）等离子体的快速制备g-C3N4-Mn3O4复合材料的策略。所获得的g-C3N4-Mn3O4可作为一种优良的H2S气体传感催化发光（CTL）催化剂，具有优异的选择性、高灵敏度、快速稳定的响应。 基于所提出的传感器能够检测到亚ppm水平的H2S，为在各个领域监测H2S提供了一种极好的替代方案。采用SEM、TEM、XPS、XRD、N2吸附-脱附等测试手段对合成的传感材料进行了表征。该复合材料具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积，这可能归因于氧化非平衡等离子体蚀刻。 此外，该合成以Mn2+浸渍的g-C3N4为唯一前驱体，以空气为工作气体，不含溶剂、额外的氧化剂/还原剂或高温，具有结构简单、操作方便、速度快等优点，并且它可以容易地大规模实施，并扩展到制造用于不同目的的各种金属氧化物改性复合材料。2.2.3表面增强电化学发光，用于汞离子痕量的检测 Ru(bpy) 3^2+的电化学发光（ECL）在分析化学中有着广泛的应用。在此，我们提出了一种通过金纳米棒（AuNR）的局域表面等离子体共振（LSPR）来增强Ru(bpy)3^2+的ECL的新方法。 我们的研究表明，通过控制Ru(bpy)3^2+与AuNRs表面之间的距离，可以大大增强ECL强度。我们将这种表面等离子体激元诱导的ECL增强称为表面增强电化学发光（SEECL）。利用这种SEECL现象来制备用于痕量Hg2+检测的生物传感器。SEECL生物传感器是通过在金电极表面自组装AuNRs和富含T的ssDNA探针来制备的。随着Hg2+的存在，ssDNA探针的构象通过形成T-Hg2+-T结构而变为发夹状结构。Ru(bpy)3^2+可以插入发夹结构DNA探针的凹槽中产生ECL发射，AuNR的LSPR可以增强ECL发射。传感器的ECL强度随着Hg2+浓度的增加而增加，并且在水溶液中达到10fMHg2+的检测极限。研究了AuNR不同LSPR峰位对生物传感器灵敏度的影响。 结果表明，Ru(bpy)3^2+的LSPR吸收光谱和ECL发射光谱之间的良好重叠可以实现最佳的ECL信号增强。2.3 农林业领域 BPCL在农业上有着十分广阔的应用价值。植物的超弱发光来自于体内的核酸代谢、呼吸代谢以及各种氧化还原过程，它变化与植物体内的生理生化变化密切相关．边种广泛存在于体内的自发辐射与机体代谢活动、能量转化之间存在着磐然的联系．因此，利用它作为代谢指标的应用研究就很快引起了广泛的重视。 超弱发光可以作为一种反映生命过程及变化的极其灵敏的指标。另一方面，由于植物的超弱发光与环境密切相关，在不同植物、不同的环境条件下超弱发光均有所不同。 BPCL可以探测植物的超弱发光，研究植物的盐碱、抗旱、抗热、抗寒乃至抗病的指标，从而为抗逆性育种提供一种新的灵敏的物理方法。植物的超弱发光能在一定程度上反映植物生活力的大小，所以可用超弱发光鉴定植物或种子的活力．用超弱发光鉴定种子的活力用样品量少又不破坏种子，对于种子量少的珍贵品种极其有益。此外，BPCL还可以用于农蔬作物新鲜度的评价、污染物残留量分析、辐照食品的检测。2.3.1 基于生物延迟发光，评价玉米萌发期抗旱性。（西安理工大学习岗） 玉米种子萌发抗旱性评价是节水农业研究中的难点和热点问题之一，生物延迟发光分析技术的应用有可能解决这一问题。采用生物延迟发光评价方法研究了玉米种子萌发期的抗旱性能力,延迟发光积分强度的升高有不同的抑制作用,胁迫强度越大。以下为玉米萌发过程中的延迟发光积分强度的变化：2.3.2 盐胁迫下绿豆幼苗的超微弱发光（山东理工大学王相友） 对不同 NaCl 浓度胁迫下绿豆种子早期萌发时的超微弱发光变化进行了初步研究。结果表明，随 NaCI 浓度的增加，绿豆胚根的生长速度(根长)减慢，生长受到明显抑制，其超微弱发光的强度显著下降。萌发期间，SOD 活性随着盐浓度的增加而降低，其活性与生物光子强度有极为密切的关系。 这些结果表明生物超微弱发光探测技术有可能成为植物盐胁迫研究的有效工具，对于进一步理解盐胁迫机理有一定的意义。2.3.3 苹果成熟过程中超弱发光强度与果实跃变的关系（山东理工大学王相友） 用1-甲基环丙烯(1-methyicyclopropene,1-MCP)和乙烯利两种化学药剂，测定了红富士苹果果实超弱发光强度的变化及与乙烯释放、呼吸的关系。 结果显示,各处理果实超弱发光强度的变化与呼吸、乙烯释放速率的变化趋势相似,均有明显的高峰出现,且出峰时间一致。乙烯利处理加速了果实软化,使果实超弱发光强度峰直出现时间提前,并加速了果实跃变后超弱发光强度的衰减:1-MCP 处理延缓了果实的衰老,使果实超弱发光强度峰值推迟,并减弱了峰值过后超弱发光强度的衰减。超弱发光强度能反映富士苹果成熟过程中代谢的变化。2.4 材料领域2.4.1 有机改性水滑石量子点纳米复合材料作为新型化学发光共振能量转移探针 在本工作中，通过在有机改性的LDH外表面上以十二烷基苯磺酸钠双层束的形式高度有序和交替地组装痕量CdTe量子点，制备了定向发光量子点（QD）-层状双氢氧化物（LDH）纳米复合材料。 有趣的是，新型QD-LDH纳米复合材料可以显著增强鲁米诺-H2O2体系的化学发光（CL），这归因于H2O2对QD氧化的抑制、辐射衰减率的增加以及对QDs的非辐射弛豫的抑制。 此外，以鲁米诺为能量供体，以固体发光QD-LDH纳米复合材料为能量受体进行信号放大，制备了一种新型的基于流通柱的CL共振能量转移。通过使用鲁米诺-H2O2CL系统测定H2O2来评估该流通柱的适用性。CL强度在0.5至60μM的浓度范围内对H2O2表现出稳定的响应，检测限低至0.3μM。 最后，该方法已成功应用于雪样品中H2O2的检测，结果与标准分光光度法一致。我们的研究结果表明，新型发光量子点-LDH纳米复合材料将用于高通量筛选具有不同尺寸量子点的复杂系统。2.4.2 油膜碳糊电极热电子诱导阴极电化学发光及其在邻苯二酚纳摩尔测定中的应用 首次在油膜覆盖碳糊电极（CPE）上研究了Ru(bpy)32+/S2O82-体系在阴极脉冲极化下的热电子诱导阴极电化学发光。与其他电极相比，CPE具有更低的背景、更好的稳定性和再现性。该方法也适用于邻苯二酚的测定。 在最佳条件下，在2.0*10^-10mol/L~4.0*10^-9 mol/L和4.0*10^-9mol/L~4.0*10^-7 mol/L范围内，观察到猝灭ECL强度（DI）与邻苯二酚浓度对数（logCcatechol）之间的线性相关性，检测限（LOD）为2.0*10^-10mol/L，低于其他报道的方法。 将该方法应用于水库水中邻苯二酚的测定。平均回收率为83.3%–99.0%，相对标准偏差为0.8%–2.2%。2.4.3 等离子体辅助增强Cu/Ni金属纳米粒子的超弱化学发光 采用具有类似Kirkendall效应的简单水溶液法合成了具有稳定荧光和良好水分散性的Cu/Ni纳米颗粒。60±5nm铜镍摩尔比为1:2的Cu/NiNP显著增强了碳酸氢钠（NaHCO3）与过氧化氢（H2O2）在中性介质中氧化反应产生的超微弱化学发光（CL）。时间依赖性CL的增强取决于NP的组成和试剂添加的顺序。 在研究CL发射光谱、电子自旋共振光谱、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱的基础上，提出了等离子体辅助金属催化这种金属NP（MNP）增强CL的机理。MNP的表面等离子体可以从化学反应中获得能量，形成活化的MNP（MNP*），与OH自由基偶联产生新的加合物OH-MNP*。OH-MNP*可以加速HCO3-生成发射体中间体（CO2）2*的反应速率，从而提高整个反应的CL。2.5 食品领域 BPCL可以用于食品中的微生物/病原体及其毒素、痕量金属离子、抗生素、氧自由基、含氮、硫、磷物质、抗坏血酸、有机酸以及辐照食品的分析检测。2.5.1 基于光谱阵列的单一催化发光传感器及其在葡萄酒鉴定中的应用 识别复杂混合物，特别是那些成分非常相似的混合物，仍然是化学分析中一个具有挑战性的部分。本文利用MgO纳米材料在封闭反应池（CRC）中构建的单一催化发光（CTL）传感器来识别醋。它可以提供这种类型的高度多组分系统的原型。通过扫描反应期间分布在15个波长的CTL光谱，获得了醋的光谱阵列图案。这些就像他们的指纹。然后通过线性判别分析（LDA）对阵列的CTL信号进行归一化和识别。对九种类型和八个品牌的醋以及另外一系列的人造样品进行了测试；人们发现这项新技术能很好地区分它们。 这种单一传感器在实际应用中表现出了对复杂混合物分析的良好前景，并可能提供一种识别非常相似的复杂分析物的新方法。2.5.2 层状双氢氧化物纳米片胶体诱导化学发光失活对食品中生物胺浓度的影响 通过氢键识别打开/关闭荧光和视觉传感器在文献中已经明确确立。显然没有充分的理由忽视氢键诱导的化学发光失活(CL)。 在本工作中，作为新型CL催化剂和CL共振能量转移受体(CRET)，层状双氢氧化物(LDH)纳米片胶体可以显著提高双(2,4,6-三氯苯基)草酸盐(TCPO)-H2O2体系的CL强度。另一方面，生物胺可以选择性地抑制LDH纳米片TCPO–H2O2系统的CL强度，这是由于光致发光LDH纳米片通过O–H…N键取代O–HO键而失活的结果。 此外，组胺被用作食品腐败的常见指标，发现CL强度与组胺浓度在0.1–100uM范围内呈线性关系，组胺(S/N=3)的检测限为3.2nM。所提出的方法已成功应用于追踪变质鱼类和猪肉样品的组胺释放，显示出这些样品中生物胺水平的时间依赖性增加。2.5.3 碳酸盐夹层水滑石增强过氧亚硝酸化学发光,检测抗坏血酸的高选择性 在本研究中，发现Mg-Al碳酸酯层状双氢氧化物（表示为Mg-Al-CO3LDHs）催化过氧硝酸（ONOOH）的化学发光（CL）发射。CL信号的增强是由于过亚硝酸根（ONOO）通过静电吸引在LDHs表面的浓度，这意味着ONOO可以容易有效地与嵌入的碳酸盐相互作用。此外，抗坏血酸可以与ONOO或其分解产物（例如_OH和_NO2）反应，导致Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH反应的CL强度降低。 基于这些发现，以Mg-Al-CO3-LDHs催化的ONOOH为新的CL体系，建立了一种灵敏、选择性和快速的CL法测定抗坏血酸。CL强度在5.0至5000nM的范围内与抗坏血酸的浓度成比例。检测限（S/N=3）为0.5nM，9次重复测量0.1mM抗坏血酸的相对标准偏差（RSD）为2.6%。 该方法已成功应用于商业液体果汁中抗坏血酸的测定，回收率为97–107%。这项工作不仅对更好地理解LDHs催化的CL的独特性质具有重要意义，而且在许多领域具有广泛的应用潜力，如发光器件、生物分析和标记探针。2.6 气相催化发光2.6.1 基于纳米ZnS的四氯化碳催化发光气体传感 基于四氯化碳在空气中氧化纳米ZnS表面的催化发光（CTL），提出了一种新的灵敏的气体传感器来测定四氯化碳。详细研究了其发光特性及最佳工艺条件。 在优化的条件下，CTL强度与四氯化碳浓度的线性范围为0.4–114ug/mL，相关系数（R）为0.9986，检测限（S/N=3）为0.2ug/mL。5.9ug/mL四氯化碳的相对标准偏差（R.S.D.）为2.9%（n=5）。 对甲醇、乙醇、苯、丙酮、甲醛、乙醛、二氯甲烷、二甲苯、氨和三氯甲烷等常见异物无反应或反应较弱。在4天的40小时内，传感器的催化活性没有显著变化，通过每小时收集一次CTL强度，R.S.D.小于5%。该方法简便灵敏，具有检测环境和工业中四氯化碳的潜力。2.6.2 珊瑚状Zn掺杂SnO2的一步合成及其对2-丁酮的催化发光传感 将一维纳米级构建块自组装成功能性的二维或三维复杂上部结构具有重要意义。在这项工作中，我们开发了一种简单的水热方法来合成由纳米棒组装的珊瑚状Zn掺杂SnO2分级结构。利用XRD、SEM、TEM、XPS、FTIR和N2吸附-脱附对所得样品的组成和微观结构进行了表征。通过研究在不同反应时间合成的样品，探讨了生长机理。作为催化发光（CTL）气体传感器的传感材料，这种珊瑚状Zn掺杂的SnO2表现出优异的CTL行为（即，与其他15种常见的挥发性有机化合物（VOC）相比，具有高灵敏度、对2-丁酮的优异选择性以及快速响应和回收）。在相同的条件下测试了SnO2样品的三种不同Zn/Sn摩尔比，以证明Zn掺杂浓度对传感性能的影响。在最佳实验条件下，进一步研究了基于1∶10Zn掺杂SnO2传感材料的CTL传感器对2-丁酮的分析特性。气体传感器的线性范围为2.31–92.57ug/mL（R=0.9983），检测限为0.6ug/mL(S/N=3)。2.6.3 缺陷相关催化发光法检测氧化物中的氧空位 氧空位可以控制氧化物的许多不同性质。然而，氧空位的快速简单检测是一个巨大的挑战，因为它们的种类难以捉摸，含量高度稀释。在这项工作中，本文中发现TiO2纳米颗粒表面乙醚氧化反应中的催化发光（CTL）强度与氧空位的含量成正比。氧空位依赖性乙醚CTL是由于氧空位中大量的化学吸附O2可以促进其与化学吸附的乙醚分子的接触反应，从而显著提高CTL强度。因此，乙醚CTL可以用作TiO2纳米颗粒中氧空位的简单探针。通过检测金属离子掺杂的TiO2纳米粒子（Cu、Fe、Co和Cr）和氢处理的TiO2纳米粒子在不同温度下在具有可变氧空位的TiO2表面上的乙醚CTL强度，验证了其可行性。本CTL探针测得的氧空位含量与常规X射线光电子能谱（XPS）技术测得的结果基本一致。与已经开发的方法相比，所开发的CTL探针的优越性能包括快速响应、易于操作、低成本、长期稳定性和简单配置。本文认为氧空位敏感的CTL探针在区分氧化物中的氧空位方面具有很大的潜力。

中国科学家在保证石墨完整性基础上获取其发光现象，并拍摄到不同粒径的发光“光谱图”，这在世界纳米碳材料领域尚属首次。 不同大小石墨碎片在一定光照下发出不同颜色的光 　　在苏州近日举行的第四届新型金刚石与纳米碳材料国际学术研讨会上，苏州大学功能纳米与软物质研究院教授康振辉介绍了其领衔团队的最新研究成果——《水溶性的荧光碳量子点和催化剂设计》，该成果即将在国际顶尖杂志《德国应用化学》上发表。 　　据介绍，量子点是近年发展起来的一种新型荧光探针，与传统有机荧光染料相比，具有优良的光谱性能。康振辉表示，传统有机荧光染料分子，通常采用不同波长的光来分别激发产生不同颜色 而碳量子点发射光谱与粒径大小有关，通过调整其粒径大小，可以发出不同颜色的荧光，从而使不同生物分子标记、区分、识别变得更加容易，在生物化学、细胞生物学、分子生物学等研究领域显示出广阔的应用前景。 　　2009年，英国剑桥大学的费拉里等人通过氧电浆轰击首次观察到单层石墨片发光现象，但其原理是打断了部分碳原子之间的键结，利用石墨氧化后表面的缺陷而获得发光效果。康振辉团队的研究成果在此基础上更进一步。 　　“我们在保证石墨完整性前提下获取发光现象，并拍摄到不同粒径的发光‘光谱图’，这在世界纳米碳材料领域还是第一次。”康振辉说，他的研究团队将石墨切割成4纳米以下的碎片，给予一定光线照射即可发光，粒径不同发光也不同。如，1.2纳米发蓝光，3纳米则发红光。 　　此外，康振辉团队的研究成果还揭示出另一发现：“纳米级”石墨碎片具有“上转换”特性，能吸收长波长将之转换成短波长，实现低能向高能的聚变，将之与其他材料配合制成催化剂可以吸收“全光谱”太阳光。 　　康振辉介绍，一般催化剂只吸收4%的太阳光，其余96%则被浪费掉 而石墨碳粒子能与100%的阳光作用，催化效果大幅提升，在污水处理、环境净化等方面具有极强的应用性。

近日，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室陈丹平研究员团队发现BaF2-B2O3玻璃的橘红色自发光现象，相关研究成果发表于Journal of Non-Crystalline Solids。稀土离子4f壳内强烈而尖锐的电子跃迁，使其常被用来制备激光材料和荧光粉。但是稀土掺杂的LED材料面临着两个问题，一是由于荧光粉涂层透明度较低，光散射较大，导致LED的发光效率降低。二是稀土材料的不可再生性以及环境污染问题。开发较为环保的无稀土高效荧光LED材料成为以后的研究方向。 　　本研究发现，在CO还原气氛下制备的不含稀土离子的透明BaF2-B2O3玻璃体系在近紫外光下表现出橙红色自发光，在约397 nm的宽带光激发下，产生以650 nm为中心的550~850 nm宽带发光。图1 玻璃样品在(a)365 nm紫外灯和(b)日光灯下的照片 图 2(a)xBaF-C玻璃的激发光谱；(b)xBaF-C 和40BaF-A玻璃的荧光光谱 　　为了探究自发光现象的机理，研究人员在还原气氛和空气气氛下的进行了对比实验。并基于荧光光谱、电子自旋共振、拉曼和X射线光电子能谱的结果，推断在还原气氛导致玻璃中B3+被还原为B2+，B2+的s→p跃迁引起的荧光发射。本论文提出B2+的发光现象，为此玻璃发光现象的研究提供新的思路。该研究开发的橙色自发光玻璃材料，无稀土离子掺杂、透明性高、原料成本低、制备工艺简单、具有较宽的荧光发射带，在新型橙光LED玻璃中具有潜在的应用前景。图3 40BaF-C和40BaF-A样品电子顺磁共振谱图4 (a)40BaF-C和(b)40BaF-A样品的B 1s XPS图谱

手性是化学、物理、生物和医学等领域中的一个重要特征，在各个领域中得到了广泛的应用。尽管已经探索和发展了许多独特的手性化学和物理现象，但在极端条件下对于手性的研究仍然存在一些基本科学问题。近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员袁开军团队与中国科学院福建物质结构研究所谷志刚研究员团队合作，利用自主搭建的高压圆偏振发光（CPL）探测系统，发现了高压可以破坏手性金属有机骨架的镜像圆偏振发光。相关论文发表在中国化学会旗舰期刊CCS Chemistry上。本工作中，科研人员利用自主搭建的原位高压圆偏振发光探测系统，研究了手性金属有机骨架不同对映体的圆偏振发光现象。研究发现，随着压力的逐渐增加，CPL信号发生了明显的变化，包括CPL强度变化、发射波长偏移、CPL反转等。DFT模拟和原位HP-XRD数据结合表明，MOF结构中配体的手性构型可能在高压刺激下发生变化，导致MOF出现CPL反转现象。该工作对原位压力刺激下手性光学材料的CPL研究提供了新思路，并发现了一种新的光学现象，即高压可以破坏对映体的镜像CPL。

中国上海 - 2015年5月22日 - 沃特世公司（Waters）近日于第二届国际聚集诱导发光现象及其应用学术讨论会上展示了用于发光材料研究（聚集诱导材料和OLED材料）的色谱分离方案。该学术讨论会于5月15日至18日在广州举行。中国科学院院士唐本忠院士等海内外著名学者共同交流了聚集诱导发光（AIE，aggregation-induced emission）的相关研究成果。 会议期间，沃特世展示了有机发光材料色谱分离方案，包括基于超临界流体为流动相分离的超高效合相色谱（ACQUITY UPC2）和基于分子筛分离的超高效聚合物色谱（ACQUITY APC）。这一色谱分离方案，能够通过异构体选择性变化和分子量变化而达到发光聚合物的分离表征。此外，超高效聚合物色谱APC和质谱技术也可通过测定聚合物分子量，达到表征的目的，甚至可结合离子淌度给出空间构象信息。沃特世超高效聚合物色谱（ACQUITY? APC） 沃特世中国化工市场部经理蔡麒表示：“我们很荣幸能够为化工行业的尖端学术研究提供创新的实验检测解决方案。沃特世始终致力于支持化工领域各细分行业的技术创新。凭借我们在液相、质谱等领域的专注，以及对于品质的执着追求，我们帮助用户一起积极推动科技创新与进步。”沃特世超高效合相色谱（ACQUITY? UPC2） 国际聚集诱导发光现象及其应用学术讨论会由科技部、国家自然科学基金委及教育部支持，并由华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室主办。共有280多名来自美国、日本、新加坡、加拿大、法国、韩国、以及中国等地从事有机/高分子光电功能材料领域研究的领导、专家和学者参会。 利用超高效合相色谱-质谱对有机发光二极体材料进行分析http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=511436&lid=134675651 使用超高效合相色谱对环金属铱（III）配合物进行同分异构分离http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=511436&lid=134715504 视频：LC和LC-MS技术在OLED材料的结构确认、杂质表征和质量控制方面的应用实例http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=511436&lid=134772241 沃特世聚合物解决方案：http://www.waters.com/waters/zh_CN/Polymers/nav.htm?cid=10120709&bcid=134528338 聚合物分析文集：http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=134740622&lid=134757664 关于沃特世公司(www.waters.com)50多年来，沃特世公司通过提供实用、可持续的创新，使全球范围内的医疗服务、环境管理、食品安全、水质监测、消费品和高附加值化学品领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。 2014年沃特世公司拥有19.9亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 关于沃特世中国 沃特世公司创始于1958年，是全球分析实验室解决方案的行业领导者。沃特世为科学家提供一系列分析系统解决方案、软件和服务，包括液相色谱、质谱和化学品。自上世纪80年代进入中国以来，沃特世目前在内地及香港设有五个运营中心拥有四百多名员工，在上海、北京、广州、成都设立实验中心和培训中心。 在中国，沃特世的业务范围涉及生物制药、健康科学、食品健康、环境保护和化学等多个领域，为小分子化学和中药研究、生物制药理化分析、农兽药筛查、代谢产物鉴定、组学平台、临床检测、乳制品检测等提供多种解决方案，服务工业生产的关键环节。 自2003年成立沃特世科技（上海）有限公司以来，今天的中国已经成为沃特世全球仅次于美国的第二大市场。沃特世中国始终坚持提高本地技术能力、培育本地技术人才，推动制药、食品安全、健康科学、环境保护等相关行业标准和法规的建立和完善，力求满足人们日益增长的健康需求，创造更美好的生活。 ###Waters、ACQUITY、ACQUITY UPLC、UPLC、SYNAPT、Xevo和ionKey/MS是沃特世公司的商标。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与杜骏副研究员团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展，采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子，实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。研究团队前期对量子点—有机分子的三线态能量转移（TET）机制研究表明，通过提升量子点与分子间的波函数交叠，在较低能量转移驱动力的条件下，仍可获得较高的TET效率。根据化学热力学平衡，在这种情况下，从分子三线态回到量子点激子态的吸热反向传能（rTET）速率也较快。当rTET速率远大于三线态本身衰减速率时，大多数三线态都会重新回到量子点激子态辐射出延迟发光（TADPL），原理上类似于有机分子中的热活化延迟荧光现象（TADF）。团队前期也观测到可见波段的TADPL（ACS Energy Lett.，2021），并揭示了其熵调控机制（JPCL，2021）。近红外光在生物成像、光纤通讯、国防安全等诸多领域具有重要意义。基于量子点—有机分子杂化体系的近红外TADPL迄今未见报道，其根本难点在于有机分子的能隙定则：能量越低的激发态，其非辐射衰减速率一般越快。这就要求rTET的速率足够快，才能与之有效竞争。针对该难题，团队通过同时优化量子点和三线态受体分子的手段，采用低毒CuInSe2-并四苯的体系，观测到近红外波段（约900nm）的TADPL。研究发现，在室温下TADPL寿命达到60微秒，相比于CuInSe2量子点激子态的寿命提升了3个数量级。得益于量子点本身高达40%的发光效率，TADPL的量子效率可达9%。这些参数可媲美可见光波段的TADPL体系。得益于CuInSe2量子点无重金属的优势，该体系相比传统的铅基近红外量子点可能具有更好的应用前景。吴凯丰团队近年来致力于量子点与有机分子间的电荷/能量转移动力学研究：揭示了量子点与有机分子电荷转移中的累积电荷效应（JACS，2018；JACS，2018），并在单电荷转移体系中观测到Marcus反转区间（Nat. Commun.，2021）；揭示了量子点尺寸和分子构型对三线态传能的影响及其物理机制（JACS，2019；Angew，2020）；建立了电荷转移介导三线态传能的各类新机制（Nat. Commun.，2020；JACS，2020；Nat. Commun.，2021），并阐明了电子自旋在其中起到的关键角色（JACS，2020；Chem，2022）；面向实际应用开发了低毒性的CuInS2、InP和ZnSe等量子点作为各波段的三线态敏化剂（JACS，2019；JACS，2020；ACS Energy Lett.，2022）；探索了这些电荷/能量转移机制在光催化合成中的新型应用（Chem，2021；Angew，2022；Angew，2022）。上述最新工作以“Thermally Activated Delayed Near-Infrared Photoluminescence from Functionalized Lead-Free Nanocrystals”为题，发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被选为VIP（Very Important Paper）文章。该工作的第一作者是大连化物所1121组博士后何山。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。

在水样中加入微量青海弧菌液体，半小时内就能知道饮用水是否安全——著名发光细菌专家、华东师范大学生命科学学院教授朱文杰和他的团队凭借青海弧菌检测水质的专利技术，承担了保障2010年世博会饮用水安全的检测项目 　　水是生命之源。即将到来的世博会上，如何保证展览现场的饮用水安全?著名发光细菌专家、华东师范大学生命科学学院教授朱文杰拿出了他的撒手锏——青海弧菌作为生物检测材料。“发光细菌是能自身发出蓝绿色可见光的细菌，青海弧菌这样的发光细菌，一旦接触到有毒物质，发光强度就会受到抑制，它们的发光强度和水样中毒物的浓度、大小相关。”只要在水样中加入微量青海弧菌液体，用便携式监测仪读取相关数据，饮用水是否安全，在半个小时内就能知道答案。 　　朱文杰教授和他的团队凭借青海弧菌检测水质的专利技术，承担了保障2010年世博会饮用水安全检测项目和上海市科委“登山行动计划”世博科技专项课题。与发光细菌打了40多年交道的朱文杰对这些微小的细菌菌株再熟悉不过了。这些发光细菌，不但会在世博会的饮用水安全检测中担任重要角色，其实在上海的苏州河治理、主要污染源的监测，尤其是在“512”汶川地震灾区水质快速检测中，已经立下过汗马功劳。朱文杰在接受CBN专访时，介绍了这种发光细菌的神奇之处。 　　众里寻“菌”千百度 　　“水体里的发光细菌达到一定数量时，就会使这个水体发出绿荧荧的光。海洋中就会有这种现象发生，海水整个都变成绿色的发光体，闪现着绿荧荧的波浪，这就是所谓的‘海火’。当然，毕竟发光细菌所发光的亮度是很低的，因此只有在黑暗的环境中才能看到，在白天光线较亮的地方是看不到的。”关上灯，拉上厚实的窗帘，在生物实验室中，朱文杰小心翼翼地从培养箱里拿出了刚培养好的青海弧菌。在黑暗的背景中，锥形瓶里的液体发出了幽幽的蓝绿色荧光。为了寻找这种发光细菌，朱文杰在上世纪80年代走遍了全国各大湖泊。“太湖、鄱阳湖、洞庭湖、鬲湖、洪泽湖、巢湖，我们都走遍了，最后终于在青海省的青海湖里发现了青海弧菌。”在青海湖盛产的唯一一种没有鳞片的鱼——裸鲤身上，朱文杰找到了梦寐以求的淡水型发光细菌。 　　“其实，海洋才是发光细菌的主要栖息地，绝大部分的发光细菌无论从数量还是种类来看，均是海洋性的，仅少数在淡水或陆地上生存。”目前已经命名的发光细菌共18种，其中霍乱弧菌和青海弧菌为淡水发光细菌。为什么朱文杰他们除了研究海洋发光细菌外，会将注意力集中于菌种稀少的淡水湖泊呢?“海洋发光细菌必须有一定浓度的钠离子存在，才能生长和发光，而淡水型发光细菌就没有这种要求。”上世纪80年代末，科学家发现，如果要用海洋发光细菌进行检测，为了满足海洋发光细菌的生理需要，必须在淡水样品中添加食盐达到3%。但如此高浓度的Na+或Cl-离子，会影响某些有毒物质的生物学毒性表现，因此根据细菌的发光情况来判断水质就会产生偏差。这是海洋发光细菌的一个“死穴”。而利用淡水型发光细菌检测，就可以轻而易举地避免这样的偏差。从另一方面来说，不少发光细菌本身就是致病菌。比如哈维氏弧菌可致虾生病死亡，Photorhabdus asymbiotica 能导致人类身体疾患，寄生于线虫体内的发光杆菌则会感染毛虫、蛾子、蝴蝶等鳞翅目昆虫，致它们于死地。朱文杰他们当时发现的青海弧菌，是罕见的淡水型发光细菌，也不是致病菌，因此是难得的水质检测好材料。 　　培养发光细菌是一件比较麻烦、专业的事情，这个因素会阻碍发光细菌检测技术的普及和应用。于是上世纪90年代中期，朱文杰开始把青海弧菌由液态的保存方式转变为冻干粉的形式。“就像把面条做成方便面，开水一泡就能食用那样。”检测人员拿到冻干粉后，可以保存在-10℃以下的冰箱中，使用前只要加入复苏液，几分钟之后冻干粉中的青海弧菌就自动恢复了活力。“使用青海弧菌进行检测，要比使用进口发光细菌价格上便宜三分之二。”朱文杰说。 　　发光细菌应用潜力无穷 　　“如果有某一条河流受到污染，或者出现某种化学物质突然泄漏的事故，判断污染来源和污染物的主要成分，可以用物理—化学的监测方法很快得到结果，但要回答对流经区域周围的生物或居民的健康有什么影响，这些监测是无能为力的。”朱文杰介绍说，当下使用较多的检测污染物毒性的方法，是从医学毒理学引用过来的小鼠或是鱼类或是溞、藻类等的毒性试验，以受试生物的死亡数来判断毒性的大小，一般需几天时间才能有结果。“每条鱼、每只小鼠对毒物反应都不相同，为减小个体差异的影响，每次用大量的鱼或小鼠用于试验，这不仅造成检测工作量的增加，而且用成百上千的小鼠或鱼来用于一些普通样品的检测是不可能实施的，因为成本太高。” 　　“而用发光细菌来检测环境污染毒性，不仅灵敏，而且成本低廉，在一刻钟到一小时内便可以有结论。其检测结果跟鱼类、小鼠毒性试验结果是吻合的。”朱文杰举了去年“512”汶川地震灾后水体检测的例子，“工作人员不但要检测当地河流的水质，很多农民也拿出自家的井水样本要求检测，如果用传统的检测方法，成本就是天文数字，时间也不允许。”而工作人员利用青海弧菌这样的发光细菌，在半小时内就知道了结果。上世纪90年代，有科学家提出利用发光细菌快速综合评价苏州河水质的方法，并得以实施。朱文杰回忆说：“苏州河治理是上海的一件大事。最近，浙江环保部门为了加强对蓝藻爆发的预警监测，也使用了我们研制的发光细菌急性毒性监测仪。” 　　“发光细菌在应用方面还有很大的潜力。”朱文杰说，“现在，科学家对发光细菌利用技术的开发依旧如火如荼，比如食品卫生的快速检测、化学合成物及其降解物的毒性检测、分析有机合成化合物分子结构中不同取代基对毒性的影响等等，也有科学家在基因克隆的实验用细菌发光基因作为报告基因。”现今，朱文杰仍然继续着他每日的科研和教学工作，“希望有关方面能够多采用我们国家研究人员自己研发的发光细菌检测技术和仪器。”

夏季的夜晚，走到山间草丛，可以看到一种昆虫提着一盏灯在飞行，这就是萤火虫在发光。萤火虫体内的荧光素酶催化底物荧光素，发生化学反应，产生光子。这也是大家比较熟悉的，在动物活体生物发光成像当中运用到的反应原理。通过利用该原理，配合上转基因技术及动物活体成像系统，我们可以非侵入性和纵向研究小动物的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、肿瘤学机制和抗肿瘤药物药效及动力学和疾病机制等；相比于传统研究手段，这种方法通过在动物整体水平上进行研究，能提供更多有用的信息，同时大幅减少实验研究所需的动物数量和降低个体间的差异。萤火虫荧光素酶反应的示意图(a)、荧光素酶以报告基因的形式进入细胞核，并翻译成功能性酶。该酶将底物荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)转化为氧荧光素、二氧化碳(CO2)和二磷酸腺苷(ADP)，同时发光。(b)、萤火虫底物D-荧光素及其产物氧合荧光素的化学结构。 那么问题来了，自然界会发光的生物除了有萤火虫，还有鱼类、藻类、植物和细菌等，这些生物的发光原理是否也和萤火虫一样呢？这些发光原理能否运用到动物活体成像研究中呢？今天，小编就为大家介绍另外一种生物发光原理—细菌发光及其在动物活体成像中的应用。细菌荧光素酶对于细菌的生物发光现象，早在1875年就被发现了，研究人员Boyle首先揭示了细菌发光对氧气的依赖。而随着研究的深入，研究人员发现细菌发光涉及到的酶有荧光素酶、脂肪酸还原酶和黄素还原酶，以及底物还原性黄素单核苷酸和长链脂肪醛。在发光细菌中发现的一种操纵子，基因顺序为luxCDABEG，其中luxA和luxB基因分别编码细菌荧光素酶α和β亚基，luxC、luxD和luxE基因分别编码合成和回收荧光素酶醛底物的脂肪酸还原酶复合物的r、s和t多肽，luxG编码黄素还原酶。到目前为止所知的所有发光细菌，都是基于细菌荧光素酶介导的酶反应来产生光。这是一种大约80kDa的异二聚体蛋白，与长链烷烃单加氧酶具有同源性。该酶通过以下反应介导O2氧化还原的黄素单核苷酸(FMNH2)和长链脂肪族(脂肪)醛(RCHO)，以产生蓝绿光。细菌荧光素酶介导的酶反应1细菌发光明场图2细菌发光发光图细菌发光反应过程在发光反应中，FMNH2与酶结合，然后与O2相互作用，形成黄素-4A-过氧化氢。这种复合物与醛结合形成一种高度稳定的中间体，其缓慢的衰变导致FMNH2和醛底物的氧化和发光，反应的量子产率估计为0.1-0.2个光子。该反应对FMNH2具有高度特异性，体内的醛底物可能是十四醛。FMNH2是由NADH：FMN氧化还原酶(黄素还原酶)提供，该酶从细胞代谢(如糖酵解和柠檬酸循环)中产生的NADH中提取还原剂，还原剂通过自由扩散从FMNH2向荧光素酶的转移。长链醛的合成是由脂肪酸还原酶复合物催化。与细菌荧光素酶一样，底物FMNH2和长链脂肪醛也是细菌发光反应的特异性底物；真核生物生物发光使用不同的化学物质和荧光素酶，它们在蛋白质或基因序列水平上与细菌荧光素酶不同。细菌中的荧光素酶反应过程细菌发光原理在动物活体成像中的应用目前，细菌发光原理在动物活体成像研究中的应用有：传染病研究、菌种抗药性测试及细菌介导的肿瘤治疗等。通过将luxCDABE操纵子稳定地整合到不同的细菌基因结构中，不需要任何其他外源底物(除了氧)来产生生物发光，再通过一套超灵敏的动物活体成像系统(AniView 100)，为监测细菌物种感染负担、致病机理研究和肿瘤药物靶向治疗等提供了一种快速便捷的研究检测方法。AniView 100检测减毒鼠伤寒沙门氏菌体内靶向性肿瘤情况(箭头指向为肿瘤)应用说明如以细菌介导的肿瘤治疗为例，传统的癌症治疗方法是手术切除，治疗转移性癌症还需要与其他疗法(如放疗或化疗)相结合。这些疗法存在局限性，如放疗的疗效主要取决于组织氧水平，肿瘤内坏死区和缺氧区低氧浓度是治疗失败的常见原因；而化疗的疗效主要取决于药物的分布，肿瘤内坏死区和缺氧区的血管不规则会影响药物的输送，限制药物的疗效。与传统方法相比，使用细菌进行癌症治疗有以下优势：首先，细菌会在肿瘤中选择性积累，肿瘤中的细菌聚集量大约是正常器官的1000倍，肿瘤特有的坏死区和缺氧区一般不会在大多数器官中形成。其次，细菌的增殖能力使得它们可以进行持续治疗；最后，许多细菌的全基因组测序已经完成，能够通过基因组操作提高它们在人类使用中的安全性，并增强其杀瘤效果。目前，细菌介导的肿瘤治疗广泛应用于DNA或siRNA的传递、运送经工程改造的毒素或前药物和触发机体免疫反应，进而达到抑制或杀灭肿瘤细胞、起到抗击肿瘤的作用。应用案例 静脉注射3天后，表达lux的鼠伤寒沙门氏菌在各种肿瘤中积聚。CT26：小鼠结肠癌，4T1：小鼠乳腺癌，MC38：小鼠结直肠腺癌，TC-1：小鼠肺癌,Hep3B：人肝细胞癌，ARO：人甲状腺癌，ASPC1：人胰腺癌应用案例 携带受L-阿拉伯糖诱导启动子pBAD表达系统控制的细胞毒蛋白(溶细胞素A)、表达lux报告基因的减毒鼠伤寒沙门氏菌，用于肿瘤治疗。总结利用生物发光原理进行动物活体成像，目前主要有两种方式。一种是使用萤火虫荧光素酶，最适合在哺乳动物细胞中表达；另外一种是细菌荧光素酶，广泛应用于原核生物。细菌Lux操纵子由于编码生物发光所需的所有蛋白质，包括荧光素酶、底物和底物生成酶，不需要外源底物，成像更加的方便，不需要像萤火虫荧光素酶一样，考虑ATP的可用性、底物分子的渗透、药代动力学和生物分布等对成像的影响。但是，细菌荧光素酶的发射波长较短(490nm)，组织吸收较大，这会影响成像数据的量化；而且，对于某些真核微生物(包括真菌和寄生虫)和真核细胞，仍然需要使用萤火虫荧光素酶标记，原因在于lux报告基因没有得到足够的优化，还不能在真核细胞中稳定表达。不过由于细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的发射波长不同，从而可以进行多光谱成像，用于同时定量评估小动物的不同生物过程，进一步扩展生物发光原理在动物活体成像中的应用。TipsAniView 100多模式动物活体成像系统 AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统，其采用全密闭抗干扰暗箱，避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时，配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机，极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到100个luciferase标记细胞，对于动物活体细菌荧光素酶的生物发光信号，无论是在皮下或器官，均可以轻易检测到。快来关注我们，申请免费试用！

据3日发表在《自然材料》上的论文，以色列希伯来大学研究团队开发了一种由两个耦合的半导体纳米晶体组成的“人造分子”系统，该系统可以发出两种不同颜色的光，实现了快速和瞬时的颜色切换。这表明，在纳米尺度上如此快速和高效地切换颜色具有巨大的可能性。从照明灯、显示器到快速光纤通信网络，彩色光及其可调性是许多现代基本技术的基础。在将彩色发射半导体提升到纳米尺度时，量子限制效应开始发挥作用：改变纳米晶体的大小会改变发射光的颜色，由此可以获得覆盖整个可见光谱的明亮光源。由于纳米晶体独特的颜色可调性，以及科学家使用湿化学方法很容易制造和操作，它们已经被广泛应用于高质量的商业显示器，这赋予它们优异的颜色质量和显著的节能特性。然而，直到今天，实现每种特定的颜色仍需使用不同的纳米晶体，并且无法在不同的颜色之间进行动态切换。研究团队克服了这一限制，创造了一种具有两个发射中心的新型分子，在这种分子中，电场可以调节每个发射中心改变颜色，但不会损失亮度。人造分子可以使组成纳米晶体中的一个中心发射绿光，而另一个发射红光。这种新型的双色发光人造分子的发射对诱导电场的外部电压很敏感：一个极性的电场会诱导红色中心发光，而将电场切换到另一个极性时，颜色发射会瞬间切换为绿色，反之亦然。这种颜色转换现象是可逆和即时的，因为它不包括任何分子结构的运动。只需在设备上施加适当的电压，就能获得这两种颜色中的一种，或它们的任意组合。这一突破为开发探测和测量电场的敏感技术打开了大门，它可彻底改变先进的显示器并助力科学家创建可切换颜色的单光子源。

近日，大连化物所光电材料动力学研究组 (1121组) 吴凯丰研究员与杜骏副研究员团队在量子点—有机分子能量传递机制与应用的研究中取得新进展，采用低毒性的CuInSe2量子点结合并四苯分子，实现了该类杂化体系在近红外波段的热延迟发光。研究团队前期对量子点—有机分子的三线态能量转移（TET）机制研究表明，通过提升量子点与分子间的波函数交叠，在较低能量转移驱动力的条件下，仍可获得较高的TET效率。根据化学热力学平衡，在这种情况下，从分子三线态回到量子点激子态的吸热反向传能（rTET）速率也较快。当rTET速率远大于三线态本身衰减速率时，大多数三线态都会重新回到量子点激子态辐射出延迟发光（TADPL），原理上类似于有机分子中的热活化延迟荧光现象（TADF）。团队前期也观测到可见波段的TADPL（ACS Energy Lett.，2021），并揭示了其熵调控机制（JPCL，2021）。近红外光在生物成像、光纤通讯、国防安全等诸多领域具有重要意义。基于量子点—有机分子杂化体系的近红外TADPL迄今未见报道，其根本难点在于有机分子的能隙定则：能量越低的激发态，其非辐射衰减速率一般越快。这就要求rTET的速率足够快，才能与之有效竞争。针对该难题，团队通过同时优化量子点和三线态受体分子的手段，采用低毒CuInSe2-并四苯的体系，观测到近红外波段（约900nm）的TADPL。研究发现，在室温下TADPL寿命达到60微秒，相比于CuInSe2量子点激子态的寿命提升了3个数量级。得益于量子点本身高达40%的发光效率，TADPL的量子效率可达9%。这些参数可媲美可见光波段的TADPL体系。得益于CuInSe2量子点无重金属的优势，该体系相比传统的铅基近红外量子点可能具有更好的应用前景。吴凯丰团队近年来致力于量子点与有机分子间的电荷/能量转移动力学研究：揭示了量子点与有机分子电荷转移中的累积电荷效应（JACS，2018；JACS，2018），并在单电荷转移体系中观测到Marcus反转区间（Nat. Commun.，2021）；揭示了量子点尺寸和分子构型对三线态传能的影响及其物理机制（JACS，2019；Angew，2020）；建立了电荷转移介导三线态传能的各类新机制（Nat. Commun.，2020；JACS，2020；Nat. Commun.，2021），并阐明了电子自旋在其中起到的关键角色（JACS，2020；Chem，2022）；面向实际应用开发了低毒性的CuInS2、InP和ZnSe等量子点作为各波段的三线态敏化剂（JACS，2019；JACS，2020；ACS Energy Lett.，2022）；探索了这些电荷/能量转移机制在光催化合成中的新型应用（Chem，2021；Angew，2022；Angew，2022）。上述最新工作以“Thermally Activated Delayed Near-Infrared Photoluminescence from Functionalized Lead-Free Nanocrystals”为题，发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上，并被选为VIP（Very Important Paper）文章。该工作的第一作者是大连化物所1121组博士后何山。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的资助。

美国麻省理工学院研究团队发明了一种堆叠二极管以创建垂直、多色像素的方法，该方法可用于制作更清晰、无缺陷的显示器。研究成果近日发表在《自然》杂志上。多年来，单个像素的尺寸不断缩小，使得更多的像素能被封装到设备中以产生更清晰、更高分辨率的数字显示。但像计算机中的晶体管一样，发光二极管（LED）中的像素也正在接近其尺寸极限。这种限制在增强现实和虚拟现实设备的近距离显示中尤为明显，有限的像素密度会导致“屏幕门效应”，从而使用户感知到条纹。在新研究中，每个堆叠像素都可生成完整的颜色，宽度约为4微米。微型LED可实现每英寸5000像素的封装密度。这是目前已知最小的微型LED像素和最高像素密度。研究表明，垂直像素化是在更小的空间内实现更高分辨率的新方式。研究人员称，对于虚拟现实，目前它们看起来真实程度有限，但使用垂直微型LED，用户可获得完全身临其境的体验，且无法区分虚拟与现实。微型LED制造需要极高的精度，因为红色、绿色和蓝色的微型像素需要首先在晶圆上单独生长，然后精确地放置在板上，彼此精确对齐，以便正确反射和产生各种颜色和阴影。实现这种微观精度是一项艰巨的任务，如果发现像素不合适，则需要报废整个设备。麻省理工学院团队此次提出的是一种不需要精确地逐像素对齐的微型LED制造方法。与传统的水平像素排列相比，该技术是一种完全不同的垂直LED方法。在传统显示器中，每个红绿蓝像素都是横向排列的，这限制了可创建的每个像素的大小。垂直堆叠所有3个像素，理论上可将像素面积减少三分之一。作为演示，该团队制造了一个垂直LED像素，并展示了通过改变施加到每个像素的红色、绿色和蓝色膜上的电压，他们可在单个像素中产生各种颜色。到目前为止，他们已证明可刺激一个单独的结构来产生全光谱的颜色。

科学家们希望未来用树木作为街灯照明 　　科学家们正在试图通过改造树木基因令其能够发出光亮，如果能够成功，这些树木就能作为不需要电源的自然街灯。 　　据国外媒体报道，一组研究人员希望借助基因的研究，将诸如萤火虫发出的生物荧光(Bioluminescence)移植到各种不同的生物中去，以使得这些生物能够产生光亮。生物发光植物将有助于作为传统街灯取代品，即便需要更多的光亮，也可以通过这些植物的生长而实现。 　　剑桥大学的科学家尝试将萤火虫基因与一种发光海洋细菌创造出一个“生物积木(Biobricks 也称生物砖块、生物零件)”来插入至目标的基因组，从而产生名为氧化荧光素(oxyluciferin)的物质，产生发光效果。届时，科学家们可以通过插入改良后的基因来控制诸如发光的颜色等特征。 　　“生物积木”的概念最早由美国麻省理工学院人工智能实验室汤姆奈特教授提出。据科学网(kexue.com)了解，所谓的“标准生物积木”，是一些简单拼装好了的，具有特定功能的DNA小片段——也可以看成具备某种性状的积木单元。 　　研究队伍成员之一的遗传学家西奥-桑德森(Theo Sanderson)表示，这是个绝妙的设想，目前并没有做出最终的“发光树”，但会做出一套“零件”，来让未来研究者更方便的进行研发。研究团队表示这个项目未来有着巨大的商业潜力，可以用于取代目前传统的街道照明系统，并且这种方式不需用电，非常环保。 　　之前有科学家们尝试过利用人类的废弃物来作为燃料，此外还有研究团队发现，利用金纳米粒子可以诱导植物叶子发光，使树叶发出红色的光芒。也许就在不远的将来，电影《阿凡达》中那些给人留下印象深刻的发光树木，即将在人们的生活中实现。

【案例分享】AFM：整合扭转分子内电荷转移和聚集诱导发光的超快光谱研究摘要近日，《Advanced Functional Materials》刊登了中国科学技术大学周蒙教授团队与陕西师范大学房喻院士团队合作研究工作《Integrating Aggregation Induced Emission and Twisted Intramolecular Charge Transfer via Molecular Engineering》。该研究工作通过分子工程设计合成了同时具有扭转分子内电荷转移(TICT)和聚集诱导发射(AIE)特性的荧光发色团，将看似矛盾的TICT和AIE特性整合在同一分子内，并通过瞬态光谱等手段揭示了上述类型荧光发色团发射机制，提出了调控TICT和AIE特性的分子工程策略，为设计高可调性和强发射的荧光发色团提供了新的思路和发展方向。研究背景荧光发色团在生物成像、环境传感、光动力治疗等领域有着广泛应用前景。TICT和AIE是荧光发色团中普遍存在的两种现象，但这两种现象看似相互矛盾，不能同时存在于同一个荧光发色团分子内。TICT过程通常伴随着剧烈的构象变化，分子运动剧烈；而AIE过程通常伴随着分子聚集，分子运动受限。在良性溶剂中，TICT会被激活，而AIE会被抑制；在不良溶剂中，AIE会被激活，而TICT会被抑制。具有TICT或AIE性质的荧光发色团可调性极强，能够通过调控分子性质满足不同应用需要。如果能够构建同时兼具TICT和AIE特性的荧光发色团，将极大增强荧光发色团的可调控性，并拓宽荧光发色团的应用场景。因而，构建同时具有TICT和AIE特性的荧光发色团受到了广泛关注。研究内容该研究工作通过分子工程设计合成了具有供体受体(D-A)结构的DMA-NAP荧光发色团和MP-NAP荧光发色团。相比DMA-NAP荧光发色团，MP-NAP荧光发色团的给体含有吡咯单元，具有更强的给电子特性和更好的疏水特性。通过比较两种荧光发色团的斯托克斯位移、量子产率、发射峰位，研究人员发现MP-NAP比DMA-NAP具有更强的溶剂极性敏感度。利用瞬态吸收光谱，研究人员研究了两种荧光发色团在正己烷、四氢呋喃、乙腈三种不同极性溶剂中的发射机制。由于极性溶剂中TICT猝灭荧光，而分子聚集可以有效抑制化学键旋转，研究人员推测DMA-NAP和MP-NAP两种荧光发色团会表现出突出的AIE现象。经过不懈努力，研究人员在水-甲醇混合溶剂中观察到了两种荧光发色团的AIE现象，随后又研究了两种荧光发色团在水含量不同的水-甲醇混合溶剂的发射机制。通过以上工作，研究人员证明了可以通过分子工程设计同时具有TICT和AIE特性的荧光发色团，并阐释了两种荧光发色团的发射弛豫机制，为调控设计同时具有TICT和AIE特性的荧光发色团指明了方向。 图文导读图1. (a) LE/ICT到TICT的激发态构象转变示意图。(b) DMA-NAP和MP-NAP的分子结构。 (c) DMA-NAP和(d) MP-NAP在不同极性环境下的稳态吸收(实线)和荧光光谱(虚线)。 (e) DMA-NAP和(f) MP-NAP在不同极性环境下的荧光寿命衰减曲线。图2. 溶剂极性相关的DMA-NAP和MP-NAP的飞秒瞬态吸收光谱二维彩图。图3. 甲醇和水混合溶剂中，不同混合比例下，DMA-NAP和MP-NAP的AIE效应。图4. 水含量不同的水-甲醇混合溶剂中的DMA-NAP和HP-NAP的飞秒瞬态吸收光谱二维彩图。图5. 两个分子在不同环境中的激发态弛豫途径，以及整合TICT与AIE的示意图。仪器推荐该工作中的时间分辨荧光光谱，由武汉东隆科技有限公司提供的德国PicoQuant高性能稳瞬态一体式荧光光谱仪FluoTime300完成。FluoTime300是一款全自动模块化荧光光谱仪，专注于稳态及时间分辨荧光光谱测试。该系统采用自研的EasyTau2测试分析软件实现人机交互，向导式操作，方便易用。文章信息Integrating Aggregation Induced Emission and Twisted Intramolecular Charge Transfer via Molecular EngineeringWei Zhang*#, Jie Kong#, Rong Miao*,Hongwei Song, Yalei Ma, Meng Zhou*, Yu Fang Adv. Func. Mater.文章链接https://doi.org/10.1002/adfm.202311404

自充能、可持续力致发光力致发光是指材料在力学刺激下产生的一种发光行为。由于其独特的力学-光学响应特性，力致发光为实现力学传感及其可视化提供了新思路和新途径。目前发现的力致发光材料多数仅表现出动态力学刺激下的瞬态发射行为，极大地限制了其在力学的可视化显示和成像方面的应用。可持续力致发光材料能够在力学刺激停止后继续保持发光行为，对可持续力致发光材料的开发是应对上述问题的有效方式。此前，研究人员通过陷阱工程设计，在特定材料体系中获得了力学刺激后可持续的力致发光现象。然而，该类可持续力致发光材料在使用前必须经历预辐照，在其结构内部预先储存能量，这不仅增加了实际应用时操作的难度，也难以实现该类材料的循环稳定使用。因此，实现无需预辐照的自充能、可持续力致发光成为当前研究的热点之一。中国科学院兰州化学物理研究所王赵锋团队在国际知名期刊Advanced Science上发表的题为“Self‐charging persistent mechanoluminescence with mechanics storage and visualization activities”的研究论文。本文研制出一种自充能、可持续力致发光材料——Sr3Al2O5Cl2:Dy3+/PDMS（SAOCD/PDMS），该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光，有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了长寿命力致发光材料的应用便利性。本工作通过将SAOCD (SAOCD) 粉末复合到PDMS基质中，创建了一种新型的力致发光材料，即自充能、可持续力致发光材料。无需任何预辐照，所制备的SAOCD/PDMS弹性体可以直接在力学刺激下表现出强烈且持久的力致发光，这极大地促进了其在力学照明、显示、成像和可视化中的应用。通过研究基体效应以及热释光、阴极发光和摩擦电特性，界面摩擦起电诱导的电子轰击过程被证明是机械刺激下SAOCD中自充能能量的原因。基于独特的自充电过程，SAOCD/PDMS进一步展现出力学存储和可视化读取行为，为机械工程、生物工程和人工智能领域 处理力学相关问题带来了新颖的思路和方法。 自激活、长寿命力致发光材料的设计制备与性能研究 图1 SAOCD/PDMS复合弹性体的制备流程、性状及力致发光性能 当施加拉伸、摩擦、压缩等力学刺激时，复合弹性体呈现出直接的自激活力致发光，不需要额外的预辐照（图1c）。复合弹性体的力致发光性能随SAOCD颗粒中Dy的含量增加呈现出先增后减的趋势（图1d）。随着施加应变的增加，SAOCD/PDMS弹性体的ML强度随之增加，其在应力/应变传感方面表现出良好的应用价值。此外，该复合弹性体的力致发光还表现出良好的热稳定性（图1f）。图2 （a）SAOCD的力致发光和余辉示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体在拉伸、摩擦、压缩条件下的力致发光和余辉照片；（c）不同浓度Dy离子掺杂SAOCD/PDMS复合弹性体的摩擦余辉光谱图。 该材料在力学的刺激下，无需预辐照即可产生明亮的长寿命力致发光（图2），有效避免了此前材料在使用时的预辐照需求，极大提升了可持续力致发光材料的应用便利性。图3 SAOCD的自激活力致发光及余辉机理明确了SAOCD/PDMS的自激活力致发光和余辉的物理过程，即在外力刺激下SAOCD与PDMS产生界面摩擦电作用，SAOCD的电子转移到PDMS表面，SAOCD与PDMS间形成高能电场，PDMS表面电子被加速，轰击SAOCD，使得SAOCD中的电子受激从价带跃迁至导带，一部分直接和发光中心结合产生力致发光，另一部分被陷阱捕获，外力撤除后自发释放转移至发光中心产生余辉。机械力学信息的存储与可视化读取器件研究图4 （a）力致发光复合材料的应力存储和可视化读取示意图；（b）SAOCD/PDMS复合弹性体对机械力学信息的存储、读取原理及功能展示。 通过利用SAOCD/PDMS材料中特有的自充能物理过程，进一步发展出了一种力学信息的存储与可视化读取技术（图4）。在机械刺激下，力学信息将会以陷阱捕获载流子的方式在材料内部进行存储，随后，在热刺激下，所存储的力学信息将以可视化的形式得到读取，所存储和读取的力学信息主要包括力学强度、发生时间及其空间分布等。作者简介王赵锋简介：中国科学院兰州化学物理研究所研究员，博士生导师，2006年毕业于兰州大学材料化学专业，获理学学士学位，2011年毕业于兰州大学材料物理与化学专业，获工学博士学位。2011年至今，先后于中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室、美国德克萨斯州立大学化学与生物化学系、美国康涅狄格大学材料科学研究所进行科学研究。主要研究方向为摩擦/力致发光材料及应用，在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct.Mater., Nano Energy, Mater. Horiz., Adv. Sci.等期刊发表论文100余篇（被引用5000余次，h因子40），编写书籍章节两部，申请/授权国家发明**10余项，研究成果被国内外知名媒体如中国科学报、中国科普博览、人民日报、中科院之声、New Scientist、Nanowerk、Science Trends等专题报道。现为国内知名期刊《稀土学报（英文版）》、《材料导报》、《发光学报》青年编委，以及中国机械工程学会表面工程分会青年学组特邀专家。2015年获美国环境保护署P3提名奖，2017年获甘肃省自然科学二等奖，2018年获中科院高层次人才计划择优支持，2020年获甘肃省杰出青年基金支持，所带领的研究团队获2021年度甘肃省“青年安全生产示范岗”荣誉称号，2022年获中科院区域发展青年学者称号。相关产品推荐 本研究的力致发光光谱数据采用卓立汉光搭建的组合荧光系统采集，配置Omni-λ300i系列“影像谱王”光栅光谱仪对光谱进行分光。目前，该组合荧光系统已经升级为OmniFluo900 系列稳态瞬态荧光光谱仪，如需了解该产品，欢迎咨询。 免责声明 北京卓立汉光仪器有限公司公众号所发布内容（含图片）来源于原作者提供或原文授权转载。文章版权、数据及所述观点归原作者原出处所有，北京卓立汉光仪器有限公司发布及转载目的在于传递更多信息及用于网络分享。 如果您认为本文存在侵权之处，请与我们联系，会*一时间及时处理。我们力求数据严谨准确， 如有任何疑问，敬请读者不吝赐教。我们也热忱欢迎您投稿并发表您的观点和见解。

数字微流控（Digital microfluidics）是一种通过电极阵列，在芯片上利用电信号对微量液体运动进行精准操纵的技术，现今已广泛应用于化学合成、生物分析、疾病诊断等领域。该技术利用了半导体技术及消费电子的设计理念，在手掌大小的微流控芯片上，无需外设的辅助，即可自动实现快速在场体外诊断（POCT）。芯片具有高度兼容性，可用于定量分析多种蛋白质和生物分子。　　该技术的原理是通过改变芯片电极的电压来对应地改变其表面的亲疏水性，进而使液滴在相邻电极表面的接触角产生差异，从而使液滴在不同方向存在表面张力的差异，以此操纵液滴产生定向移动、分裂、合并等现象。其中，如何高效、稳定地生成微液滴是数字微流控技术的核心，也是其难点所在。在实际操作中，当芯片间隙与电极的尺寸比值超过某一阈值时，液滴撕裂成为更小的液滴将十分困难。该因素的存在导致当芯片结构和尺寸固定时，可生成液滴的最小体积也被限制。如果能突破这一限制，生成体积更小的液滴，则可以在有限的芯片区域内实现更多检测，提高系统的检测通量。此外，由于产生的液滴进一步缩小，片上样品稀释、磁珠清洗等具体实验的灵活性将显著提高，极大拓宽数字微流控技术在POCT方向的应用潜力。　　近日，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员马汉彬课题组与长春理工大学等合作，创新性地提出名为“One-to-three”的数字微流控液滴生成新方法。该方法基于液滴对称撕裂可在几何中心位置保持表面张力平衡的原理，将一个大液滴分成三个液滴，包括一个在不改变数字微流控芯片几何尺寸的情况下高效分离出“高纵横比”的小液滴。该液滴撕裂方法超出了介电润湿数字微流控的几何极限。　　结合“One-to-three”液滴生成的优势，科研人员整合了磁吸模块、光学检测模块、三轴操控模块、液滴驱动系统等开发出一套具备全自动路径编译、检测数据读取、三轴定外控制的软件。通过对系统不断测试优化，构建了整套全自动数字微流控化学发光免疫分析平台。该高度集成的平台可快速完成高效的磁珠洗涤，实现了在一个芯片上可以同时并行检测5个B型利钠肽样本，整个免疫测定过程仅约需10分钟，完成了从理论突破、功能设计及工程化开发的全流程。该研究成果可应用于人类血清中B型利钠肽的定量快速检测，对心衰的诊断、预后评估、病情监测、指导治疗等方面具有一定价值。　　相关研究成果以“One-to-three” droplet generation in digital microfluidics for parallel chemiluminescence immunoassays为题，发表在Lab on a chip上，并被选为内封面论文，收录于2021热点论文集。

近期，乔治亚大学研究人员成功使用一种新型组合显微镜对二维材料进行了深入分析，该显微镜能够利用纳米的发光，弹性和非弹性光散射测试二维材料，即实现nano-PL、nano-Raman、s-SNOM的同步测量，并将观测的尺度提升到纳米量。乔治亚大学Yohannes Abate教授与研究生讨论neaspec设备[1] 单层异质结构的应用潜力直接受到材料内在和外在的缺陷影响。乔治亚大学的研究人员在Abate教授的带领下，利用neaSNOM散射式近场光学显微镜，研究了二维（2D）单层合金光致氧化过程中纳米尺度下的奇异界面现象。他们发现界面张力可以通过建立稳定的局部势阱来集中本征激子，从而实现高的热稳定性和光降解稳定性。该实验结果由neaspec公司特的nano-PL / Raman和s-SNOM同步测量技术所采集，并已发表在ACS NANO中[2]。在实验中，作者合成了由单层面内MoS2-WS2异质结构制成的2D纳米晶体，这些晶体在富Mo的内部区域和富W的外部区域间，显示出了较强的纳米合金界面。在针增强照明刺激下（ 100天），他们进一步观察到，光降解过程中界面的激子稳定性、局域性和不均匀性。得益于高度敏感的s-SNOM成像技术，作者探测到富W的外部区域的反射率出现急剧下降。该反射率始于晶体边缘，并随时间向内传播。在同一样品区域获得的高光谱纳米光致发光（nano-PL）图像显示，W氧化相关的激子的猝灭会遵循与s-SNOM相同的模式（在边缘开始并向内传播）。令人惊叹的是，合金界面的内部区域表现出了强大的抗氧化能力。即使在光降解100天后，它仍具有很强的s-SNOM信噪比和未淬灭的nano-PL信号。为了进一步研究结构变化，作者使用nano-PL进行了增强拉曼高光谱纳米成像测量，并在同一扫描区域的每个像素处获取了空间和光谱信息。实验结果表明，在整个晶体的光降解过程中，WS2拉曼峰逐渐消失，而在内部区域中的MoS2仍然存在。该结果表明在相同的环境条件、同一显微镜下测量相同的晶体，由于热诱导的合金和基底晶格常数的不匹配，导致光氧化与局部应变存在一定的关联。而合金界面可防止该应变传播到内部区域，从而防止其降解。 neaSNOM显微镜特的双光束设计，实现了3种不同测量技术在同一样品点的同步测量。该设计允许在单个显微镜中集成nano-PL / Raman和s-SNOM技术，并保持测量的灵敏度。通过 大程度优化s-SNOM信号，这种组合还可以实现非常快速的光束对准，从而获得 佳的PL和Raman信号。 在neaSNOM设备上，集成不同的纳米光学技术进行的相关分析，为深入探索2D合金奠定了基础，也使得neaSNOM成为了一个电子和发光性质测量的优 秀平台。 参考文献：[1]. Imaging technique provides link to innovative products, Science & Technology, February 4, 2021by Alan Flurry[2]. Photodegradation Protection in 2D In-Plane Heterostructures Revealed by Hyperspectral Nanoimaging: The Role of Nanointerface 2D Alloys. ACS Nano 2021, 15, 2, 2447–2457

p 　　中国体外诊断市场生化诊断、免疫诊断、分子诊断、POCT的竞争格局已经形成，2010-2014年，生化诊断市场份额由27%降低至19%，免疫化学的市场份额由33%增加至38%，分子诊断由5%增加至15%。化学发光为最先进的免疫诊断技术,2015年国内市场规模达160亿元，近年来维持20%-25%的增速,为IVD企业必争之地。 /p p 　　免疫诊断经历了同位素放射免疫(RIA)、胶体金、酶联免疫(ELISA)、时间分辨荧光(TRFIA)、化学发光(CLIA)等技术的演进。目前我国酶联免疫和化学发光并存，近年来化学发光市场份额越来越大，已经逐渐替代酶联免疫成为免疫诊断的主流。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/05d34011-007a-4823-9b1d-bef2db81ac1c.jpg" / /p p 　　化学发光免疫分析(chemiluminescence immunoassay,CLIA)广泛应用于肿瘤标记物、传染病、内分泌功能、激素等方面的诊断。目前，在大多数三甲医院，化学发光已经取代酶联免疫(ELISA)成为主流。检测内容涵盖肿瘤标志物、心脏标志物、甲状腺能、胰岛素、糖尿病、感染性疾病、细胞因子、激素、过敏反应和治疗药物浓度监测等。 /p p 　　酶促化学发光、直接化学发光、电化学发光是目前主流化学发光技术，国内目前化学发光市场渗透率依然较低，市机市场愿为得到满足。2015年国内化学发光市场份额预计为69亿人民币，远未达到测算的230亿市场容量。 /p p 　　中国263家化学发光相关企业分布相对集中，形成以北京、广东、江苏、山东、上海、浙江为主的产业集聚区。 /p p 　　从企业成立时间来看，中国化学发光企业主要企业已经基本进场完毕，化学发光产业新成立公司数量下降，产业新进入者活跃度降低。新产业、安图生物、迈克生物为国内化学发光产业佼佼者，到2017年7月为止化学发光领域超过20家上市/新三板企业进行相应布局。 /p p 　　从一级市场资本层面，近年来化学发光领域投资几乎绝迹，在行业龙头已经出现的情况下，早期投资机会基本丧失。国际化学发光产业资本整合已经完成，格局已定，以罗氏、雅培、西门子、贝克曼为首的龙头企业地位难以撼动，通过资本整合，拓展企业化学发光上下游产品线，中国企业才刚刚起步。 /p p 　　中国化学发光产业图谱分为仪器、试剂两部分，仪器包括半自动化学发光仪、全自动化学发光仪、便携化学发光仪，试剂包括微孔板化学发光是机、磁微粒化学发光是集以及其他试剂(蛋白芯片、杂交捕获、酶免疫点印迹等)。 /p p 　　化学发光仪经历了半自动、全自动、到便携化的发展过程，截止2017年6月底，共有51家企业的80个未过期仪器批件在市场流通、销售。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3c7d1ad2-7a59-49db-b6b8-ed0d8a4e9902.jpg" / /p p 　　国内化学发光仪市场，罗氏诊断占据中国化学发光29.8%市场份额，专利到期给国内企业带来机会。罗氏以电化学发光为核心产品，由宝灵曼1996年研发而成，具有核心专利保护，被称为第四代化学发光。罗氏公司1997年收购宝灵曼公司后，产品不断升级换代，目前以170 T/H的E170和86T/H的E411为主要产品。2016年罗氏电化学发光专利正式过期，为国内企业带来发展机遇。新产业、迈克、安图等国内化学发光领军企业快速发展。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/6fc56e0f-3750-44f2-8863-55a092eda967.jpg" / /p p 　　国内化学发光试剂市场则经历了由微孔板到磁微粒主导的技术更新，到2017年6月底共有91家企业2313个未过期试剂批件在市场销售。其中激素、抗体、蛋白类化学发光检测试剂占据批准产品83%。安图生物是国内化学发光试剂企业的翘楚，公司已掌握了酶联免疫、微孔板化学发光、磁微粒化学发光、胶体金等多个免疫诊断技术，其中磁微粒化学发光技术是公司重要收入来源。2016年上半年化学发光产品销售收入占公司56.5%,达到2.3亿元人民币。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/ccc69d5e-376f-411f-abe1-31a2a11fadd8.jpg" / /p p 　　无论试剂还是仪器，进入2017年国内化学发光相应产品审批数量均明显减少。 /p p style=" text-align: center " img title=" 6.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1bc95e47-566d-442f-b7ae-111172ae7bea.jpg" / 　　 /p p 　　从化学发光检测项目来看，甲功、肿瘤检测是化学发光企业必争之地。 /p p style=" text-align: center " img title=" 7.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/28af80ca-8f62-418b-8f0d-13f80108e7c7.jpg" / /p p 　　从行业发展趋势来看，技术突破、分级诊疗、价格优势等加速进口替代，2015年化学发光国产化10%左右，与生化诊断70%市场占有率有巨大差距，进口替代空间巨大。 /p p style=" text-align: center " img title=" 8.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/ef86d8bc-0489-44ca-9a9e-9d3eb761d4d7.jpg" / /p p 　　另外一方面国家分级诊疗战略的大力推进，不断快速增加的基层医疗、诊断需求也在推动我国化学发光产业的进一步发展。 /p p style=" text-align: center " img title=" 9.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/43312dd4-fe25-4c0e-9fc6-c302ecedb3bd.jpg" / 　　 /p

1895年，威廉伦琴（WilhelmRöntgen）发现了X射线，从而在医学和工业射线照相领域取得了许多重大进展。早期的射线照相技术将X射线穿过物体并在摄影胶片上捕获剩余光束的图像。在1980年代初期，人们开发了计算机射线照相术，成像板设备取代了摄影胶片。但计算机射线照相具有若干缺点，例如低图像分辨率和高成本。在1990年代中期，替代性的数字X射线成像技术得到了发展，由一层闪烁体（将X射线转换为光发射的材料）和一层高度像素化的光电晶体管组成平板X射线探测器，将X射线能量直接或间接地直接转换为电信号。但这些扁平的非柔性X射线探测器无法生成弯曲或不规则形状的3D对象的高分辨率图像。截至目前，对3D对象进行高分辨率X射线成像仍然是一项艰巨的挑战。为此，福州大学杨黄浩、陈秋水联合新加坡国立刘小钢等使用一系列可溶液处理、掺杂镧系元素的纳米闪烁体实现了无平板，高分辨率，三维成像的超长寿命X射线捕获。该柔性X射线探测器能够产生比平板探测器更好的3D图像。含镧系元素的纳米晶体可以将X射线辐照产生的激发电荷载流子存储在晶格缺陷中数周。这是由于晶格中的氟离子可以通过与X射线光子的碰撞而被置换。这会产生空位，而这些空位处的离子以及间隙中的氟化物离子通常不会被占用。空位与填隙配对，在Frenkel缺陷的晶格中产生不规则性。图1 掺杂镧系元素的持久发光纳米闪烁体的表征通过缺陷形成和电子结构的量子力学模拟表明，Frenkel缺陷充当纳米晶体中载流子的陷阱，并且陷阱具有不同的深度，即，被俘获的载流子需要逃逸的能量大小有所不同。但是，在环境条件下，浅陷阱中载流子的能量可以缓慢逸出并迁移到晶格中的镧系离子。该过程与缺陷的自我修复同时发生。因此，由辐射触发的阴离子迁移到宿主晶格中而导致被俘获电子的缓慢跳跃可以诱导超过30天的持续辐射发光。这种持久性在实际应用上大有所为，因为与以前使用的荧光粉相比，它延长了潜像在被转换成电信号进行分析之前可以在检测器中存储的时间段。图2 掺杂镧系元素的纳米闪烁体中X射线能量俘获的机理研究研究人员使用这些持久发光纳米晶体制作了用于高分辨率3D射线照相的柔性X射线探测器，并开发了一种称为X射线发光扩展成像（Xr-LEI）的新技术。图3 高分辨率Xr-LEI探测器由一块硅酮聚合物组成，其中嵌入了纳米晶体（图4）。纸张被包裹在要成像的3D对象上，然后用X射线照射。电荷载流子被捕获在X射线穿过的检测器区域内的纳米晶体的Frenkel缺陷中，从而产生残留X射线束的潜像。然后将检测器移出并加热到80°C，随着被捕获的电荷载流子的能量被激发迁移为镧系元素离子，从而将潜像迅速转换为发光体。图4 弯曲物体的高分辨率X射线成像通过将纳米晶体嵌入高度可拉伸的硅树脂中，作者获得了约25微米的分辨率。这远高于使用常规平板检测器可获得的分辨率（通常约为100微米）。而且该X射线发光扩展成像技术的光学存储时间超过15天。Ou, X., Qin, X., Huang, B. et al. High-resolution X-ray luminescence extension imaging. Nature 590, 410–415 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03251-6

金属卤化物钙钛矿材料具有可溶液法制备、高荧光量子效率、高色纯度等特点。近年来，钙钛矿发光二极管（PeLED）的器件效率提升迅速，成为下一代照明与显示技术的有力竞争者。然而，由于钙钛矿材料较大的折射率，导致大量的光子被限制在器件内部，阻碍了PeLED效率的进一步提升。近日，南京工业大学黄维院士和王建浦教授团队在国际顶尖期刊Nature子刊 Light: Science & Applications 发表论文，他们提出通过构筑光学微腔，制备顶发射PeLED，从而大幅度提升器件效率的新思路。光学微腔一方面能够通过Purcell效应提高辐射复合速率，提升材料的荧光量子效率；另一方面，优化的微腔结构可以使更多光子沿着微腔的光轴出射，从而提高器件的出光耦合效率。现代信息社会的快速发展，对发光显示技术提出了高效率、高亮度、柔性可穿戴等要求。传统的无机发光二极管通常在单晶衬底上通过外延法生长制备，难以获得大面积柔性器件。近年来快速商业化的有机发光二极管能够通过溶液法、蒸镀法制备大面积柔性器件，但有机材料本身的激子特性使其难以在大电流下实现高亮度和高效率。钙钛矿材料兼具无机半导体高导电性和有机材料可溶液法制备的优点，在下一代显示领域极具竞争力。然而，近年来底发光PeLED的效率逐渐达到瓶颈，效率提升速度放缓。发光二极管的效率是由荧光量子效率、载流子注入效率、光耦合效率共同决定的。平板型底发光器件的光耦合效率通常为20%左右，其发光层发出的光子大部分被限制在了器件内部，无法从正面出射。另一方面，将发光器件应用于显示时，还需加上不透光的控制电路，因此显示面板上一部分区域无法发光，也就是产业化过程中面临的开口率的问题。设计具有微腔结构的顶发光器件，能够有效地同时解决以上两个问题。这是由于微腔结构能够提高器件的出光耦合效率，而顶发光能够解决显示面板的开口率问题。图1 顶发光器件和底发光器件构筑基于光学微腔的高效率PeLED需要解决三个难题：1）制备具有高荧光量子效率的钙钛矿薄膜；2）制备高质量光学微腔；3）实现器件内部平衡的载流子注入。在钙钛矿薄膜的选择上，作者选择了具有多量子阱（MQW）结构的准二维钙钛矿。其优点在于，通过调控大尺寸阳离子和小尺寸阳离子的组分，能够精确地调控钙钛矿的结晶性、形貌以及薄膜内部量子阱的分布。基于此思路，作者获得了致密的MQW钙钛矿薄膜，并将其荧光量子效率提升到了78%。图2 MQW-PeLED的能级结构及钙钛矿层形貌构筑高质量的光学微腔需要在器件的两端分别制备全反射和半反射的电极。为此，作者在器件底端蒸镀了100 nm的金电极作为全反射层，并且优化了顶端半反射金电极的厚度，将器件的光耦合效率从20%提升到了30%。要实现增强型的微腔效应，还需将微腔的光学长度设计到发光半波长的奇数倍。作者发现，通过调控电子传输层ZnO和空穴传输层TFB的厚度，可以有效地调控微腔的光学长度。值得注意的是，优化ZnO、TFB厚度的同时，还要考虑发光层在微腔内部所处的位置是否位于微腔效应增强的位置。此外，高性能PeLED的实现还依赖于器件内部载流子的平衡注入。作者前期的研究表明，MQW钙钛矿层内部存在快速的（皮秒量级）能量转移，从而使得发光区域主要位于与TFB的交界处。考虑到ZnO和TFB都具有较高的载流子迁移率，因此ZnO的厚度通常低于TFB的厚度。图3 微腔器件内部不同位置的增强效果及发光区域基于以上对钙钛矿发光层、器件光学结构及载流子注入/输运方面的优化，作者将微腔结构顶发射PeLED的外量子效率提升至20.2%。该器件表现出显著的微腔效应，不同于底发光器件的朗博体发光，顶发射微腔PeLED在正面的出光显著增强，从而大幅度提升了光耦合效率。图4 微腔器件外量子效率及发光轮廓较低的光耦合效率是限制平板发光的重要原因之一，该工作将顶发射微腔结构应用于PeLED，实现了超过20%的外量子效率，是目前顶发射PeLED的效率最高值。该工作的发表，使钙钛矿这种明星材料在LED实际应用方面更进了一步。此外，高质量微腔的制备及其器件内整合，也对电泵浦钙钛矿激光器的实现具有重要的借鉴意义。文章信息：该成果以“ Microcavity top-emission perovskite light-emitting diodes ”为题发表在 Light: Science & Applications 。本文共同第一作者为南京工业大学先进材料研究院博士生缪炎峰、程露、邹伟，通讯作者为王建浦教授、黄维院士、彭其明副研究员。论文地址：https://www.nature.com/articles/s41377-020-0328-6文章来源：中科院长春光机所 Light学术出版中心

p 　　2017年4月21日下午，中国分析测试协会标记免疫专业委员会化学发光学组在清华大学化学系何添楼举办了发光交流会。化学发光组组长清华大学林金明教授和化学发光组秘书长陈吉波主持了会议，共有30位专委会成员包含14家企业代表、4家院校教授代表和3家医院主任代表出席了此次会议。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/dae3db11-7a08-476c-8e43-dbd477f18b21.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会议现场 /p p 　　标记免疫专委会化学发光组组长林金明教授致辞，简要介绍了国内外化学发光的发展历程以及课题组目前所开展的研究工作。北京热景生物技术有限公司董事长林长青，复旦大学教授卢建忠，山东新华医疗集团体外诊断事业部技术总监郑淑芳，北京达成生物技术有限公司副总经理苑希宁，北京大学第一医院检验科副主任闫存玲，四川迈克生物科技股份有限公司技术总监龙腾镶，北京利德曼生化股份有限公司研发副总陈立杰，北京华科泰生物技术有限公司副总经理林斯，深圳市新产业生物医学工程股份有限公司仪器研发总监尹力，中科院肿瘤医院免疫室研究员张郁，上海透景生物技术有限公司研发中心免疫部经理朱丽，苏州长光华医生物医学工程有限公司副总经理沙利烽，深圳普门科技有限公司市场总监卢国强，国家纳米科学中心研究员孙佳姝，北京科美生物技术有限公司董事会秘书刘宇卉，苏州翊曼生物技术有限公司总工程师陈任远，武警总医院检验科主任杨晓莉，苏州海狸生物医学工程有限公司技术总监张燕军，深圳市易瑞生物技术有限公司技术总监袁克湖，郑州安图生物股份有限公司主任工程师李林分别做了自我介绍，部分参会代表还详细介绍了本单位产品及化学发光技术现状。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 493" title=" 2.jpg" style=" width: 600px height: 493px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/02fc1eed-7c5b-42d6-8075-a355b04165ca.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " 化学发光组组长 林金明 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 会上展开热烈讨论，院校教授代表提出了应该及时抓住目前我国纳米技术和微流控技术在国际上领先的大好机会，鼓励企业和医院临床检验部门积极参与新技术的开发，在化学发光领域赶超国际先进水平。医院主任代表提出了目前国产仪器存在的问题，指出国产化学发光系统的核心应该是产品的质量，并就化学发光系统的统一性、标准化、连续性及产品的质量、技术服务和仪器稳定性提出了客观评价，也对仪器使用后的维护、保养及技术培训提出建议。企业代表提出了资源整合，避免闭门造车，就免疫产品标准化及团体标准展开讨论，也提出了企业的人才需求。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/3d5b20d3-cee4-49e8-ab3f-dd66b036025f.jpg" / /p p style=" text-align: center " 现场讨论 /p p 　　与会者一致认识到国产化学发光和国外先进技术的差距，整合资源、统一标准、突破、创新方能实现弯道超车。会议约定今年10月份左右再次举办小规模的化学发光产学研技术研讨会，逐渐形成科研院所、企业、医院三者合作的化学发光新技术研发体系。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/653fdca3-85a1-4da8-abd9-dac6f5cb365a.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会后合影 /p

最近，英国苏格兰圣安德鲁大学一个研究小组开发出一种新奇的方法，把一种微小的共振器放入人体活细胞内，一经照射就会发出荧光。研究人员指出，这一技术在细胞传感、医疗成像等领域有着广泛应用。相关论文发表在最近出版的《纳米快报》上。　　据物理学家组织网7月24日(北京时间)报道，研究小组多年来一直在探索以单细胞为基础的激光，希望在活组织内造出会发荧光的细胞，以便在这些细胞工作时跟踪它们，深入揭示身体内部机制，比如癌症是如何开始的。　　以往他们所用的光学共振器都比细胞要大，而新研究所用的共振器非常小，能放在细胞内。科学家曾把水母细胞中的绿色荧光蛋白引入到人类细胞中，然后用共振腔增强发光。新研究是对这一研究的扩展。　　研究人员诱导细胞“吞下”一种“回音廊式”的共振器，在细胞内部形成一个微小的泡泡——当用一束激光照射时，光会在泡泡内部反射而增强，共振器内的荧光染料就会发光。发出的光波长不同，其颜色取决于泡泡的大小和折射率，就像一个微小的植入式激光器。　　通过这种技术处理可以修改大量细胞。由于细胞发光可以持续一个较长的周期(几天或几周)，可以在较长时间里识别和跟踪活组织内的细胞，有望为研究人员提供一种很有潜力的手段，执行细胞内传感，自适应成像，还可能真正看到肿瘤细胞的生长过程。　　研究人员指出，目前这一技术还只用在实验室培养的活细胞中，但他们希望进一步研究能带来用于动物实验的细胞跟踪系统，并最终用于人类。

石油产品检测仪器有着30多年的发展历史。伴随着石油和石化工业的发展，石油产品检测仪器走过了从无行业标准到统一标准 从手动到自动的发展历程。石油产品检测仪形成了很多门类:闪点检测仪、倾点检测仪、凝点检测仪、石油分析仪、水分测定仪、光谱分析仪等等。氮测定仪更是石油产品检测中比较小众的存在。A2070N氮测定仪 （化学发光定氮仪）A2070N 氮测定仪是根据化学发光原理与计算机技术相结合研发的新一代精密分析仪器。适用于测定石脑油，馏分油，发动机燃料和其他石油产品。应用于测定石脑油，馏分油，发动机燃料和其他石油产品。适用标准：SH/T 0657、ASTM D46291、系统采用化学发光法测定总氮含量。2、提高了抗杂质干扰的能力，避免了电量法对滴定池的繁琐操作和因此带来的不稳定因素，使得仪器的灵敏度大为提高。3、系统关键部位采用**器件，使得整机性能有了可靠的保证。4、软件直观易学，标准曲线和结果自动保存，永远不会丢失数据。样品种类 液体、固体和气体测定方法 化学发光法样品进样量 固体样品：1-20mg 液体样品：5-20μL 气体样品：1-5mL测量范围 0.1-5000mg/L测量精度 化学发光定氮仪 进样量（μL） RSD（%） 0.1 20 25 5 10 10 50 10 5 100 10 3 5000 10 3控温范围 室温～1300℃控温精度 ±1℃气源要求 高纯氩气：纯度99.995%以上 高纯氧气：纯度99.99%以上工作电源 AC220V±10% 50Hz功 率 1500 W外形尺寸 主机：305(W)×460(D)×440(H)mm 温控：550(W)×460(D)×440(H)mm重　　量 主机：20kg 温控：40kg

高效率近红外发光材料因其在生物成像、医疗、光通信和夜视器件等方面的重要应用而备受关注。但受制于能隙法则，即随着激发态和基态之间的能隙差减小，非辐射跃迁速率常数呈指数增加，导致开发高效率的有机近红外发光材料一直是一个巨大的挑战，从而严重限制了相关器件电致发光效率的提升。到目前为止，尽管已有极少量性能较好的近红外有机发光二极管(NIR-OLED)获得超过15%的外量子效率，但表现出纯近红外发光的NIR-OLED电致发光效率通常低于5%。针对这一问题，西安交通大学化学学院杨晓龙、孙源慧、周桂江等人与五邑大学陈钊合作报道了电致发光效率达到16.43%的纯近红外发光NIR-OLED。研究人员通过优化Ir(III)配合物的分子结构设计降低金属中心到配体电荷转移跃迁，提高三线态激发态中的基于配体的ππ跃迁成分，成功地将发光光谱半峰宽降低至43 nm，获得了最大发射峰位于730 nm附近的高效率纯近红外发光材料。研究人员采用溶液旋涂法制备了相应的电致发光器件，获得了与对应材料光致发光光谱近乎一致的纯近红外电致发光光谱，且最高电致发光效率分别高达15.00%和16.43%，显著超过了已报道的基于近红外Ir(III)配合物的NIR-OLED最高电致发光效率，也显著超过了采用溶液旋涂法制备的基于不同有机近红外发光材料的NIR-OLED最高电致发光效率。用于溶液法制备外量子效率超过16%的有机发光二极管的窄光谱纯近红外发光铱配合物。（论文课题组供图）近日，该研究成果以《用于溶液法制备外量子效率超过16%的有机发光二极管的窄光谱纯近红外发光铱配合物》为题发表在国际化学领域期刊《德国应用化学》上。论文第一作者为西安交通大学化学学院杨晓龙副教授，通讯作者为西安交通大学化学学院孙源慧副教授、周桂江教授与五邑大学陈钊博士。西安交通大学化学学院是论文第一通讯单位。

吉林检验检疫局建立的金标法检测单核细胞增生性李斯特氏菌技术作为当今检测病原体和诊断疾病方面最为敏感的免疫学技术之一，不仅操作简便、快速、特异，更为重要的是适用于广大基层食品监管部门的现场检测和诊断，这些特点都是其他免疫学方法所无法比拟的。 　　该技术不仅具有巨大的发展潜力，而且还具有广阔的市场和应用前景，如可适用于医疗卫生行业，出入境食品口岸抽查和鉴定、流通领域卫生监督和工商行政部门和质监部门的食品企业监管等，甚至可以走进餐馆、家庭进行简易的食品自控和检测等。 　　由吉林出入境检验检疫局承担的国家质检总局科研课题《应用化学发光探针及免疫金标法检测食品中多种致病菌的研究》在2011年获得了国家质检总局“科技兴检”三等奖。该课题建立的化学发光探针检测技术能够快速检测食品中常见的四种病原菌：空肠弯曲菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、大肠杆菌O157和金黄色葡萄球菌。其中对单核细胞增生性李斯特氏菌还建立了应用免疫胶体金试纸条的快速检测方法。 　　急需速测技术 　　我国的食品生产加工企业数量多，规模小，较分散，而且为数较多企业过分追求利润法律意识淡薄，社会责任心不强导致其产品质量良莠不齐。 　　据报道，我国45万个食品生产企业中，员工人数10人以下的食品生产加工小作坊就有35万家，约占80%，因而导致食品安全事故时有发生，给社会和消费者的健康造成了巨大危害。 　　而目前的食品卫生监管的检测手段主要依据国家标准或行业标准规定方法进行，虽然这些方法准确可靠，但这些方法一般都需要建设专门的微生物检测实验室，配备专业的检测技术人员，需要较长的检测周期，由此造成的检测成本过高，缺乏时效性等问题，使一些突发的食品安全事件不能迅速得以解决。因此发展和建立一种快速、简便、灵敏准确的检测技术，作为标准检测方法的初筛技术，是解决上述问题的有效手段之一。 　　食品检验新兵 　　化学发光探针技术的原理是互补的核酸单链会特异性识别并结合成稳定的双链复合物。这一检测系统利用一个标记有化学发光物的单链DNA探针，可以特异性的识别和结合目标微生物的核糖体RNA。微生物中的核糖体RNA释放出来后，化学发光标记的DNA探针就与之结合形成稳定的DNA-RNA杂合体。标记的DNA-RNA杂合体会与非杂交探针分离，并在化学发光检测仪中进行测量。样本的检测结果通过计算与阴性对照进行比较得出结果。利用化学发光剂标记和检测核酸使得许多非放射性标记检测的灵敏度达到甚至超过了同位素标记测定。 　　在众多的化学发光体系中，应用最多的化学发光体主要有三类：增强鲁米诺发光体系、吖啶类化合物发光体系和碱性磷酸酶催化的1，2-二氧环己烷发光体系。吉林检验检疫局建立的化学发光技术使用吖啶酯标记核酸探针。 　　利用化学发光杂交保护分析的原理检测空肠弯曲菌、单核细胞增生性李斯特氏菌、大肠杆菌O157和金黄色葡萄球菌4种致病菌特异性RNA序列，这种方法无需物理分离，利用吖啶酯标记DNA探针，通过核酸杂交保护分析法，即应用人工合成的靶DNA保守区的寡核苷酸，在合成时引入一个烷氨基的手臂，经活化后接上吖啶酯，制成化学发光探针。 　　杂交后无需分离步骤，而是利用差分水解来鉴别，即加入碱性溶液，游离的发光探针遇碱水解失去发光特性，而与特异性目的片段结合的探针形成DNA-RNA杂交体，由于吖啶酯是平面结构很容易进入双螺旋的内部而获得杂交保护，水解速度缓慢(半衰期达10分钟以上)，仍有发光性能，可以在发光仪上显示化学发光信号，从而实现对病原菌的检测。 　　应用前景广阔 　　该项目利用胶体金技术研制了胶体金检测试纸条，用于单核细胞增生性李斯特氏菌的快速检测，该检测试纸条的灵敏度高，具有很强的特异性，不同批次生产的免疫胶体金具有良好的检测重现性，稳定性好，操作简单，检测时间只需10至20min即可报告结果，胶体金法无污染，不会危害操作者以及环境。胶体金抗体复合物在冻干状态下室温储存相当稳定，有效期长 此外胶体金技术还具有检测迅速、灵敏、不需要复杂仪器设备、产品永不褪色等优点，适合于食品中单核细胞增生性李斯特氏菌的初筛检验。 　　吉林检验检疫局建立的基因探针化学发光检测方法可在30分钟内快速确定病原体，并可直接于固体或液体培养基上鉴定目标微生物。该方法可直接应用于国外生产的LEADER 50i检测仪上，仪器自动注入检测试剂，立刻测量标记物所产生化学反应的化学发光强度，并自动计算结果及打印报告，该检测方法敏感性高，特异性强，检测成本低，操作简便、快速，对我国食品安全快速检测和监控工作具有重要意义，具有广泛的推广前景。 胶体金快速检测试纸

2019年11月14日至17日，第十一届国际发光材料研讨会在享有“海上花园城市”美誉之称的福建厦门召开。此次会议吸引了来自国内外发光领域500多名专家和学者参会。 厦门大学解荣军教授致开幕词 2019国际发光材料研讨会大会现场　　本次会议设置大会报告、主题报告、邀请报告及墙报展等多个环节，议题涵盖稀土和过渡元素发光、有机光学材料、光化学合成、超分子光化学、生物光化学、环境和大气光化学、理论光化学、光谱学、光功能材料及其他与光化学交叉的前沿学科等方面，全方位展示国内外发光材料的研究成果。天美（中国）科学仪器有限公司携爱丁堡仪器公司全程参加此次会议。会议期间，天美公司受邀作了会议报告。爱丁堡仪器公司的首席执行官Roger Fenske博士分享了一个为什么要测试量子效率极限的发光光谱报告，并重点介绍了荧光光谱技术在发光材料上的应用。 　　天美展台展出爱丁堡仪器公司最新研发的实时双光束UV-Vis分光光度计 DS5新品。众多专家及学者莅临展台进行了解和咨询DS5详情，同时关注稳态瞬态发光的先进技术及广泛应用。 　　　天美旗下爱丁堡仪器公司旨在开发和寻找更多更新的应用方向和解决方案，推动荧光光谱技术在科研中更广泛地应用，更好地帮助研究者解决科研中的问题。天美公司也将始终秉承助力科研领域，为广大用户提供更优质的仪器和更专业的技术服务。关于天美：　　天美集团从事表面科学、分析仪器、生命科学设备及实验室仪器的设计、开发和制造及分销；为科研、教育、检测及生产提供完整可靠的解决方案。近年来天美集团积极拓展国际市场，先后在新加坡、印度、澳门、印尼、泰国、越南、美国、英国、法国、德国、瑞士等多个国家设立分支机构。公司亦先后收购了法国Froilabo公司、瑞士Precisa公司、美国IXRF公司、英国Edinburgh Instruments公司等多家海外知名生产企业和布鲁克公司Scion气相和气质产品生产线，以及上海精科公司天平产品线, 三科等国内制造企业、加强了公司产品的多样化。

近年来在电机和电子领域，不断开发出使用有机电致发光（EL）的显示器和照明设备等产品。在有机EL的开发过程中，需要通过光致发光（PL）对新合成物质的光学特性进行确认。这样可以帮助我们找到高效的发光材料，以及研究材料在溶液中发光原理。通过这个过程，以开发符合要求的光色调、满足节能和高效发光等要求的有机EL材料。在检测有机EL材料时，必须在较宽的波长范围内迅速且准确地测定荧光波长。 本次分析在韩国浦项科技大学基础科学研究院（POSTECH：Pohang University of Science and Technology）的协助下，我们使用岛津荧光分光光度计RF-6000对有机EL材料之一的卟啉溶液（溶剂：三氯甲烷）进行了测定。在各种有机EL材料的开发过程中，要求能够在更高灵敏度和更大范围内进行光谱观测。RF-6000不仅能够迅速准确地进行三维测定，还能够进行高达900nm的高灵敏度光谱测定。并且，还可使用选购件积分球测定量子效率（绝对量子产率）。综上所述，使用荧光分光光度计RF-6000可有效对有机EL材料的三维光谱及荧光光谱进行确认。本文向您介绍详细的分析示例 荧光分光光度计RF-6000 了解详情，敬请点击《有机电致发光材料的荧光测定》

近日，郑州大学科研人员提出了一种全新的近红外发光二极管发光机理和器件设计理念，并在国际上首次制备出GaN/Si纳米异质结构近红外发光二极管，为近红外发光二极管的设计和制造提供了新的可能。 　　红外技术在国防工业、地质探测、光纤通信等领域扮演着重要角色。近红外发光二极管由于体积小、功耗低、稳定性高、寿命长等优点，成为新一代近红外光源的主导技术。 　　该项研究成果由郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室李新建研究组完成。该研究组长期从事硅基纳米半导体体系构建技术、性能研究和原型器件研制，在国内外相关领域产生了一定影响。 　　相关成果已发表在国际期刊《先进材料》上。审稿专家认为，“此项研究为硅基氮化镓近红外发光二极管的设计和制造提供了一种崭新的途径”。

创新点：灵敏度比冷ccd高两个数量级 定量范围比冷ccd高两个数量级 超过95%的样品在1秒内成像 空间节省超过90% 实现同位素低成本直接成像 专利证书号和名称 ZL 2019 2 0409673.0 生物样品膜上的自发光物体的成像装置 ZL 2019 20416646.6 生物样品膜上预染的标志物的成像装置 ZL 2019 2 0414342.6 光电转换探测装置 接触式化学发光成像仪

近年来在电机和电子领域，不断开发出使用有机电致发光（EL）的显示器和照明设备等产品。在有机EL的开发过程中，需要通过光致发光（PL）对新合成物质的光学特性进行确认。这样可以帮助我们找到高效的发光材料，以及研究材料在溶液中发光原理。通过这个过程，以开发符合要求的光色调、满足节能和高效发光等要求的有机EL材料。在检测有机EL材料时，必须在较宽的波长范围内迅速且准确地测定荧光波长。 本次分析在韩国浦项科技大学基础科学研究院（POSTECH：Pohang University of Science and Technology）的协助下，我们使用岛津荧光分光光度计RF-6000对有机EL材料之一的卟啉溶液（溶剂：三氯甲烷）进行了测定。在各种有机EL材料的开发过程中，要求能够在更高灵敏度和更大范围内进行光谱观测。RF-6000不仅能够迅速准确地进行三维测定，还能够进行高达900nm的高灵敏度光谱测定。并且，还可使用选购件积分球测定量子效率（绝对量子产率）。综上所述，使用荧光分光光度计RF-6000可有效对有机EL材料的三维光谱及荧光光谱进行确认。本文向您介绍详细的分析示例 荧光分光光度计RF-6000 了解详情，敬请点击《有机电致发光材料的荧光测定》关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。 岛津微信平台

2009化学发光与多色荧光讲座 （北京站）成功举办！ 2009年4月21-23日，美国ALPHA公司、美国自然基因有限公司、照生有限公司 、北京大学生命科学院、中国农业大学、军事医学科学院合作，联合举办了题为“多色荧光和化学发光western blotting成像技术”的专题讲座。 美国ALPHA公司的副总裁，全球市场总监Sia先生针对活体化学发光和荧光成像技术原理以及最新进展与应用进行了深入的介绍，并进行了现场样机演示。著名的化学发光专家刘雪松先生在会上也就化学发光的常见问题和与会专家进行深层次的交流。 来自中国农业大学、农科院、畜牧所、药植所、植保所、植物所、北京大学、清华大学、中科院、生物物理所、遗传所、微生物所、动物所、国家纳米科学中心、军事医学科学院、301医院等单位众多专家、学者、教授以及科研人员参与了本次活动，并与我司技术人员做了热烈探讨。对于我司介绍的多项研究的前沿技术，与会专家表示出浓厚兴趣。各位老师纷纷就讲座中涉及的问题展开讨论，并提出了一些技术问题，我司专业技术人员也一一给予了耐心解答。通过本次讲座，大家了解到该领域最新进展，并对美国ALPHA公司生产的荧光、化学发光、凝胶成像仪所表现出来的优良的品质，代表世界最先进水平的成像分析技术表现出了极大的兴趣。同时我们也感谢多年来大家对美国自然基因有限公司、照生有限公司的关心与支持，我们将一如既往的坚持我们以提供最优秀的仪器设备，最高品质的贴心服务的理念，为广大中国用户积极服务。 北京大学站 军事医学科学院站 中国农业大学站