超富集植物蓝藻叶片

记者14日从中国科学技术大学获悉，该校科研团队在植物叶片代谢物质谱成像取得新进展，实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。　　这一成果由该校国家同步辐射实验室潘洋教授团队利用自行研发的质谱成像平台，实现对多种植物叶片中代谢物的“拍照”。　　研究成果近日发表于国际分析化学领域著名期刊 Analytical Chemistry杂志。　　在已知植物种群中，有约200,000个植物代谢物的化学结构被鉴定出来。植物代谢物的成分分析和空间成像对探讨植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。　　质谱成像是近年来涌现出的分子成像技术，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。然而，由于植物角质层和表皮蜡的存在，常规软电离技术很难穿透角质层作用于叶肉组织，从而无法对植物叶片中的代谢物进行直接成像。　　课题组通过印迹方法，将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上，并对印迹后的材料进行成像，可实现对叶片植物代谢物的间接成像。由于使用DESI/PI技术，相比于传统DESI方法，正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物 负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。　　课题组进一步利用该技术对茶叶进行研究，发现咖啡因在叶中脉富集、茶氨酸在叶柄富集并延伸至中脉和叶尾，为咖啡因主要在茶叶中脉合成和茶氨酸在茶叶根部合成并转运至叶片的生物合成位点及转运路径提供了强有力的证据。　　实验还检测到茶叶中儿茶素生物合成网络中重要的黄酮类代谢物并以质谱成像的形式展示出空间分布，表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。

由于工矿企业的发展，农业化肥的过量使用，污水灌溉等，中国乃至世界的土壤重金属污染越来越严重。植物修复技术是目前重金属污染治理的研究热点，它具有治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性等优点。这个技术成功的关键在于寻找超富集植物。虽然目前全世界已发现400多种超富集植物，但是大多数超富集植物都有生物量小，生长缓慢，弱抵抗力，种子少，缺乏与当地植物竞争的能力等缺点，所以能够真正应用于植物修复技术的超富集植物并不多。因此采用更有效的方法来筛选更多超富集植物是非常必要的。 　　中科院华南植物园土壤生态与生态工程研究组博士研究生张杏锋在导师夏汉平研究员的指导下，首次提出了用土壤种子库-重金属浓度梯度法来筛选重金属超富集植物，并成功找到一种Cd的超富集植物——少花龙葵(Solanum photeinocarpum)。该方法是指利用土壤种子库筛选对重金属具有超富集特性的植物，然后通过重金属浓度梯度实验对其超富集特性进行验证。结果发现，当土壤Cd浓度为60mg/kg时，少花龙葵的生长未受影响，根部Cd含量高达473mg/kg，茎、叶和地上部Cd含量分别达215、251和230mg/kg。在两个浓度梯度实验中，少花龙葵地上部Cd含量均超过Cd超富集植物的临界含量标准(100mg/kg)，具有Cd超富集植物的基本特征，是Cd的超富集植物。 　　这一研究结果近期发表在环境工程领域主流杂志Journal of Hazardous Materials (2011,189: 414–419)上。 　　土壤种子库—重金属富集植物初步筛选实验中的植物种类(重金属添加到土壤中65天后)。最高的植物为少花龙葵。盆中数字分别表示如下：1-CK, 2-Cd4, 3-Cd8, 4-Zn100, 5-Pb300, 6-Pb600, 7-Cu100, 8-Cu300。

点击了解更多产品详情→植物光合作用测定仪 植物光合作用测定仪是一种用于测量植物光合作用效率和光合速率的设备。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况，评估植物的健康状况和生长状态。 植物通过光合作用将光能转化为化学能，产生氧气和养分。光合作用测定仪通过测量植物叶片的光合速率和光能利用效率，可以评估植物的光合作用强度和效果。 使用植物光合作用测定仪非常简单。首先，将测定仪的探头或传感器放置在植物叶片表面。然后，仪器会通过测量叶片表面的光反射和吸收情况，计算出植物的光合速率和光能利用效率，通过测量植物的光合速率和光能利用效率，可以评估植物的健康状况。如果植物的光合作用效率较高，说明植物能够有效利用光能进行光合作用，代表植物健康良好。相反，如果植物的光合速率较低或光能利用效率较低，可能意味着植物存在养分缺乏、叶片受伤或其他生理问题。 植物光合作用测定仪可以监测植物的生长状态。通过定期测量植物的光合速率和光能利用效率，可以了解植物的生长过程中光合 作用的变化和适应能力。根据测量结果，可以调整光照、水分和养分等环境因素，以促进植物的健康生长。 优植物光合作用测定仪可以帮助研究人员和植物园艺师优化光合作用条件。通过测量不同光照、温度和其他环境因素对植物光合速率和光能利用效率的影响，可以确定最佳的光合作用条件，提高植物的生长效率和产量。 植物光合作用测定仪对于植物检测具有重要的作用。它可以帮助我们了解植物的光合作用情况，评估植物的健康状况和生长状态，优化光合作用条件，为植物的种植和研究提供科学依据。

近日，中国科学技术大学国家同步辐射实验室的研究团利用之前自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像平台结合多孔聚四氟乙烯印迹技术，实现对多种植物叶片中代谢物的空间成像。研究成果发表于国际分析化学领域著名期刊Analytical Chemistry。代谢活动是生命体的本质特征和物质基础。随着生物分析技术的发展，代谢组学逐渐成为生物学研究的重要领域，并在植物研究中受到广泛关注。目前已知的植物有30万-35万种，其产生的代谢产物预计有20万-100万种，其中鉴定出化学结构的植物代谢物约有20万个。植物代谢物的成分分析和空间成像对于研究植物代谢物的生物合成、运输、生理机制、自我调节机制及植物与生态的相互作用具有重要意义。质谱成像技术(MSI)是基于质谱发展起来的一种分子成像新技术。通过直接扫描生物样本，可以同时获得多种分子的空间分布特征，具有免荧光标记、不需要复杂样品前处理等优点。但常规的MALDI和DESI等软电离技术难以穿透植物叶片表层的角质层和表皮蜡作用于叶肉组织，因此无法对叶片中的代谢物进行直接成像。为解决这一问题，研究团队通过印迹方法，将叶片中的植物代谢物转移至多孔聚四氟乙烯材料上，并对印迹后的材料进行成像，以这种间接成像方式实现了叶片植物代谢物的质谱成像。研究团队在成像种使用的技术是2019年团队自行研发的解吸电喷雾电离/二次光电离(DESI/PI)质谱成像技术。该技术的关键是在DESI喷雾装置后引入一套光电离系统和高效离子传输管道，可通过开、关光电离源，实现对多种极性和非极性组分的高灵敏度空间成像。相比于传统DESI方法，正离子模式下可新检出多达百种萜类、黄酮类、氨基酸和苷类等次生代谢产物；负离子模式下整体代谢物信号强度可增强一个数量级。研究团队以茶叶为实验对象对该印迹DESI/PI成像技术进行了验证，在咖啡因、茶氨酸和儿茶素等茶叶代谢物研究中取得了重要成果，表明印迹DESI/PI成像技术在探索植物代谢转化位点和途径方面有巨大的潜力。作为一门新兴的学科，植物代谢组学还处于发展的初级阶段，印迹DESI/PI成像技术为植物代谢组学研究提供了一种新的方法，推动了植物代谢组学的发展。

点击此处可了解更多产品详情：便携式叶绿素测量仪　　在自然界中，植物是生命之源，通过光合作用将太阳能转化为化学能，为人类提供氧气和食物。在光合作用中，叶绿素是植物体内最重要的色素之一，它可以吸收太阳光能并转化为化学能，进而促进植物的生长和发育。因此，叶绿素含量的测量对于了解植物的生长状况和环境变化具有重要意义。　　　　为了方便快捷地测量叶绿素含量，人们发明了便携式叶绿素测量仪。该仪器采用光谱仪测量植物叶片的光谱反射率和透射率，并利用叶绿素在光谱中的特征吸收峰来计算叶绿素含量。通过该仪器，人们可以在短时间内获取大量植物叶片的叶绿素含量数据，从而对植物的生长状况进行评估和分析。　　　　便携式叶绿素测量仪具有多种优点。首先，它具有便携性，方便携带和操作，可以随时随地测量叶绿素含量。其次，它具有高精度和高可靠性，可以快速准确地测量叶绿素含量，并避免人为误差和环境因素的干扰。此外，该仪器还具有用户友好的操作界面和强大的数据处理能力，可以快速处理和分析测量数据，为科研和生产提供有力的支持。　　　　在应用方面，便携式叶绿素测量仪被广泛应用于农业、林业、生态学和环境科学等领域。在农业生产中，通过测量叶绿素含量可以评估作物的生长状况和营养状况，进而指导施肥和灌溉等管理措施。在林业研究中，叶绿素测量可以帮助人们了解森林生态系统的结构和功能，为森林保护和管理提供科学依据。在生态学领域，叶绿素含量可以反映植物对环境的适应能力和竞争能力，进而研究植物生态系统和全球气候变化等课题。　　　　总之，便携式叶绿素测量仪是一种非常有用的工具，可以帮助人们快速准确地获取植物叶片的叶绿素含量数据，从而对植物的生长状况和环境变化进行评估和分析。随着科学技术的不断发展，该仪器将会得到越来越广泛的应用和推广。莱恩德新品|便携式叶绿素测量仪：随时随地测量植物叶片的叶绿素

“万物生长靠太阳”。作物产量的高低归根结底取决于叶片对太阳辐射，特别是光合有效辐射的利用。全面监测和评估高等植物对光的吸收、利用、反射和传播，既能从整体上了解植物对光合有效辐射的吸收情况和光合作用的，又能具体分析叶绿体对光能的转化途径及电子传递状况，并且能够衡量作物冠层的结构变化。 由北京易科泰生态技术有限公司提供的全方位植物叶片光学监测和评估系统目前在黑龙江农垦科学院正式安装并组织了培训学习。该系统由开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O、手持式叶绿素荧光仪FP100、全自动便携式光合仪LCPro-SD、植物冠层分析系统SunScan、AM350便携式叶面积仪组成，能够对黑龙江农垦科学院的主要研究作物水稻、玉米、大豆的形态及光合生理特性做全方位、多角度的监测和评估。 设备的安装、演示、培训和上手操作在6月末连阴雨天气下的哈尔滨进行。北京易科泰生态技术有限公司的技术工程师为参加培训的师生进行了详细的讲解和演示。理论铺垫和口头讲解仪器的使用&应用开放式叶绿素荧光成像系统FC800-O演示Rfd叶绿素荧光衰减率成像 PAR吸收率成像手持式叶绿素荧光仪FP100讲解FluorPen应用案例：番茄的臭氧处理在不同时期的OJIP快速荧光动力学曲线变化（Thwe and Kasemsap, 2014）全自动便携式光合仪LCPro-SD操作演示应用案例：调亏灌溉对柑橘叶片光合速率、气孔导度及叶绿素荧光强度的影响（Zarco-Tejada et al., 2016；LCPro-SD &FP100测定）ET：100%满足水分需求；RDI 1 ：调亏灌溉，水分供给降低到37%；RDI 2：调亏灌溉，水分供给降低到50%。箭头指向水分胁迫开始施加的日期。AM350便携式叶面积仪操作演示植物冠层分析系统SunScan演示讲解Soilbox-343土壤碳通量观测系统讲解

太白山，是秦岭山脉最高峰，也是青藏高原以东第一高峰，如鹤立鸡群之势冠列秦岭群峰之首，以高、寒、险、奇、富饶、神秘的特点闻名于世、称雄华中。李白的“西上太白峰，夕阳穷登攀”，“西当太白有鸟道，可以横绝峨眉巅”，形象地将太白山的雄峻高耸烘托而出。如今，更是有不少中外游客慕名前来，一览拔仙绝顶和云海奇观，领略太白峰的险峻神秘。2020年，来自中国科学院地球环境研究所的研究团队分别于5月、7月和9月登上太白山，在奇观景象之中收集土壤和植物，开启了叶片水氢氧同位素的相关研究。叶片水氢氧同位素的控制因素氢氧稳定同位素（δ2H和δ18O）常被用作示踪剂来跟踪水从降水输入运移到土壤，最终通过土壤蒸发和叶片蒸腾释放的过程。叶片水蒸腾对于调节各种尺度的水平衡至关重要。陆地植物叶片水通过气孔蒸发分馏导致重同位素富集，这在很大程度上取决于等大气条件（温度和相对湿度等）以及生物生理过程。叶片水同位素信号整合到植物有机物中，例如纤维素和叶蜡，成为研究古气候重建的新方法。然而，尽管叶片水同位素在生态水文学和有机生物合成中很重要，但人们对叶片水同位素的控制因素以及源水和水文气候在确定叶片水同位素中的作用仍然缺乏了解且叶片内同位素分馏所涉及过程的复杂性使得准确预测和测量变得困难。基于此，在本研究中，来自中国科学院地球环境研究所的研究团队于2020年5、7和9月在太白山（33.96°N，107.77° E）收集了土壤和植物（枝条和叶片）样品，同时获取了温度、相对湿度和降水量等相关气象参数。利用LI-2100全自动真空冷凝抽提系统（北京理加联合科技有限公司）提取土壤和植物中的水分。利用Picarro L2130-i水同位素分析仪确定土壤水稳定同位素组成。并测定其他水体的稳定同位素组成。通过对土壤水、枝条水和叶片水的δ18O和δ2H测量值与叶片水的δ18O和δ2H C-G模型预测值进行综合分析，确定δ18OLeaf和δ2HLeaf值的控制因素，以增进我们对与叶片水相关的植物有机生物标志物中提取的δ18O和δ2H中所保存的环境信号的理解。【结果】叶片水δ18O和δ2H值与潜在源水δ18O和δ2H值（枝条水、土壤水和降水δ18O和δ2H）以及气象参数（例如、MAP、MMP、MAT、MMT、MARH、MMRH）相关性（r）热图。叶片水同位素测量值与C-G模型预测值比较。叶片水δ18O和δ2H值的结构方程模型（SEM）。【结论】沿黄土高原高程样带，对降水、土壤水、枝条水和叶片水进行重复采样，探索δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数和源水的控制关系。气象参数和源水对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响不同，δ18OLeaf和δ2HLeaf双图生成同位素线。作者发现δ2HLeaf值与源水同位素的相关性比δ18OLeaf更密切，而高程样带沿线δ18OLeaf和δ2HLeaf值与气象参数具有相似的相关性。观测结果表明，源自δ18OLeaf和δ2HLeaf值的植物有机同位素（例如叶蜡和纤维素）可以提供中国黄土高原相对的气候信息。此外，双同位素分析表明δ18OLeaf和δ2HLeaf值由于相似的海拔和季节响应而密切相关。源水（即降水）主导δ18OLeaf和δ2HLeaf值，气象参数对δ18OLeaf和δ2HLeaf值的影响相当，且随黄土高原样带海拔和季节的变化而变化。未来，作者将研究交叉角与水文气候和生化因素的关系。

赛默飞近日发布蓝藻发酵液中糖的检测方案。蓝藻可以进行光合作用，与高等植物叶绿素具有一定程度上的同源性，加上其研究体系简单，长期以来一直是研究光合作用的模式生物。除此之外，蓝藻还可以进行固氮作用，将大气中的氮气经固氮作用转化为可以利用的氮源，用于提高土壤的肥力。如果可以通过代谢工程改造蓝细菌生产蔗糖并提供给大肠杆菌等微生物发酵生产生物燃料，必将加速整个生物燃料的产业化进程，具有显著的意义。赛默飞发布的蓝藻发酵液中糖的检测方案，采用 Thermo ScientificTMDionexTM ICS-4000 毛细管 HPICTM系统和质谱联用法测定发酵液中的一些成分，分离测定7种糖，如蔗糖、乳糖、葡萄糖、海藻糖、葡萄糖甘油酯、甘露糖、果糖等。毛细管离子色谱常用色谱柱直径为0.4 mm，流速为10 μ L/min，其进样体积通常为0.4 μ L，与常规分析型离子色谱相比，其灵敏度是常规离子色谱的近百倍。毛细管离子色谱的流速是10 μ L/min，符合质谱对低流速的需求。本方法在柱后乙腈溶液中添加了少量乙酸钠，以提高糖在质谱中的重现性。此方法的建立有利于了解其基因改造效果，对于充分利用蓝藻意义重大。毛细管离子色谱质谱联用测定糖方法操作简便，重复性好，线性范围内相关性好，准确度高，进一步拓展了毛细管离子色谱的应用范围，具有较高的实用价值。应用文章下载链接：https://tools.thermofisher.com/content/sfs/brochures/Capillary-ion-chromatography-mass-spectrometry-method-determination-carbohydrate-blue-green-algae-fermentation-liquor.pdf---------------------------------------------------关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技（纽约证交所代码：TMO）是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元，在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮 助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战，促进医疗诊断发展、提高 实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services，我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合，为客户、股东和员工创造价值。欲了解更多信息，请浏览公司网 站：www.thermofisher.com 赛默飞世尔科技中国赛默 飞世尔科技进入中国发展已有30多年，在中国的总部设于上海，并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉、昆明等地设立了分公 司，员工人数约3800名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等，提供实验室综合解决方案，为各行各业的客户服务。为了满足中国 市场的需求，现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了6个应用开发中心，将世界级的前沿技术和产品带给国内客户，并提供应 用开发与培训等多项服务；位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术，研发适合中国的技术和产品；我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成 立的中国技术培训团队，在全国有超过2000名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息，请登录网站：www.thermofisher.com请扫码关注：赛默飞世尔科技中国官方微信

5月15日，中科院水生生物研究所完成的“蓝藻毒素检测试剂盒与应用研究”通过了武汉市科学技术局组织的鉴定。 以宋立荣研究员为首的课题组在国内首次研发出微囊藻毒素酶联免疫（ELISA）检测试剂盒，解决了微囊藻毒素灵敏、快速、高通量检测的技术难题。鉴定委员会的专家们认为，该成果在提升微囊藻毒素相关的基础研究和开发、环境监测等方面发挥了重要作用，改变了国内长期依赖同类进口产品的局面，产生了一定的社会、经济效益，具有重大应用和推广价值。鉴定委员会一致同意通过对该科技成果的鉴定，并建议进一步推广应用。 此前，由中国科学院水生生物研究所制订的国家标准“水中微囊藻毒素的测定”（GB/T 20466－2006）已于2007年1月1日实施，微囊藻毒素ELISA列为方法之一。随后卫生部颁布的《生活饮用水卫生标准》和建设部颁布的《城市供水水质标准》中均增加了“存于水中藻类植物微囊藻毒素等的检测”的指标。

p 　　今年8月，湖北省武汉市楚河暴发蓝藻水华，2公里的河道像涂上了一层绿油漆。作为连通沙湖和东湖的景观工程，楚河水华事件再次给城市水环境保护敲响警钟。 /p p 　　据介绍，今年受厄尔尼诺现象的影响，全球范围内的蓝藻水华问题似乎比往年更突出。 /p p 　　 strong 理性看待蓝藻水华 /strong /p p 　　2007年5月，江苏太湖暴发了严重蓝藻水华，造成无锡等地自来水污染，居民生活用水和饮用水严重短缺，超市、商店里的桶装水被抢购一空。 /p p 　　事实上，类似的事件不只发生在中国。美国北卡罗来纳大学教堂山分校海洋科学研究所教授汉斯· 波尔在接受采访时说，2014年在美国五大湖之一的伊利湖污染事件，导致当地150万人的饮用水受到影响。 /p p 　　蓝藻水华是淡水中部分蓝藻种类在适宜的环境条件下过度生长，在水面聚集形成浮渣的现象。因形成水华的种类产生蓝藻毒素，如最为常见的微囊藻毒素是一种肝毒素，被认为是肝肿瘤的潜在促进剂。 /p p 　　“公众对蓝藻水华问题要重视，不要过分恐慌。”在10月23日举行的第十届国际产毒蓝藻大会上，大会执行主席、中国科学院水生生物研究所研究员宋立荣在接受《中国科学报》记者采访时表示，总体而言，我国蓝藻水华研究和治理工作成效明显，应该理性看待蓝藻水华问题，不必“谈虎色变”。 /p p 　　此次国际产毒蓝藻大会首次在亚洲召开，为什么选择在中国开会?宋立荣认为，一方面是我国水环境污染引起的蓝藻水华问题严重，另一方面是我国在水华蓝藻方面的研究成果和治理经验得到了国际同行的认可。 /p p 　 strong 　生态修复任重道远 /strong /p p 　　近20年来，中国科学院水生生物研究所、南京地理湖泊研究所等单位在滇池、太湖和巢湖等国内主要浅水湖泊展开了相关研究和治理示范，成效明显。 /p p 　　比如从大时空尺度上，解析了我国典型大中型湖泊蓝藻水华的暴发历程、强度和趋势 在水华蓝藻生物学方面，发现了微囊藻优势种适应环境的生理和分子机理 在毒理学方面，系统阐明了产毒蓝藻的毒物和毒性毒理以及相关分子机理等。 /p p 　　此外，我国科研人员还制定了蓝藻毒素的国家标准，研制了一系列用于分析、监测预警和综合治理的仪器设备与技术。 /p p 　　今年已经72岁的刘永定，是中国科学院水生生物研究所最早从事水华问题研究的专家之一。会上他介绍了他和团队长期扎根滇池从事水环境治理的成绩和经验。刘永定认为，从数据分析来看，滇池藻华的强度逐年变小，水华暴发连续发生的时间逐年变短，发生的面积也在缩小，这说明滇池的水环境正在逐渐改善。 /p p 　　 strong 加强水源地的保护 /strong /p p 　　得益于中科院水生所的科技创新，江苏省无锡市德林海环保科技股份有限公司已经成功研发出藻水分离集成技术及成套设备，解决了富营养湖泊蓝藻治理的关键技术，填补了国内外的空白。 /p p 　　“我们通过机械打捞，把湖泊的蓝藻清除掉，并且变废为宝，分别做成有机肥、用于沼气发电和生产可降解的生物塑料。”公司董事长胡明明介绍说，目前，他们已经在滇池、太湖、巢湖和三峡库区建设了14座藻水分离站，并成功将处理后的太湖蓝藻出口到了美国，用于制造生物塑料。 /p p 　　在本次大会上，科学家们一致认为，研究和治理蓝藻水华必须有一个多学科交叉的协作，它涉及到生态学、气候分析、水文处理、遥感监测和数学模型等多个领域。 /p p 　　“蓝藻水华不仅仅只是一个科学问题，它还是一个社会问题。”宋立荣表示，全球气候变暖、水文水动力的变化以及土地利用格局的改变，将是影响中国水体富营养化和蓝藻水华暴发情势的主要因素。 /p p 　　英国斯特灵大学微生物学名誉教授蔻德· 杰奥弗里也认为，“每个国家都会面临蓝藻水华问题。城市化导致更多的废水排入水体，农业中肥料的使用也使水体富营养化加重。应控制过多的营养物流入河流湖泊。” /p p 　　对此，宋立荣建议采取“标本兼治、因湖施策”的策略。生态系统的维护和修复需要对水体结构和功能进行认识，重点要做好水源地的保护，同时要重视我国北方以及西部干旱缺水等地方的水环境问题。 /p

今后，广大农户可以直接在农作物施肥的过程中，准确、快速、实时地检测作物氮素状况和长势动态，及时地获取作物对肥料的需求，因需施肥，从而节约肥料成本，实现用肥精细化。 　　最近，由浙江大学生物系统工程与食品科学院聂鹏程博士、何勇教授率领的团队，成功地开发出基于光谱技术的水稻叶片氮素测定仪。该仪器可以直接地测量出水稻叶片的氮含量，检测精度高，在农业精细化施肥的过程中，不仅有助于节约肥料成本，也可以降低因使用过量化肥而导致的土壤环境恶化和水资源污染，具有极高的应用价值。 　　氮素是水稻必需的营养元素之一，但施氮过多，容易造成地下水污染，如何在保证作物高产优质的同时，又防止作物生产带来的环境污染，是各国政府、农学家和生产者所面临的共同难题。解决这一难题的关键是攻克对作物氮素含量的实时在线检测技术，实时获取作物生长过程中氮素含量，以实现按需精确施肥。国外虽然有成熟的技术，也推出了一些成果，但是国外仪器成本高，推广难，不适合田间或不能直接快速地测量出植物氮素含量。 　　浙江大学水稻叶片氮素测定仪的研制成功，在很大程度上解决了这一难题。目前该仪器已成功进入市场，成为了一款可测量植物叶绿素含量、氮素含量的植物养分速测仪。

特邀：海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室林桓课题组林桓，海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室副研究员，海南省领军人才，《Marine Resource and Ocean Science》编委，曾任岛津制作所全球应用技术开发中心副主任研究员。主要研究领域是基于高分辨以及定量质谱的核酸修饰生理学意义挖掘，在《Nature Communications》，Nucleic Acid Research等重要期刊发表过论文。 海南大学林桓副研究员团队以模式蓝藻（细长聚球藻 PCC 7942）为研究对象，与岛津广州分析中心展开深入合作，通过微流液相色谱仪（岛津Nexera Mikros）结合三重四级杆质谱仪（岛津LCMS-8050）建立了一套兼具灵敏度与特异性的修饰核苷鉴定方法，并对细长聚球藻PCC 7942 总tRNA组分中存在的修饰核苷进行了检测分析，为修饰核苷的鉴定提供了一种新思路。成果于2021年7月发表在《Journal of Separation Science》。 生物体中的RNA元件，包括核糖体RNA，信使RNA，转运RNA，剪接体RNA，miRNA等，均需要经历转录后修饰成为成熟的分子。这些修饰对实现RNA元件的功能至关重要，例如新冠病毒mRNA疫苗必须在RNA链上掺入修饰核苷才能在人体中稳定表达。RNA转录后修饰主要发生在核糖核苷（A/U/C/G）的碱基或核糖上，以共价结合的方式连接一个或多个化学基团。近年研究表明RNA修饰种类和修饰率的变化参与到RNA代谢及功能实现的全过程，具有重要生理学意义[1-5]。 ☆ 新思路 ☆ 分析方法灵敏度提高有三种途径：• 更高效的前处理技术以实现目标物的富集和基质/杂质的清除；• 更优越的分离手段，得到更纯、更集中流出的色谱峰以提高目标物的瞬间浓度；• 更先进的检测技术以提高目标物信号响应。 目前质谱仪因其通用性高、选择性好和灵敏度高，是主流的检测技术，其中，灵敏度是评价质谱等级的重要指标之一。质谱仪的灵敏度受多方面影响，其中可以通过降低进入离子源的液流，有效提高离子化效率，从而较大提高质谱检测灵敏度。如目前比较常见的Nano液相、Micro液相和Semi-micro常规分析型液相，我们来做一下性能对比。 三种液相系统的性能对比 Nano液相的液量有利于LCMSMS离子源的去溶剂化，从而提高质谱响应。但是由于液流过低，其通量较小；另外，纳升级的流速对输液泵的精度和脉冲控制要求非常高，再加上其精密的部件对使用和维护都有很高的要求。故现有技术下Nano液相的通量和稳定性无法达到常规分析型液相的水平。而Semi-micro常规型液相已成为相对成熟、应用范围相对广的分析手段，这两项指标非常优异，但是，由于较大的液流，导致进入离子源，尤其是ESI离子源之后，其去溶剂化效率较差，灵敏度无法进一步提高。 Micro液相的色谱柱内径介于0.1~1.0 mm之间，流速一般介于1~100 μL之间，这一流速下的仪器稳定性、耐用性和维护性都比Nano液相有大幅提高，通量接近半微量分析型液相，而其去离子效率相比半微量分析型液相大大提高。因此Micro液相没有明显的短板，理论上是三种液相中相对理想的技术。 岛津微流量液相质谱联用系统 Mikros-LC+LCMS-8060 ☆ 成果快览 ☆ • 在本研究中研究人员报道了尿苷及其衍生物在低温及高有机溶剂的条件下容易析出造成信号变动，指出了利用HILIC等亲水原理的核苷酸LCMS分析中需要注意的问题。• 利用岛津微流量液相质谱联用系统测试了总tRNA组分中24个核苷标样，确定了各个标样所用的母离子和子离子，以及在HILIC色谱柱中的保留时间。通过多反应监测及保留时间，可以区分这些修饰核苷及其同分异构体。 核苷标样微流量液质系统色谱图 • 测定了24个修饰核苷标样的最小检出量，运用微流液相色谱—三重四极杆质谱联用仪检出下限为0.1-1 fmol，而一般用于鉴定修饰核苷所用的半微流液相色谱—三重四极杆质谱联用仪的检出下限为1-10 fmol。• 运用上述建立的方法，对细长聚球藻 PCC 7942中的修饰核苷进行定量检测，仅需含25 ng总tRNA组分的样品，即可得到清晰的质谱结果，而在传统的半微流液相色谱—三重四极杆质谱联用仪上得到相同结果，至少需要含100 ng的总tRNA组分的样品[6, 7]。 细长聚球藻样品图 ☆ 专家观点 ☆ 海南大学林桓副研究员：修饰核苷中尿嘧啶核苷及其衍生物电离困难及各修饰核苷同分异构体之间不易区分的特点一直是质谱检测的难点。同时常规的半微流液相色谱—三重四极杆质谱联用仪检出限较高，需要的样品量较大，这也是不易提取的样品检测的制约条件之一。该研究依托岛津公司强大的质谱分析平台，首次使用微流液相色谱—三重四极杆质谱联用仪分离鉴定总tRNA组分中的修饰核苷，灵敏度较半微流液相色谱——三重四极杆质谱联用仪提高了10倍以上。该方法可支持表观转录组学的发展。 【参考文献】[1] Lin H, Miyauchi K, Harada T, Okita R, Takeshita E, Komaki H, Fujioka K, Yagasaki H, Goto Y-i, Yanaka K, Nakagawa S, Sakaguchi Y, Suzuki T. CO2-sensitive tRNA modification associated with human mitochondrial disease. Nature Communications. 2018 9: 1875.[2] Lian H, Wang Q H, Zhu C B, Ma J, Jin W L. Deciphering the Epitranscriptome in Cancer. Trends in Cancer. 2018: S2405803318300219.[3] Schimmel, Paul. The emerging complexity of the tRNA world: mammalian tRNAs beyond protein synthesis. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2017.[4] Thomas J M, Batista P J, Meier J L. Metabolic Regulation of the Epitranscriptome. Acs Chemical Biology. 2019.[5] Chionh Y H, Mcbee M, Babu I R, Hia F, Lin W, Zhao W, Cao J, Dziergowska A, Malkiewicz A, Begley T J. tRNA-mediated codon-biased translation in mycobacterial hypoxic persistence. Nature Communications. 2016 7: 13302.[6] Kimura S, Dedon P C, Waldor M K. Comparative tRNA sequencing and RNA mass spectrometry for surveying tRNA modifications. Nature Chemical Biology. 2020.[7] Su D, Chan C T Y, Gu C, Lim K S, Chionh Y H, Mcbee M E, Russell B S, Babu I R, Begley T J, Dedon P C. Quantitative analysis of ribonucleoside modifications in tRNA by HPLC-coupled massspectrometry. Nature Protocols. 2014 9: 828-841. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

冠层叶绿素含量（CCC）可以反映一个种群的总光合生产力，是判断植物个体生长和营养状况的重要依据。通过遥感准确监测冠层和叶片尺度的叶绿素含量是确定作物生长状态和预测产量的关键。玉米是一种高秆作物，叶面积大，冠层深。它具有不均匀的叶片叶绿素含量（LCC）垂直分布，这限制了遥感的叶绿素含量评估。因此，了解LCC和叶片反射光谱的垂直异质性对提高CCC监测的准确性至关重要。 基于此，在本研究中，来自中国农业科学院作物科学研究所和宁夏大学农学院的研究团队以玉米为研究对象，于2019年和2020年在位于中国东部河南省黄淮海玉米生态区的中国农业科学院新乡实验站通过5个氮处理梯度（0、100、200、300和400 kg/hm2（记为N0–N400））建立各种冠层结构，采集不同生长季节作物冠层叶片，并测量了其LCC和叶片光谱反射率（ASD FieldSpec 4光谱仪+植物探头+叶片夹，光谱范围为350-2500 nm）。主要目标为：（1）理解施氮量对玉米冠层叶绿素垂直分布的影响以及生长季节叶绿素分布的动态变化；（2）在不同时空条件下探索冠层叶片光谱反射率特征差异以及验证基于叶片光谱反射率的VI模型是否可以准确反演LCC；（3）确定敏感叶位（可用于表征LCC和CCC之间的关系）以及评估基于叶片光谱的VI模型的鲁棒性和准确性，以评估冠层叶绿素状态。2020年9月2日研究区俯视图 (a)。高光谱反射率测量系统（b）。台式叶绿素分光光度计 (c) 。2020年8月8日五次氮处理（N）下的冠层状况（d）。【结果】2020年生长季节玉米冠层LCC的垂直剖面。（a、c、e）不同位置叶片的光谱反射曲线。（b、d、f）不同叶片位置波段与LCC的相关系数曲线。6种LCC-VI模型的rRMSE（%）：（a）mRER、（b）VOG2、（c）CIred-edge、（d）NDRE、（e）MTCI 和（f） DD。rRMSE用于评估模型反演精度。rRMSE的值较低对应于预测值和观察值更接近。中期模型（a）、后期模型（b）和生殖模型（c）CCC预测值和2019年实测值对比。【结论】 5个施氮水平用于构建不同的玉米冠层结构，揭示玉米冠层叶片叶绿素含量（LCC）的垂直异质性以及叶片光谱反射率特征。基于冠层LCC的垂直分布，建立多元逐步回归（MSR）模型以准确监测冠层叶绿素含量（CCC）；LCC表现出不对称的垂直分布，呈现出底层较低，中层上升，上层下降的趋势。氮处理显著改变了LCC，且不同处理之间LCC的垂直剖面分布基本一致。分析了不同时空条件下叶片光谱反射率特征。绿色波段（531-567 nm）和红边波段（712-731 nm）是监测LCC的敏感波段。6个经典的VIs用于构建VI-叶绿素模型，其中修正的红边比值植被指数（mRER，R2=0.87）构建的模型最优。VI模型可以准确预测生长中期的LCC（rRMSE=10.9%），但是，上、下叶层VI和LCC的相关性在营养生长早期和成熟阶段发生变化（rRMSE=36%-87%）。通过结合反演精度和多元逐步回归，结果发现在CCC估算中，营养阶段叶位L6以及生殖阶段L11+L14（L12是穗叶）最敏感。这样，基于叶片光谱反射率构建了VI-LCC-CCC模型以估算冠层叶绿素状态。利用2019年和2020年田间试验数据评估了模型性能，结果表明该模型具有良好的鲁棒性和准确性（rRMSE=8.97%）。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650312959&idx=1&sn=579c2cd2862e8037f3fe0a32dda8e2ee&chksm=bee1bc00899635161ff79ab90bcff29bc9a96537973b3be2cb439a88caa8d8e36c29108f32eb&token=1852366781&lang=zh_CN#rd

近日，中科院高能所李玉锋研究员团队，以硒超富集植物-堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）单粒种子为研究对象，借助北京同步辐射装置X射线荧光微分析实验站硬件和软件功能升级契机，发展了基于同步辐射X射线荧光二维/三维成像技术（SRXRF）、X射线吸收谱技术、二维质谱成像技术（MALDI-MSI）及微区计算机断层扫描（micro-CT）等技术的空间金属组学（spatial metallomics）研究框架，实现了堇叶碎米荠单粒种子中有机硒和无机硒的原位二维/三维研究，首次发现堇叶碎米荠种皮中存在甲基硒代化合物，加深了对堇叶碎米荠富硒机制的理解，并以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia为题发表于 Journal of Agricultural and Food Chemistry（影响因子/JCR分区：5.895/Q1）。该研究工作得到岛津中国创新中心的实验支持。图1 Journal of Agricultural and Food Chemistry原文背景介绍硒(Se)是动物和人类必需的元素。它是硒蛋白和硒酶的重要组成部分，硒缺乏会增加各种神经、内分泌和癌症风险，更严重的是，会导致器官衰竭和死亡。世界卫生组织(WHO)和美国农业部建议成人每日膳食硒摄入量为55 ~ 200 μg。然而，在一些地区，人们的日摄入量明显低于推荐剂量(仅26 μg/天)，因此，探索富硒膳食补充剂来改善人们日常硒的摄入是很有必要的。图2 堇叶碎米荠硒在植物生长周期内无法被消耗，一些百合科、十字花科和豆科植物可累积高达几千毫克/公斤的硒元素。原产于中国湖北省恩施市的堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）已被证明是硒的超富集植物，已用作膳食补硒剂原料。&bull 单粒种子中硒的原位空间分布和形态分布堇叶碎米荠对于硒元素的耐受性和超积累的机制主要包括:(1)钙蛋白和富半胱氨酸激酶的表达下调和硒结合蛋白的表达上调 (2)体内解毒硒的泛素基因或蛋白的表达 (3) 堇叶碎米荠硒的特定代谢途径。研究发现堇叶碎米荠可以通过硫酸盐转运体和各种S/Se代谢酶来积累硒元素。而堇叶碎米荠中硒元素的主要存在形态为硒代半胱氨酸（SeCys），硒代蛋氨酸（SeMet），硒代羊毛硫氨酸，甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys），甲基硒代蛋氨酸（MeSeMet），二甲基硒醚（DMSe）和二甲基二硒醚（DMDSe）等。图3 通过SRXRF和MALDI-MSI研究硒在单粒种子中的原位空间分布和形态研究结果表明，一方面SRXRF结果显示硒元素在整个种子中都有分布，子叶中硒含量相对高于外胚层/种皮；另一方面MALDI-MSI结果显示DMSe (m/z 107.970)、MeSeCys (m/z 184.019)和MeSeMet (m/z 212.983)主要存在于种子外胚层。硒植物毒性的一个突出原因被认为是硒氨基酸(如SeCys)错掺入蛋白质。已有研究表明，甲基化SeCys形成MeSeCys是Se超富集物的一个关键耐受机制之一， 这大大减少了非特异性取代蛋白质中的Cys的SeCys的数量。本研究中MeSeCys的发现证实了这也是堇叶碎米荠的Se耐受的重要机制之一。质谱成像MALDI-MSI方法本研究中的质谱成像部分使用岛津iMScope QT (Shimadzu, Kyoto, Japan)进行。MALDI-MSI在光学显微镜的帮助下确定所需的采集区域，用激光二极管激发的掺钕钇铝石榴石(Nd/YAG)激光(355 nm)照射种子组织切片。激光直径为40 μm，扫描步长为80 μm。对每个像素进行100次激光照射(1000 Hz重复频率)。所有数据均在正负模式下分别采集，采集范围分别为m/z 100 ~ 500和m/z 500 ~ 1000。利用IMAGEREVEAL MS分析软件对所采集的数据进行图像分析，最终得到显示多种形态硒的具体分布。图4 岛津新一代成像质谱显微镜——iMScope QT本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

泽铭动态骆马湖，是江苏省重要的调蓄湖泊和饮用水源地，其水质情况直接关系到周边地区人民群众的饮水安全。然而在夏季高温和富营养化的双重作用下，湖体通常会面临着蓝藻水华爆发的严峻挑战。因此，能及时、准确地监测入湖河道水质和湖体蓝藻变化动态，成为了湖泊综合治理的重中之重。近日泽铭科技为骆马湖周边客户建设了8个简易式水质自动监测站与2个湖体水质浮标站，这些站点将成为守护骆马湖水质安全的重要力量。它们不仅为蓝藻水华的防控提供了及时、准确的数据支持，还为湖泊治理工作提供了科学的决策依据。时值夏季蓝藻高发季，本次建设任务时效性要求非常高，加之一周的连续40度高温天气，泽铭员工不畏高温酷暑，加班加点进行设备安装和调试，以便早日让建设站点投入业务化运行。浮标站简易监测站员工风采高温施工，不畏酷暑产品介绍本次泽铭科技的主力有：简易式水质监测站及水质监测浮标。简易式水质监测站是综合性水质监测体系，该体系以高精度在线自动分析仪器为核心，深度融合：传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术，并辅以专业的分析软件和高效的通信网络，共同构建了一个智能化、自动化的水质监测网络。简易式水质监测站以其占地面积小、高度定制化等特点，成为水质监测领域的明星产品。- 便于在河流、湖泊、水库等监控断面以及生态补偿断面等关键区域内进行灵活部署。- 提供高度定制化的仪器配置服务：用户可以根据自身监测需求，选择适合的监测参数、精度等级和采样方式，确保监测结果更加符合实际需求。- 采用国家标准方法进行水质检测，确保监测数据的准确性和权威性。- 自主设置测量间隔，实现高效数据采集。- 水质参数超标后，系统会自动留样，便于实验比对数据。泽铭HQ-8000系列原位自动分析仪HQ-8000系列原位自动分析仪，可测总磷、总氮、氨氮、硝氮、亚硝氮、磷酸盐、硅酸盐等关键参数。其体积小巧设计紧凑，便携拉杆箱包装设计，运输使用方便。可应用于地表水、饮用水、废水、地下水、海水等不同水体的原位监测和便携监测，可集成于浮标、浮台、水上平台、浮船等系统上。赛莱默EXO2便携式多参数水质仪EXO2多参数水质监测仪，是一种应用于复杂野外环境水质监测平台。EXO具备非常广泛的水质监测能力，可从容应对河流、湖泊、海洋、河口和地下水等多种水环境监测需求。可连续实时在线监测叶绿素a、蓝绿藻等水质参数，加强骆马湖流域蓝绿藻预警监测，改善湖体水质，为保护水环境做出重要贡献。泽铭动态在未来，泽铭科技将继续秉持绿色发展理念，将积极探索新的技术和方法，为骆马湖及更多水域的综合治理贡献更多智慧和力量。我们也相信，在科技的赋能下，骆马湖将变得更加清澈、美丽，成为人与自然和谐共生的典范。

我想您可能会有兴趣? 　　在本周内即将闭幕的哥本哈根全球气候会议上，我们的大客户，丹麦的LM Glasfiber(艾尔姆玻璃纤维制品有限公司)展示了世界上最大的风力发电机叶片。 　　实验室工作人员正在使用英斯特朗万能材料试验机3384、8802和3台8801对叶片进行力学性能测试。 　　通往COP15! 　　“一、两周前，世界上最大的风电叶片从丹麦小城Lunderskov，经过跋山涉水到达了丹麦首都哥本哈根。这里，在有关全球气候变化讨论最至关重要的那几天，它将吸引几百万人的注意。在12月份，61.5米长的叶片将会恭候世界各国领导人的到到来。 　　风电工作了!这是本次气候会议来自风电产业最有力的证据之一，世界上最长的叶片，来自LM Glasfiber的61.5米长叶片的连续生产，象征着风电产业的崛起。 　　叶片充分而清楚地证明了风电产业的集约发展。25年前，最长的风力发电机叶片轮子直径是16米，只能发电50KW.今天，大规模生产的风电发电机叶片旋转直径是126m，扫过几乎两个足球场，额定输出5MW电量-足够为5000户欧洲家庭提供电力。 　　星期五的早些时候，叶片还在LM Glasfiber的Lunderskov工厂内准备运送到哥本哈根。现在，它被安放在Bella Center的主入口处，作为与丹麦风电业协会(GWEC)协作的风电运动的一部分。 　　叶片介绍 　　LM 61.5P叶片的发展原型早在2004年就已产生，经过了几年的在材料、设计和生产过程方面广泛的研发。今天，18.8吨重的叶片，已经在LM Glasfiber的Lunderskov工厂大规模生产了，工厂靠近丹麦小城科灵。在叶片的研发过程中，它们必须接受测试。通过全年的测试试验，叶片必须经受住极端载荷和弯曲，以确定它们，在恶劣和有风的环境下，可以承受20年中等强度的磨损和撕裂。 　　叶片主要是为海面项目研发的，并且被安装在德国、苏格兰和比利时的海边风场。在20年的使用寿命中，一台5MW额定发电量的风力发电机可以帮助减少18万吨CO2的排放。　　 61.5米长的叶片!　　 在实验室测试

ASD | 利用高光谱反射率预测温带落叶阔叶树木的叶片性状：通用模型可适用于整个生长季节吗？追踪生长季和地理区域中叶片性状的变化是理解陆地生态系统功能的关键。野外光谱法是原位监测叶片功能性状的有力工具，在农业、林业和生态学中都有许多应用，例如，叶片光谱已用于表征许多叶片理化特性，预测倍体水平，估计叶龄，甚至可以预测入侵植物对凋落物分解的影响。但目前尚不清楚是否可以开发通用统计模型来根据光谱信息预测性状，或是否需要根据条件变化进行重新校准。特别是，生长季多个叶片性状同时变化，是否可以从高光谱数据成功预测这些时间变化是一个悬而未决的问题。基于此，为了填补研究空白，在本研究中，一组国际研究团队利用标准实验室方法（包括光捕获和生长：N（%），δ15N（‰），δ13C（‰），叶绿素，可溶性C（%）和叶片含水量（LWC）；防御和结构：每单位面积的叶片质量（LMA g m-2）、总C（%）、半纤维素（%）、纤维素（%）、木质素（%）、总酚类（mg g-1）和单宁（mg g-1）；岩石衍生营养素：P（%）、K（%）、Ca（%）、Mg（%）、Fe（μg g-1）、Mn（μg g-1）、Zn（μg g-1）和B（μg g-1））和叶片光谱（利用光谱范围为350-2500 nm的ASD FieldSpec 3进行测量，在350-1000 nm，采样间隔为1.4 nm，在1000-2500 nm，采样间隔为2 nm）追踪了整个生长季的变化，研究了温带落叶树木多种叶片性状和光谱特性之间的联系。旨在回答以下问题：（1）常见物种叶片的理化性状在生长季如何变化？（2）叶片反射率在生长季如何变化？（3）生长季叶片理化性状和光谱之间是否存在可预测的关系，从而使叶片光谱能够不受时间限制地远程追踪森林生态系统功能的变化？然后评估叶片光谱是否可以在季节效应的影响下稳定地捕获叶片性状，为通过机载和星载传感器的高光谱成像进行大尺度叶片性状调查奠定基础。【结果】理化性状和光谱在整个生长季变化很大，虽然6月和9月之间收获的成熟叶片变化较小。重要的是，叶片光谱可以准确预测大多数叶片性状的季节性变化，成熟叶片的预测精度通常较高。然而，对于一些性状，PLSR估算模型因物种而异，单一PLSR模型不能用于物种水平的准确预测。8个落叶树种叶片光谱及其变异性（平均反射率（a）和变异系数（b））的季节模式。2017 年 5 -10 月，不同季节对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。2017 年 5-10 月，不同物种对英国剑桥Madingley林地21种叶片性状全/特定光谱数据最佳PLSR性能的影响。【结论】叶片光谱可成功预测整个生长季多种功能性叶片性状，为机载和星载成像光谱技术监测和绘制温带森林植物功能多样性奠定了一定基础。请点击下方链接，阅读原文：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NjE1ODg2NA==&mid=2650309890&idx=1&sn=9bddcb74cbb31a26c18ad6aee87f4344&chksm=bee1a9fd899620ebd02f200799a9370626a1d8b6fee07375ad2580b562fa8ad686a495393775&token=1524960455&lang=zh_CN#rd

PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性叶片生化性状为理解植物光合功能、动态生长、养分循环和初级生产提供了有价值的信息。叶片叶绿素含量（Cab）、类胡萝卜素含量（Cxc）、含水量（Cw）和干物质含量（Cm）是四个重要的叶片生化性状，与植物光合作用、氮素、胁迫和衰老等健康和生长状态密切相关。能够对这些叶片生化性状进行高通量测量的方法对于表征植物生理状态和关键功能过程至关重要。PROSPECT模型是目前更常用的叶片辐射传输模型之一，可从叶片定向半球反射因子（DHRF）光谱来提取叶片生化性状，然而，在应用于叶片双向反射因子（BRF）光谱提取叶片生化性状方面尚待探索。叶片表面反射率和各向异性性状的存在可能是限制PROSPECT从叶片BRF光谱评估叶片生化性状的主要问题。基于此，在本研究中，研究者们提出了一个方法，整合了PROSPECT模型、光谱导数和相似性度量（SDM），称为PROSDM，去除了叶片BRF和DHRF光谱的差异，并从叶片BRF光谱提取了叶片生化性状。具体目标是：（1）通过PROSPECT反演调查叶片BRF和DHRF光谱差异随波长的变化以及对Cab、Cxc、Cw和Cm提取的影响，（2）开发PROSDM消除BRF和DHRF光谱差异，从叶片BRF光谱与PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的比较来提取Cab、Cxc、Cw和Cm以及（3）评估PROSPECT、光谱子域、光谱噪音和模型参数范围对PROSDM性能的影响。为了获得各种叶片生化性状和反射率，作者收集了具有不同生长阶段、营养状况和种植区域的植物物种的10个数据集，包括1个测量数据集和9个公开获取数据集。从油菜（Brassica napus L.）、水稻（Oryza sativa L.）和柑橘（Citrus aurantium L.）随机采集2279个植物叶片，利用ASD FieldSpec 4测量叶片反射率，获得数据集#1。从EcoSIS光谱库中获得具有各种叶片光谱和生化性状的9个公开的数据集。其中，7个数据集的BRF光谱由ASD地物光谱仪（Analytical Spectral Devices, Inc., Boulder, CO, USA）搭配ASD叶片夹测量。 表1 数据集描述。Dataset#1是本研究中测得的，Dataset#2-#10是在线https://ecosis.org获取的。BRF和DHRF光谱的光谱区域是400-2500 nm。【结果】 平均BRF和DHRF光谱差异（a）以及这些差异对平均BRF光谱的贡献（b）。油菜（红线）在Dataset#1中获得，其他植物物种在Dataset#5中获得。 通过考虑非波长依赖性f（a，d）和波长依赖性f（b，c，e，f）两种情况，利用一阶（a-c）和二阶（d-f）导数的叶片BRF（绿线）和DHRF（橙线）光谱之间的差异。 利用PROSPECT反演（a–d），PROCOSINE反演（e–h），PROCWT-S4（ i–l）和基于全光谱域PROSPECT-PRO 的PROSDM（m–p）的所有数据集（Dataset#1-#10）中Cab (a，e，i，m) ，Cxc (b，f，j，n), Cw (c，g，k，o) 和Cm (d，h，l，p)测量值和估算值比较。 【结论】 本研究中，作者提出了PROSDM这种新方法用来从叶片BRF光谱来提取叶片生化性状。结果发现光谱导数可以消除BRF和DHRF光谱的非波长依赖性差异。当BRF和DHRF光谱的差异随波长变化时，光谱导数仅能去除部分差异，而曼哈顿距离（MD）补偿了光谱导数的限制，进一步减少了差异。结果，PROSDM从叶片BRF光谱准确提取了不同植物物种的Cab、Cxc、Cw和Cm。与标准的PROSPECT反演需要利用带有积分球的光谱仪测量叶片DHRF光谱不同，PROSDM扩展了PROSPECT到叶片BRF光谱的应用，以提取叶片生化性状。它可利用不同手持式光谱仪和叶片夹原位提取叶片生化性状。 在全光谱域，PROSDM-SED实现了Cab和Cxc的更优提取，RMSE分别为7.64 μg/cm2 and 2.77 μg/cm2，PROSDM-FMD产生了Cw（RMSE = 0.0041 g/cm2）和Cm（RMSE = 0.0024 g/cm2）的更好估计。与PROSPECT相比，PROSDM提取的Cab、Cxc、Cw和Cm RMSE分别降低了20.33%，29.34%，25.45%和44.19%。结果表明，PROSPECT和PROCOSINE以及PROCWT的Cab、Cxc、Cw和Cm提取精度受到光谱饱和度、PROSPECT反演、光谱子域以及模型参数范围的影响很大。适当的光谱子域和模型参数范围可以改善不同反演方法的提取结果。这需要从实地测量和报告的研究中了解叶片生化和结构性状的先验信息。与这些反演方法相比，所提出的PROSDM在减轻Cab、Cxc、Cw和Cm提取的负面影响上具有很大潜力。对于不同的PROSPECT版本，建议利用PROSPECT-PRO从叶片BRF光谱提取叶片生化性状。 未来研究需要基于叶片BRDF模型测量叶片BRF光谱的光谱和方向变化，将BRDF模型与所提出的PROSDM耦合可以改善对BRF和DHRF光谱变化的表征。此外，由于植物物种BRF和DHRF光谱的差异变化，在不同的数据集中PROSDM不能获得一致性提取结果。预计更多的工作将集中在理解不同视角和照明角度下植物叶片光学特性的变化。期望PROSDM可以应用在不同的尺度上，提高其在遥感、生态和环境研究中的适用性。点击如下链接，下载原文：PROSDM：PROSPECT模型与光谱导数和相似性度量相结合从双向反射率中提取叶片生化性状的适用性

上次在文章中写到，GE的Haliade-X巨人风机一个叶片就有107米。（风机的叶片那么长，工程师都是怎么制造出来的？）有人好奇，这么长的叶片是怎么运输到现场的？那GE都是如何让这样的大包裹送到现场的？本期我们来为大家揭秘！运输风机叶片GE位于西班牙的LM风电工厂制造出了在当地最长的风机叶片，这些叶片将运输到港口装载在船上运到德国，最终安装在德国北部的默克尔风电场捕获风的力量。制造这个叶片并不容易，但运输一个比电杆还要长近7倍的东西也是个艰难的任务。LM工厂的主管和他的团队花费了13个月的时间，与州政府、地方政府及港务局合作，研究如何把这个庞然大物从工厂运输到46公里外的港口。2017年10月，巨型叶片终于出发了。经过的个别路段拆除了路灯、路标，在环形的道路上也铺设了道路，终于抵达了港口。原以为车技好就够了，看来还是得有些“硬手段”啊。那这样大费周折有必要吗？当然有！叶片越长，风机发电量就越大。LM工厂制造的叶片比上世纪80年代制造的普通叶片要大4倍，而发电量则提升了100倍。让风场以更少的风机产生更多的电自然是大势所趋。现在。风能占欧洲能源的11%以上，预计到了2030年，占比可能达到25%。运输风机机舱说完叶片，接着来说风机的机舱。叶片大，那么机舱也小不了。由GE可再生能源制造的6兆瓦风机的机舱重400吨，每一个都和一辆校车差不多大小，里面装载着风机的发电部件。2016年，5个机舱被装运到法国圣纳泽尔港口特制的“勇气号”上，他们将随着“勇气号”穿越五千多公里寒冷的北大西洋水域，抵达目的地——洛克岛风电场。“勇气号”可不是一般的渡轮，它长约132米，宽约39米，是一艘专门的风机安装船，一到目的地，它就可以像变形金刚一样从船变成海上施工平台，将机舱悬挂并固定在风机的塔架上。2017年5月，布洛克岛风电场开始正式并网发电，发电量约为12.5万兆瓦时，足以为布洛克岛提供90%的能源。在大风机的助力下，布洛克岛的一家柴油电厂也顺利关闭。运输心脏今年4月份，马里兰大学和GE航空集团旗下的AiRXOS公司成功将一个人类肾脏从巴尔的摩圣艾格尼丝医院运送到4.3公里外的马里兰大学医学中心。整个飞行从当天凌晨0点30分开始，历时大约10分钟。44岁的Trina Glispy在凌晨五点接受了肾脏移植。过去的八年中，她始终依靠肾透析维持生命。这是人类历史上首次用无人机运输用于移植的人体器官。美国每年大约有3.5万例器官移植。除了找到配型成功的器官外，及时将器官从捐助者送达接受者也是一个关键环节。运输上一旦延误，很可能对患者造成生命威胁。这些器官要么没有到达目的地，要么延误太久，以至于无法移植。无人机所处的120米以下空域还没有被充分利用，其承运能力还处在未饱和的状态。这为农村和城市地区的器官和药物输送等应用场景创造了机会。AiRXOS也在与美国国家航空航天局（NASA）和联邦航空局开展合作，通过制定标准、测试技术、构建无人交通管理系统和执行飞行操作等方式，定义未来的无人机行业。

近日，中国中车旗下时代新材海上风电叶片检测中心完成验收，正式投入使用。该检测中心是目前全球唯一可开展160米叶片全尺寸结构试验的检测实验室，可支撑百米级叶片的研究和检测，验证大尺寸叶片的可靠性。该检测中心位于江苏省盐城市射阳港经济开发区，2022年7月启动建设，占地面积约6.7万㎡，规划建设4个试验承载平台，已建成2个平台，可测试叶片最大功率级别20MW、最大叶片静力极限弯矩载荷200000kNm、最大疲劳弯矩载荷100000kNm、最长叶片长度160m、最大叶根节圆直径7.2m。检测中心采用先进的设计与施工工艺，8m*8m整体面板的凹凸程度不高于0.5mm，平整度超LED显示屏。最大载荷是现有10MW机组载荷的5倍，与2万吨吊车起吊能力相当。静力试验单点加载载荷达50吨，基于神经网络控制技术实现了16点协同精准加载，加载精度误差≤0.5%。叶片疲劳试验依据目标载荷自动扫频启动，试验全程闭环控制，已实现无人值守。中车时代新材海上风电叶片检测中心拥有风电仿真计算平台、频率、静力、疲劳等各类检测系统，加速了中车

液体在固体表面的定向传输对许多应用都至关重要，例如生物医学检测、水收集、海水淡化、传热传质等。自然界中的定向传输现象为液体在表界面传输提供了丰富的解决方案。例如，仙人掌将收集的雾汽从刺尖输送到根部；蜘蛛丝将捕获的雾汽从周期性纺锤结输送到关节；蜥蜴通过相互连接的毛细通道将水输送到鼻子；翼状猪笼草利用多尺度结构从唇内边缘向外边缘定向输送花蜜；南洋杉叶利用毛细锯齿效应沿固定方向输送特定液体。然而，科学家们在这些生物体系中发现，液体传输都具有相同的模式，即一种液体只能沿着固定的方向定向传输。这不禁令我们好奇，自然界是否还存在其他的液体输运模式？探索新颖的液体传输机制，将为定向液体传输的设计提供新的启发和灵感。近日，香港大学、香港理工大学和山东大学联合研究团队在多肉植物若绿（Crassula muscosa）身上取得了重要发现——液体可以在其茎上沿正反两个方向中任一方向实现定向流动。该研究成果以“Selective directional liquid transport on shoot surfaces of Crassula muscosa”为题，发表在顶级科学期刊《Science》上。香港大学博士生杨玲、博士后李威为论文的共同第一作者，香港理工大学王立秋讲席教授、香港大学尹晓波教授和山东大学李加乾研究员为论文的通讯作者。若绿（Crassula muscosa）原产于干旱但多雾的南非和纳米比亚地区，它的茎叶很容易被雾汽润湿并捕获雾滴，进而为其生长提供充足的水分。若绿外形美观，清新奇特。抵不住对若绿的喜爱之情，研究人员也亲自养了一盆。在给若绿浇水时，他们发现液体在水平放置的不同若绿茎上，竟然可以选择朝着茎尖或根部这两个截然相反的方向自发地单向运动，这与传统认知中一种液体只能沿固定方向流动的观点大相径庭。图1 若绿图片。研究团队首次报道了这一自然界的选择性定向液体传输现象。通过进一步观察，他们发现这一神奇的现象得益于若绿叶片独特的不对称折返结构——叶片两端具有不同的折返角，包括朝向茎尖的上折返角（ω1）和朝向根部的下折返角（ω2），从而导致液体弯液面在两个相反方向存在差异，使得液体能够选择性地沿不同方向运动。这一研究成果不仅揭示了大自然中鲜为人知的独特液体传输机制，也为工程应用中设计更加灵活高效的液体输运系统提供了新的启发和可能。图2 若绿茎表面的选择性定向液体传输。为了进一步探索这一选择性定向液体传输现象，研究团队利用3D打印技术制造了一种模仿若绿叶片结构的阵列（Crassula muscosa-inspired arrays , CMIAs）。在具有不同折返角的CMIA I 和CMIA II上，他们观测到滴加的液体分别沿着正负两个相反的方向流动。通过高速相机观察液体流动规律，研究人员提出了一种各向异性弯液面理论模型来解释这一现象。结合实验观测结果，他们利用这一理论揭示了通过调节CMIAs的两个折返角和间距可以精准控制液体的流动方向。受此规律的启发，研究团队进而制作了可通过磁场和机械拉伸精准调控液体流动方向的磁控及柔性CMIAs。这些创新性的CMIAs结构不仅验证了理论模型，也展示了利用结构化表面实现灵活可控液体输运的新途径。图3 人造CMIAs上的选择性定向液体传输。图4 理论计算与实验结果解释流向调控规律。图5 磁场控制和拉伸控制的选择性定向液体传输。图6 图案化液体定向流动，三通阀控制的液体分配和混合。总的来说，研究团队成功揭示了若绿植物叶片表面独特的选择性定向液体传输现象。其关键在于叶片两端存在不对称的折返角度，从而产生异质的液体弯月面轮廓，最终导致液体能够自发选择性地沿正负两个相反方向进行定向传输。这一令人瞩目的发现，激发了研究人员设计可实时切换液体传输方向的新结构。这些创新成果不仅展示了可重构的液体传输、智能的传输方向调节， 还实现了自发和长距离的定向液体传输。这些突破性技术在生物医学检测、化学反应分析等领域都具有广阔的应用前景。

中国的风电市场，在“双碳”目标明确提出后，风电一直是我国环保事业中重要的一部分。风电领域中，风机的叶片是重要的组成部分，直接关系着风机的运转效率及状态。Evident NDT大系统部门，针对风电叶片行业开发了全自动叶片检测系统WBIS(Wind Blade Inspection System)。 该检测系统通过集成AGV（自动导航小车），机械手，电池组，水循环系统，控制系统，并结合Evident自主开发的Focus PX及软件组成高效的全自动化检测系统。，时长03:01检测区域：翼梁和腹板粘结的完整性检查左右滑动查更多全自动的NDT检测系统，扫描过程中无需操作员。得益于这些定位点，WBIS能够自动连续检测叶片两侧。检测动线左右滑动查更多探头在腹板区域移动，AGV和机械手将它们的轴组合起来，以创建X&Y光栅扫描。绿色箭头：AGV移动 红色箭头：机械手移动两个方向上的扫描分辨率由用户选择，以获得数据分辨率及检测效率。以下检测效率作为示例：腹板长度: 60 米长分辨率: 翼弦方向: 1mm, 翼展方向: 3mm, 0.1mm A扫 并沿弦线进行500mm的扫描。检测时间: 2m / min数据大小: 10,3 GB上传速率: 100 MB/s轻松高效的数据分析区别于现有NDT检测设备的数据分析模式，WBIS检测数据被划分为700 MB的文件，一旦可用，就可以进行动态实时传输。因此，数据分析可以更早地开始，并在收到前两个文件后立即开始，而非等到整个检测过程完成之后再分析。WBIS数据可以轻松上传到远程位置（或者云服务器上）进行远程集中分析。WBIS优势：全自动检测，检测过程无需人员操作，实现远端控制高检测效率，扫查分辨率可根据需求调整自带安全传感器及定位点，实现较高安全性独立系统，所需装置均安装于机上，无外界电缆，水管占地面积小，小于2平方米针对不同叶形，检测设置快速切换，无任何机械调整机械手传感器及水楔自由角度，实现叶片曲率变化的仿形检测水循环系统实现供水，回水动态循环，实现稳定耦合

在对风力涡轮机的转子叶片进行加速度测量的任务中，往往存在一个主要困难：必须记录发生的振动并将其传输到系统进行评估。然而，由于现有的高电压和电流，电换能器无法提供可靠的数据。我们将向您展示此问题的虹科加速度测量解决方案，然后向您介绍适用于转子叶片加速度测量的产品。Part.01 风力涡轮机转子叶片加速度测量的问题在发电方面，风力涡轮机想要在激烈的竞争中脱颖而出，最大的挑战是尽可能减少风力发电带来的能源损失。克服这个问题的主要作用是转子叶片的设计。因此，目标是确保形成尽可能少地产生涡流的设计（因为这些会产生制动效果）。转子叶片在涡旋形成过程中开始振动，而这种涡流的形成可以通过转子叶片上的加速度测量来检测。使用测量数据，可以减少进一步的损耗。Part.02 虹科Micronor加速度系统解决方案光纤测量系统是可靠且不受破坏性因素影响对转子叶片进行加速度测量的理想选择。使用这样的测量系统，测量头粘在转子叶片上，而光纤电缆沿着它延伸到轮毂。 然后，带有激光源的控制器和相关评估电子设备位于集线器上。 通过对转子叶片进行这些加速度测量，可以确定可用于优化叶片形状的数据。 此外，您可以根据不同的风况调整转子叶片的位置。测量的核心是具有反射表面的MEMS。 入射光束通过棱镜引导到反射表面上，使反射光束以尽可能大的强度耦合到返回光纤中。 如果发生外部加速度，镜子会改变其轴。 这会偏转反射光束。 因此，在评估电子设备中测量的光强度会降低。 光强度的降低与外部加速度成正比。Part.03 所用产品在MICRONOR，我们提供的系统可以可靠地对转子叶片进行加速度测量。随着我们的单轴或多轴光纤加速度计系统，您可以测量风力涡轮机等高压环境中的振动和运动。您可以在产品类别中找到各种控制器和传感器。我们的虹科MR660控制器有单轴、双轴或三轴的不同版本。它们在电子或机电传感器失效的地方工作。为此，我们提供合适的传感器：圆形 1 轴传感器 HK-MR661 和单轴方形传感器 HK-MR662，以及两轴 HK-MR663 和三轴 HK-MR664。

p 　　航空发动机叶片几何形状复杂、尺寸跨度大、加工精度要求高等特点决定其成为了航空发动机中加工制造的难点，同时也对航空发动机叶片加工质量检测精度和检测效率提出了更高要求。航空发动机叶片检测技术已逐步从定性检测到定量检测，从接触式检测到非接触式检测，从传统手工检测到自动数字化检测，从二维比对检测到多自由度组合检测，从单一规格大批量检测到多规格小批量检测。航空发动机叶片质量检测方法众多，如标准样板法、自动绘图测量法、光学投影测量、电感测量法、坐标测量法、激光测量法、机器视觉测量法等，其中，三坐标检测凭借通用性强、重复性好、稳定性强、检测精度高等优势在航空叶片制造企业中被广泛应用，但此种方法要求测量时处于恒温环境下且采样效率较低。本文将介绍和评析航空叶片三坐标自动测量研究现状和发展趋势，并基于三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)提出一种改进型航空叶片自动测量与控制系统。 /p p style=" text-align: left " strong 　　1 叶片三坐标自动测量研究现状 /strong /p p 　　(1)基于CAD数模的自动测量 /p p 　　基于CAD数模的三坐标测量是产品设计、加工、测量一体化进程中的重大突破。CMM的测量能力和可操作性在很大程度上取决于测量软件的功能，测量软件决定了CMM可采用的测量方式以及应用范围。目前很多叶片测量软件都具备基于CAD模型脱机编程功能，比如海克斯康PC-DMIS、蔡司Calypso等，并能读入多种文件格式，如IGES、DXF、STL及VDA等格式，也可以兼容UG、Pro/E或CATIA等CAD格式文件。 /p p 　　CMM可实现基于CAD数模的叶片自动测量，待测点的分布和采集、测量路径优化及测量程序生成是自动测量中的关键问题。杨雪荣等结合ARCO CAD测量软件，实现了对基于CAD数模零件进行自动测量 周保珍等基于UG CAD提出了沿待测点矢量方向测量的方法，并给出了自动生成DMIS测量程序的方法步骤 刘勇等在前人的成果上基于UG CAD数模给出了叶片自动测量路径规划系统的操作流程 S.G.Zhang等基于CAD数模特征，在CMM平台上设计了一套检测过程规划原型系统，能极大减少判断探针方向的时间 Hui-Chin Chang等基于汽轮机叶片CAD数据库，系统通过简单三角函数计算在短时间内能自动生成无碰撞检测路径，并输出DMIS格式文件。 /p p 　　在对三坐标测量系统进行研究总结后，测量程序生成方法主要有以下几种： /p p 　　①脱机编程。此方法根据待测件的几何特征和公差要求，用DMIS语言手动编写测量程序，以指导CMM自动测量。但此方法对操作人员专业水平要求较高，编程所需时间长。 /p p 　　②自学习编程。此方法适合没有CAD数模和设计图纸的情形下，操作较为简单便捷，适合产品大批量测量。在手动测量一次后，三坐标测量软件系统会自动记录测头运动和操作并保存为测量程序，对相同批次的产品可实现自动重复测量。但此时测量软件需要与CMM联机才能完成程序的编制，CMM其他任务将会被占用。 /p p 　　③自动编程。此方法将CAD数模导入到CMM测量软件中，将工件坐标系(即测量坐标系)与理论坐标系进行对齐后，检测员基于CAD模型进行测量路径规划，测量软件系统按照GD& amp T设计要求，自动生成DMIS程序，动态虚拟模拟路径无误后自动保存。也可利用三维软件二次开发功能、C#编程语言或VB编程语言等工具，根据三维软件生成的测量前置文件(包含测量点信息和测头信息)开发格式转换程序，直接生成DMIS格式文件，大幅提高测量效率。 /p p 　　在无图纸的情况下实现叶片的批量测量，可基于光学扫描仪完成叶片初始点云数据的采集，然后利用Geomagic Design Direct设计软件进行逆向建模，获取初始CAD模型，并导入PC-DMIS测量软件中，以引导CMM进行测量路径自动规划。基于CAD数模的交互自动编程较手工编程而言，效率更快、更清晰直观、方便验证，而且也便于对测量点进行采集和编辑。目前，基于CAD数模自动测量已被国内外先进的CMM测量软件普遍采用。 /p p 　　(2)自动定位夹具 /p p 　　目前，由于航空叶片形状复杂且规格繁多，检测时并没有与之兼容的通用定位夹具。国内很多航空叶片制造企业基于三坐标检测普遍都采用简单支撑固定的方式，以降低制造成本，而且每次只能对单个叶片进行测量，每次都需要对待测叶片进行装夹和粗定位，导致叶片检测效率极低。 /p p 　　针对以上难点，不断开展叶片专用夹具研究，叶建友等提出了柔性相变材料夹具为叶片自动化测量提供保障。定位件和夹紧体位置灵活可调，一套柔性相变材料夹具能装夹一定尺寸范围内任意形状的零件。但该夹具存在准备周期长、刚性不足、手工操作繁琐等问题，同时，仍只能对单一叶片实现定位夹紧，在提升检测效率方面效果并不显著。容器里相变材料反复进行固液态两相变换，膨胀和收缩不可避免，势必影响到夹具的装夹精密度和稳定性。 /p p 　　陈林等设计了一套叶片测量气动专用夹具，利用榫根底面、侧面及内径相面进行6点定位并对底平面实现磁力夹紧，有利于实现叶片测量自动化。该套夹具具有刚性强、定位精准、操作简单等特点，但对于具有轴颈型榫根或枞树型榫根的叶片无法实现固定支撑，且仍只能对单一叶片进行测量。 /p p 　　通过研析现有文献和对叶片企业的实地调研，针对航空叶片夹具设计提出参考规则：①夹具在对工件进行装夹时，能保证工件位置的正确性 ②基于某一特征，夹具可对同一规格叶片进行多片装夹定位 ③夹紧操作不能损伤叶片 定位要可靠 夹具系统稳定性强，操作简便快速 ④使用三坐标测量机进行测量时，夹具必须保证探针对于待测叶片的空间可达性且不发生碰撞 ⑤夹具应避免使用吸铁等带有磁性的材料，避免工件或探针收到磁性作用而影响测量结果。 /p p 　　(3)自动测量系统 /p p 　　当前，国内很多叶片加工企业在检测环节没有实现模块化和系统化，特别是在信息共享和自动控制方面能力不足。具体表现在：①测量数据过度离散化，可追溯性较差 ②测量过程人机交互多，自动化程度低 ③工序质量控制能力弱，产品报废率高。 /p p 　　在工业4.0智能制造的大背景下，海克斯康集团推出了自动化、智能化的测量系统。整个自动化测量系统分为几个物理单元：三坐标测量机、自动控制系统及管理软件、料架系统、零件识别系统、机器人系统、机器人外围系统及安全防护系统。通过信息系统把各单元串联起来，形成有效的集成单元，对测量信息高效管理，并对工序过程进行有效的数据反馈，明显提升生产效率。 /p p 　　智能化作为自动化的高级应用，智能测量系统在工业4.0中扮演重要角色，雷尼绍公司推出搭载第二代REVO多传感器五轴测量系统的大型龙门式三坐标测量机有如下特点：①分辨率提高近20倍 ②可加载不同的测量模块 ③不仅可以测量大工件大尺寸，也可以测量大工件小尺寸 ④采用螺旋扫描，采集点的效率高。 /p p 　　(4)叶片三坐标自动测量发展趋势 /p p 　　三坐标测量技术的不断发展促进了测量行业的进步和变革，也对三坐标测量技术提出了更高要求。在航天航空领域，面向智能制造的高精度动态实时测量技术和飞机大尺寸数字化测量关键技术不断被讨论和研究，其中航空叶片三坐标测量技术的研究方向主要是：①自动化、智能化 ②实时监控、可视化 ③高速、高精度、高稳定性。 /p p strong 　　2 叶片自动测量夹具设计 /strong /p p 　　(1)叶片检测现状 /p p 　　以叶片的叶型测量过程为例，无锡某航空叶片企业的检测过程需要的人机交互操作较多，如待检叶片信息的输入，待检叶片的装夹及粗定位、抽调对应的测量程序、PDF文件名及保存路径的输入等，该企业现有检测流程如图1所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/212bc28d-9c34-4158-a4cf-746818aaacd4.jpg" title=" 1.jpg" style=" width: 420px height: 298px " width=" 420" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 298" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图1 现有叶型检测流程 /p p 　　在检测过程中，若没有及时的人机交互，CMM就会停机等待操作指令。由于该检测流程仅面向单个叶片，检测效率极其低下，根本无法满足正常的叶片检测需求。 /p p 　　针对上述实际问题有以下解决方案：①增加三坐标测量机以及检测人员数量 ②增强企业叶片数控加工系统的可靠性 ③引进全过程自动化在线控制检测系统 ④优化叶片现有三坐标测量机夹具。 /p p 　　方案①中通过增加检测设备和人力投入显然不符合企业低成本的要求，在设备维护和人员管理上也会耗费巨大 方案②虽然可以改善叶片加工稳定性和精度，减少了叶片检测的任务量，但对于中小型企业来说，短期内很难突破关键技术瓶颈，对企业资金能力、技术能力、检测环境等都提出了更高要求，实施难度大 方案③为目前先进的自动化检测技术，可以实现100%检测并实现零废品率，一定程度上可以降低生产成本，但中小型企业生产规模小，一次性投入太大 方案④是建立在现有设备和人力不变的情况下，通过优化叶片检测夹具来实现叶片测量效率的提升，显然这个方案更加适用于中小型企业。通过对该企业CMM检测过程的实地调研，来找到最合适的解决方案。具体改进后的叶片叶型检测流程见图2。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/c306372c-5a40-443d-bdcd-097232cca3b8.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 500px height: 467px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 467" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图2 改进后叶型检测流程 /p p 　　通过电子扫描槍对该待检测叶片工序流转卡进行扫描获取叶片ID号，系统自动在产品工艺数据库中根据叶片ID号检索相关加工工序信息。选择检测对应工序名后，系统自动从该数据库中检索对应工序的测量程序文件地址，从FTP服务器下载测量程序到Calypso测量软件指定文件夹，并保留待检测叶片相关信息至指定文本文件作为该叶片自动保存地址。运行Calypso软件并调取对应测量程序，叶型测量完成后调取Blade Pro分析软件的同时运行自动保存应用程序，该应用程序捕捉到系统保存窗体的弹出并获取文本文件中保存地址和名称，实现测量报告的自动命名和保存。生成的PDF文件自动上传到FTP服务器，作为该企业的工艺资料储备。生成的TXT文件经过自动转换后导入MySQL工艺数据库，可实现测量数据的精确查询和SPC分析。对于在可控范围内的测量数据，在逆向工程中进行特征数据提取实现叶片三维建模，以指导无图纸工件进行CMM测量路径规划，并生成测量程序完成自动化测量。 /p p 　　(2)自动测量夹具方案 /p p 　　由于该企业三坐标测量机叶片专用夹具一次只能对单一叶片进行装夹定位，针对燕尾型榫根叶片叶型测量，提出一种多片自动测量专用夹具，该装置主要由夹具体、气缸、气缸座、基座、定位销钉、夹紧块、带有9个楔形块结构的矩形轴组成，单元结构如图3所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/fc8a2889-a955-437c-b2af-0bea51b52c36.jpg" title=" 3.jpg" style=" width: 300px height: 180px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 180" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图3 夹具单元结构 /p p 　　该夹具能实现9片叶片联装联测，由原本单个支撑工位线性地扩展成9个联测装夹工位。该工装夹具利用蔡司Calypso和PDFFactory配合连续测量，并最多保存9份检测报告，缓解企业CMM检测能力不足和效率低下的问题。 /p p 　　采用两个定位销钉和一个紧固螺钉连接夹具体与基座 9个夹具体线性分布在基座上，保证间隔不干涉叶片装夹 矩形轴两端均采用滑动副，并带有9个楔形块，楔形块和夹紧块配合形成滑动副。 /p p 　　夹具装夹方式是：夹具体楔形面和燕尾型榫根楔形面配合，模拟叶片装配状态，限制了榫根5个自由度 用定位销钉对榫根侧面进行定位，限制了榫根1个自由度 通过启动气缸推动矩形轴移动，从而使楔形块推动夹紧销钉向上移动，实现对9片叶片同步进行装夹。单个榫根装夹图如图4所示。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/4b836cd9-4fe9-4d79-92e2-9ea4889a0a04.jpg" title=" 4.png" style=" width: 300px height: 213px " width=" 300" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 213" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图4 单个榫根装夹 /p p 　　以榫根楔形面的中分面(即通过发动机轮毂盘轴线的径向面)工件测量坐标系的XOZ平面，以给定值来确定XOY平面和YOZ平面，以此建立工件测量坐标系(见图5)，且该坐标系与建立CAD数模的理论坐标系保持一致。 /p p 　　在对9片叶片进行检测路径规划时，只需要在DMIS文件中在第一片叶片工件坐标系基础上连续偏置一个固定值即可得到其他叶片的工件坐标系。 /p p 　　该夹具具有以下特点：①定位装置尺寸链短，对测量精度影响较小 ②多叶片可同步装夹和拆卸，实现批量测量 ③采用气动夹紧，实现自动夹紧测量。 /p p 　　 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/bacf711e-9ee3-41e0-843f-949e80d69dc4.jpg" title=" 5.png" style=" width: 310px height: 167px " width=" 310" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 167" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 　　图5 建立叶片工件坐标系 /p p strong 　　小结 /strong /p p 　　本文对航空叶片自动化测量技术研究现状和发展趋势展开论述，总结了基于CAD数模的检测路径规划方法和DMIS文件生成方法和自动测量夹具设计基本准则，结合相应实例对叶片自动检测系统未来趋势做了总结阐述，并针对某航空叶片企业实际情况给出了相应解决方案，提出了改进型叶型测量夹具，极大提高了检测效率。 /p p br/ /p

TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜，可以对大尺寸的风机叶片（长约40cm）整体3D成像，这是一种非破坏性的技术，可以在不破坏材料的前提下，快速方便地获取风机叶片材料的内部结构，从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。毫无疑问，风是一种潜能巨大的新能源，在数秒钟内就能发出一千万马力（750万千瓦）的功率。风很早就被人类利用，比如用风车来抽水、磨面等，而现在风能主要被用作风力发电，通过风力带动风机叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。由于风力发电非常环保，无需使用任何燃料，也不会产生辐射或空气污染，因此得到广泛的应用。（图片来源于网络）但风机叶片作为风力发电机的核心部件之一，因积年累月的运转在自然环境中，长期受日照、风雪、雷电，沙尘，甚至大气污染等环境的侵蚀，叶片材料容易老化和损坏，这不但会导致昂贵的维修费用和停机成本，不良的叶片性能还会影响整个叶片的完整性，造成发电量的严重损失，甚至引发事故。风机叶片材料的损坏和老化（图片来源于网络）为了有效避免事故，减少风险，我们首先需要探究一个问题：风机材料的老化和损坏到底是如何影响叶片结构完整性的呢？我们知道风机叶片对材料的要求很高，不仅需要具有较轻的重量，还需要较高的强度、抗腐蚀、耐疲劳性能，因此复合材料在风机叶片的制造中被广泛应用，它占整个风机叶片的比重高达90%。但复合材料是由多种非均质材料组成的，在宏观和微观尺度上的结构都非常复杂，需要利用多尺度三维成像方法才来获得其完整的内部结构。那有没有一种方便快捷的多尺度成像方法能帮助我们快速获得叶片材料的完整内部结构呢？TESCANUniTOM是一款配置灵活的多分辨率3DX射线CT显微镜，可以对大尺寸的风机叶片（长约40cm）整体3D成像，这是一种非破坏性的技术，可以在不破坏材料的前提下，快速方便地获取风机叶片材料的内部结构，从而进一步研究和分析结构缺陷对叶片材料结构完整性的影响。（一）全局扫描，无损获取材料内部宏观结构首先，使用TESCANUniTOM对叶片材料样品进行了整体扫描成像，获得了复合材料的内部宏观结构。如下图中的横向切片所示，我们可以看到风机叶片是由多层玻璃纤维组成，在层之间的树脂中还存在许多孔隙，并且在复合材料的表面覆盖有涂层。对叶片材料整体成像，观测内部结构从风机叶片材料的概览图像和横截面中，可以观察到叶片材料中存在不同大小的孔隙，对这些孔隙进行进一步分析，发现检测到的大多数孔隙可能与存留在材料不同玻璃纤维层之间的气泡有关。孔隙度三维成像分析（蓝色代表较小的孔隙，红色代表最大的孔隙）孔隙度直方图统计分析（二）对概览图实时缩放分析，洞悉更多细节利用TESCANUniTOM系统，可以非常方便地在获得的概览图上选择感兴趣区域，进行实时缩放扫描，来对特征区域进行更加细节的观测。在对感兴趣区域的高分辨观察中，我们发现原本观测不到的存在于玻璃纤维层内和涂层内的孔变得清晰可见（不用对样品做任何处理，分辨度可增加5~10倍，达到12μm），并且借助于高分辨率的细节图像，也可以区分穿过涂层并在涂层下方的树脂内延伸的微小裂缝。局部扫描成像，洞悉更多结构细节然后，从较大叶片的垂直层中，选择一块具有代表性的区域，提取直径为5mm的样品。通过对样品的高分辨率扫描分析，可以得到材料内部不同层的详细信息，甚至可以区分出单根的玻璃纤维。此外，根据样品的横截面剖析，也可以观察到材料内部存在有不同类型的孔隙。对样品进行高分辨扫描，获取更多复杂信息材料内部不同层的特性分析分析表明，在这种叶片的复合材料中确实存在较大的孔隙，而这主要与材料内部玻璃纤维层中的起伏和这些层之间的空气泡有关。（三）涂层分析在叶片复合材料结构的顶部，通常会采用覆盖涂层的方式来增强材料的性能。但这种涂层非常的薄而且涂覆面积非常大，分析时既要求很高的分辨率，又需要分析很大的面积，采用传统的表征方法是不可行的。但TESCANUniTOM具有亚微米级的高分辨率（真实空间分辨率可以达到500nm），并能够分析大尺寸的样品（容纳样品直径可达40cm，高度可达50cm），非常适合叶片复合材料中覆盖涂层的分析。我们利用UniTOM系统对复合材料的内部结构进行局部扫描和放大分析，并借助软件将涂层与材料其他结构分离，对涂层的内部成像，可以发现在整个涂层中也存在大量的小气泡。对涂层结构成像分析，分类筛选出涂层中的小气泡可见，TESCANUniTOM是一款灵活的、模块化的多分辨率X射线CT显微镜，能够对完整的叶片材料样品整体成像来评估材料宏观尺度上的内部结构，还可以在获得的概览图像上选择感兴趣的区域，实时缩放进行更高分辨率的变焦扫描，最大化图像质量、分辨率和分析速度，是一种非常高效和实用的多尺度分析工具。风机叶片材料结构缺陷的多尺度高分辨研究

HPV 茎流量传感器/Sap Flow SensorHPV茎流量传感器是一款校准型、低成本的热脉冲液流传感器，输出校准液流量、热速、茎水含量、茎温等数据，功耗低，内置加热控制，同时改善了传统的加热方式，其原理采用双方法（DMA）热脉冲法，测量范围：-200~+1000cm/hr(热流速度)或-100~+2000cm3/cm2/hr (茎流通量密度)，可广泛用于于茎流量监测、植物茎流蒸发计算、植物茎流蒸腾量、植物灌溉等植物茎流是树木内部的“水”运动，而蒸腾是从叶片通过光合作用蒸发流出的水分。树液流量和蒸腾量之间有很强的关联性，通常理解是同一回事。但是，严格地说，它们是不同的，这体现在它们是如何被测量的。SAP流量以L/hr（或每天、每周等）为单位进行测量。蒸腾量以每小时、每天、每星期等毫米（mm）为单位测量。 蒸散量=蒸腾量+蒸发量 蒸腾量以毫米为测量单位，可与降雨量以毫米计作比较。随着时间的推移，降雨量（水输入）应与蒸腾量（输出）相匹配。如果蒸腾作用更高，通常是树木作物的蒸腾作用，那么这种差异必须通过灌溉来弥补。 蒸发量（evaporation），蒸发量是指在一定时段内，由土壤或水中的水分经蒸发而散布到空中的量。1mm(降雨量)=1㎡地面1kg水1mm(蒸腾量)=1㎡叶面积的1升树液流量（水） 例如：在果园和葡萄园等有管理的树木作物系统中，蒸发量与蒸腾量相比非常小。因此，为了简化测量，通常忽略蒸发量，将蒸腾量取为平均蒸散量（ETo）。 技术指标测量范围：-200~+1000cm/hr(热流速度)分辨率：0.001cm/hr准确度：±0.1cm/hr探针尺寸：φ1.3mm*L30mm温度位置：外10mm，内20mm针距：6mm探针材质：316不锈钢温度范围：-30~+70℃响应时间：200ms加热电阻：39Ω，400J/m电源：12V DC电流：空闲5mA, 测量茎流量传感器参考文献：1. Kim, H.K. Park, J. Hwang, I. Investigating water transport through the xylem network in vascular plants.J. Exp. Bot. 2014, 65, 1895–1904. [CrossRef] [PubMed]2. Steppe, K. Vandegehuchte, M.W. 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盼望着，盼望着，二月龙抬头，春风拂柳，万物复苏，在这万紫千红春光灿烂的时节，有些特殊的植物也悄悄“小荷才露尖尖角”，而它们一旦落入不法分子手中，那么就会变成可怕的毒 品.那什么是毒 品原植物呢？毒 品原植物，即用来提炼、加工成鸦片、海洛因、甲基苯丙胺、吗啡、可卡因等麻醉药品和精神药品的原植物。大麻大麻是一年生植物,含有400多种化学物质,其中有60多种具有类似的化学特性，因此被统称为大麻素。吸食大麻的人会出现严重的健康问题,如支气管炎、肺气肿和支气管哮喘。长期大剂量使用大麻可引起脑退行性变化的脑疾病、严重的行为损伤、免疫系统抑制和神经疾病等。罂粟罂粟是一年生草本。叶片碧绿,花朵五彩缤纷,茎株亭亭玉立,葫果高高在上,夏季开花,花大,单生枝顶。花瓣4片，红色、紫色或白色。果实球形或椭圆形,种子小而多。罂粟是制取鸦片的主要原料,从葫果上提取的汁液,可加工成鸦片、吗啡和海洛因。罂粟成为世界上毒 品的重要根源,因而罂粟这一美丽的植物被称为恶之花。古柯植物古柯原产南美洲高山地区,属于当地的一大特产,可以制作成医用局部麻醉剂。古柯叶能够提取出的古柯碱(Cocaine),主要用于制造毒 品可卡因。恰特草巧茶,又名阿拉伯茶、也门茶、埃塞俄比亚茶、恰特草,是一种卫矛科巧茶属的植物,分布在热带非洲、埃塞俄比亚、阿拉伯半岛等地。"巧茶"酷似市场上常见的苋菜,吸毒者可以直接像吃生菜一样嚼食,如果将恰特草晒千,外形又像茶叶一样,但无论是生吃还是晒干磨粉冲服,服食后的效果与海洛因相差无几,毒效惊人且成瘾性大。迷幻蘑菇“迷幻蘑菇”是一种非食用毒草。外形与普通菇相似,茎粗,顶部亦尖长及细小,在一些地方被加工成粉末食用,味苦,让人神经麻痹出现幻觉,因而得名。迷幻蘑菇中含有一种被称为裸盖菇素的物质,这种物质是一种血清素受体激动剂。在血清素缺席的场合,它能够刺激一些受体,使人产生做梦一样的感受。它能导致神经系统的紊乱和兴奋,人的言行失去控制。手持式拉曼光谱仪针对新形势下禁毒应用，厦门赛纳斯自主研发了1064 nm的手持式拉曼光谱仪，内置大量管控精神类药品和麻醉药品、毒 品数据库，结合表面增强拉曼试剂可实现低浓度（

植物甾醇是常见的植物活性成分，同时也是人类饮食中的主要脂类成分组成部分。其结构与胆固醇类似，均具有环戊烷多氢菲母核，图1中的β-谷甾醇、菜油甾醇、和豆甾醇为较为常见的植物甾醇。由于植物甾醇与胆固醇具有相似的结构，二者均需溶于胶束后才能被人体吸收，植物甾醇能与膳食来源的胆固醇竞争进入混合胶束从而减少肠道对于胆固醇的吸收，因此有助于控制血液中的总胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯水平，从而减少心血管疾病的风险（图2）[1]。近年来，随着人们对健康饮食的日益重视，越来越多的科研人员开始关注到含植物甾醇的食品及植物的分析技术的开发与运用，本文将重点介绍基于气相色谱-氢火焰离子化检测器联用技术及液相色谱-大气压化学电离质谱联用技术的植物甾醇分析方法。图1. 常见的三种植物甾醇结构图2. 植物甾醇降低血清胆固醇的示意图[1]1. 植物甾醇的分析技术食物与植物中的甾醇类成分经过前处理并富集后，可采用不同的分析技术与手段开展分析与鉴定。目前最常用于植物甾醇定量分析的技术为气相色谱法（Gas Chromatography，GC）。液相色谱法（Liquid chromatography，LC）、薄层扫描法（Thin Layer Chromatography Scanning，TLCS）等也可以进行植物甾醇组分的分离与定量分析。1.1 气相色谱-氢火焰离子化检测器联用技术（GC-FID）技术原理：氢火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector，FID）的工作原理是基于有机化合物能够在火焰中发生自由基反应而被电离从而对待测物进行分析[2]。如图3所示，FID离子室中火焰分为A层预热层；B层点燃火焰；C层温度最高，为热裂解区，有机化合物CnHm在此发生裂解而产生含碳自由基CH：CnHm→CH含碳自由基进入反应层D层，与外面扩散进来的激发态原子或分子氧发生反应，生成CHO+及e-：CH+O→CHO++e-形成的CHO+与火焰中大量水蒸气碰撞发生分子-离子反应，产生H3O+离子：CHO++H2O→H3O++CO化学电离产生的正离子（CHO+，H3O+）和电子（e-）在外加直流电场作用下向两极移动而产生微电流，收集极与基流补偿电路间的电流作为微电流放大器的输入，微电流放大器输出的电流信号（或电压信号）经A/D转换器，将模拟信号转换成数字信号，由计算机记录下来并进行数据处理从而获得色谱峰。图3. 氢火焰离子化检测器（FID）的示意图技术特点：火焰离子化检测器（FID）是气相色谱常用的检测器，它对几乎所有有机物均有响应，特别是对于烃类化合物灵敏度高且其响应与碳原子数成正比。与此同时，它对于气体流速、压力、温度变化的细微差异相对不敏感，不易受到外界环境改变影响。通过该法对植物甾醇进行分析时，需要对样品进行衍生化处理，将游离的植物甾醇转化为适合GC分析的疏水性衍生物，如生成三甲基硅醚（TMS）衍生物。目前广泛使用于植物甾醇分析的衍生化试剂包括有：含N-甲基-N-三甲基硅烷基三氟乙酰胺（N-methyl-N-trimethylsilylfluoroacetamide，MSTFA）无水吡啶溶液、含1%的三甲基氯硅烷（Trimethylchlorosilane，TMCS）的双三甲基硅基三氟乙酰胺（Bis-trimethylsilyltrifluoroacetamide，BSTFA）等。通过GC-FID对植物甾醇进行定量时，常使用的内标包括有白桦脂醇（Betuline）、5α-胆甾烷醇和5α-胆甾烷-3β-醇等。分析仪器：1957年，澳(大利亚)新(西兰)帝国化学工业公司（Imperial Chemical Industries of Australia and New Zealand，ICIANZ）中央研究实验室的McWilliam和Dewar开发了第一台FID。目前FID检测器已经成为应用最广泛的气相色谱检测器之一，其获取、操作成本、维护要求均相对较低。市面上的气相色谱仪基本上均可配置FID检测器，包括安捷伦9000、8890、8860和7890气相色谱系列，赛默飞 TRACE 1300、1100系列，岛津Nexis GC-2030，珀金埃尔默 2400等进口气相色谱系统以及福立 GC9790、GC 9720，常州磐诺GC1949，上海仪电分析GC 128、北分瑞利 GC3500系列等国产气相色谱仪。1.2 液相色谱-大气压化学电离质谱联用技术（LC-APCI-MS）技术原理：大气压化学电离化（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）原理与化学离子化相同，但离子化在大气压下进行。流动相在热及氮气流的作用下雾化成气态，经由带有几千伏高压的放电电极时离子化，产生的试剂气离子与待测化合物分子发生离子-分子反应，形成单电荷离子，正离子通常是(M+H)+，负离子则是(M-H)-。大气压化学离子化能在流速高达2 ml/min下进行，常用于分析分子质量小于1500道尔顿的小分子或弱极性化合物，主要产生的是(M+H)+或(M-H)-离子，很少有碎片离子，是液相色谱-质谱联用的重要接口之一。图4. 大气压化学电离源（APCI）的示意图技术特点：植物甾醇的发色团数量少，因此不适合通过紫外检测器检测；同时植物甾醇质子亲和力较小、酸性较弱、不宜在溶液中形成质子化的离子或去质子化生成阴离子，因此通过电喷雾电离（Electron Spray Ionization，ESI）的电离效率相对较差。由于植物甾醇亲脂性较强，分子量一般小于1000 Da，采用APCI离子源可以提供更高的植物甾醇检测灵敏度，且无需对样品进行衍生化，极大地缩短了分析所需的时间。研究人员还发现植物甾醇分析过程中，采用正离子模式能够提供了比负离子模式更高的灵敏度，且易于生成准分子离子峰[M+H]+、[M+H-H2O]+ [4]。分析仪器：目前国内外均有大量厂商生产搭配有APCI离子源的液相色谱质谱联用系统，已运用于药物研究、食品安全检测、生命科学和分子生物学等多个领域。Agilent 6470、6490系列三重四极杆液质联用系统，Bruker EVOQ LC-TQ液相色谱质谱联用系统，PerkinElmer QSight 400系列三重四极杆质谱仪，SHIMADZU LCMS-2020、LCMS-2050液相色谱质谱联用系统以及国产的江苏天瑞LC-MS 2000液质联用系统，杭州谱育科技EXPEC 5310LC-MS/MS、EXPEC 5250 气相/液相色谱-三重四极杆质谱联用仪、EXPEC5510LC-MS/MS、禾信仪器LC-TQ5100等均配置有APCI离子源。国产的江苏天瑞LC-MS 2000液质联用系统，杭州谱育科技EXPEC 5310系列质谱仪等均配置有APCI离子源。2. 应用实例2.1 基于GC-FID快速分析橄榄油中的植物甾醇在对特级初榨橄榄油样本进行皂化处理后，国际橄榄理事会（International Olive Council，IOC）方法采用乙醚对皂化样本多次液液萃取以提取植物甾醇；研究人员优化后前处理方法采用反相聚合物基质固相萃取柱对皂化样品中的植物甾醇进行提取。同时研究人员基于GC-FID建立了同时快速定量17种脂质（含内标胆甾烷醇）的分析方法，其中包括16种植物甾醇，这17种脂质的GC-FID色谱图如图4所示[5]。通过分析比对不同前处理方法结果，研究人员发现优化后前处理方法简单、省时，并减少了溶剂的使用量，但是与IOC官方方法获得的结果较为一致。通过GC-FID快速定量17种脂质的分析方法也有助于评估高价值且容易掺假的特级初榨橄榄油的真实性。图5. 特级初榨橄榄油样品采用IOC方法（A）及优化前处理方法（B）处理后，分别经由GC-FID分析得到色谱图。（1）胆固醇；（2）菜籽甾醇；（3）24-亚甲基胆固醇；（4）菜油甾醇；（5）菜油烷甾醇；（6）豆甾醇；（7）Δ7-菜油甾醇；（8）赪桐甾醇； (9）β-谷甾醇；（10）谷甾烷醇；（11）Δ5-燕麦甾醇；（12）Δ5,24-豆甾二烯醇；（13）Δ7-豆甾醇；（14）Δ7-燕麦甾醇；（15）高根二醇；（16）熊果醇；（IS）胆甾烷醇。2.2 基于LC-APCI-MS/MS快速分析饲料中的植物甾醇相较于GC-FID或GC-MS，LC-APCI-MS/MS无需进行样品衍生化即可完成植物甾醇的定量分析，极大地缩短了样品前处理时间。研究人员建立了基于LC-APCI-MS/MS的植物甾醇分析方法，并可在8分钟内快速定量6种目标植物甾醇[6]，图6为胆固醇与6种植物甾醇混合标准溶液（500 ng/mL）的MRM提取离子流色谱图。该方法提供了一种适用于大豆、向日葵、草料、犊牛成品饲料和上述饲料混合物在内的不同类型饲料中的植物甾醇定量的方法。同时将实验结果与其他相关研究结果进行比较，显示出良好的一致性。该方法简单、快速，可以将其应用于其他饲料和食品中的植物甾醇分析。图6. 不同研究化合物混合标准溶液的MRM提取离子流色谱图。①麦角甾醇；②胆固醇；③岩藻甾醇；④Δ5-燕麦甾醇；⑤菜油甾醇；⑥豆甾醇；⑦β-谷甾醇3.小结与展望植物甾醇是植物中的生物活性化合物，同时因其在降低血液胆固醇水平方面有着重要意义，植物甾醇可作为保健食品中的功效成分用于调节人体机能。在这种情况下，有必要建立适合于保健食品中植物甾醇类化合物的分析方法，以评估保健食品质量。同时随着分析技术的发展和相关研究的不断深入，更多快捷、灵敏的分析技术也将成为植物甾醇分析的有力工具，并为更多不同的植物甾醇类化合物在降低血脂、预防心血管疾病等健康领域的运用提供支持与保障。参考文献：[1] Zhang R, Han Y, McClements D J, et al. Production, characterization, delivery, and cholesterol-lowering mechanism of phytosterols: A review[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2022, 70(8): 2483-2494.[2] 胡坪, 王氢. 仪器分析（第五版）[M]. 北京：高等教育出版社，2019.[3] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典（2020版）：四部[M]. 北京：中国医药科技出版社，2020.[4] Mo S, Dong L, Hurst W J, et al. Quantitative analysis of phytosterols in edible oils using APCI liquid chromatography–tandem mass spectrometry[J]. Lipids, 2013, 48: 949-956.[5] Gorassini A, Verardo G, Bortolomeazzi R. Polymeric reversed phase and small particle size silica gel solid phase extractions for rapid analysis of sterols and triterpene dialcohols in olive oils by GC-FID[J]. Food chemistry, 2019, 283: 177-182.[6] Simonetti G, Di Filippo P, Pomata D, et al. Characterization of seven sterols in five different types of cattle feedstuffs[J]. Food Chemistry, 2021, 340: 127926.

近年来，透射电镜在植物研究中应用广泛，但由于植物细胞的生物学特征的特殊性，使植物样品的制备难度增大，针对植物细胞壁坚硬等问题，经过1000多个植物样品的制样和观察，其中包括植物的花粉、茎、叶、根、果实等组织细胞结构，对植物样品的制备技术进行改良，植物样品采用定制化方案，使植物的超微结构形态得到清晰的呈现。应用1：观察植物叶肉细胞的叶绿体和淀粉粒本图主要展示水稻叶片一个完整的叶肉细胞（前，X4000），单个叶绿体和叶绿体中的淀粉粒（后，X20000）本图主要展示拟南芥的叶绿体（前，X6000），单个叶绿体（后，X15000）本图主要展示的叶绿体类囊体（前，X30000），放大图，片层和垛叠（后，X100000）应用2：观察植物细胞的胞间连丝高等植物细胞之间通过胞间连丝相互连接，完成植物细胞间的通讯连接，是细胞间物质运输与信息传递的重要通道；胞间连丝见于所有的高等植物、某些低等植物如有些藻类以及真菌。胞间连丝的主要功能是：①细胞间物质包括小泡的运输和转移；②信息、刺激的传导；③影响细胞的生长、发育和分化。本图主要展示竹子叶片的胞间连丝（前，X5000），放大图（后，X10000）应用3：观察植物下胚轴下胚轴即子叶着生部位（子叶节）与根之间的轴状部分。它与根之间的界限不易区分，但有的植物下胚轴与根之间有轴环存在。通常为根茎之间维管组织发生变化的过渡区段，其内部的维管组织结构复杂，形态多种多样。本图主要展示拟南芥胚轴（前，X6000），放大图（后，X12000）应用4：观察花粉花粉是典型的制备难度较大的透射电镜样品，很难观察到样品的超微结构。本图主要展示一个完整的花药（前，X6000），放大图（后，X25000）应用5：观察植物根、茎、叶本图主要展示玉米束鞘细胞围成的一个完整的花环结构（前，X2500），玉米束鞘细胞和叶肉细胞（后，X6000）。

近年来，水华、赤潮现象频发，故监测藻类及其代谢物浓度对于水质监测意义重大。微囊藻毒素是一类具有强烈促癌作用的环状寡肽肝毒素，在众多蓝藻毒素中其毒害能力最强。它的致病机理是通过抑制肝细胞中蛋白磷酸酶的活性，诱发细胞角蛋白高度磷酸化，致使哺乳动物肝细胞微丝分解、破裂和出血，同时会对动物的肾脏等器官作用导致生理病变。然而，以往开发出的多种检测微囊藻毒素的方法复杂且昂贵，因此先进的荧光纳米传感器在检测微囊藻毒素方面颇具潜力。中国科学院烟台海岸带研究所陈令新团队研究员李博伟、博士齐骥等，在构建痕量环境非荧光物质的检测技术领域取得了重要进展。相关研究成果以《基于纸基芯片的分子印迹非荧光微囊藻毒素间接荧光检测策略》（Molecular imprinting-based indirect fluorescence detection strategy implemented on paper chip for non-fluorescent microcystin）为题，发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。荧光纳米传感器因在化学、生物学检测中的简便、灵敏和高通量而备受关注，是分析化学的重要研究方向之一。由于微囊藻毒素不能增强/猝灭量子点的荧光发射，难以直接荧光检测，因而该团队利用电荷转移效应和分子印迹技术开发了一种通用的间接荧光传感策略，用于高灵敏、高选择性、快速检测微囊藻毒素。该策略以微囊藻毒素作为模型分析物设计间接荧光传感机制，以分子印迹聚合物（MIPs）薄膜包裹铁酸锌纳米颗粒（ZnFe2O4@MIPs）作为模拟猝灭剂，并与荧光量子点结合制备功能化纸基芯片。在识别过程中，分子印迹聚合物的印迹空腔不仅充当捕获微囊藻毒素分子的结合位点，而且作为连通铁酸锌纳米颗粒和荧光量子点之间电子转移的唯一途径，在微囊藻毒素存在情况下，印迹空腔被微囊藻毒素所占据，阻碍了铁酸锌纳米颗粒和荧光量子点之间电子转移，导致量子点荧光强度恢复。本研究首次设计了“可滑动夹”型纸基芯片，无需样品前处理，构建了在复杂环境下痕量、高效检测微囊藻毒素的多功能平台，并应用于无锡太湖实际水样中的微囊藻毒素快速灵敏检测（检测限为0.43 μg/L，时间为20min）。该策略是对荧光惰性类目标物的高灵敏检测的重要尝试。研究工作得到国家自然科学基金和山东省自然科学基金重点项目等的支持。基于纸基芯片的分子印迹非荧光微囊藻毒素间接荧光检测构建示意图