第24届光谱仪器会第二日| 多领域探讨光谱技术及应用
2021年12月24日，第二十四届“全国光谱仪器学术研讨会”暨第三届“原子光谱应用与技术学术研讨会”举办的第二日，多位光谱大咖带来精彩报告。分析测试百科网作为本次会议的支持媒体，全程跟踪报道。
中国海洋大学教授 郑荣儿
报告题目：深海原位光谱技术：发展机遇与挑战
郑荣儿教授介绍了深海原位光谱技术和深海光谱仪器的研究进展。她从海洋观/探测方法的基本概念出发，围绕海洋探测的战略需求，介绍了课题组建立的深海热液化学场多光谱联合原位综合探测系统，还介绍了RiP-Hv系统和LIBSea系统的进展及实际应用。郑教授还通过LIBSea系统的技术攻关和Cmoss-3H的技术创新，探讨了深海原位光谱技术发展面临的关键问题及未来发展的方向，比如水下精准定位、精准标定等，立志为深海矿产资源的探索提供技术前提。
中国地质大学（武汉）研究员 朱振利
报告题目：基于微等离子体技术的砷、锑元素分析方法
朱振利研究员表示，目前全球都在遭受砷污染的威胁，并且我国许多地方发生了锑污染，这些污染都迫切需要现场快速分析技术。原子光谱是重金属元素分析的标准方法，但是其面临着需要现场、实时、原位分析的挑战。而微等离子体具有激发能力强、功耗低等优势，非常适于便携式原子光谱仪器的开发。
该课题组进行了基于微等离子体技术的砷、锑元素分析技术研究，结果表明，微等离子体技术为现场灵敏测定As、Sb提供了一种新思路。APGD微等离子体源具有低功耗、低气体消耗的特点。并且，LSDBD、ETD-DBD等离子体化学蒸气发生非常快速、高效，SAGD-OES可以同时进行蒸气发生和激发检测。最后，朱振利教授提出了新的思考，即如何进一步提高灵敏度和解决实际样品分析中As可能存在的干扰问题。
四川大学教授 刘睿
报告题目：金属稳定同位素标记均相免疫分析
刘睿教授介绍道，均相免疫方案由于具有快速一步反应和无需分离的优点，而被广泛应用于生物分子基团的高灵敏检测。但是，其仍然面临着基体效应、多组分同时难区分、无固相界面富集过程造成灵敏度受限等挑战。金属同位素标记方法就是应对这种挑战的良好方案。因此，课题组开展了金属稳定同位素标记均相免疫分析研究，包含自验证准确分析、多组分同时分析和高灵敏分析，证明了金属同位素标记均相免疫分析的良好效果。
中科院半导体所研究员 谭平恒
报告题目：二维范德华异质结的低频和高频拉曼光谱研究
谭平恒介绍，各种二维材料(2DMs)，如石墨烯、hBN和过渡金属硫族化合物(TMDs)，可以按照选定的顺序垂直地堆叠/组装，形成范德华异质结(vdWHs)。材料种类、层厚和扭转角的组合性选择提供了多个自由度来设计vdWHs的光学和电学性质。
近期，该课题组研究了二维材料的低频拉曼模和高频拉曼模，探讨了二维范德华异质结的低频和高频拉曼光谱研究。结果表明，转角多层石墨烯的平面内原子排布失配导致界面处电荷密度的明显下降，从而导致了层间剪切耦合力常数的大幅度降低。总的来说，拉曼光谱是无损地表征2DMs及相关vdWHs性质的主要工具。
中南大学副教授 张志敏
报告题目：人工智能在分析仪器中的应用
张志敏副教授介绍道，人工智能可以帮助化学研究自动化处理大量的数据。他还介绍了课题组目前开发的两个相关的系统。第一，DeepCID是一个基于深度学习的端对端混合物分析算法，可以从大规模的拉曼光谱中训练模型，并从混合物的拉曼光谱中直接识别组分。目前，DeepCID方法已经逐步运用深度网络模型解决混合物分析的问题。第二，SigmaCCS系统可以用于大规模分子的分子预测，速度特别快。总之，利用人工智能构建化学结构与性质之间的关系，来进行化学相关分析。另一方面，这项研究在数据、架构和解释性上还面临着一些挑战，人工智能与分析的融合任重而道远。
中科院长春光机所 李晓天
报告题目：衍射光栅及其在光谱仪器中的应用研究
李晓天介绍道，衍射光栅是光谱仪器的核心光学元件，决定了仪器的具体结构、理论及标定技术。中科院长春光机所在大光栅刻划机和机械刻划光栅研制方面取得了许多研究进展，包括光栅刻线误差修正技术、光栅刻划刀主动控制技术和软硬件相结合的控制方法等。此外，还介绍了空间外差干涉型拉曼光谱仪技术。最后，李晓天还介绍了课题组围绕光栅应用开展的拼接光栅型和中阶梯光栅型空间外差拉曼光谱仪、透射光栅光谱仪、光栅衍射效率测量仪、中阶梯光栅光谱仪等研究进展。
珀金埃尔默 高光晔
报告题目：化学高分辨技术与时间分辨技术在ICPMS的应用
高光晔介绍了ICPMS常见干扰的类型、来源及程度，并且如何通过化学反应消除干扰，从而提高灵敏度和分辨率。化学分辨（DRC）由于其更高的质量分辨能力、更高的时间分辨能力和更强的颗粒分析能力，提升了ICPMS能力，拓展了ICPMS的应用范围。总之，化学分辨（DRC）技术引领ICPMS技术进步。最后，他介绍了时空信号在ICPMS测定纳米粒子颗粒尺寸、LA-ICPMS方向的应用，表明其在地质分析、塑料分析、生物成像等领域的前景。
厦门大学教授 任斌
报告题目：电化学针尖增强拉曼光谱（EC-TERS）
任斌教授表示，电化学体系中的几乎所有问题，都与界面结构和过程有关。因此，需要发展高灵敏、能从纳米尺度、分子水平原位表征电化学过程的方法。EC-TERS具有污染小、破坏少的特点，是高灵敏、纳米尺度、分子水平、原位电化学过程的表征方法。另外，EC-TERS还存在着一些挑战：液面存在导致的光路畸变，灵敏度减低；仪器稳定性易受影响；STM金属尖端易损害等。最后还介绍了在人工智能与未来EC-TERS的发展趋势。
上海交通大学研究员 黄梅珍
报告题目：光谱测量定量中的数据处理与分析方法
黄梅珍研究员介绍道，光谱数据处理技术和分析方法是实现高精度光谱定量的关键。她介绍了为提高光谱定量分析精度开展的光谱数据处理方法与算法研究。在用激光诱导击穿光谱法（LIBS）测定土壤、煤和矿物等复杂基质中的元素时，容易受到基体效应、激光等离子体的不稳定性和激光参数的波动等因素的影响。
因此，课题组提出了基于双遗传算法的偏最小二乘回归方法（DGA-PLS）的铜精矿LIBS定量分析，显著提高了预测精度。其次，采用荧光法对含有多种组分的物质进行定量分析时，由于存在荧光光谱混叠并伴随吸收现象，用常规荧光分析法定量精度低，研究提出了串扰荧光光谱定量分析法（CFSA），提高了多组分荧光物质的测量精度。最后，还介绍了拉曼数据在生物诊断、食品安全等领域的数据分析方法，表明大数据分析、深度学习、人工智能等技术将推动光谱技术走向更加成熟和广泛的应用。
中山大学研究员 陈建
报告题目：范德华二维晶体α-MoO3的性能调控及SERS应用
陈建研究员介绍了范德华晶体α-MoO3的结构、性能及无损宽谱探测。首先，课题组研究了范德华晶体α-MoO3拉曼光谱变化分析。结果表明，晶体厚度越厚，影响越强。并且，当达到分解温度后，晶体内部晒先脱落。晶体内不同位置的差异逐渐明显，解释了空洞分析的成因。其次，进行了范德华晶体α-MoO3 SERS性能研究。结果表明，离子插层与SERS性能可控，可获得良好的稳定性。均匀性和普适性。
宁夏大学副教授 马景新
报告题目：晶态荧光材料的构筑及其在环境毒害物质检测中的应用
马景新副教授介绍，用荧光传感来进行环境中有机类和无机类毒害物质的检测，高效、方便、成本低廉。他还介绍了课题组的工作进展：第一，构建含游离羧基的配位聚合物，对胺类物质的荧光传感。并介绍了制药厂废水中乙二胺含量测定的实际应用案例，已经申请了国家ZL。第二，杂金属配位聚合物的组装及抗生素和苯胺黄的高效检测。第三，基于对三价砷有特异性荧感，研究结晶多孔有机盐的水中As3+的高效检测和去除。结论表明：以性能为导向构筑晶态材料是开发针对特定环境毒害物质高性能荧光检测材料的有效途径，明确的构-效关系为开发集检测与清除功能为一体的多功能新型晶态材料提供了可行的方案。
北京博晖创新生物技术集团股份有限公司 周志恒
报告题目：原子荧光仪器的最新进展
周志恒先生介绍了国内外原子荧光技术的发展历史，原子荧光的技术特点和基础核心。非色散原子荧光仪器存在着光谱 干扰、散射干扰和长期稳定性差的问题，可以分别使用分光系统、高效气液分离、高稳定激发光源来解决。他还表示，使用数字微镜结合光电增管检测器形成的全谱、高灵敏度、高传输效率的色散光学系统对原子荧光微弱信号检测具有明显优势。北京博晖创新公司在此方向获得了多项国家ZL。
在新型原子荧光光谱仪器开发及产业化方向，北京博晖创新公司与吉林大学等单位共同承担了重大科学仪器设备开发专项“新型原子荧光光谱仪器开发及产业化”，目的是为了克服光谱干扰、散射干扰等问题，提高仪器长期稳定性，促进原子荧光技术获得国际认可。未来，研究方向会在检出限、稳定性、国际标准等领域。
清华大学教授 王哲
报告题目：LIBS定量化进展
王哲教授介绍道，LIBS具有高不确定性和基体效应的两大瓶颈，因此没有实现大规模的应用。首先，探讨了LIBS量化的不确定产生，结果表明：LBS量化性能主要受矩阵效应和信号不确定性的影响，等离子体形态变化引起的总数密度波动是主信号检测窗口不确定性产生的关键因素。其次，探讨了原始信号改善方法，运用预处理、校准模型、物理模型、混合模型等数学方法减少不稳定性。
国家有色金属及电子材料分析测试中心 张璇
报告题目：沉淀分离-ICP-MS测定高纯钨中Nb、Re等痕量杂质含量
张璇介绍到，随着各相关行业对高纯钨质量要求的不断提高，对高纯钨中所含杂质元素的测定下限和种类数量都提出了高要求。通过钨酸铅沉淀法分离基体，消除了钨形成的质谱干扰，建立了ICP-MS测定高纯钨中Nb、Re、Li、Be、Al等16种杂质元素含量的检测方法。该方法快速简便、准确度高。另外，她还进一步拓展了普通四级杆质谱的应用范围，为类似问题的解决提供参考。
最后，本次会议的总负责邢志老师和刘国坤老师为大会作闭幕致辞。
刘国坤老师表示，这次会议历经两年筹办，是非常期待的会议。本次研讨会介绍了光谱仪器的方方面面的先进技术，从硬件支持到软件系统，从标准化到未来趋势，从数据处理到人工智能……期望借助研讨会的平台，邀请用户进行需求介绍，邀请厂家进行仪器介绍，促进上下连通，推动光谱仪器更健康发展，更好地服务于国家战略。
邢志老师表示，非常感谢行业内专家学者及企业代表的支持。由于疫情的影响，这次会议已经延期过两次。虽然会议迟到了，但我们从来不缺席。这两天，多位专家学者在研讨会上分享了先进的光谱技术和研究进展，受益匪浅。另外，还要感谢宁夏大学、分析测试百科网等会议工作人员。最后，再次感谢能够参会的各位嘉宾，期待下次学术研讨会再次相聚！
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