表征分析

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题 高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！ 热重分析技术及其在高分子表征中的应用Thermogravimetric Analysis Technology and Its Application in Polymer Characterization作者：谢启源，陈丹丹 ，丁延伟*作者机构：中国科学技术大学，火灾科学国家重点实验室,合肥,230026 中国科学技术大学，合肥微尺度物质科学国家研究中心,合肥,230026　　作者简介：　　丁延伟，男，1975年生. 博士、中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授级高级工程师. 自2002年开始从事热分析与吸附技术的分析测试、实验方法研究等工作，现任中国化学会化学热力学与热分析专业委员会委员、全国教育装备标准化委员会化学分委会委员、中国分析测试协会青年学术委员会委员. 曾获中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)二等奖，主持修订教育行业标准《热分析方法通则》(JY/T 0589.1~4-2020)，以主要作者发表SCI论文30余篇，获授权专利7项. 编著《热分析基础》《热分析实验方案设计与曲线解析概论》.　　　　摘要　　热重分析技术(TGA)是在程序控制温度和设定气氛下表征材料受热过程中的质量随温度或时间变化的高精度研究工具，具有重复性好、灵敏度高和热过程控制精准等优点. 近年来，TGA技术在高分子材料领域得到了广泛应用，促进了高分子材料热稳定性、组成分析以及热分解机理等材料细观热响应特性的深入研究. 本文分别从热重分析基本原理、仪器校准、实验方案设计、实验操作、热重曲线综合解析以及各环节中易出现的不当操作、异常数据与解决方案等方面进行阐述，并给出了在高分子科学研究领域中的典型应用案例、未来发展趋势及机遇与挑战. 在实际的应用中，基于TGA与傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热法(DSC)、气相色谱-质谱联用(GC/MS)等技术的联用分析，将有利于进一步揭示高分子材料在不同气氛和热激励等条件下的详细热响应信息，为性能优异的新型高层分子材料研发与设计、热解机理及燃烧蔓延动力学等领域提供支撑和指导.　　AbstractThermogravimetric analysis technology (TGA) is an efficient research tool that characterizes the weight of materials with temperature or time under a program controlled temperature and a certain atmosphere. One of its advantages is that the TGA results can be well repeated with high sensitivity. In addition, its heating process is accurately and flexibly controlled according to real thermal environment of samples. In recent years, TGA is popularly used in the field of polymer materials, which promotes the detailed analyses on their thermal stability, composition analysis and thermal decomposition mechanismet al. This review will cover many aspects of TGA, including basic principles, calibration, scheme design, curve analysis, as well as those common errors during sample preparation and experiments, abnormal data figuring and the solution for them. Additionally, the typical application cases of TGA in polymer science, as well as their opportunity and challenges in future, are also presented. In the applications of TGA technology, more information about the thermal-response behavior of polymers under different atmosphere and heating conditions could be revealed by TGA coupled with FTIR, DSC, GC/MS technology. In this case, not only the weight information of sample during a specific heating condition, but also the endothermic and exothermic behaviors, released gas components at the same time can be analyzed together. They are helpful for new polymer design, thermal decomposition mechanism and flame spread models development.　 　　关键词　　热重分析技术  曲线解析  热稳定性  热解机理  案例分析　　Keywords　　Thermogravimetric analysis technology  Curve analysis  Thermal stability  Thermal decomposition mechanism  Case analysis 　　1热重分析技术简介　　1.1热分析技术　　作为现代仪器分析方法的一个重要分支，热分析技术在许多领域中得到了广泛应用[1~3]. 经历一百余年发展，热分析法与色谱法、光谱法、质谱法、波谱法等一起，构成了物质理化性能分析的最常用手段[4].　　热分析技术是研究物质随温度变化而发生物理过程与化学反应的一种实验技术[4]. 该技术的主要理论基础包括：物质的平衡状态热力学、非平衡状态热力学、不可逆过程热力学和动力学等，针对微量样品，通过精确测定其宏观参数，如质量、热量、体积等随温度的变化关系，研究物质随温度变化而发生的物理和化学变化[4].　　我国于2008年5月发布国家标准《GB/T 6425-2008热分析术语》[5]，其中，对热分析技术的定义为：“在程序控制温度(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术.”　　国际热分析与量热协会(International Confederation for ThermalAnalysis and Calorimetry，ICTAC)根据所测定的物理性质不同，将现有的热分析技术划分为9类17种[6].　　1.2热重分析技术的定义　　热重分析技术(thermogravimetry，TG)是指在程序控制温度和一定气氛下连续测量待测样品的质量与温度或时间变化关系的一种热分析技术，主要用于研究物质的分解、化合、脱水、吸附、脱附、升华、蒸发等伴有质量增减的热变化过程[4,5]. 基于TG法，可对物质进行定性分析、组分分析、热参数测定和动力学参数测定等，常用于新材料研发和质量控制领域. 在实际的材料分析中，TG法也常与其他分析方法联用，进行综合热分析，从而全面、准确地分析材料的各项热性质.　　1.3热重分析的数学表达式　　根据定义，样品在热重分析过程的质量随温度或时间的变化，可用下式表示：(1)　　或(2)　　其中，式(1)多用于等温(或包含等温)条件下测得TG实验曲线，而式(2)则多用于非等温条件下的TG实验曲线.　　在实际表示中，为突出“测量”过程，常用重量(weight)来代替质量(mass).　　1.4微商热重法简介　　微商热重曲线(derivative thermogravimetric curve，DTG曲线)是TG曲线进行一次微商的结果. 因此，DTG曲线表征样品质量随温度或时间的变化速率，其峰值即为样品质量减小的最大速率. 对于线性升温加热条件下的DTG曲线，其纵坐标单位一般是%/℃，表示温度升高1 ℃时，样品的相对质量变化. 而对于等温实验，DTG曲线纵坐标单位一般是%/s.　　微商热重法的数学表达式为：(3)　　线性程序控制温度时，也可用下式表式(4)　　式中，β为实验中所采用的加热或降温速率，单位℃/min.　　如前所述，DTG曲线表征样品质量的变化速率，因此，为进一步分析样品质量变化的加速或减速特性，类似地，可对DTG曲线进行再次微商处理，得到二阶微商热重曲线，即DDTG曲线.目前大多数商品化仪器，DTG曲线可通过仪器自带的微商处理功能直接转换得到. 与TG曲线相比，DTG曲线给出的样品质量随温度的变化速度信息，常常更直接反映了样品失重特性. 图1给出了XLPE在10 ℃/min的加热速率下得到的TG曲线和DTG曲线，由图可见，随着温度的升高，XLPE在410~470 ℃温度区间急剧失重，交联聚乙烯在此温度区间迅速裂解，样品质量减少约95%，DTG曲线失重峰，对应于TG曲线的失重台阶，而由TG曲线，也可见样品受热失重后最终的残余质量.Fig. 1TG and DTG curves of XLPE with the heating rate of 10 ℃/min in air atmosphere.　　 　　1.5热重分析的优缺点　　1.5.1优点　　热重法针对微量样品进行实验，具有操作简便、可重复性强、精度高、响应灵敏快速等优点. 热重法可准确测量物质在不同受热和气氛条件下的质量变化特征. 例如：对于升华、汽化、吸附、解吸、吸收和气固反应等质量可能发生变化的物理和化学过程，都可使用热重法进行检测与分析. 此外，对于熔融、结晶和玻璃化转变等往往不形成质量变化的热过程，也可通过热重分析与其他热分析方法联用，给出所关注热行为所在温度区间的样品质量不变信息，从而支撑所针对热过程的热流分析.　　由于热重法所测结果可重复性强且精度高，基于热失重数据的动力学参数计算与分析，也更具可靠性. 此外，热重法仅需微量样品. 因此，针对不同的样品牌号、老化样品的不同区域，都可取样进行细致分析，可深入研究各产品间的细微差异，例如：产品在使用一段时间后的材料分相行为等.　　1.5.2缺点　　在实际应用中，热重法也存在着一定的局限性，主要包括两个方面：样品质量变化信息表征其复杂热行为的单一局限性、微量样品检测结果与工程尺度样品实际热响应性能的一致性.　　首先，对于复杂的材料受热响应性能，热重法主要针对样品在整个受热过程中所形成气相产物溢出而导致的质量减少特征，在不同温度区间或不同受热时刻的细致质量减少信息，是热重分析输出的关键数据. 由于大多物理和化学过程往往都伴随着质量的变化，因此，样品的质量变化信息能够很大程度上表征各温度/时间区间的反应强度，然而，若需进一步确定其中详细的反应机理等信息，单凭热重数据往往并不完备. 因此，可通过将热重技术与其他分析技术联用，综合分析材料的详细热响应行为.　　其次，如前所述，针对微量样品，热重分析可实现其测量结果及其后续计算分析的精确性与可靠性等优点. 然而，也正因为所检测样品的微量特性，使其测量结果不一定与工程尺度样品实际热响应性能完全一致，甚至由于实际工程中的复杂传热传质耦合过程，使热重分析不宜简单、直接地进行应用. 因此，一方面，进行热重分析时，应首先清晰掌握材料的实际工程应用背景，科学系统地制定热重实验方案，并进行多工况数据的综合分析，从而确保热重分析数据与实际工程应用场景的吻合与一致 另一方面，在条件具备时，基于热重分析结果，应进行一定的放大尺度条件下的实验研究，综合不同尺度条件下的测量结果，给出材料真实热响应性能.　　2热重分析仪及其工作原理　　2.1工作原理　　热重分析仪(thermogravimetric analyzer)是在程序控制温度和一定气氛下，测量试样的质量随温度或时间连续变化关系的仪器. 测量时，通常将装有试样的坩埚置于与质量测量装置相连的试样支持器中，在预先设定的程序控制温度和一定气氛下，进行实验测量与数据实时采集.　　热重分析仪的质量测量方式主要有2种：变位法和零位法[4]. 变位法是根据天平横梁倾斜的程度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检测该倾斜度，并自动记录所得到的质量变化信息. 零位法是采用差动变压器法、光学法等技术测定天平梁的倾斜度，通过调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动抑制天平横梁的倾斜. 由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，该力与线圈中的电流成比例，通过测量电流的变化，即可得到质量变化曲线.　　2.2仪器组成与结构形式　　热重分析仪主要由仪器主机(程序温度控制系统、炉体、支持器组件、气氛控制系统、样品温度测量系统、质量测量系统等)、仪器辅助设备(自动进样器、压力控制装置、光照、冷却装置等)、仪器控制和数据采集及处理模块组成.图2给出了热重分析仪的结构组成示意图.Fig. 2Schematic of typical TG equipment with the sample in a heating furnace, whose temperature is controlled with a program.　　 　　根据试样与天平刀线之间相对位置的不同，可将热重分析仪分为3类：下皿式、上皿式和水平式，其结构框图分别如图3~图5所示.Fig. 3Schematic of TG equipment with the crucibleat lower position of the vertical heating furnace.　　 Fig. 4Schematic of TG equipment with the crucible at higher position of the vertical heating furnace.　　 Fig. 5Schematic of TG equipment with the horizontal.　　 　　由图3~图5可见，仪器质量检测单元的天平与常规分析天平不同. 该类天平横梁的一端或两端置于气氛控制的加热炉中，可以连续记录试样质量随温度或时间的变化. 温度变化通过加热炉进行程序控制，试样周围温度通常用热电偶实时测量. 热天平和热电偶所测数据，由仪器内置软件进行记录与处理线.　　2.3基于热重分析的联用技术简介　　如前所述，热重分析仪自身存在一定局限性，通常可将其与其他分析技术联用，从而对样品热响应行为进行全面分析. 常用联用技术如下所述[4].　　(1)同时联用技术. 是指在程序控温和一定气氛下，对一个试样同时采用2种或多种热分析技术. 主要包括：热重-示差扫描量热联用(TG-DSC)和热重-差热联用(TG-DTA)，它们通常统称为同步热分析技术，简称STA.　　(2)串接联用技术. 是指在程序控温和一定气氛下，对一个试样采用2种或多种热分析技术，后一种分析仪器与前一种分析仪器进行串接. 常用可串接联用技术包括：红外光谱技术(IR)、质谱技术(MS)、气相色谱技术(GC)等. 此外，对于串接联用技术，可采用2种联用模式，连续串接和间歇串接模式. 前者模式下，各联用技术均连续采样分析 而后种模式下，最后一级串接仪器进行间歇式采样与分析.　　2.4仪器校准与状态评价　　2.4.1仪器的校准　　为了确保仪器工作正常和数据准确，在热重分析仪正式投入使用之前和使用期间，需分别对仪器的温度和质量测量器件进行校正. 由于不同热重分析仪结构类型的差异，其校准方法存在着一定差别.　　2.4.2温度校正　　温度校正(temperature correction)是用已知转变温度的标准物质确定仪器的测量值(Tm)和真实值(Ttr)之间关系的操作过程. 通过温度校正，可得到以下关系式：(5)　　其中，ΔTcorr为温度校正值.　　通过温度校正，可以消除仪器的温度测量值与真实值之间的差别. 例如：当使用熔融温度为156.6 ℃的金属In进行温度校正时，若所测熔融温度为154.1 ℃，则(6)　　因此，在温度校正时，测量值应增加2.5 ℃.　　进行仪器温度校正后，通常，还应在相同的实验条件下，使用标准物质进行重复实验，验证测量值与真实值之间的偏离程度.　　在实际应用中，当温度范围较宽时，通常需要使用具有不同特征温度的系列标准物质，进行多点温度校正. 在实际校正时，可在仪器的校正软件中分别输入相应测量值，由仪器软件生成相应的校正曲线.　　对于大多商品化热重分析仪，常用的温度校正方法主要包括以下几种：(15)　　取2个实验点T1和T2，则有：(16)　　(c) Achar-Brindley-Sharp公式[36]，如式(17)所示(17)　　采用不同f(α)函数，由以上线性方程的斜率获得E，由截距求得A.

2021年，《高分子学报》邀请了国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写从基本原理出发的高分子现代表征方法综述并上线了虚拟专辑。仪器信息网在获《高分子学报》副主编胡文兵老师授权后，也将上线同名专题并转载专题文章，帮助广大研究生和年轻学者了解、学习并提升高分子表征技术。在此，向胡文兵老师和组织及参与撰写的各位专家学者表示感谢。更多专题内容详见：高分子表征技术专题 高分子表征技术专题前言孔子曰：“工欲善其事，必先利其器”。 我们要做好高分子的科学研究工作，掌握基本的表征方法必不可少。每一位学者在自己的学术成长历程中，都或多或少地有幸获得过学术界前辈在实验表征方法方面的宝贵指导！随着科学技术的高速发展，传统的高分子实验表征方法及其应用也取得了长足的进步。目前，中国的高分子学术论文数已经位居世界领先地位，但国内关于高分子现代表征方法方面的系统知识介绍较为缺乏。为此，《高分子学报》主编张希教授委托副主编王笃金研究员和胡文兵教授，组织系列从基本原理出发的高分子现代表征方法综述，邀请国内擅长各种现代表征方法的一流高分子学者领衔撰写。每篇综述涵盖基本原理、实验技巧和典型应用三个方面，旨在给广大研究生和年轻学者提供做好高分子表征工作所必须掌握的基础知识训练。我们的邀请获得了本领域专家学者的热情反馈和大力支持，借此机会特表感谢！从2021年第3期开始，以上文章将陆续在《高分子学报》发表，并在网站上发布虚拟专辑，以方便大家浏览阅读. 期待这一系列的现代表征方法综述能成为高分子科学知识大厦的奠基石，支撑年轻高分子学者的茁壮成长！也期待未来有更多的学术界同行一起加入到这一工作中来.高分子表征技术的发展推动了我国高分子学科的持续进步，为提升我国高分子研究的国际地位作出了贡献. 借此虚拟专辑出版之际，让我们表达对高分子物理和表征学界的老一辈科学家的崇高敬意！二维相关红外光谱分析技术在高分子表征中的应用Applications of Two-dimensional Correlation Infrared Spectroscopy in the Characterization of Polymers本文作者：侯磊，武培怡 作者机构：东华大学化学化工与生物工程学院,上海,201620作者简介：武培怡，男，1968年生. 1985年，南京大学化学系获学士学位，1998年，德国ESSEN大学获博士学位. 1998~2000年在日本触媒研究中心从事研究工作，2000~2017年任复旦大学高分子科学系教授，2017年起任东华大学化学化工与生物工程学院教授. 2001年入选上海市科委启明星计划、上海市教委曙光计划，2003年入选上海市科委白玉兰科技人才计划，2004年入选上海市科委启明星跟踪计划，获得国家杰出青年基金资助、上海市引进海外高层次留学人员专项资金资助，2005年度入选教育部首届新世纪人才计划，2007年入选上海市优秀学科带头人计划，2016年入选英国皇家化学会会士，2017年获陶氏化学“Dow Innovation Challenge Award”. 主要研究方向包括二维相关光谱在聚合物体系中的应用、智能仿生材料、聚合物功能膜等.摘要二维相关光谱作为一种先进的光谱分析方法，具有提高谱图分辨率、解析动态过程等优势，近来在高分子表征中引起了越来越多的关注. 高分子体系涉及了丰富的相互作用和复杂的结构，分子光谱是常用的表征手段，而借助二维相关光谱分析技术，能够有效识别精细结构、判别动态变化机制，从而显著丰富和完善分析结果. 本文重点围绕二维相关红外光谱，简述了发展历史和基本原理，随后结合实际过程，介绍了相关实验和分析技巧，最后列举了其在高分子表征中的典型应用，展示了二维相关红外光谱分析的特点，具体涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散、天然高分子的结构表征等研究. 希望通过本文的介绍，能够帮助读者更好地理解二维相关光谱，进一步拓展其在高分子领域中的应用.AbstractTwo-dimensional correlation spectroscopy (2Dcos) is an advanced analysis method, which holds great advantages in improving spectral resolutions and interpreting dynamic processes, and has attracted great attention in the field of polymers. Molecular spectroscopy is frequently applied in the characterization of polymers, which involves abundant molecular interactions and complex structures. Under the help of 2Dcos analysis, fine structures as well as dynamic mechanisms within the polymer systems can be effectively identified, thus significantly enriching and improving the analysis results. In this paper, we will mainly focus on the two-dimensional correlation infrared spectroscopy (2DIR). Firstly, the history and basic principles of 2Dcos are briefly introduced. Then, some relevant experimental and analytical techniques are presented based on the actual process. Finally, typical applications of 2DIR in the polymer characterization are demonstrated and the features thereinto are also shown. Particularly, the response mechanisms of temperature-responsive polymers, complex molecular interactions in stretchable ionic conductors, diffusion processes of small molecules in polymer matrix and structures of natural polymers are investigated. It is hoped that this paper will help readers better understand 2Dcos and further expand its applications in the field of polymers.关键词分子光谱   二维相关光谱   高分子   分子相互作用 KeywordsMolecular spectroscopy   Two-dimensional correlation spectroscopy   Polymer   Molecular interactions  高分子材料体系涉及丰富的相互作用和多级结构，这是决定材料最终性能的关键. 分子光谱(红外、拉曼光谱)作为表征高分子材料的常用手段，一方面可以检测不同化学结构/组分所对应的官能团，依据特征吸收峰强度和位置，实现对高分子化学结构的鉴别，另一方面，可以基于不同官能团特征吸收峰的强度和位置变化，判别基团所处的物理或化学环境，实现对体系中复杂相互作用的解析. 随着高分子材料的发展，体系趋向多样化、多功能化，而传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力有限等问题，一定程度限制了分子光谱在复杂高分子体系的应用拓展.二维相关光谱(Two-dimensional correlation spectroscopy，2Dcos)作为一种先进的光谱分析手段，尤其适合于从分子水平探讨各类外扰作用下复杂高分子体系涉及的结构和相互作用变化. 相较于传统的一维光谱，二维相关光谱的优势在于：(1)对于包含许多重叠峰的复杂谱图，起到图谱简化的作用；(2)通过将原始谱图在第二维度上延伸，能够明显提高原始一维谱图的分辨率；(3)谱峰的相关性可帮助判断体系中的相互作用以及峰归属；(4)可用于确定外界刺激下不同过程的发生次序. 本文首先将结合二维相关光谱的发展历史，介绍其基本原理. 其次，围绕动态谱图获取和二维相关分析，介绍二维相关光谱的一些实验和分析技巧. 最后，结合具体体系，重点阐述二维相关光谱在高分子表征中的应用.1 基本原理1.1 发展历史二维相关光谱分析方法的基本概念最早起源于核磁共振(NMR)领域. 二维核磁共振(2DNMR)谱通过多脉冲技术激发核自旋，采集原子核自旋弛豫过程的衰减信号，最后经双重傅里叶变换得到[1]. 通过将核磁信号扩展到第二维度，可以显著提高谱图的分辨率，并且有效简化包含许多重叠峰的复杂光谱. 与此同时，通过选择相关的光谱信号，可以鉴别和研究分子内/间的相互作用. 尽管二维光谱技术在核磁领域取得了快速发展，却在很长一段时间内未能深入到其他光谱分支，如红外、拉曼、紫外-可见吸收、荧光光谱等. 阻碍二维光谱技术发展的一个根本原因在于多重射频脉冲的二维核磁技术可以成功地在精密而昂贵的核磁仪器上实施，却不能在普通的红外、拉曼和紫外-可见吸收等光谱仪器上实现. 因为这类光谱的时间标尺(time scale)远小于核磁共振[2]. 一般来说，核磁时间标尺数量级在毫秒到微秒之间，而红外吸收光谱观察分子振动的时间标尺在皮秒数量级，因此产生二维红外光谱必须采用特殊的新途径.二维相关光谱概念上的突破是由特拉华大学(University of Delaware)的化学家Noda[3,4]提出的. 他把核磁实验中的多重射频励磁看作是一种对体系的外扰(外部扰动). 施加于体系的外扰可以多种多样，如热、磁、机械、电场、化学甚至声波等. 每种外扰对体系的影响是独特而有选择性的，并由特定的宏观刺激和分子相互作用的机理所决定. 因此，包含在动态光谱中的信息类型是由外扰的方式和电磁波的种类所决定的. 外扰的波形没有任何限制，从简单的正弦波、脉冲、到随机的噪音或静态的物理量(如时间、温度、压力等)的变化均可应用于外扰. 由此，Noda设计出一种完全不同的二维光谱实验技术，他用外扰来激发被检测体系的分子，由于被激发分子的弛豫过程慢于振动光谱的时间标尺，因而可使用时间或温度等外扰分辨振动光谱(红外、拉曼)技术来跟踪研究被检测体系受外界扰动而产生的动态变化，结合数学中的相关分析技术，将原有的光谱信号扩展到第二维度，从而得到二维相关光谱(如图1所示). 二维相关光谱实际研究的就是动态光谱的变化[5,6]. 此后，随着二维相关光谱技术的发展，逐渐在荧光光谱、X射线衍射谱、凝胶渗透色谱等也得到了应用. 总体而言，二维相关光谱分析在红外光谱中的应用最为成功，这主要是由于红外光谱的信噪比相对较高，具有高灵敏度、高选择性和非破坏性等特点，能够在分子结构和链段运动等方面提供丰富信息. 另一方面，红外光谱的谱峰重叠严重，解析起来存在一定困难，二维相关光谱的引入可以很好地解决这一问题. Fig. 1 Acquisition procedure of generalized 2D correlation spectra. In the 2D synchronous and asynchronous spectra, red colors represent positive intensities while green colors represent negative ones.1.2 计算原理二维相关光谱考虑外扰变量下(如时间、温度、压力、浓度、电场、磁场等)光谱强度y(v, p)的变化情况，其中v为光谱变量，可以为任何光谱量化的参数，如红外波数、拉曼位移、紫外波长、X射线散射角等，p为外扰变量，可以是任意合理的物理或化学变量，如时间、温度、压力、电场强度、浓度、pH、离子强度等. 对于体系在一定外扰区间(1~N)下引起的动态光谱y˜(v, p)定义为[2,5]：y¯(v)为体系的参考光谱，通常选为平均谱. 参考光谱的定义为实际过程中，可以选择某一个参考点p = Pref处的光谱作为参考光谱. 参考点可以是实验的初始状态或结束状态，也可以直接简单地设为0，这种情况下，动态光谱即为我们观察到的光谱强度.二维相关强度X(v1, v2)表示在外扰变量区间内，对光谱变量v1和v2光谱强度变化y˜(v, p)的函数进行比较. 由于相关函数是计算2个互不依赖的光谱变量v1和v2处强度的变化，因此可以将X(v1, v2)转变为复数形式[2]：这里，组成复数的相互垂直的实部和虚部分别称作同步和异步二维相关强度. 同步二维相关强度Ф(v1, v2)表示随着p值的变化，v1和v2处光谱强度的相似性变化，而异步二维相关强度Ѱ(v1, v2)则表示光谱强度的相异性变化.二维相关光谱的快速计算方式在于对动态光谱进行Hilbert-Noda变换，将其从外扰域转换到频率域上，最终得到二维相关光谱[2,5].二维相关同步谱：二维相关异步谱：其中Mjk代表Hilbert-Noda转变矩阵的第j行第k列的元素，表示为：1.3 解谱规则二维相关光谱图包含同步谱和异步谱2类，图1展示了典型的同步和异步谱图.1.3.1 二维相关光谱同步谱图二维相关光谱同步谱图表现了给定2波数v1和v2处光谱强度的同步或者一致变化. 同步谱图沿对角线(对应于光谱坐标v1 = v2)方向对称，其中相关峰可以出现在对角线上，也可以出现在对角线外. 落在对角线上的相关峰称作自动峰，自动峰强度对应于外扰过程中光谱变化的自相关函数. 在同步谱中，自动峰的强度始终为正，代表了对应波数下光谱强度动态波动的整体程度. 所以，在动态谱图中表现出更大程度强度变化的区域对应的自动峰越强，而那些基本保持不变的峰自动峰强度小甚至没有自动峰. 交叉峰处于同步谱图的非对角线区域，表现了不同波数光谱信号的同步变化. 这样一种同步的变化，反过来，预示着2波数间可能存在一定的相关性. 尽管自动峰的强度始终为正，但交叉峰的强度可正可负. 如果2波数的交叉峰为正，说明这2个波数对应的光谱强度在外扰下同时增加或者同时降低；如果两波数的交叉峰为负，说明这2个波数对应的光谱强度一个增加另一个降低.1.3.2 二维相关光谱异步谱图异步谱图呈现了2个给定波数v1和v2处光谱强度的异步或者相继变化，它关于对角线反对称. 异步谱图中只有交叉峰，而无自动峰. 异步交叉峰只有在2个给定波数的光谱强度发生异相(如延迟或加快)变化时才出现. 这一特点尤其可以帮助区分光谱中的来源不同的重叠峰. 于是，外扰过程中，混合物中的不同组分、材料中的不同相或者化学基团经历不同的变化对光谱强度的贡献能够得以辨别. 即使是2个谱带靠的很近，只要它们的瞬间特征或者时间依赖光谱强度变化模式存在本质不同，它们之间便会出现异步交叉峰. 所以异步交叉峰的出现意味着这些谱带有着不同的来源或者是不同分子环境下的官能团. 异步谱图的交叉峰可正可负，而异步谱图中交叉峰的符号可以用来辅助判断谱带在外扰过程中的变化次序.1.3.3 二维相关光谱读谱规则利用同步和异步谱图的交叉峰，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为方便表述，将同步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Φ(v1, v2)，将异步谱图中(v1, v2)处的峰强度记为Ψ(v1, v2). 根据Noda规则[5]：(1)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v1谱带处的强度变化发生先于v2谱带处的强度变化(表示为v1→v2)，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1；(2)当Φ(v1, v2) 0时，如果Ψ(v1, v2) 0，则v2→v1，而如果Ψ(v1, v2) 0，则v1→v2. 简单说来，如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号一致(都为正或者都为负)，则v1→v2；如果(v1, v2)在同步和异步谱图的交叉峰符号不一致(一个为正而另一个为负)，则v2→v1.2 实验技巧二维相关光谱作为一种有效的光谱分析手段，是针对一系列动态光谱的数学分析，具体可分为2个过程：动态谱图获取和二维相关分析. 本节将结合实际操作过程，介绍二维相关红外光谱的一些实验和分析技巧.2.1 动态谱图获取2.1.1 样品制备对于固体聚合物样品，溴化钾压片法制备的样品可直接用于透射红外光谱测试；另外，还可使用溶液铸膜(solution casting)法在红外窗片上直接制备得到适合透射红外光谱测试的薄膜. 对于溶液样品，主要应考虑样品的密封问题，避免测试过程中溶剂的挥发. 此外，水溶液或者水凝胶样品，为避免H2O分子的红外吸收对高分子链上C―H和C＝O基团吸收峰的影响，可以用D2O作溶剂.2.1.2 测试条件测试模式方面，为得到高信噪比的红外光谱图，一般使用透射模式进行数据采集. 特殊的样品也可选用其他附件，例如对样品表面进行研究时可选用ATR附件. 测试条件方面，为兼顾扫描时间和信噪比，可设置红外谱图分辨率为4 cm-1，扫描次数为32次.2.1.3 测试环境二维相关光谱的特点在于只对光谱的变化敏感，能够显著放大一系列动态光谱的变化情况. 不论样品浓度、厚度如何，如果其处于静态，不发生变化，则对应的二维相关光谱无任何信号. 因此，为了使二维相关光谱的信号只来源于样品本身的结构变化，需要保证测试过程中环境的相对稳定，排除测试环境变化引起的水或二氧化碳吸收峰变化的干扰. 通常，可以借助干燥空气或者氮气吹扫，待测试环境稳定后进行背景采集，随后开展一系列动态光谱的采集.2.2 二维相关光谱分析将采集的一系列动态光谱在特定的软件上进行数学处理，即可得到二维相关光谱同步和异步谱图. 目前，能够快速获得二维相关光谱的软件种类很多[7]，大都是免费获取或者是商业化的软件，包括2D Shige、TDCOS、Mat2DCorr、2DCS、Midas 2010、R corr2D、Python Scikit Spectra、Python NumPy等. 关于二维相关光谱的谱图分析，重点在两部分：精细结构的分辨和动态过程的解析. 二维相关光谱异步谱可以区分光谱中来源不同的重叠峰，将异步谱中谱峰对应的波数进行基团归属，即可分辨体系的精细结构. 此外，通过结合同步谱和异步谱交叉峰的符号，可以获得外扰条件下光谱强度发生变化的先后次序关系. 为了方便解析复杂体系谱峰响应的先后次序，根据Noda规则，本课题组提出了一种简便的判断方式[8]. 如表1、2所示，分别读出了图1异步谱中所有谱峰对应的波数及其在同步和异步谱中交叉峰的符号(强度正负)，之后将其对应一一相乘，结果如表3所示. 该表中每一个正值都代表它所对应的横轴的波数先于或快于纵轴的波数响应，而每一个负值代表它所对应的横轴的波数后于或慢于纵轴的波数响应. 基于此，可以直观地得出对应动态过程的谱峰响应次序(“→”表示先于或快于)：1647→1628→1622→1615 cm-1.Table 1 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 2 Signs of cross-peaks in synchronous spectrum (corresponding to Fig. 1).Table 3 The final results of multiplication on the signs of each cross-peak in synchronous and asynchronous spectra.3 典型应用基于二维相关光谱在判断精细结构和解析动态过程的优势，本节将结合本课题组的研究工作，介绍二维相关光谱在高分子表征中的应用，主要涉及温度响应高分子的响应机制、可拉伸离子导体中复杂相互作用、小分子在聚合物基质中的扩散机理等.3.1 温度响应高分子的响应机制温度响应高分子能够在外界温度发生变化时改变自身的物理或化学性质，形成对环境的感应并产生反馈，在智能传感、药物缓释、可控驱动、过滤分离、智能窗户等领域得到了广泛关注和应用[9~11]. 温度响应高分子的响应过程往往源于分子结构或链构象的变化，分子光谱(红外、拉曼光谱)对分子基团及相应的相互作用十分敏感，非常适合于研究其中的响应机理. 传统的一维分子光谱存在谱峰重叠严重、分辨能力低以及难以捕捉动态过程等不足，借助二维相关光谱分析，可以对温度响应高分子的精细结构和动态响应机制进行深入解析，探讨其中的构效关系.聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)在水溶液中呈现LCST (lower critical solution temperature)型转变，即升温过程发生相分离，相转变温度约为32 ℃[12]. PNIPAM分子链同时存在亲水的酰胺基团和疏水的碳链骨架、异丙基侧基，利用变温红外光谱对PNIPAM水溶液升温过程进行跟踪，观察到vas(CH3)和vs(CH2)吸收峰波数的降低以及Amide I区域1625和1649 cm-1处吸收峰的相互转化，表明聚合物链C―H基团的脱水和分子间/内氢键C＝O… H―N的形成. 基于二维相关光谱分析，获取了PNIPAM水溶液相分离的微观动力学机理：温度升高首先发生侧基CH3的两步脱水，随后是主链的塌缩和聚集，最后为酰胺氢键的形成，并最终导致了相分离[13].PNIPAM的LCST型转变对溶剂组成也十分敏感. 尽管水和甲醇都是PNIPAM的良溶剂，但在两者以一定比例混合的状态下对PNIPAM则为不良溶剂. 例如：当甲醇和水的体积比为0.35:0.65时，PNIPAM在该混合溶剂中的LCST约为-7.5 ℃，这种现象称为“共不溶”现象. 利用红外光谱和二维相关光谱分析研究PNIPAM在水/甲醇混合溶剂中温度响应行为[14]，传统一维红外光谱分析表明，相比于纯水溶液，PNIPAM链在水/甲醇混合溶剂中处于塌缩的状态，并且PNIPAM和甲醇的相互作用明显被削弱了，这主要归因于混合溶剂中水-甲醇团簇的形成导致了PNIPAM链水合位点的减少. 进一步的二维相关红外光谱分析证实了水-甲醇团簇对PNIPAM链水合过程的抑制作用.除此之外，本课题组还探讨了其他LCST型聚合物的转变机理[15~19]、共聚(无规共聚、嵌段共聚)结构对温敏聚合物相变行为的影响[20~22]、温度响应水/微凝胶的体积转变过程[23~25]等，相关工作已进行过系统总结[26,27]，这里不再赘述.水凝胶结构与生物组织十分相近，在仿生皮肤等领域获得了广泛关注. 将两性离子单体与丙烯酸(acrylate acid, AA)共聚，通过调节盐浓度，制备得到具有优异可塑性、可拉伸性、自愈合性的超分子聚电解质水凝胶[28]. 同时，聚电解质的离子传输性质赋予了水凝胶对温度、应变、应力的多重感知功能. 基于对干态和湿态凝胶的红外光谱解析，获取了该水凝胶涉及的丰富的分子间/内相互作用，包括聚丙烯酸(PAA)链段羧基之间的氢键相互作用、两性离子链段中磺酸根与季铵盐的静电相互作用、PAA链段羧酸根和两性离子链段季铵盐的静电相互作用等，而这些丰富的分子间/内相互作用是该超分子水凝胶力学性能的决定性因素. 在此基础上，用甲基丙烯酸(methyacrylate acid, MAA)取代丙烯酸，即在PAA链段引入疏水的α-甲基，通过调节MAA和两性离子单体的比例，实现了超分子水凝胶在LCST和UCST (upper critical solution temperature)行为之间的转变[29]，如图2所示. 具体地，当两性离子单体与MAA质量比大于1时，聚合物在水溶液中表现出UCST行为；当两性离子单体与MAA质量比等于1时，聚合物在宽的温度范围(10~80 ℃)内均不溶于水；两性离子单体与MAA质量比小于1时，聚合物在水溶液中表现出LCST行为. 同时，LCST和UCST可以通过两性离子和MAA单体的共聚比例方便地进行调节. 二维相关红外光谱从分子水平有效揭示了这一体系独特相行为的产生原因. 结果表明，羰基氢键结构的转化是LCST型水凝胶相行为的驱动力，而磺酸根涉及相互作用(水合作用、静电作用等)的变化是UCST型水凝胶相行为的驱动力.Fig. 2 (a) The chemical structure of the polyzwitterion Turbidity curves and typical photos for the (b) UCST- and (c) LCST-type hydrogels Temperature-dependent FTIR spectra (d, e) and 2D correlation spectra (f, g) of typical UCST- and LCST-type hydrogels (Reprinted with permission from Ref.[29] Copyright (2018) American Chemical Society).在天然的阳离子多糖(季铵化壳聚糖)中原位聚合亲水的阴离子单体(AA)，构筑了具有温度、pH、机械力、电学等刺激响应行为的双网络聚电解质水凝胶. 该水凝胶同时集成了生物相容、离子传输、黏附、可拉伸、自愈合等多种功能，可作为仿生离子皮肤用于监测压力、温度、pH、电信号等刺激引起的生理信号变化[30]. 值得注意的是，该离子皮肤具有温度可调的黏附性，即升温黏附强度提升，降温黏附强度下降，例如水凝胶在猪皮上37 ℃下的黏附强度是20 ℃下的5.5倍，且具有良好的循环稳定性，这主要源于聚电解质水凝胶的UCST型转变. 季铵化壳聚糖由疏水主链和亲水的季铵盐基团组成，具有两亲性结构，通过改变聚合过程中AA组分的比例，可以实现对双网络聚电解质水凝胶相变行为的调控. 利用温度分辨红外光谱及二维相关分析对水凝胶的温度响应机理进行研究，结果表明体系的UCST型转变源于焓变驱动的季铵化壳聚糖与PAA链段间离子相互作用的解离和氢键作用的增强. 关于水凝胶的黏附性，涉及了丰富的分子相互作用，如PAA与基体间的氢键、季铵化壳聚糖与基体间的疏水相互作用、离子相互作用等. 二维相关红外光谱分析表明，升温相变过程中离子对解离，释放了大量解离的羧基，促使了PAA链段中羧基二聚体之间强氢键以及与季铵化壳聚糖链段羟基之间氢键的形成，提高了水凝胶的强度. 同时，水凝胶中羧基二聚体的形成有利于氨基的质子化，从而改善了组织黏附性.聚甲基丙烯酸(PMAA)在合适的水环境中也可表现出LCST型相转变[31]. 通过在PMAA水溶液中引入AlCl3等无机盐，调节盐浓度，实现了体系相转变温度的广泛可调，并构筑了具有多级结构、可实现紫外-可见-红外宽谱带光管理的新型水玻璃. 该水玻璃不仅可以可逆地切换可见光区域的透射率，阻挡紫外和红外光，还具有缺口不敏感性、自我修复断裂和划痕的功能. 借助二维相关红外光谱可对该水玻璃的动态响应机制进行解析，经分析，PMAA链段上不同化学基团在升温过程的响应次序为：α-甲基→亚甲基→羧基，表明疏水的α-甲基的脱水合是该体系相转变过程的驱动力，导致了聚合物主链的塌缩以及羧基之间氢键结构的解离. 此外，温度分辨小角X射线散射(SAXS)、微小角中子散射(VSANS)光谱证实了聚合物链塌缩引起的散射强度增加，从而产生可见光透过率的变化.一些聚电解质复合物在水溶液中也表现出热致相转变行为[32]. 通过调节典型聚电解质复合物——聚苯乙烯磺酸盐/聚二烯丙基二甲基铵在溴化钾水溶液中的浓度，同时观察到了LCST和UCST型相转变现象：低浓度下，聚电解质复合物呈现UCST型固液相转变；高浓度下，聚电解质复合物则表现为LCST型液液相分离. 基于温度分辨拉曼光谱和二维相关光谱分析，深入研究了体系中的水合效应和阴-阳离子相互作用. 研究发现，在水溶液中，聚电解质复合物的阴-阳离子相互作用呈现2种状态：直接接触型离子对(contact ion pairs, CIPs)和溶剂分离型离子对(solvent-separated ion pairs, SIPs). 聚合物浓度较低时，疏水的聚电解质链段使得阴-阳离子直接结合，CIPs占主导，而温度的升高导致了CIPs的解离，从而引起体系的UCST型转变；聚合物浓度较高时，CIPs比例低，升温导致了阴-阳离子的结合，从而引起体系的LCST型转变. 二维相关拉曼光谱分析则给出了相转变过程中的基团衍化次序，进一步揭示了聚电解质复合物两种截然不同的相转变机理：UCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐减弱的解离过程，即“CIPs→SIPs→自由离子”，而LCST型体系升温呈现出阴-阳离子相互作用逐渐增强的缔合过程，即“自由离子→SIPs→CIPs”(图3). Fig. 3 2D correlation synchronous and asynchronous Raman spectra of polyelectrolyte complexes with (a) UCST- and (b) LCST-type transitions (c) Schematic illustration of the phase transition mechanisms (Reprinted with permission from Ref.[32] Copyright (2020) American Chemical Society).将温度响应聚合物引入分离膜，能够赋予膜材料温度响应功能，实现可控的物质分离[33]. 利用温敏性聚N-乙烯基己内酰胺(PVCL)和非温敏性聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)协同稳定金属有机框架(MOF)纳米片，并进一步抽滤得到层层堆叠的温度响应纳米片复合膜. 其中PVCL提供温敏性，PVP提供支撑作用，PVCL和PVP的协同作用使得在升降温循环过程中，层间纳米孔道体积既可以同步增大和缩小，而层间距维持稳定. 所得MOF纳米片复合膜水通量及对染料截留能力具有温度敏感性. 温度升高，PVCL链塌缩使得层间纳米孔道体积增大，因而水通量增大，且升降温循环过程稳定性良好. 将尺寸相近的3种染料分子(亮绿、中性红、结晶紫)混合液进行过滤测试发现，随温度升高，尺寸较小的亮绿和中性红分子截留率下降明显高于结晶紫. 值得注意的是，对不同温度下滤液的紫外-可见光谱进行二维相关光谱分析，可以得到不同染料随温度升高的流出顺序：亮绿→中性红→结晶紫，证实了复合膜中纳米孔道尺寸随温度升高而逐渐增大. 利用二维相关红外光谱进一步对纳米片复合膜的温度响应机制进行了解析，结果显示，PVCL链段在升温过程的脱水和塌缩作为复合膜温敏行为的驱动力，降低了MOF纳米片的界面润湿性，最终导致纳米孔道的变化，而PVP链段在这一过程中并未发生明显变化，主要起到层间支撑作用(图4).Fig. 4 (a) Temperature-dependent FTIR spectra of the composite membrane (30-60 ℃). The arrows indicate the spectral variation trends at different wavenumbers (b) 2D correlation synchronous (left) and asynchronous (right) spectra of the composite membrane (c) Schematic illustration of the "smart" membrane separation performance (Reprinted with permission from Ref.[33] Copyright (2020) Springer Nature).3.2 可拉伸离子导体中复杂相互作用的揭示生命系统的生理活动与离子传导密切相关，譬如皮肤和神经纤维须通过离子传导电信号实现环境感知和运动反馈. 可拉伸离子导体是模拟弹性生物组织离子传输的重要材料，在仿生皮肤、人工肌肉、可拉伸储能、软机器人等领域取得了广泛应用.在进行可拉伸离子导体的构筑时，往往需要兼顾力学和离子传导等性能，其中涉及了丰富的分子相互作用. 本课题组围绕可拉伸离子导体，在对体系分子内/分子间相互作用机理的研究基础上，提出了一系列调控力学、电学和光学性质的分子设计. 例如：利用纳米级无定形矿物粒子和天然多糖的离子作用，调节物理交联PAA的黏弹性，所构筑的仿生皮肤可以快速自修复，且具有更高的应力响应灵敏度[34]；基于AA和两性离子共聚物，选择结构匹配的离子液体，通过带电荷基团之间的离子协同效应构筑了导电纳米通道，氢键作用实现了导电通道和动态交联网络之间的协同效应，所制备的本征可拉伸导体材料透明性好、可拉伸性能突出(10000%)[35]；基于聚阴离子和聚阳离子间的弱氢键相互作用构筑了一种聚离子弹性体，所得聚离子弹性体高度透明，具有接近生物组织的力学性能和感知功能，并且可以实现同步的致动和反馈效果[36]；利用含氟聚离子液体与离子液体之间的离子-偶极和离子-离子相互作用，设计了一种可水下通信的光学伪装离子凝胶，该离子凝胶透明、力学性能可调、可3D打印，且具有水下自愈合、水下黏附、导离子等功能[37]. 二维相关红外光谱的优势在于从动态过程中识别体系的精细结构和复杂相互作用，因而是研究离子凝胶/弹性体中分子相互作用机制的有效手段.通过合理调控分子间/内相互作用，设计制备了一种基于天然小分子α-硫辛酸(α-thioctic acid, TA)的可涂覆离子凝胶油墨(图5)[38]. 在离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯([EMI][ES])存在的条件下，TA室温即可进行浓度诱导的自发开环聚合，得到稳定、透明、高拉伸且自愈合的离子凝胶弹性体. 该弹性体易溶于乙醇，因而能够方便地涂覆到任意表面，赋予涂覆体稳定的离子导电能力和应变感知功能. 利用红外光谱等手段探讨了离子凝胶中离子液体对聚硫辛酸(polyTA)的稳定机制：相比于纯的polyTA体系，离子凝胶的COOH伸缩振动区域在1734 cm-1出现了明显的肩峰，而离子液体的S＝O伸缩振动峰在离子凝胶中呈现了明显的红移，表明polyTA的羧基与硫酸乙酯阴离子形成了COOH… [ES]氢键. 分子动力学模拟结果表明了COOH… [ES]氢键的热力学稳定性，同时该氢键能够有效降低polyTA的势能. 因此，离子液体主要通过阴离子ES与polyTA基间形成强氢键而稳定polyTA. 二维相关红外光谱则揭示了离子凝胶升温过程不同化学基团的响应次序：COOH… [ES]氢键→羧酸二聚体→自由羧基，说明COOH… [ES]氢键对温度变化最敏感，进一步证实了COOH… [ES]氢键对于稳定polyTA离子凝胶的重要作用. Fig. 5 (a) Schematic illustration of the COOH[ES] H-bonding in the ionogel (b) ATR-FTIR spectral comparison among ionogel, [EMI][ES] and neat polyTA (c) Temperature-variable FTIR spectra of the ionogel in the C＝O stretching region from 25 °C to 151 °C Perturbation-correlation moving window (d) and 2D correlation synchronous and asynchronous spectra (e) generated from (c). (Reprinted with permission from Ref.[38] Copyright (2021) Wiley).受指纹结构启发，构筑了一种具有共形和可重复编辑褶皱结构的本征可拉伸离子导电芯鞘纤维[39]，其中，纤维芯层为离子凝胶弹性体，鞘层为氟橡胶，芯鞘界面借助共价交联网络和离子-偶极相互作用实现协同拓扑互锁和物理黏附. 经过表面褶皱结构的优化，该离子纤维拉伸应变感知灵敏度(gauge factor)可提升至10以上，超过了绝大多数可拉伸离子导体应变传感器. 利用红外光谱对离子凝胶芯层的分子相互作用进行研究，发现其中涉及了离子液体阳离子咪唑环上C―H与聚合物侧基乙氧基间的氢键、聚合物链段C＝O间的偶极-偶极相互作用、离子液体阴-阳离子间的弱静电相互作用等，而这些都对离子凝胶的高拉伸行为做出了重要贡献. 基于对芯层和鞘层力学性能的研究，发现表面褶皱形成的主要原因在于，高模量的氟橡胶鞘层弹性回复率显著低于离子凝胶芯层，在应变回复过程中造成了芯层和鞘层的界面失稳. 随着预应变的增加，弹性回复率差异变大，从而导致更加密集的褶皱结构. 此外，形成的表面褶皱可通过加热至60 ℃完全消除，从而赋予纤维可重复编辑褶皱的能力. 二维相关红外光谱揭示了离子凝胶芯层高温下残余应变的消除主要源于聚合物链段C＝O间偶极-偶极相互作用的减弱和构象重排，而氟橡胶鞘层由C―F间偶极-偶极相互作用锚定的链构象也可以通过加热消除.通过在强氢键交联的PAA网络中引入熵驱动的弱交联两性离子超分子网络，产生竞争机制，设计制备了一系列透明、抗冻、保湿、黏附、高拉伸、高回弹、自愈合、应变硬化、导质子、可重复加工等综合性能优异的离子皮肤(图6)[40]. 不同于传统水凝胶和离子凝胶，该离子弹性体不含大量溶剂，仅含有少量达到吸湿平衡的水分子，这使得分子间的羧酸二聚体氢键足以交联PAA分子链而形成强交联网络，而弱交联的两性离子超分子网络则提供柔性. 通过红外光谱、核磁共振谱和力学松弛等实验探讨了这一二元网络体系中的分子相互作用. 其中，具有较低pKa值的两性离子的存在使得PAA轻度去质子化，游离的质子是主要载流子. 去质子化的PAA与两性离子的阳离子端也可以发生离子缔合. 利用变温红外光谱并结合二维相关光谱分析，验证了体系中的3种主要分子相互作用，并根据它们对于温度的响应顺序判别了其结合强度，即PAA链段羧酸二聚体氢键 PAA-甜菜碱离子相互作用 甜菜碱-甜菜碱离子相互作用，这一光谱表征结果为该离子皮肤强弱协同竞争网络的分子设计提供了重要依据. Fig. 6 (a) Temperature-variable FTIR spectra of PAA/betaine ionic elastomer upon heating (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra generated from (a) FTIR (c) and 1H-NMR (d) spectra of PAA, betaine, and PAA/betaine (e) Schematic illustration of PAA/betaine elastomer and the order of interaction strength among the three main interacting pairs (Reprinted with permission from Ref.[40] Copyright (2021) Springer Nature).3.3 小分子在聚合物基质中的扩散聚合物生产和加工的许多工序都涉及小分子物质在聚合物基体的扩散，研究这类扩散行为具有重要的理论和实践意义. ATR-FTIR光谱可对小分子在聚合物基质中的扩散过程进行实时、原位、快速、多组分检测，能够同时获取扩散系数和分子层面相互作用等信息. 扩散装置示意图如图7所示，聚合物基体处于ATR晶体和扩散物质之间，当扩散物质从聚合物基体的上表面扩散至下表面时即可被检测到. 随着时间的增加，与扩散物质相关的特征吸收峰强逐渐增大直至扩散平衡(扩散谱图，图7(b)). 以扩散时间为横坐标、扩散物质特征吸收峰强度/面积为纵坐标作图，即可得到扩散曲线(图7(c)). 结合二维相关光谱分析，可以提供动态扩散过程结构与相互作用的变化信息，有助于解析扩散机制[41~45].Fig. 7 (a) Schematic illustration of the diffusion experiments by ATR-FTIR spectroscopy (b) typical diffusion spectra (c) a typical diffusion curve.基于朗伯比尔定律和菲克扩散模型，Fieldson等[46]建立了基于ATR-FTIR光谱测试计算扩散系数的公式：其中这里，At为扩散时间t时，特征红外吸收峰的强度或面积；A∞为扩散达到平衡时，特征红外吸收峰的强度或面积；L为聚合物薄膜基体的厚度；D为扩散剂的扩散系数；γ为光波在聚合物基体中渗透深度的倒数，可表示为：其中，θ (θ = 45o)为红外光的入射角；n1和n2分别为聚合物和ATR晶体的折光指数；λ为红外光的波长. 基于以上扩散方程对ATR-FTIR光谱测试得到的扩散曲线进行拟合，即可得到相关扩散系数. 此外，根据曲线拟合情况可以判断该扩散过程的扩散模型.利用时间分辨ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱分析技术对水分子在乙基纤维素(EC)基薄膜中的扩散行为进行系统研究[47]. 分析表明，水分子在EC中的扩散行为符合菲克扩散模型，通过对扩散曲线的拟合计算得到了相关的扩散系数. 此外，探讨了EC中增塑剂(柠檬酸三乙酯)含量对水分子扩散行为的影响，结果表明，增塑剂的添加不影响水分子的扩散模型，主要起到加速水分子扩散的作用，这主要源于增塑剂的加入改善了EC链的活动性而提高了EC基体的自由体积(free volume). 利用二维相关光谱对水分子羟基伸缩振动区域扩散谱图进行解析，观察到在整个扩散过程中，主要存在着4种类型的水分子，即本体水(强氢键作用)、团簇水(中等强度氢键作用)、相对自由的水分子(弱氢键作用)以及自由的水分子(极弱氢键作用). 依据Noda规则，判别出不同状态水分子扩散的先后顺序：团簇水→本体水→相对自由的水分子或自由的水分子，表明扩散首先来自体积较小、相对弱氢键结合的团簇水，其次才是大量的本体水，而随着扩散过程的进行，部分水分子与聚合物基体相互作用而脱离团簇水或本体水，产生了(相对)自由的水分子.EC被广泛用作药物包衣材料以实现药物缓释的功能，利用ATR-FTIR光谱对药物分子在EC基薄膜中的扩散行为进行实时监测可以有效模拟这一药物缓释过程(图8)，从而为EC基药物包衣材料的配方优化提供理论指导[48]. 扩散谱图直观呈现了体系中各组分的变化情况，包括水分子(1637 cm-1)和药物分子(1569 cm-1)特征吸收峰强度的上升，增塑剂(1737 cm-1)特征吸收峰强度的下降等，表明水分子和药物分子在EC基薄膜中的扩散以及薄膜中增塑剂的部分溶解. 定量分析结果表明，扩散主要包含3个阶段：(A)水分子扩散；(B) EC膜吸水饱和，水扩散停止并溶解EC基体中的致孔剂；(C) 随着致孔剂的溶解，EC薄膜中形成孔道，使得药物分子和水分子共同扩散，同时增塑剂溶解. 二维相关红外光谱分析结果进一步证实了C阶段的各组分变化顺序：水分子扩散→药物分子扩散→增塑剂溶解，并且显示药物分子始终处于水合状态. 此外，通过改变药物分子的水溶性、致孔剂的种类以探讨膜配方对扩散行为的影响，结果表明随着致孔剂水溶性的增加和/或药物分子水溶性的降低，B阶段将缩短甚至消除. Fig. 8 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra collected during the water and drug diffusion (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra during the diffusion of Stage C (c) Schematic illustration of water and drug diffusion across the EC-based film (Reprinted with permission from Ref.[48] Copyright (2015) Elsevier).氢氧化物/尿素是溶解纤维素的重要组合，其中尿素可稳定纤维素的疏水部分，有利于形成包合物从而促进纤维素的溶解. 在分子层面上，尿素溶液对纤维素的作用机理尚不明确. 采用ATR-FTIR光谱并结合二维相关光谱衍生的外扰相关移动窗口(perturbation-correlation moving window，PCMW)技术研究了不同浓度尿素水溶液(0，20 wt%、40 wt%和50 wt%)在黏胶纤维膜中的扩散行为，在分子水平揭示了尿素溶液的动态扩散行为以及与黏胶纤维的相互作用机制[49]. 从扩散谱图的变化规律以及对应的扩散曲线看，尿素溶液的扩散过程可大致分为2个步骤，水分子首先通过黏胶纤维膜，随后带动尿素分子一起通过. PCMW谱图显示，尿素浓度越高，尿素分子扩散滞后现象越明显. 根据菲克扩散模型，尿素分子在黏胶纤维膜的扩散系数随尿素浓度的增加而减小. 在红外光谱中，特征谱峰出现位移表明相应官能团相互作用的变化. 基于扩散过程Amide Ⅲ(尿素)和CH2-O(6)H伸缩振动(纤维素)的峰位移变化趋势，尿素水溶液在黏胶纤维中的扩散过程可以概括为：首先水分子破坏黏胶纤维膜无定形区的氢键网络，与羟基形成新的纤维素-水氢键，随后尿素分子在水分子的“桥连”作用下形成纤维素-水-尿素氢键，从而间接作用于纤维素. 低浓度下，水分子相对含量较大，可以快速打开扩散通道带动尿素分子通过黏胶纤维膜. 而高浓度下，尿素分子发生聚集且固定了大量水分子，从而在宏观上延缓了尿素溶液的扩散.热转移印花是纺织品印花方法之一，本质上是分散染料向聚酯纤维动态扩散的过程. 借助ATR-FTIR光谱对分散红9 (DR 9)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中的扩散过程进行了原位跟踪，模拟了热转移印花过程，并结合二维相关光谱探讨了分散染料-分散染料、分散染料-PET相互作用机制，在分子水平上阐释了其扩散机理(图9)[50]. DR 9在PET薄膜中的扩散过程符合菲克扩散模型. 温度越高，扩散速度越快，这主要归因于：(1) 温度升高导致了PET基体自由体积的增加和分子链热运动的增强；(2) DR 9在高温下分子运动的增强. 此外，将不同温度下的扩散系数按照Arrhenius公式进行线性拟合，可以计算得到DR 9在PET中扩散活化能为15.33 kJ/mol. 通过对扩散过程中不同阶段的红外谱图进行对比，观察到了体系中存在丰富的分子间/内相互作用，包括PET和DR 9的C＝O基团间偶极-偶极相互作用、芳香基团间π-π相互作用以及DR 9分子内氢键等. 二维相关红外光谱分析进一步细化了扩散体系中不同化学基团的分子间/内相互作用及其在扩散过程中的变化情况. 高温下，随着DR 9分子热运动增强，DR 9分子之间的相互作用减弱. 借助DR 9和PET中C＝O基团之间的偶极-偶极相互作用，DR 9扩散进入PET基体. 在扩散过程中，DR 9中形成了较强的分子内氢键，从而提高了DR 9的平面性，促进了扩散过程. 随着越来越多的DR 9分子扩散到PET基体中，DR 9和PET的芳香基团之间的π-π相互作用成为主导，DR 9的分子内氢键减弱. Fig. 9 (a) Time-resolved ATR-FTIR spectra and (b) 2D correlation synchronous and asynchronous spectra of DR 9 diffusion in PET at 140 ℃ (c) Schematic diagram of DR 9 diffusion into PET (Reprinted with permission from Ref.[50] Copyright (2020) American Chemical Society).采用时间分辨ATR-FTIR光谱对不同温度下碳酸丙烯酯(PC)-双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)在聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))中的扩散行为进行了原位监测，同时获得了凝胶聚合物电解质中各扩散组分的扩散系数和分子层面相互作用信息[51]. 基于PC中C＝O伸缩振动区域的二阶导数分析，推断出PC在凝胶电解质主要存在四种状态，即与P(VDF-HFP)发生偶极-偶极相互作、PC分子间发生偶极-偶极相互作用、与锂离子发生强离子-偶极相互作用、与锂离子发生弱离子-偶极相互作用. 同时，LiTFSI参与的分子相互作用也得以识别，包括锂离子与PC中C＝O之间的离子-偶极相互作用，锂离子与P(VDF-HFP)中C―F之间的离子-偶极相互作用、TFSI-的溶剂化作用等. 扩散过程中，首先是PC分子以溶剂团簇的形式扩散进入P(VDF-HFP)，PC分子中的C＝O与P(VDF-HFP)中的C―F发生偶极-偶极相互作用，一定程度减弱了P(VDF-HFP)聚合物链间的偶极-偶极相互作用，从而有利于锂盐的扩散. 随后，借助锂离子与C＝O的离子-偶极相互作用，锂离子随着PC分子扩散进入P(VDF-HFP)，TFSI-在扩散过程中也一直处于溶剂化状态. 这里，PC分子既充当了增塑剂的角色，同时也是离子(包括阴离子和阳离子)扩散的载体. 本工作在分子水平上揭示了PC-LiTFSI在P(VDF-HFP)的传导机制，对高性能凝胶聚合物电解质的结构设计和性能优化具有一定的指导意义.3.4 天然高分子的结构表征海藻酸钠(SA)作为一类天然多糖，生产成本低、无毒且具有良好的生物相容性、可降解性，在食品工业、制药、纺织印染等领域得到了广泛应用. 随着实验室和工业对SA的日趋重视，理解SA内部的氢键结构也变得越发重要. 利用红外光谱对SA升温过程特征基团的变化进行原位监测，结合二维相关光谱等分析手段从分子水平研究了SA体系的相互作用机制，探讨了温度扰动下SA分子间/内、SA与水分子间氢键结构的演变历程[52]. 研究发现，加热过程可分为30~60 ℃和60~170 ℃ 2个阶段：第一阶段为弱氢键结合的水分子脱除，第二阶段为强氢键结合的水分子脱除. 二维相关红外光谱结果表明：30~60 ℃区间内，随脱水过程发生，SA与水分子的氢键逐步断裂，SA中C―OH和COO-基团逐渐参与形成分子间/内氢键(O3H3⋯O5和O2H2⋯O＝C―O-)，因此水分子的存在一定程度破坏了SA中原有的氢键结构；60~170 ℃区间内，强结合水脱除，SA与水分子的氢键进一步断裂，同时SA分子间/内氢键相互作用逐步减弱，出现了部分相对自由的C―OH和COO-基团(图10). 由于相对自由的COO-比C―OH更早出现，可以推测C―OH形成的分子间/内氢键相互作用比COO-更强.Fig. 10 2D synchronous and asynchronous spectra of the SA film during heating between (a) 30-60 °C and (b) 60-170 °C (c) Schematic illustration of the heat-induced hydrogen bonding transformation in the SA film[52] (Reprinted with permission from Ref.[52] Copyright (2019) Elsevier).多元羧酸与纤维素的羟基反应，能使纤维素大分子间形成立体的交联网络结构，从而赋予棉纤维织物抗皱性能. 1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)作为一类典型的用于棉纤维织物抗皱整理的多元羧酸，其与纤维素的酯化过程受到了广泛关注，但其中关于分子水平相互作用机制及动态反应机理仍不清晰. 利用FTIR光谱对加热过程中纤维素与BTCA在催化剂次亚磷酸钠(SHP)作用下的酯化反应过程进行原位跟踪，并借助二维相关光谱分析技术探讨了该反应的分子机理，重点关注了分子层面相互作用机制以及反应全过程中的化学基团转变历程[53]. 分析表明，室温下，体系中的O―H和C＝O等极性基团有强氢键相互作用. SHP存在时，碱金属离子(Na+)与羧基反应并将其转化为相应的羧酸盐，从而一定程度削弱了BTCA间的氢键相互作用. 在30~100 ℃的加热过程中，体系中的氢键部分断裂，导致一些O―H和C＝O处于相对自由的状态. 这里，SHP的存在和加热过程都会导致体系中氢键相互作用的减弱，从而使相应的化学基团更自由，有利于酸酐生成和酯化反应. 当加热至100 ℃以上后，羧酸盐和自由羧酸开始脱水形成环酐. 一旦形成环酐，就会与纤维素大分子链上的O―H反应生成酯. 通过逐步成酐和酯化反应过程，BTCA实现了对纤维素的交联. 该结果对多元羧酸的抗皱整理工艺优化及寻找更有效的多元羧酸类抗皱整理剂和催化剂具有一定的指导作用.4 总结与展望本文主要介绍了二维相关光谱的基本原理、实验和分析技巧等，并结合具体的体系(如温度响应高分子、可拉伸离子导体、小分子在聚合物中的扩散过程、天然高分子等)，简述了二维相关光谱在高分子表征中的应用. 这里，二维相关光谱不仅能够有效鉴别高分子体系涉及的丰富相互作用，还能提供外扰作用下动态过程发生的分子机制. 相关研究结果一方面有助于启发新型功能高分子材料的结构设计，另一方面也可以为实际工艺过程的配方优化和参数调整提供指导.二维相关光谱作为一种先进的光谱分析手段，在高分子材料体系的表征中得到了越来越多的关注. 随着高分子材料涉及的体系越来越复杂、功能越来越强大，这为二维相关光谱的应用提供了更多的机遇，但同时也带来了更多的挑战. 在后续的研究工作中，二维相关光谱分析可以重点关注以下几方面：(1) 光谱手段的多样性. 目前关于二维相关光谱在高分子体系中的应用主要是基于中红外光谱，关注的是分子层面相互作用信息. 一方面，中红外光谱也有一定的局限性，例如低浓度溶液体系信号弱、水的吸收峰干扰严重等. 对于中红外光谱难以表征的体系，可以尝试其他分子光谱手段，如拉曼光谱、近红外光谱等，开展二维相关光谱分析. 另一方面，其他光谱手段，包括荧光光谱、圆二色谱、紫外-可见吸收光谱、X射线衍射谱等，都可以进行二维相关光谱分析，以获取多层面丰富的结构信息. 目前，这些光谱在处理二维相关分析时，大部分因信噪比低而导致噪音被显著放大，使得结构解析变得困难，如何有效解决这一问题是丰富二维相关分析光谱手段的关键.(2) 外扰变量的丰富性. 时间、温度便于控制，是目前获取动态光谱最常用的外扰变量. 然而，影响高分子结构和性能的因素是多种多样的，例如湿度变化能够引起高分子力学性质的改变、紫外光照射可以引起高分子的老化等，尤其是刺激响应高分子，可以对温度、压力、电场、磁场、pH、浓度等丰富的外扰产生响应，引起物理或化学性质的变化. 最近，Li等[54]利用二维相关红外光谱研究了乙醇诱导聚丙烯酰胺/Pluronic 127水凝胶相分离的机理，获取了氢键解离和无定形-结晶转变等信息. 因此，利用二维相关光谱探讨不同刺激下高分子结构的演变机制，将进一步拓宽二维相关光谱的应用范围. 需要注意的是，对于测试过程无法原位施加的外扰变量，应尽量避免其他因素改变而引起的光谱变化，否则将影响二维相关光谱分析结果的真实性和可靠性.(3) 多种分析手段的关联. 一方面，通过二维相关光谱交叉谱的计算和解析，可以将不同分析手段所得结果进行关联，这能够帮助理解高分子不同层面结构的内在联系. 另一方，二维相关光谱分析结果涉及丰富的相互作用和结构变化，经过与其他分析表征手段的结果进行比对和相互验证，可有效加深人们对二维相关光谱分析结果的理解. 参考文献1Ernst R R, Bodenhausen G, Wokaun A. 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沃特世将通过新型UPLC和UPLC-MS分析工作流程为蛋白糖基分析带来革命性转变 新型RapiFluor-MS标记试剂和样品制备方案将极大提升对蛋白N-糖进行分析和表征的速度、灵敏度以及简便性 华盛顿特区，2015年1月27日 – 沃特世（Waters?）公司（纽约证券交易所代码：WAT）今日隆重发布用于糖蛋白表征分析的开创性新技术。此技术将在WCBP 2015大会上介绍给公众，其内容包括新型GlycoWorks?RapiFluor-MS N-糖分析试剂盒、Waters?ACQUITY UPLC?、ACQUITY? UPLC FLR检测器和ACQUITY QDa?检测器，它们将帮助科学家们准确分析游离N-糖，使分析速度、灵敏度和简便性提升到更高水平，为科学家们提供前所未有的详细结构信息。 此项新型技术系列能够实现快速糖基释放和标记，可将工作流程中的样品制备时间从一天缩短至一小时以内；使表征和研发分析中的质谱检测灵敏度提升至当前方法的100至1000倍；还可为常规实验室提供简便可靠的方案支持，即使没有MS专家，也能顺利完成分析。“我们今天推出的新型技术为蛋白糖基分析带来了开创性的分析方法，它的出现意味着科学家们将能够对游离N-糖进行前所未有的监测和表征分析，”沃特世消耗品业务部门副总裁Mike Yelle说道，“这些全新的工作流程承担了过去专业且复杂的操作，实现了流程一体化，使科学家们和实验室在成功的道路上更近一步。” 大部分的生物治疗性蛋白质都是糖蛋白，且这些蛋白质上的特异性多聚糖群体是关键的品质属性，可对其功能、稳定性和治疗安全性概况产生影响。提交至监管机构的新药申报材料中必须包含其所含糖基侧链的详细结构信息，以及能够证明这些糖蛋白能够在生产过程中保持糖型谱图一致的信息。 支持糖蛋白工艺开发、监测和批量放行 对于从事生物治疗药物工艺开发、监测或批量放行研究的科学家们而言，全新的RapiFluor-MS标记技术与沃特世ACQUITY UPLC H-Class系统和QDa检测器的完美结合将开创游离N-糖谱图监测的新时代。沃特世所提供的试剂和方案在速度和灵敏度方面都具有非常突出的优势，将为用户带来更加简便的常规MS分析，ACQUITY QDa检测器可生成前所未有的详细信息，分析人员通过这些质量数数据即可轻松确认糖型。科学家们无需再依靠质谱专家和高分辨率的LC-MS仪器，即可对糖型分析进行方法开发、转换和执行过程中频频出现的问题作出确切的解答。此套工作流程可帮助生物制药组织更轻松地诊断问题、加快决策制定，更快速地将实验室中的分子变成药物推向临床领域。 对使用荧光检测技术的分析人员而言，将此款新型试剂盒与ACQUITY UPLC和ACQUITY UPLC FLR检测器联用时，样品制备时间可从一天缩短至一小时以内，同时荧光灵敏度也将得到有效提高。 支持蛋白糖基表征分析 蛋白糖基表征包括对连接到糖蛋白的所有多聚糖（无论其浓度有多低）进行鉴别，以及对这些多聚糖的分子结构进行确证。要高效地完成这项工作，需要UPLC-MS-MS仪器能够应对分析中的各项难题。 沃特世UNIFI?蛋白糖基分析应用解决方案于2013年推出，是更广泛的沃特世UNIFI生物制药平台解决方案的一部分，它配有高分辨率的UPLC/QTof-MS系统，可对生物制药研发实验室中以及受高度监管的后期开发和QC组织中的蛋白糖基侧链进行定性和监测。 现在，凭借RapiFluor-MS标记提供的高灵敏度，研究人员将获得更大的光谱和质谱响应值，这将有力促进低含量峰的准确质量数确认，提高MS/MS多聚糖碎裂性能，实现确定性更高的糖型指认。 此外，我们还推出了RapiFluor-MS葡聚糖校准曲线标准品和多聚糖性能测试标准品（基于混合IgG），用以支持系统性能的基准测试和执行基于葡聚糖单元数(GU)的蛋白游离糖基分析研究。沃特世公司率先将基于GU的葡聚糖校准曲线标准品保留时间归一化方法实现了商业化，此方法最初由来自爱尔兰国家生物工艺研究培训所(NIBRT)的Pauline Rudd教授提出。这种基于GU的方法使多聚糖的分析更加稳定，可以更轻松地在仪器之间和实验室之间实现UPLC-MS检测分析的转换。沃特世正在与Rudd教授及其在NIBRT的团队合作，开发全新的GU数据库，期望能够促进GU和GU+准确质量数多聚糖分配，这项工作将作为联合海报的主题于本年度的WCBP会议上展示。 更多信息： 有关GlycoWorksRapiFluor-MS N-多聚糖试剂盒的更多信息，请访问www.waters.com/glycans。 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。 ### Waters、RapiFluor-MS、ACQUITY、ACQUITY UPLC、UNIFI、QDa和UPLC是沃特世公司的商标。

利用电子、光子、离子、原子、强电场、热能等与固体表面的相互作用，测量从表面散射或发射的电子、光子、离子、原子、分子的能谱、光谱、质谱、空间分布或衍射图像，得到表面成分、表面结构、表面电子态及表面物理化学过程等信息的各种技术，统称为先进材料表征方法。先进材料表征方法包括表面元素组成、化学态及其在表层的分布测定等。后者涉及元素在表面的横向和纵向(深度)分布。先进材料表征方法特点表面是固体的终端，表面向外一侧没有近邻原子，表面原子有部分化学键伸向空间，形成“悬空键”。因此表面具有与体相不同的较活跃的化学性质。表面指物体与真空或气体的界面。先进材料表征方法通常研究的是固体表面。表面有时指表面的单原子层，有时指上面的几个原子，有时指厚度达微米级的表面层。应用领域航空、汽车、材料、电子、化学、生物、地质学、医学、冶金、机械加工、半导体制造、陶瓷品等。X射线能谱分析（EDS）应用范围PCB、PCBA、FPC等。测试步骤将样品进行表面镀铂金后，放入扫描电子显微镜样品室中，使用15 kV的加速电压对测试位置进行放大观察，并用X射线能谱分析仪对样品进行元素定性半定量分析。样品要求非磁性或弱磁性，不易潮解且无挥发性的固态样品，小于8CM*8CM*2CM。典型图片PCB焊盘测试图片成分分析测试谱图聚焦离子束技术（FIB）聚焦离子束技术（Focused Ion beam，FIB）是利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的离子束轰击材料表面，实现材料的剥离、沉积、注入、切割和改性。随着纳米科技的发展，纳米尺度制造业发展迅速，而纳米加工就是纳米制造业的核心部分，纳米加工的代表性方法就是聚焦离子束。近年来发展起来的聚焦离子束技术（FIB）利用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工，配合扫描电镜（SEM）等高倍数电子显微镜实时观察，成为了纳米级分析、制造的主要方法。目前已广泛应用于半导体集成电路修改、离子注入、切割和故障分析等。聚焦离子束技术（FIB）可为客户解决的产品质量问题（1）在IC生产工艺中，发现微区电路蚀刻有错误，可利用FIB的切割，断开原来的电路，再使用定区域喷金，搭接到其他电路上，实现电路修改，最高精度可达5nm。（2）产品表面存在微纳米级缺陷，如异物、腐蚀、氧化等问题，需观察缺陷与基材的界面情况，利用FIB就可以准确定位切割，制备缺陷位置截面样品，再利用SEM观察界面情况。（3）微米级尺寸的样品，经过表面处理形成薄膜，需要观察薄膜的结构、与基材的结合程度，可利用FIB切割制样，再使用SEM观察。聚焦离子束技术（FIB）注意事项（1）样品大小5×5×1cm，当样品过大需切割取样。（2）样品需导电，不导电样品必须能喷金增加导电性。（3）切割深度必须小于50微米。应用实例（1）微米级缺陷样品截面制备（2）PCB电路断裂位置，利用离子成像观察铜箔金相。俄歇电子能谱分析（AES）俄歇电子能谱技术（Auger electron spectroscopy，简称AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术，因检测由俄歇效应产生的俄歇电子信号进行分析而命名。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逸出，这一连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子，通过检测俄歇电子的能量和数量来进行定性定量分析。AES应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析，其特点在俄歇电子来极表面甚至单个原子层，仅带出表面的化学信息，具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点，广泛应用于材料分析以及催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。俄歇电子能谱分析（AES）可为客户解决的产品质量问题（1）当产品表面存在微小的异物，而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析，可选择AES进行分析，AES能分析≥20nm直径的异物成分，且异物的厚度不受限制（能达到单个原子层厚度，0.5nm）。（2）当产品表面膜层太薄，无法使用常规测试进行厚度测量，可选择AES进行分析，利用AES的深度溅射功能测试≥3nm膜厚厚度。（3）当产品表面有多层薄膜，需测量各层膜厚及成分，利用D-SIMS（AES）能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。注意事项（1）样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm，当样品尺寸过大需切割取样。（2）取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置，取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装， 避免外来污染影响分析结果。（3）由于AES测试深度太浅，无法对样品喷金后再测试，所以绝缘的样品不能测试，只能测试导电性较好的样品。（4）AES元素分析范围Li-U，只能测试无机物质，不能测试有机物物质，检出限0.1%。应用实例样品信息：样品为客户端送检LED碎片，客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物，要求分析污染物的类型。失效样品确认：将LED碎片放在金相显微镜下观察，寻找被污染的Pad，通过观察，发现Pad表面较多小黑点。X射线光电子能谱分析（XPS）X射线光电子能谱技术X射线光电子能谱技术（X-ray photoelectron spectroscopy，简称XPS）是一种表面分析方法， 使用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来，被光子激发出来的电子称为光电子，可以测量光电子的能量和数量，从而获得待测物组成。XPS主要应用是测定电子的结合能来鉴定样品表面的化学性质及组成的分析，其特点在光电子来自表面10nm以内，仅带出表面的化学信息，具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点，广泛应用于金属、无机材料、催化剂、聚合物、涂层材料矿石等各种材料的研究，以及腐蚀、摩擦、润滑、粘接、催化、包覆、氧化等过程的研究。X射线光电子能谱分析（XPS）可为客户解决的产品质量问题（1）当产品表面存在微小的异物，而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析，可选择XPS进行分析，XPS能分析≥10μm直径的异物成分以及元素价态，从而确定异物的化学态，对失效机理研究提供准确的数据。（2）当产品表面膜层太薄，无法使用常规测试进行厚度测量，可选择XPS进行分析，利用XPS的深度溅射功能测试≥20nm膜厚厚度。（3）当产品表面有多层薄膜，需测量各层膜厚及成分，利用D-SIMS能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。（4）当产品的表面存在同种元素多种价态的物质，常规测试方法不能区分元素各种价态所含的比例，可考虑XPS价态分析，分析出元素各种价态所含的比例。注意事项（1）样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm，当样品尺寸过大需切割取样。（2）取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置，取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装， 避免外来污染影响分析结果。（3）XPS测试的样品可喷薄金（不大于1nm），可以测试弱导电性的样品，但绝缘的样品不能测试。（4）XPS元素分析范围Li-U，只能测试无机物质，不能测试有机物物质，检出限0.1%。应用实例样品信息：客户端发现PCB板上金片表面被污染，对污染区域进行分析，确定污染物类型。测试结果谱图动态二次离子质谱分析（D-SIMS）飞行时间二次离子质谱技术二次离子质谱技术（Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry，D-SIMS）是一种非常灵敏的表面分析技术，通过用一次离子激发样品表面，打出极其微量的二次离子，根据二次离子的质量来测定元素种类，具有极高分辨率和检出限的表面分析技术。D-SIMS可以提供表面，薄膜，界面以至于三维样品的元素结构信息，其特点在二次离子来自表面单个原子层（1nm以内），仅带出表面的化学信息，具有分析区域小、分析深度浅和检出限高的特点，广泛应用于物理，化学，微电子，生物，制药，空间分析等工业和研究方面。动态二次离子质谱分析（D-SIMS）可为客户解决的产品质量问题（1）当产品表面存在微小的异物，而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析，可选择D-SIMS进行分析，D-SIMS能分析≥10μm直径的异物成分。（2）当产品表面膜层太薄，无法使用常规测试进行膜厚测量，可选择D-SIMS进行分析，利用D-SIMS测量≥1nm的超薄膜厚。（3）当产品表面有多层薄膜，需测量各层膜厚及成分，利用D-SIMS能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。（4）当膜层与基材截面出现分层等问题，但是未能观察到明显的异物痕迹，可使用D-SIMS分析表面超痕量物质成分，以确定截面是否存在外来污染，检出限高达ppb级别。（5）掺杂工艺中，掺杂元素的含量一般是在ppm-ppb之间，且深度可达几十微米，使用常规手段无法准确测试掺杂元素从表面到心部的浓度分布，利用D-SIMS可以完成这方面参数测试。动态二次离子质谱分析（D-SIMS）注意事项（1）样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm，当样品尺寸过大需切割取样，样品表面必须平整。（2）取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置，取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装， 避免外来污染影响分析结果。（3）D-SIMS测试的样品不受导电性的限制，绝缘的样品也可以测试。（4）D-SIMS元素分析范围H-U，检出限ppb级别。应用实例样品信息：P92钢阳极氧化膜厚度分析。飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）飞行时间二次离子质谱技术（Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry，TOF-SIMS）是一种非常灵敏的表面分析技术，通过用一次离子激发样品表面，打出极其微量的二次离子，根据二次离子因不同的质量而飞行到探测器的时间不同来测定离子质量，具有极高分辨率的测量技术。可以广泛应用于物理，化学，微电子，生物，制药，空间分析等工业和研究方面。TOF-SIMS可以提供表面，薄膜，界面以至于三维样品的元素、分子等结构信息，其特点在二次离子来自表面单个原子层分子层（1nm以内），仅带出表面的化学信息，具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点，广泛应用于物理，化学，微电子，生物，制药，空间分析等工业和研究方面。飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）可为客户解决的产品质量问题（1）当产品表面存在微小的异物，而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析，可选择TOF-SIMS进行分析，TOF-SIMS能分析≥10μm直径的异物成分。（2）当产品表面膜层太薄，无法使用常规测试进行成分分析，可选择TOF-SIMS进行分析，利用TOF-SIMS可定性分析膜层的成分。（3）当产品表面出现异物，但是未能确定异物的种类，利用TOF-SIMS成分分析，不仅可以分析出异物所含元素，还可以分析出异物的分子式，包括有机物分子式。（4）当膜层与基材截面出现分层等问题，但是未能观察到明显的异物痕迹，可使用TOF-SIMS分析表面痕量物质成分，以确定截面是否存在外来污染，检出限高达ppm级别。飞行时间二次离子质谱分析（TOF-SIMS）注意事项（1）样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm，当样品尺寸过大需切割取样。（2）取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置，取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装， 避免外来污染影响分析结果。（3）TOF-SIMS测试的样品不受导电性的限制，绝缘的样品也可以测试。（4）TOF-SIMS元素分析范围H-U，包含有机无机材料的元素及分子态，检出限ppm级别。应用实例样品信息：铜箔表面覆盖有机物钝化膜，达到保护铜箔目的，客户端需要分析分析苯并咪唑与铜表面结合方式。

治疗性单克隆抗体药物已经成为生物制药中增长最快的领域，国外近百亿美元销售额的单抗药物将在未来几年中专利保护陆续到期，引发了全球制药行业的一轮热潮。同时新型ADC（抗体药物偶联物，Antibody-Drug Conjugate）的研究开发也得到了广泛关注。 与小分子药物相比，抗体的结构复杂且天生具有&ldquo 非均一性（Heterogeneity）&rdquo 特点，分子本身的某些微小变化如糖基化修饰或者三维结构改变对药物活性和免疫原性有很大影响，因此法规监管机构要求将理化分析表征作为抗体质量研究的基础，其中LC/MS是非常关键的分析平台；另一方面，对于抗体药物代谢研究，LC/MS以其特有的专属性和高效率也得到了更多的关注。 本次网络研讨会将以抗体药物结构分析和表征为主线，通过具体的抗体药物分析表征应用案例介绍Waters公司基于UNIFI信息学平台的方案和工作流程如何帮助生物制药企业满足法规监管机构日益严格的要求，从控制仪器、采集数据到数据处理和生成报告，所有环节在一个软件平台自动完成。 讲座主要内容： 1、中国发展抗体药物的市场机遇； 2、LC/MS技术在抗体药物分析表征上和比较性研究上的应用进展； 主讲人：陈曦，实验中心经理，沃特世科技（上海）有限公司。 陈熙博士在生物大分子药物分析研究方面有丰富的实战经验，进行过多个抗体分子的分析表征研究。目前，陈博士是沃特世科技（上海）有限公司生物制药应用部经理，负责生物大分子应用开发团队，以及为生物制药领域的客户提供应用支持。陈博士于美国Clark University获得博士学位，博士期间主要研究方向为蛋白质化学，其中包括用液质连用技术进行双硫键的定性研究；在国内就读于北京大学。陈博士已经发表了多篇LC/MS应用文章。 讲座视频链接：http://www.waters.com/waters/library.htm?locale=zh_CN&lid=134769227&cid=511436

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 生物制药是制药行业近年来发展最快的子行业之一，全球生物制药发展迅速，市场规模庞大，我国的生物制药也在紧跟脚步。无论FDA还是CFDA都不断意识到控制药品市场准入与药品上市许可，即药品注册管理的重要性，2017年10月和12月国家食品药品监督管理总局药品评审中心(CDE)陆续颁布《生物制品注册分类及申报资料要求(试行)》、《治疗用生物制品注册申报资料指南(试行)》，规范生物药品注册申报的程序和资料。那么国内生物药分析、表征和质量控制存在哪些问题？在哪些方面尚待提升？仪器信息网邀请了SCIEX、赛默飞和安捷伦分享了他们对于国内生物制药企业的看法，供大家参考。 /span br/ /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/d48a5d99-3b4f-4125-8ed1-a3ef2006af4c.jpg" title=" 5c472894-74c3-419c-8122-b8b64f4c9dd6.jpg" alt=" 5c472894-74c3-419c-8122-b8b64f4c9dd6.jpg" width=" 195" height=" 259" style=" width: 195px height: 259px " / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-indent: 2em " SCIEX CE& amp Biopharma市场开发经理 赵鹏 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " SCIEX 赵鹏： /span /strong span style=" font-size: 16px " 国内企业在生物制药分析表征和质量控制方面主要有以下两点有待提升加强：1、表征方法建立及数据解读能力较弱。国内生物药企对于生物制药表征分析方法一般都是照搬国外方法，自己缺乏能力去进行新方法建立。特别是对于创新药的新特征，如何找到一种合适的表征方法，常常依赖于仪器制造公司。数据解读能力也比较薄弱，由于生物药的复杂性，常常会出现与预期不符的情况，如何从数据中找出样品相关信息，如何进行下一步的表征，也是国内生物药企需要提高的地方。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 2、质量控制体系中细节的把控。质量控制不仅包括常规的实验检测，规范性文件体系的建立，也包括细节上的把控。如有时候实验结果会受到环境、人员及检测平台的影响，前期制定的质量标准随着实验条件的改变有可能后期无法达到，所以在标准建立时就需要多环境，多人员，多方位的去测试。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/5ff82a1b-754d-4f18-b493-9801d34f37e7.jpg" title=" b8f2b559-aa7a-43ea-a632-c7a81b07ca0d.jpg" alt=" b8f2b559-aa7a-43ea-a632-c7a81b07ca0d.jpg" width=" 200" height=" 265" style=" width: 200px height: 265px " / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 16px " 赛默飞色谱质谱部生物制药业务发展经理 唐恺 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " 赛默飞 唐恺： /span /strong span style=" font-size: 16px " 工艺质量分析对于生物制药的生产至关重要，并且贯穿整个流程。在前期阶段，生物制药研发过程中需要分析测试，工艺开发与放大过程中，更需要质量控制把关。因此结构确证研究是生物制品注册申报资料的必备要素，以生物类似物为例，需全面对比多批次稳定中试工艺生产的原液和原研药进行的结构分析，包括一级结构、高级结构、，翻译后修饰和辅料等。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 国内生物制药企业经过近十年的高速发展，已经在表征分析和质量控制方面有了一定的经验和标准流程，如果工艺流程顺利，这是完全没有问题的。一旦工艺流程出现和理想状态不太一致的情况，比如出现了未知成分或修饰，如何鉴定这些杂质或修饰是什么，是在哪个工艺环节引入，如何改进工艺流程避免这些情况出现，这种情况下就需要高性能的硬件平台和丰富的不同类型样品分析经验。这也就是赛默飞色谱质谱部的优势所在，国际上我们和FDA,EMA以及大量跨国药企如基因泰克、安进等合作，国内我们和中检院、信达、恒瑞和复宏汉霖等紧密合作，有了丰富的不同类型样品的全流程解决方案，帮助客户，特别是相对缺乏经验的客户建立从表征分析到质量控制的完整流程。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " 安捷伦： /span /strong span style=" font-size: 16px " 国内生物制药企业与美国和欧洲的企业相比起步较晚，同时发展非常迅速，急需更多擅长生物药分析表征和质量控制的人才，适应企业发展的需求。安捷伦在过去几年中见证了企业客户的快速成长。未来我们也会继续服务于企业，和企业共同成长。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 16px " 在药物分析表征和质量控制方面，我们也看到国内生物制药领域与国际接轨非常紧密，有频繁的技术交流，并在生物制药分析表征和质量控制方面和国外快速同步。在知识大爆炸的环境下，企业需要不断学习新的技术，接受新的理念，这也是事关分析表征的极大挑战。 /span a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/swzybz" target=" _blank" span style=" font-size: 16px text-decoration: underline color: rgb(192, 0, 0) " i strong 更多信息请点击图片进入专题查看。 /strong /i /span /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " br/ /p p style=" text-align: center" a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/swzybz" target=" _blank" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/9e1ff6ab-6e75-4a40-b6c5-98fc4748db01.jpg" title=" WeChat Screenshot_20190505222818.png" alt=" WeChat Screenshot_20190505222818.png" width=" 525" height=" 164" style=" width: 525px height: 164px " / /a /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" text-decoration: underline font-size: 16px color: rgb(192, 0, 0) " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /span /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " 扫码关注仪器信息网“3i生仪社” /span /strong /p p style=" text-align: center text-indent: 2em " strong span style=" font-size: 16px " 解锁更多生命科学资讯干货！ /span /strong /p p style=" text-align: center " img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/c9e5e15c-124c-4820-8cea-639a7e7266ca.jpg" title=" 71131a07-2b8a-4876-bfc2-f9776e680221.jpg" alt=" 71131a07-2b8a-4876-bfc2-f9776e680221.jpg" / /p

活动背景表界面参数在日化行业中扮演着重要的作用，可以影响产品的触感、功能、效果、和稳定性。因此，在日化产品的研发和生产过程中，越来越多的厂商开始重视表界面参数并通过标准化的测量程序实现对产品性能的多维度评价。本月19日上午10:00克吕士将举办主题为《日化行业中表界面常用的表征方法及应用实例分析》的线上研讨会。这次我们非常荣幸能够邀请到纳爱斯集团有限公司日用化工领域高级工程师徐杰作为本期讲座的嘉宾，徐杰作为项目负责人主导完成了日化产品泡沫多维度评价方法研究工作，探索了动态泡沫分析仪的实际应用，并通过差异化的自动测试程序实现了泡沫性能的多维度评价，在本次讲座中也将从分析仪器、常用参数、应用实例等多个方面和大家进行分享。KRÜ SS的应用专家张晶晶也会解析表界面参数在日化行业（比化妆品中的乳化、分散、增溶、发泡和清洁等）的作用，并结合多个实例进行介绍和讲解。本次研讨会完全免费热诚期待您的参加！专家团队：讲座安排：报名方法2023年10月19日（周四）上午10:00开始本次讲座通过微吼进行，可通过手机APP或PC客户端参与直播。您可以通过以下链接或者关注我司公众微信号（克吕士科学仪器），在底部“互动”选项中选择“直播大厅”即可找到这期活动的直播入口，进行报名，期待您的参与！。

p 　　结构确认、生物分析、表征和质量控制方法等的研究是药物研发过程中的重要环节，这些研究必须尽可能准确、灵敏且具有选择性。在过去30年里，液相色谱和串联质谱(LC-MS-MS)技术一直是许多小分子药物分析的首选方法。在此期间，分析技术的高速发展为灵敏、可靠方法的开发提供了支持。但是当前制药/生物制药行业仍然渴求更强大的工具和更多样的方法，尤其是在市场上出现越来越多的大分子治疗药物的情况下。本文讨论了目前小分子及大分子药物生物分析过程中的问题，以及分析方法开发中的新趋势等。 /p p 　　液相色谱-质谱联用技术从上世纪90年代起即广泛应用于药物发现和研发实验室，因为这种技术有能力在含有成百上千种其他物质的样品中快速识别和量化低浓度化合物。LC-MS-MS技术在小分子药物的结构分析、ADME及生物分析研究中尤为重要。在化合物浓度不断降低的情况下，这项应用的难度在于对方法精确性和重现性的高标准要求。近年来，生物药物的发展非常迅速，这些大分子药物的分析也面临着一系列挑战，同时也推动了技术和方法的新进展。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 小分子药物生物分析 /span /strong /p p 　　几十年来，药物开发人员一直在样本收集过程中使用生物分析手段来测定给定样本中药物的准确浓度。这些研究的准确性取决于分析方法以及实验室分析仪器的可靠性，所使用的方法及仪器应能够选择性、特异性地量化目标化合物。由于生物分析样本(如血浆、血液和其他复杂的基质)中经常含有高含量结构相关或非相关化合物，这一分析一直特别具有挑战性。这些因可能会导致亲缘试剂或其他不相关化合物共洗脱的交叉反应会影响实验的准确性和重现性。 /p p 　　多年来，为了应对这些挑战，人们开发了很多基于LC-MS-MS的方法，改善了药物定量实验的灵敏度、通量、准确性和重现性。一种常用的方法是在三重四级杆质谱系统中使用多重反应监测(MRM)技术来降低噪声，同时提高量化的选择性与准确性。最近这种方法已经扩展至MRM sup 3 /sup 技术，通过增加碎片化步骤而改善选择性。如今，三重四级杆质谱系统已被用于开发浓度低至pg/ mL的小分子药物的检测方法，且具有良好的重现性、线性范围和信噪比。 /p p 　　由于基质干扰，某些化合物在生物样品中特别难以分离，这可能会导致出现未分辨的峰或基线噪音过高，从而影响数据重现性、准确性和动态范围。通常，这这类问题可以是通过额外的样本处理过程或使用速度较慢的色谱来解决。然而，由于样品通量所带来的压力，这样的解决方式会为大多数药物开发实验室增加额外的时间、金钱和劳动力成本。过去的几年内，出现了有效的替代技术，即将离子迁移谱与LC-MS技术相结合，从而提高选择性。它可以以离子迁移装置的形式连接到TOF或者三重四级杆质谱的前端，或者也可以直接内置在TOF质谱系统内，但这种方法大都无法满足生物分析实验中速度、选择性和耐用性之间的平衡。最近，在分析的LC和MS阶段之间，已经开发出了多种不同的离子迁移分离装置。这些使离子根据迁移轨迹的不同而分开，而不是根据时间而分离，这样就去除了背景化合物的影响，从而提供了一个耗费更短MRM周期时间的系统，以便快速准确地检测复杂基质中的低浓度化合物。 /p p 　　目前，越来越多生物分析实验室采用基于微流LC的方法来分析低浓度水平的化合物。这项技术使用更小的色谱柱(直径小于1mm)和电极，以获得更快速、更灵敏以及更高分辨率的结果，同时将柱后分散降到最低。较低的流速也提高了电离效率、减少了离子抑制，同时大大降低了样品及溶剂的使用量，为制药开发过程带来了经济和环保方面的优势。微流LC所需要的样品体积较低，这也恰好符合制药行业在采用显微取样技术进行毒物学和生物分析研究等方面的需求。此外，微流LC还可以结合不同离子迁移质谱，从而灵敏地对生物样品中的化合物进行选择性分析。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 大分子药物生物分析 /span /strong /p p 　　生物分析方法的准确性、耐用性和重现性仍然是药物研发人员以及监管部门所关注的关键问题。然而，传统的用于小分子药物生物分析的LC-MS方法通常并不适用于研究大分子药物，如抗体、生长因子、寡核苷酸和重组肽等。这些分子具有更大的尺寸以及复杂性，这就意味着在分析它们之前通常需要大量的样品制备过程，且它们的吸附特性以及背景蛋白的干扰会进一步影响定量的准确性。 /p p 　　LC-MS-MS方法经过优化后可直接分析10kDa以下的小肽 而在定量分析之前，通常需要应用免疫反应介导的样本提取和/或样品富集步骤来增强选择性。而对于更大的蛋白质，通常需要更复杂的工作流程，包括在使用LC-MS方法对代表性肽进行分析之前的蛋白质水解。这种间接分析的方法被实验人员广泛采用，但却非常复杂，并会受到诸如可变肽释放等的影响。此外，监管部门也还尚未对这些方法的验证方法发布指导原则。 /p p 　　如ELISA等的配体结合分析(LBAs)方法是一种成熟的蛋白质定量技术，且对于生物分析来说，它们的优势还在于其有能力同时检测人体循环中的游离药物以及药物的活性结构。然而，LBAs方法也有许多局限性，影响了它们在高通量药物开发中的应用。在最近的一项研究中，研究人员已经开始将LBAs方法与LC-MS方法结合起来。这些方法上的进展得益于三重四级杆及QTRAP质谱系统等技术的改进，包括灵敏度的提高，即可在低至毫克至微克的水平上检测大分子。这些新技术改善了电离与采样效率，增加了动态范围和可切换质量范围，而且允许不同质量的离子通过探测器。因此才开发除了很多经过验证的方法用以测定各类具有分析难度的药物，如细胞因子抑制剂、阿达木单抗、升糖激素、胰高血糖素、胰岛素类似物、胰岛素以及如用于自身免疫性疾病的英夫利昔以及用于乳腺癌的曲妥珠单抗等的抗体治疗药物。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 大分子表征 /span /strong /p p 　　多数大分子药物在生产过程中容易发生序列改变和生物转化不一致的现象。这些改变对于药物的有效性、生物利用度和安全性都会造成影响。因此，药物分析实验室会定期进行蛋白质的表征研究，以监测序列降解和转录后修饰，如氨基酸的改变和糖基化。这些研究通常采用LBAs或毛细管电泳(CE)技术。CE技术是一种强大的、耐用的方法，但在完整的表征过程中却非常耗费人力和时间，特别是在处理复杂药物如抗体药物偶联物(ADC)时，其表征可能需要不同分析方法的反复运行以及复杂的数据处理过程。 /p p 　　近年来，技术的进展引发了几种蛋白质表征方法的改进。另外，CE技术与电喷雾离子化技术(CESI)的整合也促使了CESI-MS技术的发展，大大加速与简化了蛋白质分析。将CE技术的高分离效率与纳流LC结合，能最大限度地提高电离效率，并减少离子抑制。CESI-MS系统采用开管毛细管，最大限度地减少了死体积，从而提高了灵敏度和峰值效率。同时由于没有固定相，也避免了肽的丢失或过度保留。在最近的一个案例中，在使用单一蛋白酶消化后应用CESI–MS方法的单次运行之后，抗乳腺癌药物曲妥珠单抗被完全表征。该方法包含了100%的序列，而且鉴别了几个关键的氨基酸修饰 在同一分离中还完成了完整的糖肽分析。 /p p 　　生物转化如脱酰胺、氧化以及结构的改变是LBAs等的传统方法所面临的挑战。曲妥珠单抗结构中的一个关键位置在体内会发生脱酰胺作用，而在经过验证的ELISA方法中并无法识别这种脱酰胺现象。人们最近开了一种LC-MS-MS方法来定量监测这种生物转化作用，采用胰蛋白酶消化的方法，使用选择反应监测(SRM)对特征肽进行定量。实验结果表明，该方法能同时有效地定量分析脱酰胺信号敏感肽及其脱酰胺产物。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 结论 /span /strong /p p 　　成功的药物开发及药物安全性研究依赖于大分子药物在研发或表征过程中某些步骤，及一系列相关分析测试过程。这些分析方法的准确性和重现性对工业界以及患者来说是非常重要的。多年来，由于激烈的竞争形势以及制药行业严格的监管特性，我们看到了分析技术的持续发展。尤其是近年来仪器本身及方法开发上的一系列进展，帮助人们开发了很多全新的治疗药物及更加复杂的化合物。在未来，这些研究还将需要更多快速的、选择性强的和精准的分析方法。 /p p 　 strong 　注：本文为仪器信息网翻译，原标题为“Trends and Challenges for Bioanalysis and Characterization of Small and Large Molecule Drugs”，作者为SCIEX全球制药/生物制药高级市场经理Suma Ramagiri博士。 /strong /p p br/ /p

兹真诚邀请您及相关人员参加瑞士华嘉公司于2008年5月29日在 石家庄西美酒店举办“总有机碳分析、手性物分析及最新颗粒表征进展及应用技术交流会”。 瑞士华嘉公司仪器部，专业提供各种分析仪器及设备，独家代理众多欧美仪器品牌，负责其产品在中国区推广。产品范围包括：颗粒表征、表面分析、物理化学分析等各类分析仪器。此次我们将结合德国元素公司（Elementar）、美国鲁道夫（Roudolph）及美国麦奇克（Microtrac）公司产品，重点介绍总有机碳分析、手性物分析及最新颗粒表征技术进展及应用。 德国元素公司是有机元素分析仪器的先驱，公司最早创立高温技术碳元素分析方法，在70年代开发了第一台高温法TOC分析仪；美国鲁道夫是专业的旋光仪、折光仪、密度计等物性仪器的生产厂家，一直致力于提供更加完善的测试仪器和更加有效迅捷的测试方法；美国麦奇克公司是世界上著名的激光应用技术研究和制造厂家，其麾下所有产品均已通过ISO9001质量标准认证，GMP标准认证，欧洲EMC标准认证等。 此次交流会的目的是为了让与会者更多的了解瑞士华嘉公司及其所代理的实验室仪器；相信您莅临此会，将会对您的生产和研究工作带来帮助。谢谢！ 附：会议日程安排 时 间：2008年5月29日，星期四 地 点：河北省石家庄市建设大街6号 西美商务酒店五楼502会议室 会议日程安排 8:30－9:00 签到，奉送资料 9:00－10:30 讲座：总有机碳分析技术进展及应用 主讲：郝昌德 10:30－10:45 茶 歇 10:45－11:30 讲座：手性物分析中旋光仪的应用 主讲： 郝昌德 11:30－12:00 讨论、交流 ； 12:00－13:30 午 餐 13:30－15:00 讲座：最新颗粒表征技术进展及应用 主讲：魏延喜 15:00－15:30 讨论、交流 ； 请有兴趣参加交流会的客户，下载参会回执并于5月27日前传真或电邮至华嘉公司北京。 传真：010-65610278 helen.zhang@dksh.com，Lucy.y.zhang@dksh.com http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100150/downloadlist.asp?id=68410友情提示： 时 间：2008年5月29日，星期四 会议地点：河北省石家庄市建设大街6号 西美商务酒店五楼502会议室 乘车路线：乘1路,5路,15路,34路,12路到北国商城下车南行100米

中国，上海 （2010年6月13日）----服务全球，世界领先的赛默飞世尔科技有限公司与德国耐驰公司密切合作，携手进一步拓展中国地区的销售业务，并将于6月25日举办各种流变学和热分析领域的应用技术交流会。 交流会由两个公司的资深技术专家进行深入全面的讲解，不仅向您展示最新的热分析和流变技术，更重要的是帮助您从实验数据中获得最有价值的材料信息。内容丰富实用、图例精彩，相信一定会为您的工作提供有效的帮助。在此，我们热诚的邀请您的参与,相信您绝对不枉此行! 会议注册请点击www.thermo.com.cn/mcseminar。 德国耐驰仪器公司作为全球热分析技术的领导者，秉承专业、专注的精神长达半个世纪之久，一贯为客户提供品质一流、技术领先、工艺精湛的热分析仪器，在各行业赢得了广泛认可，公司也取得了长足的发展！ 流变学领域的领先者之一赛默飞世尔科技凭借其丰富的Thermo Scientific材料物性表征解决方案为各行各业的客户提供支持。材料物性表征解决方案对塑料、食品、化妆品、药品、涂料、化学品和石化产品，乃至各种液体或固体的粘度、弹性、可加工性和温度相关力学变化进行分析和测量。欲了解更多信息，请访问www.thermoscientific.com/mc。 Thermo Scientific是全球服务科学领域的领导者赛默飞世尔科技旗下品牌。 日程安排 6月25日（周五） 成都市一环路南三段66号 四川雅乐大酒店 附楼B座二楼凯旋厅 08:30 ~ 09:00 签到、领取资料 09:00 ~ 10:10 热分析技术进展 10:30 ~ 12:00 热分析技术在材料表征方面的应用 12:15 ~ 13:15 午餐. 13:30 ~ 15:30 流变技术及其在材料表征、加工方面的应用 15:30 ~ 17:00 自由讨论 详情咨询： 耐驰科学仪器商贸(上海)有限公司成都分公司 联系人：姜丽丽 电话：028－86528518 传真：028－86528718 Email： lili.jiang@nsi.netzsch.cn 赛默飞世尔科技（中国）有限公司 联系人：冯敏 电话：021-68654588-2257 传真：021-64451101 Email：info.mc.china@thermo.com 敬请在6月21日前网上注册页面提交您的回执，或与我们取得联系，以便我们进行安排。谢谢！ 关于赛默飞世尔科技 赛默飞世尔科技（纽约证券交易所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于为客户提供全面支持，让世界变得更健康、更清洁、更安全。公司拥有员工35000名，年收入超过100亿美元，所服务客户包括：医药和生物科技公司、医院和临床诊断实验室、大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制等行业。公司借助Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要品牌，为客户提供了独特的连续技术开发以及最便捷的采购方案，为公司的主要股东创造利润和其他价值。公司的产品和服务有助于加快科研步伐，帮助客户解决从复杂研发到常规测试再到现场应用中遇到的各类分析挑战。欲获取更多信息，请访问公司网站： www.thermoscientific.com (英文) 或 www.thermo.com.cn www.fishersci.com.cn (中文) 关于耐驰 德国耐驰仪器制造有限公司（NETZSCH-Gerä tebau GmbH）是德国耐驰集团旗下子公司，总部位于德国北巴伐利亚塞尔布，全球员工人数超过2200人，年营业额2.92亿欧元。耐驰分析与测试产品系列包括各种用于研发和质量控制的热分析仪器，品种齐全，涉及塑料、化学、无机材料和建筑材料以及环境分析等多个行业和领域。产品线中还包括用于确定固体、熔体和液体的热分析特性的仪器。欲了解更多信息，请访问耐驰公司网站：www.netzsch-thermal-analysis.com

p style=" text-indent: 2em " RedShift& #8482 BioAnalytics公司推出了一款新型蛋白质表征平台——AQS3& reg PRO，这一平台结合了强大的、高度集成的自动化生物分析软件，为生物医疗行业带来了高灵敏度的光谱分析。 /p p style=" text-indent: 2em " 用户通过这一平台可以观察浓度范围在0.1至200 mg/mL的蛋白质二级结构变化，并能进行集成性、可量化、稳定的结构检测和相似性检测，为用药的安全性和有效性提供重要支撑。它能够提供多种属性的测量，减少甚至消除了使用不同工具进行各种单一属性测量的需要。此外，AQS3pro还具有先进的自动化多样本分析功能，大大简化了生物医疗产业的分析工作流程。 /p p style=" text-indent: 2em " RedShift& #8482 BioAnalytics公司的首席技术官Eugene Ma表示：“ AQS3prois是生物物理表征领域的一项重大进展——将红外光谱应用在生物医疗领域的诊断分析上。这一平台是我们内部一流研发团队与大量行业专家、学术专家倾力合作的结晶。其检测的准确性、重复性和重现性已在数百个样本中得到验证，这些样本包含有数千种尺寸量度的蛋白质。有力的数据支撑和合作伙伴的热情增强了我们对AQS3Pro的信心，我们相信这一成果具有相当大的产业化价值。” /p p style=" text-indent: 2em " AQS3Pro新系统使用了RedShift& #8482 BioAnalytics公司的微流控调制光谱学（MMS）专利技术，这一技术将针对微流体的中红外激光光谱分析与先进的信号处理相结合，对蛋白质的二级结构进行测量。它能够在0.01至200mg/mL的浓度范围内对蛋白质直接进行无需标记的测量，在生物医药研发和制造过程经常遇到的各种条件下，无需样品稀释，就可以进行样品表征。其检测是高度自动化的，其多样品检测功能、便捷化操作设置和最先进的生物分析软件进一步提升了检测流程的效率。创新而灵活的分析套件也使得光谱数据的常规分析高度自动化，其先进的检测分析工具能够方便地获得样品的结构性变化，并对这些变化的影响进行深入分析。 /p p style=" text-indent: 2em " “我与RedShift& #8482 BioAnalytics一直在AQS3PRO的验证性测试中合作。”美国特拉华大学的Christopher Roberts教授说， “这一平台将MMS和红外光谱应用在蛋白质溶液的分析中，让我们能够对多种样本、多种浓度范围蛋白质的二次结构性变化，进行同时的原位量化测量。无论是对从事蛋白质基础性研究的科学家，还是负责生物产品开发的工程师，AQS3PRO都将带来极大的助益。” /p

2011年5月25日，由美国康塔仪器公司主办，华南理工大学承办“2011多孔材料表征分析技术研讨会”在广州华南理工大学五山校区顺利召开，近八十位业内人士参加了此次大会。 　　本次大会围绕“吸附理论”、“气体吸附法测量比表面与孔径大小” 、“如何正确应用BET理论计算比表面”、“非定域密度函数理论在孔径分析中的应用”、“化学吸附仪器在催化剂活性表征中的应用”、“压汞法在孔径分析中的应用”等议题展开培训和讨论，旨在为积极应对材料发展的各种挑战献计献策，尤其是新能源材料。 　　与会者对报告反响热烈，认为研讨会涉及内容正是他们迫切需要的，解决了他们在科研中长期困惑的问题，为今后把握正确分析方法指明了方向。研讨会延长至晚上6时余才得以结束。

为了使广大用户更多地了解美国康塔仪器公司最前沿的测量技术、更准确地使用物理吸附方法对材料性质进行表征，美国康塔仪器公司于2012 年06月15日在天津大学天南联合大厦报告厅成功举办&ldquo 多孔材料表征分析技术研讨会&rdquo 。 主持此次会议的是美国康塔仪器公司中国区应用专家张哲泠老师。张老师详细讲述了多孔材料比表面积和孔径分析技术原理及最新的科研进展， 并结合仪器原理系统分析了如何测好样品，包括参数的意义和分析过程中的注意事项以及高端应用，同时通过详细的理论分析解答了科研工作者在数据分析中的困惑。与会学者对此做出了极高评价。 美国康塔仪器公司是著名的当代颗粒技术开创者。致力于粉体及多孔物质的测试分析技术四十余年，康塔公司将继续本着恪尽职责、服务于客户的理念，推动材料分析技术的发展。

增材制造常被称作3D打印，是一种从无到有逐层构建三维结构或组件的制造工艺。其原理是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，将三维实体变为若干个二维平面，利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末、塑料等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成形，制造出实体产品。目前增材制造应用行业日益增多，包括航空航天，汽车制造，消费电子，生物医疗，工业设备等。增材制造工艺包括：粉床熔融成型，立体光刻工艺，熔融沉积成型，喷胶粘粉工艺等。相比于传统的减材制造方式，增材制造工艺具有低成本、高效益等优势，越来越受到各行业的青睐。但要成功地进行增材制造，前提是必须对组件的原材料（如金属粉末和聚合物粉末）进行表征筛选。为什么材料表征很重要？使用增材制造工艺生产的组件在性能上高度依赖于其基本的微结构，而微结构又取决于原材料（金属、聚合物）的性能和所使用的工艺条件。在工艺条件固定的情况下，最大的不确定性就来自于材料；材料性能不一致会导致组件成品的性能不一致。因此，要生产出质量一致的增材制造组件，制造商必须了解并优化材料的特性，例如金属粉末、聚合物粉末或其他材料（如陶瓷和聚合物树脂）。材料的哪些特性很重要？这取决于所采用的增材制造工艺和使用的材料类型。例如，在喷胶粘粉工艺和粉床熔融成型等金属粉床工艺中，材料的粒度和粒形是其关键特性，因为它们会影响粉末的流动和填充度。而在这些工艺中，材料的化学成分同样重要，尤其是金属粉末；粉末材料需满足指定的合金成分，这会直接影响成品的性能。晶体结构是金属粉末的另一个重要特性。因为在某些增材制造过程中，快速加热 - 冷却循环会引起物相变化并产生残余应力，进而影响组件的疲劳寿命等机械性能。另外，对于增材制造使用的聚合物材料，聚合结构（支化度、结晶度）可能会影响材料的液态和固态性能，包括粘度、模量以及热性能等。增材制造原材料表征方案在粉床熔融过程中，金属粉末层分布于制造平台上，被激光或电子束等选择性地熔化或熔融。熔化后平台将被降低，此过程将持续重复，直到制造完成。未熔融粉末将被去除，根据其状态重复使用或回收。因此，粉末层增材制造工艺的效率和成品组件的质量在很大程度上取决于粉末的流动行为和堆积密度。从新合金或聚合物开发到粉末回收，制造商必须在供应链的各个阶段对粉末性能进行表征。其中，激光衍射、自动图像分析、X 射线荧光和 X 射线衍射是用于表征增材制造粉末的四种常用关键分析技术。粒度分布及大小在粉床式增材制造工艺中，粒度分布会影响粉床的填充度和流动性，进而影响生产质量和最终组件的性能。为了测定增材制造使用的金属、陶瓷和聚合体粉末的粒度分布，全球粉末生产商、组件制造商以及机器制造商通常使用激光衍射技术来鉴定和优化粉末性能。使用激光粒度衍射仪Mastersizer 3000 系统或在生产线上使用在线Insitec 粒度测量系统，可在实验室环境中提供完整的高分辨率粒度分布结果。激光粒度仪Mastersizer 3000颗粒形状粒度和粒形直接影响粉床的致密度和粉末流动性。形状平滑规则的颗粒比表面粗糙、形状不规则的颗粒更容易流动和填充。增材制造商为保证所用颗粒具有规则形状，可使用 Morphologi 4 自动成像系统对金属、陶瓷和聚合物粉末的粒度和粒形进行分类和鉴定。该系统可将颗粒的长度、宽度等大小测量结果与圆度、凸曲度（粗糙度）等形状特征评估结果相结合，帮助制造商完成上述工作。Morphologi 4快速自动化粒度和粒形分析仪元素组成元素组成对于合金材料尤其重要，合金元素含量的微小变化都会影响其化学和物理性能，包括强度、硬度、疲劳寿命和耐化学性。为了检测这些变化以及污染物或夹杂物，并确定这些金属合金和陶瓷的元素成分，可使用 X 射线荧光 (XRF) 系统，比如 Zetium 和 Epsilon 等系统。而且，与其他技术相比，XRF 还能显著节省时间和成本。X射线荧光光谱仪Zetium台式能谱仪一体机Epsilon1微结构诸如物相成分、残余应力、晶粒大小和晶粒取向分布（织构）等微结构特性，也会影响成品组件的化学和机械性能。 为了分析这些微结构特性并控制成品组件的性能，制造商通常使用台式 X 射线衍射 (XRD) 系统分析金属的物相，比如 Aeris 系统。 如需获取有关材料在各种条件下的织构、晶粒尺寸和残余应力的更多信息，则可以使用多用途衍射仪，比如 Empyrean 衍射仪。 XRD 还广泛用于研究聚合物和陶瓷的结构和结晶度。 如要确定聚合物粉末的分子量和分子结构，则大多会使用凝胶渗透色谱 (GPC) 系统，比如 Omnisec 系统。台式X射线衍射仪Aeris马尔文帕纳科增材制造表征解决方案可用于： 确保始终如一的粉末供应防止产品质量波动 为采用不同撒布器或耙式设计的机器确定合适粉末 优化雾化条件以实现所需的粉末特性 预测并优化粉末堆积密度和流动特性 确保粉末具有正确的元素组成和相结构 确定制造组件的残余应力、应变和织构作者：马尔文帕纳科

单个外泌体表征分析是将免疫学与光学结合的一种新技术[1]。该技术先利用免疫识别将特定的外泌体进行捕获分离，然后再对目标外泌体的表面标志物及内容物（如携带的蛋白质、RNA、DNA及细胞因子）进行定量分析，从而更加全面地反映外泌体的特性。作为外泌体表征分析的倡导者，美国NanoView Biosciences于2018年推出了全自动外泌体荧光检测分析系统ExoView，该系统一经推出，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注，仅两年在全球已有50多个实验室采用该技术，发表文献近百篇。进入2021年，使用ExoView发表的论文出现井喷性增长，短短数月已经发表了近30篇。本文将选取其中几篇比较有代表性的文章，来说明ExoView在肾脏再生、胎儿早产、miRNA等研究领域的具体应用。 ACS Nano：多聚脱氧核糖核苷酸和干细胞来源的细胞外囊泡的复合生物活性支架可用于肾脏再生 慢性肾病（CKD）已是一个严重的公共卫生问题，因为其治疗成本高，而且发病率和患病率在不断增加。目前CKD的治疗方法是肾脏替代疗法，包括腹膜透析、血液透析和肾脏移植，但可用肾脏的数量无法满足日益增长的需求。因此，肾脏组织工程和肾脏再生被认为是一种有前景的治疗方法。基于此，Kyoung-Won Ko等[2]研发了一种多孔气动微挤压复合支架（PME），它是由聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA, P）、氢氧化镁（MH, M）和脱细胞猪肾细胞外基质 (kECM, E) 组成，并用多聚脱氧核糖核苷酸（PDRN）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）/干扰素-γ（IFN-γ）诱导的间充质干细胞来源的细胞外囊泡（TI-EV）进行功能化，以促进肾组织的再生和维持其功能。结果显示与现有的肾部分切除小鼠模型的 PME 支架相比，PME/PDRN/TI-EV支架可诱导有效的肾小球再生和肾功能恢复。 其中，研究人员使用ExoView对未处理的脐带组织间质干细胞的外泌体（UC-EV）和经过TNF-α/IFN-γ 预处理的脐带组织间质干细胞的外泌体（TI-EV）进行检测，结果显示CD9和CD81在UC-EV上显着表达，而CD63主要在TI-EV 上表达（图1）。由于CD63对内吞作用很重要，因此TI-EV比UC-EV更容易被细胞摄取。 图1 ExoView检测CD9、CD63、CD8在UC-EV和TI-EV中的表达Lab on a Chip：细胞外囊泡介导的母胎之间HMGB1信号诱导早产 早产（PTB，小于37周的妊娠）每年影响了全球约11％的孕妇，造成100万新生儿的死亡。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）是一种警报素，是衰老羊膜细胞通过细胞外囊泡释放的炎症信号之一。羊水、脐带血和孕妇血液中的HMGB1水平升高与足月和早产有关。Enkhtuya Radnaa等[3]通过电穿孔把正常羊膜上皮细胞的外泌体改造为含有HMGB1的外泌体（eHMGB1）并对其进行表征，然后使用包含四个不同细胞类型（羊膜、绒毛膜间充质、绒毛膜滋养层和蜕膜细胞）的四腔微流控芯片器官设备（FMi-OOC）测试其在母-胎界面（FMi）中的传播力。结果显示导致PTB的eHMGB1与增加的FMi炎症有关。该研究证明了胎儿外泌体介导的旁分泌信号传导可以产生炎症并诱导分娩。 值得注意的是，研究人员对eCTRL与eHMGB1进行荧光染色标记并使用ExoView进行检测。基于ExoView可有效检测外泌体内容物的特性，研究结果显示eHMGB1的HMGB1阳性外泌体数量明显高于eCTRL，而CD9和 CD63阳性的外泌体在两个样本中数量接近，这表明HMGB1已成功装载到eHMGB1中（图2）。图2 ExoView检测改造的对照外泌体（eCTRL）与eHMGB1 Brain Behavior and Immunity：脊髓损伤导致血清神经炎症相关纳米颗粒中miRNA与CD81+外泌体水平的改变 脊髓损伤（SCI）会对机体产生系统性影响，导致呼吸、免疫、消化等功能异常，以及相关脑区产生神经炎症和退行性病变。有研究表明，SCI的病理发展可能与血液中外泌体的运输有关；而在中枢神经系统损伤模型中，外泌体可能参与了miRNA等炎性因子运输导致炎症扩散。Khan等[4]使用包括Exoview外泌体表型分析的多种技术详细表征了SCI建模的小鼠血浆外泌体，发现损伤后外泌体的数量、蛋白marker和内容物均有明显的变化，将SCI小鼠的外泌体注射入脑室还可诱发产生炎症。研究人员使用ExoView检测了SCI血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位（图3A）。外泌体在CD81和CD9区域产生特异性结合而被捕获，而没有CD63捕获。根据干涉成像获得外泌体尺寸分布，其中在50nm多（图3B&C）。荧光成像则检测到了大量干涉成像检测不出的尺寸小于50nm的外泌体（图3D&E），CD81和CD9在大量外泌体上表型出荧光共定位，而CD63荧光则未被检测到，这与图3C结果一致（图3F-H）。图3 ExoView检测血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位 研究人员进一步比较了SCI组和对照组的血浆外泌体变化，结果表明，在损伤后1d的时间点，CD81外泌体数量相对对照组更高，与Western Blot的结果一致；而CD9外泌体数量则没有统计学差异，与流式分析的结果一致（图4A&B）。基于图3H的CD81与CD9有大量的荧光共定位，检测CD9外泌体的CD81荧光强度，由1d的荧光强度中位数差异可知，CD81+外泌体数量与外泌体的CD81含量在损伤后1d有明显上升（图4C）。图4 ExoView检测血浆外泌体的粒径、数量、荧光强度和共定位 参考文献：[1] Scherr, S. M., Daaboul, G. G., Trueb, J., Sevenler, D., Fawcett, H., Goldberg, B., ... & Ünlü, M. S. (2016). Real-time capture and visualization of individual viruses in complex media. ACS nano, 10(2), 2827-2833.[2] Kyoung-Won Ko, So-Yeon Park, Eun Hye Lee, Yong-In Yoo, Da-Seul Kim, Jun Yong Kim, Tae Gyun Kwon and Dong Keun Han. (2021). Integrated Bioactive Scaffold with Polydeoxyribonucleotide and Stem-Cell-Derived Extracellular Vesicles for Kidney Regeneration. ACS Nano, 15(4): 7575−7585.[3] Enkhtuya Radnaa, Lauren S. Richardson, Samantha Sheller-Miller, Tuvshintugs Baljinnyam, ...& Ramkumar Menon. (2021). Extracellular vesicle mediated feto-maternal HMGB1 signaling induces preterm birth. Lab on a Chip, DOI: 10.1039/D0LC01323D.[4] Khan, N. Z., Cao, T., He, J., Ritzel, R. M., Li, Y., Henry, R. J., ... & Wu, J. (2021). Spinal cord injury alters microRNA and CD81+ exosomelevels in plasma extracellular nanoparticles with neuroinflammatory potential. Brain, behavior, and immunity, Volume 92: 165-183.全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）简介Nanoview所开发的全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R100）采用单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术，是一款无需纯化的全自动的新型外泌体表征设备。该设备能够提供全方位的外泌体表征信息，包括颗粒大小、计数、表型与生物标志物共定位等，提供多层次和全面的外泌体测量解决方案。 为了更好的服务中国客户，Quantum Design中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据。欢迎各位老师垂询：010-85120280。前10名订购服务的老师，可享受8折优惠！扫描上方二维码，即刻订购吧！

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 10月15日-16日，中国科学院半导体研究所、仪器信息网联合主办首届“半导体材料与器件研究与应用”网络会议(i Conference on Research and Application of Semiconductor Materials and Devices, iCSMD 2020)，22位业内知名的国内外专家学者聚焦半导体材料与器件的产业热点方向，进行为期两日的学术交流。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 会议期间，来自HORIBA Scientific的工业销售经理熊洪武做了《HORIBA Scientific多种分析技术在半导体材料表征中的应用》的报告。 /p p style=" text-align: center " script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=6AB4F86C1108F04C9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 据介绍，HORIBA集团有五大事业部，包括汽车测试系统、过程＆环境、医疗、半导体和科学仪器事业部。其中，半导体事业部主要提供质量流量控制（气体/液体流量控制技术）、药液浓度监控（监测不同药液浓度）和异物颗粒探测（光掩模颗粒检测与去除）；科学仪器事业部则提供各种分析仪器，主要包括分子光谱、表面分析、粒度表征、元素分析和光学光谱仪器。本次报告，熊洪武分享了HORIBA技术在半导体材料中的应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 熊洪武表示，HORIBA分析技术可广泛应用于半导体材料相关检测项目中。晶圆制程中，拉曼光谱仪可检测半导体材料的应力、晶型、成分、载流子浓度、温度和SiC单晶衬底晶型等；光致发光光谱仪可用于B、P、Al、As等杂质含量测试和GaAs、InP、GaN、SiC等材料PL；阴极射线发光光谱仪可用于GaN、SiC晶圆等材料的缺陷、杂质、包裹体等分析；氧分析仪可测试重掺硅单晶中氧含量。沉积制程中，椭圆偏振仪可用于膜厚、膜质量和膜均匀性的检测；辉光放电光谱仪可检测膜层/镀层元素在深度上的分布变化ICP-OES可测量Mo源中杂质元素含量。抛光制程中，激光粒度仪可用于CMP研磨液粒径测量。封装制程中，显微X射线荧光可用于集成电路封装布线中的离子迁移、缺陷、短路分析等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 报告中，熊洪武还详细介绍了一些半导体材料表征的应用实例。除以上科学仪器外，HORIBA还可为半导体设备制造商提供多种类型光栅、光谱仪。 /p

仪器信息网讯 2023年7月8日，中国材料大会2022-2023在深圳国际会展中心开幕。本届中国材料大会系首次在深圳举办，大会聚焦前沿新材料科学与技术，设置77个关键战略材料及相关领域分会场，三天会期预计超1.9万名全国新材料行业产学研企代表将齐聚鹏城，出席大会。作为分会场之一，材料界面/表面分析与表征分会于7月8日下午开启两天半的专家报告日程。中国材料大会2022-2023开幕式暨大会报现场材料界面/表面分析与表征分会由香港城市大学陈福荣教授、太原理工大学许并社教授、北京工业大学/南方科技大学韩晓东教授、中科院金属研究所马秀良研究员、北京工业大学隋曼龄教授、太原理工大学郭俊杰教授等担任分会主席。分会采用主题报告、邀请报告、口头报告、快闪报告等形式，围绕材料界面/表面先进表征方法、功能材料调控与表征、结构材料界面/相变/位错与变形、纳米催化材料、半导体材料、能源电池材料、铁电功能材料等七大主题专场邀请60余位业界专家进行了逐一分享。以下是“材料界面/表面先进表征方法”主题专场报告花絮与摘要简介，以飨读者。“材料界面/表面先进表征方法”主题专场现场报告人：香港城市大学 陈福荣报告题目：脉冲电子显微镜对螺旋材料三维原子动态的研究 像差校正电子光学和数据采集方案的进步使TEM能够提供亚埃分辨率和单原子灵敏度的图像。然而， 辐射损伤、静态成像和二维几何投影三个瓶颈仍然挑战者原子级软材料的TEM成像。对于辐射损伤，电子束不仅可以在原子水平上改变形状和表面结构，而且还可以在纳米尺度的 化学反应中诱发辐射分解伪影。陈福荣在报告中分享了如何由脉冲电子控制低剂量到量子电子显微镜的零作用。并介绍了脉冲电子光源提供可控制的低剂量电子光源, 在高时间分辨率下探测3D原子分辨率动力学 方面的研究进展。报告人：南方科技大学 林君浩报告题目：新型二维材料的原子尺度精细缺陷表征与物性关联研究二维材料是目前研究的热点。由于层间耦合效应和量子效应的减弱，大量新奇的物理现象在二维材料中被发现。其中，二维材料中的缺陷对其性能有直接的影响。理解缺陷的原子结构和动态其演变过程对二维材料功能器件的改进与性能提供具有重要意义。然而，只有少数几种二维材料在单层极限下在大气环境中是稳定，大部分新型二维材料，如铁电性，铁磁性或超导的单层材料在大气环境下会迅速劣化，无法表征其缺陷的精细结构。林君浩分享了定量衬度分析技术在二维材料缺陷表征中的应用，以及其课题组在克服二维材料水氧敏感性的一些尝试。报告人：北京大学 赵晓续报告题目：旋转低维材料的原子结构解析与皮米尺度应力场分析理论预测旋转二维材料的超导机制及其他物理学特性与层间电子强关联效应息息相关，然而迄今为止旋转二维材料的摩尔原子结构及其应力场至今未被实验在原子尺度精确测量。鉴于此，赵晓续团队利用低压球差扫描透射电子显微镜对一系列旋转二维材料的原子摩尔结构及其应力场做了深入研究和分析，通过大量实验对比和验证，系统解析出了由于层间滑移所产生的五种不同相。相关工作第一次系统分析了旋转二维材料的精细结构及应力场，对进一步探索和挖 掘旋转材料体系奇异物性有着重要指导意义。 报告人：香港理工大学 朱叶报告题目：Resolving exotic superstructure ordering in emerging materials using advanced STEM新型功能材料的特点通常是在传统晶胞之外呈现有序性。这种复杂的排序，即使是集体发生的，通常也会遭受纳米级的波动，破坏传统的基于衍射的结构分析所需的长期周期性，对精确的结构确定提出了巨大的挑战。另一方面，成熟的像差校正TEM/STEM提供了一种替代的实空间方法，通过直接成像原子结构以皮米级精度来探测局部复杂有序。报告中，朱叶通过系列案例展示了先进的STEM在解决钙钛矿氧化物和二维材料中复杂的原子有序方面的能力。STEM中的iDPC技术帮助课题组能够解开复杂钙钛矿中与调制八面体倾斜相关的奇异极性结构。工作中的表征策略和能力为在原子尺度上探索新兴功能材料的结构-性能相互作用提供了有力的工具。报告人：中国科学院物理研究所 王立芬报告题目：晶体合成的原位电镜研究发展原位表征手段对决定晶核形成的初期进行高分辨探测表征是研究材料形核结晶微观动力学的关键。王立芬在报告中，分享了利用原位透射电子显微学方法，通过设计原位电镜液态池，实时观察了氯化钠这一经典成核结晶理论模型在石墨烯囊泡中的原子级分辨动力学结晶行为，实验发现了有别于传统认知的氯化钠以新型六角结构为暂稳相的非经典成核结晶路径，该原位实验数据为异相成核结晶理论的发展提供了新思路，也为通过衬底调控寻找新结构相提供了新的启发。通过发展原位冷冻电镜技术，研究了水在不同衬底表面的异质结晶过程，发现了单晶纯相的立方冰相较于六角冰的形核生长，展示水的气象异质形核的动力学特性。通过观察到的一系列新现象、新材料和新机制，展示了原位透射电子显微学技术在材料合成研究中的重要应用，因而为材料物理化学领域的研究和发展提供新的实验技术支持和储备。 报告人：北京工业大学材料与制造学部 隋曼龄报告题目：锂/钠离子电池层状正极材料的构效关系和抑制衰退策略 层状结构的碱金属过渡金属氧化物是多种二次电池中重要的一族正极材料体系，具有相近的晶体结构，且普遍具有能量密度高和可开发潜力大的优点，其在锂离子电池中已有广泛的应用，在钠离子电池等新兴储能领域也占据了重要地位。开发层状正极材料需要深入理解材料的构效关系和演变规律，以实现更精准的材料调控和性能优化。从原子角度去解析材料的性能结构关系、演变规律以及表界面物理化学过程，是透射电子显微学的突出优势，并且随着成像技术的发展以及越来越多的新原位表征技术的开发应用，已经实现了对电池材料进行高时空分辨的原子动态表征。隋曼龄报告中，研究内容以电子显微学的表征技术为特色，以锂 /钠离子电池材料层状正极材料为研究对象，揭示正极材料在循环过程中发生的体相衰退机制和表界面演变机理，并在此基础上提出抑制正极材料循环性能衰退的应对策略，展示先进电子显微学技术在电池材料的 基础科学研究和应用开发中可以发挥的重要作用。 报告人：浙江大学 王勇报告题目：环境电子显微学助力催化活性位点的原位设计多相催化剂被广泛用于能源、环境、化工等重要的工业领域。在实际应用中，催化剂上起到关键作用的通常是催化剂表/界面上的小部分位点，即催化剂的活性位点。自从上世纪20年代Hugh Taylor提出"活 性位点"的概念以来，在原子水平确定催化剂活性位点以及理解发生在活性位点上的分子反应机制已成为催化研究的重中之重；研究人员尝试用不同的方法来获取与表界面活性位点有关的各种信息，以实现从原 子水平上对催化剂进行合理设计。然而到目前为止，由于缺乏真实反应环境下活性位点原子尺度的直接信 息以及对其原子水平调控有效的手段，对表界面活性位点的原子水平原位设计仍然具有很大挑战。王勇报告介绍了其课题组利用环境透射电子显微学对催化剂表界面活性位点原位设计的初步探索进展。报告人：吉林大学 张伟报告题目：基于优化Fe-N交互作用的超稳定储能的探索 具有高安全性、低成本和环境友好性的水系电池是先进储能技术未来发展方向之一。然而，在电极材料中进行可逆嵌入/脱出，引发较大的体积膨胀仍然是一个严峻的挑战。六氰化铁（FeHCF）具 有制备简单，成本低，环境友好等特点，是水系电池中常用的正极材料之一。对于传统金属离子，嵌入晶格时引Fe离子价态降低，金属离子向Fe离子方向移动，两者相互排斥，引发晶体内氰键进一步弯曲， 长期循环中造成晶格坍塌。有别于传统的形貌和结构的控制，受工业合成氨和金属铁渗氮中前期Fe-N弱 相互作用的启发，基于电荷载体（NH4+）和电极材料间的相互作用。张伟报告中研究设计了一种与电荷载体相反作用力的Fe-N弱的交互作用，有效解决了体积膨胀问题。报告人：香港城市大学 薛又峻报告题目：高时空分辨零作用电子显微镜设计透射电镜能够以亚埃级的空间分辨率提供单原子灵敏度的图像，原子级的观测需要强烈的电子照射，这通常会造成材料的纳米结构产生改变，辐射损伤仍然是最重要的瓶颈问题。目前主要的手段是利用冷冻电镜在低温环境下降低电子辐射损伤，但样品在急速冷冻的过程中可能会发生形貌结构的改变，冷冻后无法观察到反应过程的动态信息。制造可实现探测电子和材料间无作用量测的量子电子显微镜，可以用来克服辐射损伤的瓶颈问题。薛又峻报告表示，香港城市大学深圳福田研究院在深圳市福田区的支持下，已开发了具有脉冲电子光源的紧凑型电子显微镜的关键零部件。团队在这个基础上，设计了搭配脉冲电子光源使用的量子谐振器，作为达成量子电子显微镜的关键部件。也设计了基于多极子场的电子谐振腔、配合量子谐振腔的其他关键部件等。基于脉冲电子光源的量子电子显微镜设计开发，可望解决辐射损伤的关键问题，成为纳米尺度下 研究软物质材料的新一代利器。 报告人：南京航空航天大学分析测试中心 王毅报告题目：基于直接电子探测成像的4D-STEM在功能材料的应用传统的扫描透射（STEM）成像，采用环形探头在每一个扫描点，记录一个单一数值/信号强度，构成 2维的强度信号。直接电子探测相机的高帧率使得在每一个扫描点，完整记录电子束斑穿透样品后的衍射 花样（CBED）成为可能，由此构成四维数据 (2维实空间和2维倒易空间)，被称为4D-STEM (亦被称为扫描电子衍射成像)。通过四维数据的后期处理，不仅可以实现任意常规STEM图像的重构，比如明场像，环形明场像，环形暗场像等，不再受限于一次试验中可使用的STEM探头和相对收集角度的限制；而且也可以提取更多材料的信息，比如材料的结构、晶体的取向、应力、电场或磁场分布等， 而随着4D-STEM而产生的电子叠层衍射成像技术已被证明可进一步提高电镜的分辩率，能更有效利用电子束剂量，在对电子束敏感材料有着广大的应用空间。王毅在报告中以几种典型的功能材料为例，介绍了基于直接电子探测成像的4D-STEM和电子能量损失谱在实现原子分辨像和原子分辨元素分布研究方面的进展。 报告人：南方科技大学 王戊报告题目：DPC-STEM成像技术研究轻元素原子占位和电荷分布 新兴成像技术的发展和应用促进着材料微观结构的表征和解析，差分相位衬度-扫描透射电子显微成像技术（DPC-STEM）不仅能实现轻重原子同时成像，也能获取材料的电场和电荷分布信息。王戊分享了使用DPC-STEM成像技术，在低电子束剂量下，研究有机半导体氮化碳材料的轻元素原子占位。实现三嗪基氮化碳晶体的原子结构清晰成像，揭示三嗪基氮化碳晶体的蜂窝状结构、三嗪环的六元特征及插层Cl离子的位置所在，并发现框架腔内的三种Li/H构 型。进一步通过实验和模拟DPC-STEM图像相互印证，明确氮化碳材料中轻元素Li和H原子的占位。基于DPC-STEM的分段探头，计算由样品势场引起的电子束偏移，获得材料的本征电场和电荷信息。 基于DPC-STEM技术获得的原子尺度电场和电荷分布信息，进一步揭示原子之间电场的解耦效应，以及电子的转移和重新分布。报告人：上海微纳国际贸易有限公司 赵颉报告题目：Dectris混合像素直接电子探测器及其在4D-STEM中的应用由于提供了从样品中获取信息的新方式，4D-STEM技术在电子显微镜表征方法中越来越受到重视。在混合像素直接电子探测技术不断发展的情况下，混合像素直接电子探测器能够实现与传统STEM成像类似的采集速率进行4D-STEM数据采集，特别是能够事现驻留时间小于10µs。除了在给定的实验时间内扩展4D-STEM表征视场和数据收集，使用混合像素直接电子探测器可以更全面地记录相同电子剂量下的散射花样信息。赵颉介绍了Dectris混合像素直接电子探测器技术的最新发展，该技术现在允许4D-STEM实验，其设置与传统STEM成像类似，同时单像素采集时间低于10µs。同时介绍了虚拟STEM探测器成像和晶体相取向面分布分析的应用实例。

美国康塔仪器公司（Quantachrome Instruments），是国际著名的材料特性分析仪器专业制造商，在四十多年的发展历程中，始终致力于粉体及多孔物质测量技术的创新，硕果累累：1972年研制出世界第一台动态气体吸附比表面分析仪，同年又研制出世界第一台商用气体膨胀法真密度分析仪；1978年首次将连续扫描注汞技术应用到压汞仪中；1982年发明世界第一台多站自动比表面和孔隙度分析仪......；至2005年，研制出最新一代、也是目前唯一一台可以进行静态和动态、物理和化学吸附、具有微孔分析能力的全自动比表面和孔隙度分析仪&mdash Autosorb系列。2010年3月1日，正式推出了至今最先进的双站微孔分析仪&mdash &mdash Autosorb-iQ。美国康塔，一直走在粉体及多孔物质分析技术的前列。 为了使广大用户更多地了解美国康塔仪器公司最前沿的测量技术，美国康塔仪器公司将于2011 年9 月15 日在哈尔滨市黑龙江大学举办&ldquo 粉体和多孔材料表征分析技术研讨会&rdquo ，欢迎光临指导。  日 期：2011 年9 月15 日（星期四）  时 间：9:30 ~ 16:00  地 点：黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学化工学院2楼报告厅  内 容： 你的孔径分析结果准确吗？ －－多孔材料的孔分析技术进展  背景知识  吸附理论  气体吸附法测量比表面和孔径大小  如何正确应用BET 理论计算微孔样品比表面  孔分析模型及非定域密度函数理论在孔径分析中的应用  化学吸附的应用以及对仪器的要求  新产品介绍：Autosorb－iQ 全自动双站微孔吸附分析系统 比表面和孔径分析操作中应特别注意的问题及曲线分析(NOVAe 系列测试技术培训) 主讲人：杨正红（美国康塔仪器公司 中国区首席代表） 诚邀相关领域的专家、同行莅临交流！ 联系报名方式： 黑龙江大学化工学院 吴伟教授 13936133828 美国康塔仪器公司北京代表处 宋绪东先生 18611382329 邮箱: songxudong@quantachrome-china.com 杨正红，美国康塔仪器公司北京代表处首席代表，中国区经理 毕业于今天的北京大学药学院，之后，留校任教并完成硕士学业。主要从事自由基生命科学研究，先后发表及合作发表论文三十余篇，获得国家教委科技进步二等奖及北京市卫生局科技进步二等奖各一项。在校任教期间，担任天然药物及仿生药物国家重点实验室仪器组组长，负责仪器的验收、维护、开发、服务及科研。 1993年10月，加入美国Bio-Rad公司在北京的子公司，负责分析仪器的销售及技术支持。1997年4月，被聘为瑞士华嘉公司分析仪器部产品专家，销售经理，负责颗粒特性分析仪器的技术支持及销售，在推广英国马尔文粒度分析仪和美国康塔仪器公司比表面及孔隙度分析仪等方面取得了突出成绩。凭借对用户高度负责的敬业精神在用户中有极佳的口碑，也受到了厂家的赞誉。 2004年起，杨正红先后被英国马尔文仪器公司聘为市场部经理，北方区经理，并同时担任美国康塔仪器的中国区经理。2008年1月，美国康塔仪器公司北京代表处进行迁址、并独立开展在华的全部业务，杨正红辞去在马尔文公司的职务，专注于新代表处的业务开拓工作。 虽然离开学校讲坛十余年，但杨正红始终没有中断学术研究。这期间，先后发表或合作发表涉及粒度测定，纳米技术与纳米科学，吸附理论及氢吸附的论文10余篇，多次被邀请作为国家标准审查专家组成员。2007年11月，被中国化学会催化分会邀请为特聘教授，从事吸附理论及其应用的讲授。2008年被选为北京市粉体技术协会的理事。

材料工业是国民经济的基础产业，新材料是材料工业发展的先导，是重要的战略性新兴产业。材料的表面性能对新材料的研究和应用至关重要，近年来新材料的快速发展刺激了科学家对材料表面性能的深入研究。2022年8月17日至8月19日，赛默飞联合多家高校和科研机构共同举办的 “2022全国表面分析技术及新材料表征研讨会” 成功召开，国内外专家齐聚贵阳，共同交流电子能谱（XPS、UPS、AES）、电子显微术、激光拉曼光谱等表面分析技术的最新研究成果及应用。会议伊始，赛默飞材料与结构分析业务高级商务总监陈厅行，为本次大会发表了开幕致辞。 陈厅行表示:非常感谢大家对赛默飞一直以来的支持，我们很多的客户朋友多年来一直和我们一起前行，给了我们莫大的信任和支持。今年也是赛默飞进入中国的40周年，我们扎根中国，服务中国，将一直践行我们的使命，携手客户，让世界更健康，更清洁，更安全。本次会议报告内容集锦如下: 大会第一日中科院大连化物所的盛世善老师首先为我们详细介绍了商业化XPS设备的准原位技术以及近常压的原位技术。同时，也比较介绍了两种原位技术的优缺点。随着商业化XPS设备的普及和成熟，设备的拓展性能也越来越多元。其中，原位技术便是XPS设备比较重要的一个拓展功能。XPS作为一种表面分析技术，在催化材料研究中有广泛的应用。清华大学姚文清教授在报告中详细介绍了通过不同的表面改性方式，来对光催化型催化剂进行改性，以提升其光催化性能。同时，也对相关的机理进行研究。中山大学的陈建教授介绍了通过N、S元素掺杂，将二维Ti3C2Tx材料转化三维材料，进一步提升其电化学性能。Ti3C2Tx作为一种新型的二维纳米材料，具有良好的导电性、亲水性、大比表面积及丰富的表面修饰基团等优点；在催化、电化学等领域有广泛的应用前景。北京化工大学的程斌教授在报告中详细介绍了通过XPS设备研究聚乙烯吡咯烷酮（PVP）在高电场下的行为。在电池浆料材料制备过程中，不可避免的会用到分散剂材料。不同分散剂材料可以影响电池材料的分散，从而影响电池性能。近年来，中国在航空航天领域取得了快速发展。特别是嫦娥工程，取得了举世瞩目的成就。对于嫦娥五号取回来的月壤样品，中国科学院地球化学研究所的李阳研究员为我们介绍了通过TEM+EELS技术联用对月壤样品进行综合表征分析。赛默飞Nexsa系列最新型号Nexsa G2可选配拉曼光谱，实现XPS与拉曼技术原位联用。赛默飞国外资深XPS应用专家Robin Simpson为我们介绍了通过XPS与拉曼多技术联用在法医鉴定各环节中的应用。氧化镓材料作为一种宽禁带半导体材料，在光电子器件方面有广阔的应用前景。厦门大学张洪良教授在报告中详细介绍了通过不同元素掺杂，来实现对氮化镓材料的不同性能调控。通过X射线光电子能谱来表征分析其电子结构，来辅助研究相关调控机理。中国科学技术大学麻茂生教授主要就化学位移基础理论及XPS谱峰拟合实际问题两个方面进行详细介绍。元素化学态分析是XPS的最主要的应用之一，常被用来作氧化态的测定和价态分析以及研究成键形式和分子结构。原位测试分析手段可以实时跟踪结构变化，在目前的科研工作中扮演着越来越重要的角色。上海科技大学杨永教授在报告中详细介绍了XPS加热台的设计，及原位加热分析在XPS研究中的相关应用。黄铁矿的氧化过程涉及氧气的消耗、铁矿物的演化、硫酸盐的还原等，影响着光合作用和微生物新陈代谢。中科院广州地化所鲜海洋教授就详细介绍了黄铁矿氧化还原反应的各向异性和原电池效应等特点，及黄铁矿表面氧化还原反应的成矿效应。对于层结构已知的纳米多层器件可用相对确定的测试参数进行分析，而准确获得未知样品层结构等信息成为研究者们的挑战之一。季华实验室范燕工程师此次报告简要介绍了未知层结构样品深度剖析测试的测试优化方向，并结合实际案例进行分享。生物质是唯一一种含碳可再生资源，其有效利用能够部分替代化石能源。安徽理工大学李唱老师简要介绍了木质素解聚应用实例和相关成果，并就XPS在生物质转化领域中的应用进行了展望。山西煤炭化学研究所严文君工程师介绍了XPS和原位XPS及其在碳基材料及催化中的相关应用，将XPS与AES技术相互结合，为研究催化反应机理及催化剂设计改进等提供了理论依据。赛默飞业务拓展经理王慧敏介绍了针对空气敏感样品研发的完整惰性气体/真空互联解决方案，实现样品从手套箱到XPS、SEM/FIB/PFIB、TEM完全隔绝空气的转移，确保用户可以观察到样品的本征形貌与化学信息。 大会第二日在日常XPS测试中，经常会遇到各种类型材料的分析测试。对于一些类型样品，测试过程中由于射线束的照射，会使样品表面发生变化。比如，X射线照射、刻蚀等，引起样品中元素的还原、破坏。北京师范大学吴正龙教授在报告中详细介绍了XPS测试中常见的一些射线束效应以及在测试中如何避免或减小这些效应。中科院化学所赵志娟工程师介绍了通过XPS设备分析不同类型的纳米材料。对于纳米材料，由于尺度的影响，表面结构及其化学组成具有决定其功能特性的重要作用，XPS逐渐成为纳米材料研究中不可或缺的一种表征手段。材料中氧空位的存在，对材料性能有重要影响。国家纳米中心徐鹏工程师在报告中详细介绍了通过不同表征方式来分析表征氧空位；着重讲解了通过XPS设备表征分析不同材料中的氧空位及氧空位材料的应用。能源电池材料因其清洁、能源转化效率高等特点，得到快速发展。对于空气敏感性的锂电池材料，XPS常规样品台满足不了其测试需求。国联汽车动力电池研究院袁敏娟工程师在报告中主要就真空转移仓的使用、XPS表面分析技术在锂电池材料中的应用进行了详细介绍。随着社会的发展，目前材料学的发展很多集中在将体材料平面化或者开发新型的二维材料，因此维持住表面的性状稳定是个需要处理的问题。费勉仪器马成华工程师就原位与准原位XPS分析技术、常见准原位真空互联设备等进行了详细介绍。赛默飞应用专家Paul Mack主要介绍和分享XPS与UPS、REELS等分析技术联用，在SiO2/Si薄膜、MAPbI3等材料的表征中提供全方位的多功能性应用。自上世纪80年代，赛默飞XPS产品就已经进入中国市场，目前已经深深的扎根中国市场。其中，ESCALAB系列是其中一款经典的XPS设备。赛默飞资深技术专家寿林在报告中从产品历史、硬件原理、维护等方面在详细介绍了ESCALAB系列型号结构特点。赛默飞拉曼应用专家王冬梅为我们介绍了针对材料多维表征、原位电化学和原位催化等各领域的应用方案，以及拉曼光谱技术结合XPS、SEM和流变的完整结构分析方案。赛默飞红外应用专家辛明简述了傅里叶变换红外光谱技术在原位监测中的应用，特别类举了如XPS的超高真空环境的联机检测案例。介绍了赛默飞FTIR产品结合原位监测应用需求的针对性设计。同时此次大会还进行了同步直播，线上的近1000名观众在云端参与会议，同我们一起见证了活动的成功召开！‍最后感谢所有国内外专家的参与，与我们共同交流XPS、电镜、拉曼、红外等分析手段在表面分析领域的最新研究进展及应用。希望能够为中国科研及工业发展做出贡献！‍

项目编号：ZKGS-23009项目名称：东北林业大学分析测试中心材料表征及理化分析平台项目（贴息贷款项目）预算金额：770.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：770.0000000 万元（人民币）采购需求：材料表征及理化分析平台序号名称数量1场发射扫描电子显微镜冷冻传输系统1台2稳态瞬态变温荧光光谱仪1台标段划分：本项目不分包合同履行期限：（1）场发射扫描电子显微镜冷冻传输系统：进口设备合同签订后12个月内交货（2）稳态瞬态变温荧光光谱仪：进口设备合同签订后7个月内交货本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：东北林业大学地址：哈尔滨市香坊区和兴路26号联系方式：张老师 联系方式：0451-821918822.采购代理机构信息名称：中科高盛咨询集团有限公司地址：哈尔滨市道里区经纬十二道街50-3号（工程小区院内）联系方式：郝女士 联系方式：0451-82935559-8173.项目联系方式项目联系人：郝女士电话：0451-82935559-817

5月29日-6月1日， 由云南大学和赛默飞世尔科技（中国）有限公司共同主办的“2019年全国表面分析方法及新能源与新材料表征研讨会“在云南昆明圆满召开。来自国内外的120多名专家学者齐聚昆明，对XPS、Raman、电镜等在表面分析技术等交叉领域的最新研究进展及应用进行了交流和讨论。随着我国材料科学、化学化工、半导体及薄膜、能源、微电子、信息产业、生物医药及环境领域等高新技术的迅猛发展，表面分析技术在过去的几十年中有了长足进步，在科学研究领域的作用日益增长。“2019年全国表面分析方法及新能源与新材料表征研讨会”正是在这一背景下召开的一个多学科交叉的学术交流会议。大会伊始，来自云南大学的吕正红院士为研讨会做了开幕致辞。吕院士首先向参加本次研讨会的与会者表示欢迎和感谢，然后介绍了云南三所高校的历史发展，之后就XPS和UPS在OLED科研领域的应用作了详细的介绍。云南大学吕正红院士会议现场气氛热烈，互动频繁。台上，各位专家分享自己的工作内容及成果。台下，每一位与会者都听得津津有味，并做了认真记录。提问环节，台上台下就表面分析的研究进行了交流和探讨。据赛默飞表面分析及常量元素分析中国区商务经理范春明先生介绍，赛默飞从2014年起坚持每年举行全国表面分析技术研讨会，为仪器分析方法研究人员与科研人员搭建良好的交流平台。仪器分析方法研究人员在此开拓了眼界，为未来的科研工作埋下伏笔。科研人员借此可以了解更多关于表征方法的新进展，为未来在科研工作中获得更好的研究成果打下基础。本次会议聚焦的是新能源与新材料表征，明年将会聚焦其他热门领域。此次会议的举办也是赛默飞作为一家大型企业承担社会责任、促进相关技术交流的体现。会议合影

美国康塔仪器公司（Quantachrome Instruments），是国际著名的材料特性分析仪器专业制造商，在四十多年的发展历程中，始终致力于粉体及多孔物质测量技术的创新，硕果累累：1972年研制出世界第一台动态气体吸附比表面分析仪，同年又研制出世界第一台商用气体膨胀法真密度分析仪；1978年首次将连续扫描注汞技术应用到压汞仪中；1982年发明世界第一台多站自动比表面和孔隙度分析仪；至2005年，研制出最新一代、也是目前唯一一台可以进行静态和动态、物理和化学吸附、具有微孔分析能力的全自动比表面和孔隙度分析仪&mdash Autosorb系列。2010年3月1日，正式推出了至今最先进的双站微孔分析仪&mdash &mdash Autosorb-iQ。美国康塔，一直走在粉体及多孔物质分析技术的前列。 为了使广大用户更多地了解美国康塔仪器公司最前沿的测量技术，美国康塔仪器公司将于2012年11月29日在武汉市武昌区湖滨花园酒店举办&ldquo 粉体和多孔材料表征分析技术研讨会&rdquo ，欢迎光临指导。 日 期：2012 年11 月29日 时 间：9:00 ~ 17:00 地 点：湖滨花园酒店（武汉市武昌洪山区珞瑜路115号） 内 容：多孔材料的比表面和孔分析理论及颗粒表征技术进展 背景知识、吸附理论 气体吸附法测量比表面和孔径大小 如何正确应用BET 理论计算微孔样品比表面 孔分析模型及非定域密度函数理论在孔径分析中的应用 新一代颗粒、形貌表征技术&mdash &mdash Occhio粒度粒形分析仪技术及应用 如有不详之处，敬请联系美国康塔仪器公司上海代表处 朱蕾娜：021-52828278， zhuleina@quantachrome-china.com

仪器信息网讯 材料表征与检测技术，是关于材料的成分、结构、微观形貌与缺陷等的分析、测试技术及其有关理论基础的科学。是研究物质的微观状态与宏观性能之间关系的一种手段，是材料科学与工程的重要组成部分，是材料科学研究、相关产品质量控制的重要基础。仪器信息网将于2022年12月14-15日举办“第四届材料表征与分析检测技术网络会议（iCMC 2022）”，两天的会议将分设成分分析、表面与界面分析、结构形貌分析、热性能四个专场，邀请材料科学领域相关检测技术研究与应用专家、知名科学仪器企业技术代表，以线上分享报告、在线与网友交流互动形式，针对材料科学相关表征及分析检测技术进行探讨。为同行搭建公益学习互动平台，增进学术交流。为回馈线上参会网的支持，增进会议线上交流互动，会务组决定在会议期间增设多轮抽奖环节，欢迎大家报名参会。会议报名链接：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2022/表面与界面分析主题专场会议日程：报告时间报告题目报告人专场二：表界面分析（12月14日下午）14:00--14:30XPS谱峰拟合中国科学技术大学理化科学实验中心高级工程师 姜志全14:30--15:00分辨率、液相、物性测试——原子力显微镜在表界面分析中的应用牛津仪器科技（上海）有限公司AFM应用工程师 竺仁15:00--15:30电池中的表界面分析中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员 沈炎宾15:30--16:00钕铁硼磁性材料的电子探针表征岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师 赵同新16:00--16:30铜基金属催化剂表界面的原位环境透射电镜研究天津大学教授 罗浪里16:30--17:00应用非线性光学技术探测物质表界面东南大学研究员 卢晓林直播抽奖：暖心青年玻璃杯5个嘉宾介绍:中国科学技术大学理化科学实验中心高级工程师 姜志全姜志全，理学博士，中国科学技术大学高级工程师。研究领域为表面化学与纳米催化，在不同层次构筑纳米催化模型体系，利用各种光谱和能谱技术对物质进行测试和分析，同时致力于构建原位测试表征系统，力图在原子分子水平上揭示研究体系的构效关系和作用机制。作为项目负责人，已主持完成两项国家自然科学基金项目（项目批准号20803072与11079033）和一项中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目（项目编号2015gf05）。已在国内外学术期刊发表SCI收录论文七十余篇。【摘要】 针对XPS数据处理过程中的谱峰拟合问题，报告主要介绍了谱峰拟合的基础知识、拟合方法和相应的拟合参数设置，并结合实例示范了谱峰拟合的操作流程。牛津仪器科技（上海）有限公司AFM应用工程师 竺仁2015年毕业于美国明尼苏达大学机械工程系，在博士以及博士后期间积累了多年的原子力显微镜使用和研发经验。2016年加入牛津仪器Asylum Research ，任职原子力显微镜应用工程师，负责原子力显微镜的技术支持和应用开发。【摘要】 在众多的表界面分析工具中，原子力显微镜（AFM）具有独特的优势及应用。通过纳米针尖和样品的近场相互作用，AFM可以达到远超光学技术的分辨率，甚至实现晶格缺陷级别的表征。由于不依赖于真空技术，AFM适合在复杂液体环境中进行扫描，包括对液相反应进行原位成像。功能化的AFM针尖，还能够对样品的电学性质和力学性质进行表征。凭借这些特点，AFM不仅是表界面学术研究中的常用工具，也愈来愈多地被用于解决工业研发和生产中的问题。中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员 沈炎宾沈炎宾，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员，博导，国家级青年人才，江苏省双创人才。哈尔滨工业大学学士，丹麦奥胡斯大学博士。长期从事先进二次电池关键材料、界面化学调控、原位电化学机理研究。截止2022年4月，已在J. Am. Chem. Soc., Nature Commun., Joule等期刊发表研究论文~80篇，是30余项中外发明专利的发明人，主持国家省市各级基金和产业界横向合作项目十余项，《物理化学学报》和《电化学》青年编委。【摘要】 锂电池的界面稳定化学对电池循环寿命和安全性影响极大，聚焦界面化学研究是实锂电池长循环寿命和高安全性突破的关键。我们致力于锂电池界面化学研究，近几年围绕着锂电池的三个界面问题，即电极活性材料的界面化学稳定性、电极｜电解液界面的循环稳定性、以及固态金属锂电池固-固界面的离子传输挑战开展研究，提升锂电池的性能。在这个报告中，我将跟大家分享我们在锂电池表界面分析中的一些经验。岛津企业管理（中国）有限公司应用工程师 赵同新从事电子显微分析十多年，专长于材料表征，在材料微区测试和金属构件的失效分析上有着丰富的经验，曾参与CNAS压力容器失效分析机构认可标准制定和研讨。在大型的行业研讨会上主讲过《金属构件的失效分析》、《汽车材料的电子探针测试与分析》、《含超轻元素矿物的微区定量测试》、《电子探针及其在材料测试中的应用》等专题。现专职于微区定量测试研究，负责不同行业材料的应用开发。对多种材料的微区观察、测试和分析需求有着深入的理解，为行业用户提供现场技术支持及应用解决方案。【摘要】 介绍超轻元素和稀土元素的电子探针测试特点、NdFeB磁性材料微区定量测试方法探讨、NdFeB磁性性能改善晶界扩散Tb/Dy的表征等问题。天津大学教授 罗浪里天津大学分子+研究院教授，国家青年人才计划入选者，在纽约州立大学获得博士学位，先后在美国西北大学、能源部西北太平洋国家实验室从事研究工作。主要研究方向为原位透射电子显微学在异相催化、锂电池等领域的应用，以第一/通讯作者在Nature Mater., Nature Nano., PNAS, JACS, PRL, Angew等杂志上发表论文40余篇。【摘要】 气体与金属界面的相互作用是相催化研究的核心科学问题之一。反应气体在金属表面上的吸附、解离和反应过程决定了催化反应的机理和金属催化剂的性能。金属催化剂设计中的表观形貌、表面原子结构、元素掺杂、物相以及应变调控等等策略都需要对于金属催化剂表面原子级的精准表征。更重要的是，反应气体分子与上述金属催化剂表面的相互作用的原子过程，厘清这些原子过程既可以为反应机理的研究例如活性位点的确定提供直接证据，又可以为催化剂的衰减机制研究提供有力证据，从而优化催化剂设计。 在诸多高分辨原位表征手段中，透射电子显微学一直走在催化科学研究的应用前沿。球差矫正的扫描透射成像（AC-STEM）以其亚埃级的空间分辨率，成为催化剂材料中单原子、原子团簇以及原子尺度结构调控几乎唯一的直接结构表征手段。另一方面，球差校正环境透射电镜（AC-ETEM） 作为原位透射电镜技术中为催化研究而开发的技术，为样品室创造出加热/气体环境的同时保持基本不损失电镜本身的分辨率，是研究催化剂在反应气体中动态变化的强有力的手段之一。本工作以广泛用于合成甲醇、水煤气转换、CO/烃类选择氧化等众多反应的铜基催化剂为例，研究了铜及合金单晶表面和纳米颗粒在CO氧化反应、水蒸汽中反应条件下的动态结构的变化，厘清了一系列反应气体驱动的活化原子机理，丰富了催化理论以及指导原子精准催化剂的设计。东南大学研究员 卢晓林研究员，博士生导师，东南大学生物科学与医学工程学院，生物电子学国家重点实验室。任多个协会/学会委员或会员，曾参与评审科技部、科技委和省一级基础研发和应用类项目等。【摘要】 和频振动光谱（Sum frequency generation vibrational spectroscopy，SFG）技术最近几十年来发展迅速。由于这种二阶光学技术本身所具有的表界面选择性和对分子基团取向的敏感性，已经成为了研究物质表界面的一种重要和有效的工具。报告将介绍和频振动光谱在高分子和生物界面研究方面的一些成果。会议报名：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2022/

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 近日，同属英国思百吉(Spectris)集团材料分析部门旗下成员的马尔文和帕纳科先后在各自官网对外公布了双方合并的信息。消息称，2017年1月1日起，双方将合并活动。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/09849595-bb85-4642-b7e9-be5769956db1.jpg" title=" 0.jpg" / /p p & nbsp & nbsp & nbsp 11月22日，马尔文官网发布了“马尔文和帕纳科合并”的公司公告。紧接着，11月24日，帕纳科官网也发布了同一篇公告，肯定了合并的消息。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp strong 以下为公告译文： /strong /p p 　　 span style=" color: rgb(112, 48, 160) font-size: 20px " strong “ /strong /span 马尔文和帕纳科很高兴地宣布，自2017年1月1日起，他们将合并其活动。这两家公司同属英国思百吉集团材料分析部门旗下运营公司。 /p p 　　帕纳科在用于材料分析的X射线衍射分析仪器和软件等方面，以及马尔文在材料和生物物理表征技术的分析仪器等方面，两者都是世界领先的分析仪器供应商。此次合并，可以充分整合利用双方在各自终端市场中从建筑材料到医药材料、从冶金和矿石再到纳米材料的独到优势，从而使合并后的整合体成为材料表征分析仪器市场中的强有力的竞争者。 /p p 　　合并愿景：通过这种更协作的关系，利用马尔文和帕纳科各自强大的品牌和专业队伍的整合协作，实现向更广泛的客户提供更全面的产品、解决方案和市场服务。 /p p 　　马尔文和帕纳科将共同努力，以确保顺利和有效的整合，并保持向所有新老客户提供不变的高水平专业支持。合并后的集团也将继续向马尔文和帕纳科相关产品研发及专业团队建设加大投入。 /p p 　　思百吉集团材料分析部门业务负责人Eoghan O& #39 Lionaird说：“这对马尔文和帕纳科来说是一个激动人心的时刻。双方合并将帮助我们利用新的资源为客户提供更多的产品、服务以及更多的价值。我们也将积极参与到客户中，了解合并后的实体以及客户新的需求，以便确保此次整合的顺利。 span style=" color: rgb(112, 48, 160) font-size: 18px " strong ” /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" width: 134px height: 68px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/7280cd2b-e3df-41a8-abdb-2a9e52420cf1.jpg" title=" 0.gif" height=" 68" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 134" / /p p span style=" font-size: 16px color: rgb(0, 0, 0) " & nbsp & nbsp & nbsp 英国马尔文仪器有限公司成立于1963年，位于英国知识密度最高的马尔文城。公司前身是英国国防工业实验室。马尔文是世界著名的激光粒度仪专业生产厂家，其产品分布于石化、石油、陶瓷、粉体、涂料、制药、水泥、军工等各个领域，占有世界绝大部分激光粒度仪市场。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/08ce3bdd-b34c-4831-8261-0d778a89484a.jpg" title=" 2.png" / /p p span style=" font-size: 16px color: rgb(0, 0, 0) " & nbsp & nbsp & nbsp 帕纳科公司总部位于荷兰的Almelo，并分别在中国、日本、美国和荷兰建立了设备齐全的应用实验室。帕纳科是全球X射线衍射分析仪器和X射线荧光光谱分析仪器及软件的主要供应商之一。分析仪器主要应用于科学的研究和发展、工业过程控制以及半导体材料的物性测量领域。 br/ /span /p

项目编号：OITC-G220290791项目名称：ZYCGR22011901仪器平台（第二批）科研设备采购项目预算金额：310.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：280.0000000 万元（人民币）采购需求：包号货物名称数量是否允许采购进口产品预算金额（万元）最高限价（万元）1全自动蛋白质表征分析系统1套是1801652毛细管电泳仪1台是130115合同履行期限：详见项目需求。本项目( 不接受 )联合体投标。

美国康塔仪器公司（Quantachrome Instruments），是国际著名的材料特性分析仪器专业制造商，在四十多年的发展历程中，始终致力于粉体及多孔物质测量技术的创新，硕果累累：1972年研制出世界第一台动态气体吸附比表面分析仪，同年又研制出世界第一台商用气体膨胀法真密度分析仪；1978年首次将连续扫描注汞技术应用到压汞仪中；1982年发明世界第一台多站自动比表面和孔隙度分析仪......；至2005年，研制出最新一代、也是目前唯一一台可以进行静态和动态、物理和化学吸附、具有微孔分析能力的全自动比表面和孔隙度分析仪&mdash Autosorb系列。2010年3月1日，正式推出了至今最先进的双站微孔分析仪&mdash &mdash Autosorb-iQ。美国康塔，一直走在粉体及多孔物质分析技术的前列。 为了使广大用户更多地了解美国康塔仪器公司最前沿的测量技术，美国康塔仪器公司将于2012 年06月15日在天南联合大厦A座四层报告厅举办&ldquo 粉体和多孔材料表征分析技术研讨会&rdquo ，欢迎光临指导。  日 期：2012年6月15日（星期五） 举行技术研讨会  时 间：8:30 ~ 12:00  地 点：天南联合大厦A座4楼会议室  内 容： 你的孔径分析结果准确吗？ －－多孔材料的孔分析技术进展  背景知识  吸附理论  如何判定实验结果是否准确？ 如何更好地设定分析条件？ 如何解读等温线？ 如何扩展实验方法？  化学吸附的应用以及交流 主讲人：张哲泠（美国康塔仪器公司 中国区应用专家）

药物粉体是大部分药物制剂的主体，其疗效不仅取决于药物的种类，而且很大程度上还取决于组成药物制剂的粉体性能。大量的研究表明，药物粉体的比表面积、孔径分布和真密度等物性参数关系到粉末颗粒的粒径、吸湿性、溶解度、溶出度和压实度等性能，在药品的净化、加工、混合、制片和包装能力中扮演着重要角色。尤其是对于原料药和药用辅料，其比表面积等参数是其性能的重要指标。原料药，作为药物的活性成分，其比表面积会影响其溶出度、颗粒粒径和溶解度等性质。在一定条件下，同等重量原料药的比表面积越大颗粒粒径则越小，溶解和溶出速度也相应加快。通过对原料药比表面积的控制，还可使其达到很好的均匀度和流动性，保证药物含量分布均匀。药用辅料，作为生产药品和调配处方时使用的赋形剂和附加剂，比表面积正是其重要功能性指标之一，它对于稀释剂，粘合剂，崩解剂，助流剂，尤其是润滑剂具有重要意义。例如，对于润滑剂而言，比表面积显著影响其润滑效果，因为润滑剂要起到润滑效果的前提，就是要能均匀地分散在颗粒的表面；一般来说，粒径越小，比表面积越大，越容易在混合过程中均匀分布。由此可见，精准、快速、有效的测试医药粉体的比表面积和真密度等物性参数，一直都是医药研究中不可缺少的关键环节。因此，在美国药典USP和USP，欧洲药典Ph. Eur. 2.9.26和Ph. Eur. 2.2.42以及《中国药典》2020年版四部通则第二批增修订的理化分析内容0991和0992中，都明确规定了药物粉体比表面积的测定方法和固体密度的测定方法。一、气体吸附技术及其应用气体吸附技术是材料表面物性表征的重要方法之一，基于吸附分析能够对原料药、药用辅料和药物制剂的比表面积、孔容及孔径分布、真密度等参数进行精准的分析。进而对药品的有效期、溶解速率与药效等性能做一些基础性的分析，助力医药行业的快速高质量发展。比表面积：主要对于药品有效期、溶解速率和药效有着重要影响。一般来说，比表面积大，其溶解和溶出速度也相应加快，进而保证了药物含量分布均匀；但比表面积过大：会使药物吸附更多的水分，不利于药物的保存和药效的稳定。孔容及孔径分布：对药物崩解、释放和生物利用度有着关键的影响。较大的孔容可在孔道内负载各种药物, 并可对药物起到缓释作用, 提高药效的持久性；此外，一定范围内孔径增大，药物的释放速率也会相应加快。真密度：对粉体药物的流动性，均匀性，压缩性以及离析度、结晶度等有着重要的影响。真密度的大小可作为判断材料的结晶状态以及二元混合物中固体含量百分比；此外，对于优化辊压速度、辊压压力等工艺参数具有一定的指导作用。2、 比表面积和孔径分布表征中的实际应用案例1、 原料药蒙脱石散的比表面积表征蒙脱石，是由膨润土提纯加工而得，因其特殊的层状晶体结构使其具有良好的吸附能力、阳离子交换能力和吸水膨胀能力，在药学上具有独特的优势。其作用机制与其较大的比表面积息息相关。由于其较大的比表面积，因而可对毒害物质具有较强的吸附作用；此外，与消化道黏液蛋白静电结合，对消化道黏膜起保护和修复作用[1]。以下是使用国仪量子V-Sorb X800系列比表面及孔径分析仪对蒙脱石散粉体材料的表征案例，据中国药典2020版四部规定，采用氮气作为吸附质，样品待测面积至少＞1m2 ，我们建议不少于0.1g，在105℃下真空加热脱气2小时后进行测试。从图1可以看出，不同种类的蒙脱石散其表面积差距较大，分别为 76.57 m2/g，47.67 m2/g和29.32 m2/g，研究者可以通过比表面积的测试结果来进行基础药性的判断，进而根据药品的实际作用需求来选择相应类型的原料。图1 不同种类的蒙脱石散比表面积测试结果2、 药用辅料硬脂酸镁的比表面积表征硬脂酸镁，呈片状晶体形状，主要用作片剂和胶囊的润滑剂或抗粘剂；由于其不确定的化学组成导致硬脂酸镁具有不同的物理性质，从而影响其润滑功能，其比表面积对硬脂酸镁润滑功能起到关键作用[2]。比表面积越大，其极性越强，附着力越大，可以在颗粒表面形成一层较薄但均匀的硬脂酸镁层，相应的合成物的润滑性就越好；而比表面积较低的硬脂酸镁，容易在颗粒表面富集。润滑性能就会较差。以下是使用国仪量子V-Sorb X800系列比表面及孔径分析仪对硬脂酸镁的表征案例，据中国药典2020版四部规定，采用氮气作为吸附质，样品待测面积至少＞1m2 ，我们建议待测面积＞5m2，根据美国药典要求，其BET方程的P/P0选点在0.05～0.15之间，其线性拟合度要大于0.9975。从图2可以看出，在经过40℃、80℃和100℃预处理之后，其比表面积测试结果分别为 6.14 m2/g，5.78 m2/g和3.10 m2/g，可以发现不同预处理温度对其表面积测试结果有较大影响，且随着脱气温度升高，其比表面积数值越小，经过分析主要是硬脂酸镁的成分复杂，且熔点较低，较高的脱气温度会造成硬脂酸镁烧结或熔化。图2 不同预处理温度下硬脂酸镁比表面积测试结果3、 纳米氧化锆材料的比表面积和孔径分布表征纳米氧化锆材料是一种白色结晶氧化物，在过去的十年中由于其表面光滑、质地致密，高强耐磨，良好的生物相容性和化学稳定性，因而在医疗硬组织修复领域中很受欢迎。以下是使用国仪量子V-Sorb X800系列比表面及孔径分析仪对纳米氧化锆的表征案例。从图3可以看出，粒径为2.0-2.5 μm（左）和粒径为1.0-1.5 μm（右），其比表面积测试结果分别为18.64 m2/g和19.91 m2/g，可以发现随着粒径的降低其比表面积数值在增加。此外，也对粒径为1.0-1.5 μm的纳米氧化锆材料进行了孔径分布的表征，从图4的N2吸附-脱附等温线可以看出，主要为Ⅱ类等温线，在高点时吸附量陡增，可能存在少量的大孔结构；从BJH介孔孔径分布图来看，样品基本没有介孔结构，但在100 nm-200 nm处存在相对集中的孔径分布，可能含有部分大孔结构，可结合扫描电镜进一步观察确认。从SF-微孔孔径分布图以及N2吸附-脱附等温线图来看，样品存在较为少量的微孔结构，集中分布在0.75 nm，即最可几孔径为0.75 nm。图3 不同颗粒尺寸的纳米氧化锆比表面积测试结果（左：2.0-2.5 μm，右：1.0-1.5 μm）图4 N2吸附-脱附等温线（左）、BJH-孔径分布（中）、SF-孔径分布（右）三、真密度表征中的实际应用案例在医药领域，气相二氧化硅的亲水性可用来消除水肿和降低伤口发炎产生的分泌物；帮助腹泻病人固定和结合水分；在皮肤病学中广泛用作干燥剂，其高吸附性可用来吸附微生物和微小病毒。气相二氧化硅还可作为乳浊液的稳定剂、药物载体，延长药效和促进药物吸收。以下是使用国仪量子G-DenPyc X900系列真密度测定仪对气相二氧化硅材料的表征案例。从图5可以看出，经过不同改性后的气相二氧化硅其真密度数值具有较大的差异，分别为0.154 g/ml，0.299 g/ml和0.382 g/ml，研究者可以在保证药效的前提下，选择相应较轻的二氧化硅进行生产加工。图5 不同改性后的气相二氧化硅的真密度测试结果国仪量子比表面及孔径分析仪国仪量子V-Sorb X800系列产品可以提供超低比表面积和微孔、介孔孔径及其分布的稳定测试，是满足中国药典测试方法的高通量快速经济型仪器；实现来料、出厂成品比表面积快速测试，孔径分布分析，进而进行质量把控，调整工艺参数，预估药品性能等。产品具有测试高效、结果准确、性价比高、自动化操作简单易学等诸多优势。全自动比表面及孔径分析仪V-Sorb X800系列参考文献[1] 次旦卓嘎. 蒙脱石治疗小儿腹泻的临床效果分析[J]. 世界最新医学信息文摘, 2019(79):2.[2] 郭仁庭, 覃忠富,傅长明, 等. 硬脂酸镁的性质、应用及市场前景综述[J]. 企业科技与发展: 上半月, 2011, 000(004):P.15-17.

材料是社会进步的重要物质条件，材料的创新不仅是发展各种颠覆性技术的核心，更是国家科技发展水平的重要体现。而在材料的研究过程中，设计和制备的每一个阶段都需要应用不同的表征与分析检测方法去了解其多样化结构、评价其不同性能，从而为生产工艺的改进提供科学依据，满足使用的要求。可以说，材料的研究进展极大地依赖材料表征与分析检测技术的发展水平。基于此，为帮助广大工作者了解前沿表征与分析检测技术，解决材料表征与分析检测难题，开展表征与检测相关工作，仪器信息网将于2023年12月18-21日举办“第五届材料表征与分析检测技术网络会议”，设置成分分析、微区结构与形貌分析、表面和界面分析、物相及热性能分析等专场，邀请材料科学领域相关检测技术研究与应用专家、知名科学仪器企业技术代表，以在线分享报告的形式，对材料科学相关表征及分析检测技术进行深入探讨，同时也为参会者提供一个突破时间地域限制的免费学习、交流平台。一、会议时间：2023年12月18-21日二、会议地点：网络在线三、会议内容（更新中）2023年第五届材料表征与分析检测技术网络会议成分分析专场报告题目报告嘉宾红外光谱分析制样技术漫谈朱邦尚上海交通大学分析测试中心 研究员材料的成分分析探讨吴伟明江西理工大学分析测试中心 教授应对材料分析挑战的色谱质谱及信息化技术应用李欣蔚沃特世 大中华区 T&LS部门材料科学市场经理待定高颂中国航发北京航空研究院 高级工程师高分子材料老化降解成分捕获与分析测试技术高峡北京市科学技术研究院分析测试所（北京市理化分析测试中心） 副所长/研究员微区结构与形貌分析专场报告题目报告嘉宾半导体纳米材料原子尺度结构性能研究李露颖华中科技大学，武汉光电国家研究中心 教授透射电子显微镜技术在材料微区结构及形貌分析中的应用研究毛晶天津大学 测试中心副主任/副高透射电镜表征磁性材料样品的前处理技术路线探索郭新秋上海交通大学分析测试中心 助理研究员/冷冻电镜中心副主任牛津仪器多种显微分析技术及成像系统的介绍及应用杨小鹏牛津仪器科技（上海）有限公司 应用科学家原位拉伸及电子背散射衍射在金属材料微观表征中应用李云玲钢研纳克检测技术股份有限公司 高级工程师X射线三维成像技术及应用程国峰中国科学院上海硅酸盐研究所研究员表面和界面分析专场报告题目报告嘉宾X射线光电子能谱（XPS）定量分析吴正龙北京师范大学 教授级高工范德华异质结光电探测及光电存储器件谢伟广暨南大学 教授/实验中心主任待定陈岚国家纳米科学中心 研究员紫外光电子能谱（UPS）样品制备、数据处理及应用分享张南南上海交通大学分析测试中心 中级工程师物相及热性能分析专场报告题目报告嘉宾X射线衍射法晶格常数的精确测定及其在铝合金研发中的应用董学光中铝材料应用研究院 试验中心主任助理/高级工程师实时观察系统在热分析中的应用方裕诚日立分析仪器（上海）有限公司 应用工程师热分析技术在冶金及材料领域中的应用赵晖昆明冶金研究院 主任工程师/高级工程师实时观察系统在热分析中的应用方裕诚日立分析仪器（上海）有限公司 应用工程师聚乳酸立构复合晶与同质晶竞争生长机制的热分析探讨李照磊江苏科技大学 系主任/副教授待定张杰上海交通大学分析测试中心四、参会指南1、进入第五届材料表征与分析检测技术网络会议官网（https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2023/）进行报名。扫描下方二维码，进入会议官网报名2、会议召开前统一报名审核，审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。3、本次会议不收取任何注册或报名费用。4、会议联系人：高老师（电话：010-51654077-8285 邮箱：gaolj@instrument.com.cn）5、赞助联系人：周老师（电话：010-51654077-8120 邮箱：zhouhh@instrument.com.cn）

在基因治疗领域，慢病毒载体(Lentivirus)是一种复制较慢的逆转录病毒，由HIV-1改造而来，常作为基因治疗的载体使用。慢病毒载体的制备流程需要对病毒的物理滴度和感染滴度进行检测。1. 现有的检测手段（如p24 ELISA）因病毒中p24蛋白的含量不同、含有p24蛋白的杂质（如外泌体）等因素的影响，无法地表征病毒的物理滴度，且此类方法均无法对空载病毒（无p24蛋白）进行表征，这就给感染滴度的检测带来了误差。2. 在复杂的病毒工业化制备流程中，只测量末端纯化产品的滴度，无法真实反映各个生产环节的生产效率，而对各个生产环节的样品都进行纯化表征会浪费大量人力物力。目前研究者亟需一种无纯化、快速、检测下限低的病毒表征手段。3. 目前的病毒表征手段，均无法将病毒的物理参数如粒径(与载体聚合相关)与蛋白质组分析联系起来。因此，这些技术无法分析病毒滴度受样品聚集或病毒破裂与分解影响的情况，因此无法区分单分散制剂与聚集样品。 对于上述问题，美国NanoView公司所开发的全自动病毒荧光检测分析系统是一款无需纯化的、全自动的可对病毒进行表征分析的全新设备。该设备能够提供全方位的病毒表征信息，包括病毒粒径、病毒表面和内部病毒蛋白、病毒物理滴度、空载比检测、病毒转导效率及假型定量表征等。操作简单，结果可靠。全自动病毒荧光检测分析系统的基本原理是一种基于特异性免疫捕获技术，允许研究者直接分析特定群体的病毒。通过配套的试剂盒，客户一次性能够分析多达16个不同的样本，大大节省了时间和经济成本。和传统的病毒表征手段相比，全自动病毒荧光检测分析系统有如下优势： 无需纯化NanoView的LentiView™ 技术可以对慢病毒进行检测，将蛋白质组信息与物理病毒滴度结合起来，无需样品纯化。只需 35 µl 未纯化或纯化的样品，检测浓度低至106VP/ml。无需担心纯化带来的误差，更地测量样品间的表征和表达信息的差异。慢病毒示意图 全方位的病毒粒径分析全自动外泌体荧光检测分析系统能够对20 nm的病毒进行全方面的表征，无论是粒径分布、空载病毒与完整病毒的假型分析均可在一次测试中得到。并且所用来测试的样本无需进行纯化，避免因纯化带来的样本偏差。 病毒滴度病毒物理滴度的常用检测方法是p24 ELISA。该方法测量p24衣壳蛋白的浓度并将其转化为病毒物理滴度。样品中溶解的p24、不同病毒p24含量的不同以及病毒聚集会影响检测准确性。此外， p24 ELISA无法检测缺少衣壳(空载)的颗粒。LentiView™ 可对样品中病毒进行高灵敏度的定量检测，获得滴度数据，区分完整和空载病毒并识别样品中杂质如可能经过纯化带有的外泌体等。 红色荧光抗体标记病毒的内部p24衣壳蛋白，用蓝色荧光抗体标记VSV-G，同时表达p24和VSV-G的病毒显示粉红色，并由 NanoView专用软件计数。 完整/空载病毒颗粒的比例NanoView的LentiView™ 技术可以简单快速地分析出完整/空载病毒颗粒的比例，区分完整(成功转导)和空载病毒并识别样品中杂质，而完整/空载病毒颗粒的比例是确定转导效率的主要依据。 完整病毒是表达VSV-G和/或ETL，且表达衣壳蛋白p24的病毒颗粒，空载病毒是表达VSV-G和/或ETL，未表达衣壳蛋白p24的病毒颗粒LentiView™ 芯片表面固定的抗VSV-G抗体捕获病毒后，即可检测表面和内部蛋白标记物。在LentiView™ 获得荧光图像中，绿色荧光点代表没有衣壳的VSV-G+病毒颗粒，黄色荧光点代表含有衣壳的完整病毒颗粒。 病毒转导效率我们使用LentiView™ 对三种不同的慢病毒样品进行了表征，检测病毒颗粒亚群，进而研究这些载体的转导效率。三种不同的慢病毒样品分别为野生型慢病毒 (VSV wt)、含高浓度质粒的工程化靶向配体 (ETL-HC)、含低浓度质粒的工程化靶向配体 (ETL-LC)。三种慢病毒载体的转导效率 转导效率与物理滴度的对比 根据病毒碎片粒径和病毒粒径的差别，对每一种载体中的病毒和病毒碎片数量进行统计。50nm以上的病毒与50nm以下的病毒碎片的比例和载体的转导效率之间存在很强的相关性。载体转导效率和病毒与病毒碎片比例的对比 完全定制化客户通过ViroFlex技术使用连接蛋白连接任意定制化的捕获抗体，并结合到ViroFlex芯片表面进而捕获所需的病毒，在自己的实验室里轻松进行高度定制化的检测。 ViroFlex的芯片捕获抗体排布示意图 ViroFlex定制化检测原理：先将连接蛋白与所需的定制抗体连接再将连接抗体的连接蛋白与ViroFlex芯片表面的连接蛋白抗体连接所需的定制抗体从而结合到了芯片上将样品在芯片上孵育，定制抗体即可特异性捕获病毒每个芯片多可结合两种定制化捕获抗体ViroFlex芯片的捕获原理(左)与普通芯片的捕获原理(右)示意图 ExoViewTM参数信息：颗粒大小分辨范围：20nm低检测浓度为106 VP/mL所需样本体积：35 μL激发波长：410 nm，488 nm，555 nm，640 nm，750nm可一次检测16个样本，每个样本可同时检测6个不同亚型及4种生物标记的荧光定位捕获抗体：一个芯片多允许6种捕获抗体（+阴性对照）荧光通道：4个荧光通道

电池性能的优劣，很大程度上取决于其构成材料的选择与制备工艺，以及材料微观结构的精细控制。颗粒分析表征作为材料科学研究的重要手段，能够揭示材料在纳米至微米尺度的结构特征、化学成分、相变过程及界面效应等关键信息，为电池材料的设计与优化提供科学依据。为促进学术界与产业界的交流，推动电池材料科学与技术的进步，仪器信息网联合中国颗粒学会将于2024年7月23-24日举办第五届“颗粒研究应用与检测分析”网络会议，特设“电池材料与颗粒分析表征”专场。点击图片直达报名页面 会议特邀中国颗粒学会秘书长王体壮致辞，中科院金属所研究员孙振华、北汽新能源高级经理宋冉冉、天目湖先进储能技术研究院吴喜明、清华大学博士研究生左安昊、中科大理化科学实验中心工程师周宏敏分享电池材料结构调控与电化学性能研究、关键指标及表征方法、单颗粒动力学测试方法与材料数据库等。中国科学院金属研究所研究员 孙振华《聚合物基储能材料的结构调控与电化学性能研究》（点击报名）孙振华研究员研究工作主要围绕着锂硫电池和固态电池等新型电池体系，开展关键电极材料、电解质和器件性能研究，相关研究成果在Nature Commun.、Chem. Soc. Rev.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.等期刊发表SCI收录论文120余篇，被引用12000余次，H-index为53，申请发明专利22项，获授权专利9项。曾获得中国颗粒学会自然科学一等奖（排名第二），入选中国科学院青年创新促进会优秀会员和辽宁省“兴辽人才计划”青年拔尖人才。目前担任中国颗粒学会青年理事，《天津大学学报》编委，SusMat、eScience和中国化学快报的青年编委。聚合物材料在电化学储能材料和器件中具有重要的作用。聚合物材料的结构决定着锂离子在聚合物中的反应和输运行为，从而影响储能器件的性能。针对聚合物材料在锂硫电池电极材料中的应用，该报告系统总结了有机硫聚合物在锂硫电池中的不同功能。在此基础上，报告为聚合物在电化学储能中应用和提高锂硫电池、聚合物固态电池的性能提供了新思路。北京新能源汽车股份有限公司高级经理 宋冉冉《动力电池核心原材料关键指标及表征方法》（点击报名）宋冉冉博士2014年毕业于北京化工大学材料学，2016年入职北汽新能源。10年锂电池材料研发经验，对电芯材料合成制备、表征、电化学原理、材料前瞻技术等有较深入的研究。牵头电芯技术项目开发、负责电芯原材料选型及体系开发工作。本报告针对影响动力电池性能的各项核心原材料关键指标，讲述了指标特征、相关作用机理、表征方法和测试原理等，并对原材料失效进行典型案例分析。天目湖先进储能技术研究院高级工程师 吴喜明 《电池材料形貌、表界面表征方法及应用案例》（点击报名）吴喜明高工硕士毕业于深圳大学材料学专业，具有多年材料显微分析，表面分析、理化测试工作经验，目前在天目湖先进储能研究院从事电镜及表面分析仪器的测试工作，专注于先进分析仪器表征电池材料微观形貌、表面成分，为电池材料、电芯企业提供检测服务。电池材料的形貌、表界面性质对电池性能的发挥起着至关重要的作用，而常规的测试分析手段存在一定的局限性，本报告列举了透射电子显微镜（TEM）、俄歇电子能谱（AES）、X射线光电子能谱（XPS）、飞行时间-二次离子质谱（Tof-sims）等先进表征分析仪器在电池材料分析方面的独特作用，依赖类似高水平的测试技术可以对电池材料进行更加深入、细致的理解。清华大学博士研究生 左安昊《电池材料单颗粒动力学测试方法与材料数据库》（点击报名）左安昊博士担任北京易析普罗科技有限责任公司CEO，主要从事电池材料单颗粒测试方法相关基础研究与产业化工作。在Cell Reports Physical Science、Journal of Power Sources、Journal of Energy Storage、储能科学与技术等期刊上发表学术论文10篇，授权发明专利13项，参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等多项课题。曾获国家奖学金、北京市三好学生、江苏省优秀学生干部、清华大学优秀学生干部标兵、清华大学“一二九”辅导员等荣誉以及世界电动车大会优秀论文奖、首届未来颗粒前沿论坛优秀报告奖等奖项。电池材料研发需要快速、精准的性能评价手段，电池模型搭建需要精确的动力学参数输入。目前，业内主要以电极/单体为测试对象，根据电池性能反推材料性能/参数。然而，电池内部含有多种材料、多种物相，传统动力学测试方法仅能得到不同材料各自动力学过程的混合结果，难以确定单因素对材料/电池性能的影响，也不能反映单一材料性能。本报告将介绍一种以材料单颗粒为实验对象的热/动力学性能测试方法。该方法适用于锂离子电池活性材料并具有较高的测量精度，对固态电解质、钠离子电池材料等也具有一定通用性。中国科学技术大学理化科学实验中心工程师 周宏敏《扫描电镜在新能源电池和钙钛矿材料表征中的应用》（点击报名）周宏敏工程师在中国科学技术大学理化科学实验中心从事扫描电镜应用服务及相关技术开发。主持中科院仪器设备功能开发技术创新项目2项，参与863仪器研究项目1项，作为第一发明人获授权专利3项，发表仪器技术及管理文章10余篇。针对新能源电池研究材料如Li，Na，K以及卤素、硫化物的全固态电解质等化学性质活泼的材料，不能接触空气的特点，周宏敏研制了基于气氛保护的传输盒，在扫描电镜仓内真空环境下打开，实现了测试材料从实验室手套箱全程不接触空气进入扫描电镜进行分析表征，支撑了多项成果发表于Nature Communications，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy Storage Materials，J. Am. Chem. Soc.等高水平杂志。本报告针对有机无机杂化钙钛矿材料在电子辐射条件下不稳定的难点，将进行OIHP薄膜样品的扫描电镜成像条件探讨研究，采用低加速电压的策略，既保持OIHP表面细节的分辨率又减小辐射损伤，并采用扫描旋转的成像方式较好地解决截面成像易畸形的难点。以上仅是部分报告嘉宾的分享预告，更多精彩内容请查看会议页面：https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/particuology2024/