海洋光学：小快灵的微型光纤光谱仪 适合微全分析
海洋光学：小快灵的微型光纤光谱仪 微全分析光学检测的可靠伙伴
2013年5月17日，由中国化学会主办、厦门大学承办、复旦大学、浙江大学协办的第八届全国微全分析系统学术会议、第三届全国微纳尺度生物分离分析学术会议暨第五届国际微化学与微系统学术会议在美丽的海滨城市厦门隆重召开，400余名国内外学者参加了这一盛会。Ocean Optics海洋光学公司以“微全光学分析检测的可靠伙伴”的形象赞助参会，并展示了多种产品和解决方案。
海洋光学展台
在海洋光学的展台上，我们看到该公司展出了各种微型光纤光谱仪在微全分析中的应用方案。在该公司的解决方案中谈到：微全分析系统又称芯片实验室，其目标是通过化学分析设备的微型化与集成化，最大限度地把分析实验室的功能集成到便携设备上，甚至是方寸大小的芯片上。而由于检测器的总体性能将影响整个微流控芯片分析系统的检出限、检出速度、使用范围以及体积等指标，是微流控芯片分析系统的一个非常重要的部分。美国海洋光学（Ocean Optics）作为微型光纤光谱仪的发明者和市场领导者，一直以来都致力于为光谱学研究者提供更小、更快、更好的光谱仪。其主要产品微型光纤光谱仪具有体积小巧、抗震性好、检测速度快、采样方式灵活等多方面的、满足微全分析需求的特点，受到微全分析研究者的青睐。
据展台人员介绍说，海洋光学提供各种模块化的光谱仪，其优势是：小、快、灵。（1）体积非常小，海洋光学最小的光谱仪跟火柴盒一样大；（2)检测速度非常快，最快可到微秒级响应；（3）所有的产品都是用光纤来连接，所有的配置将非常灵活。这几大特点刚好满足微流控/微全分析的需求：（1）微流控芯片非常小，因此也需要连接小的检测器；（2）微流控反应速度非常快，需要快速的检测方法来抓取到反应中的信息；(3)由于微流控芯片都非常小，传统的检测设备根本无法满足其需求，无法检测到其中的微观结构，而海洋光学的产品可将微细的光纤植入到微流控的芯片中，进行芯片上的检测。
应用案例：
吸光度检测
阿姆斯特丹大学的Brigitte Bruijns在与荷兰安全与公正部的项目中，设计了一套微流体并用它来追踪和分析犯罪现场的毒品。如果能够在现场快速、灵敏地检测出毒品作为侦查证据，那么这套微型装置将为案件侦破提供强有力的证据并争取时间。由于不同毒品在溶液中的吸收光谱有独有的特征，Brigitte使用海洋光学的HR4000光谱仪、光纤盒其它配件进行UV-VIS波段的毒品检测。这套配置不仅精准、快速、灵活，它的大小给与了未来更多集成的可能。以往用视觉识别出毒品样品，最少需40 mg/mL浓度；而现在这套方法只需用1mg/mL。
荧光检测
University of Arizona的Yoon教授是使用微流控芯片进行免疫分析的专家，他利用光的散射和量子点进行了多抗体的研究。他的研究小组创新地将量子点附着在微颗粒上，在UV波段获得了比单独试用量子点和微颗粒更强的散射信号。利用海洋光学USB4000光纤光谱仪，散射的增强能让他探测抗原与抗体的反应，同时，弱化的量子点荧光发光能帮助他得知抗原和抗体的种类。
自发光
University of Sheffield的Zemmerman教授是一名化学家，他希望了解微型等离子体反应器内部等离子体的动力学状态，进而开发出低功耗的微型等离子体反应器。他为此使用海洋光学USB2000微型光谱仪来观察微型等离子体反应器中的臭氧/氧气变化。通过测量臭氧含量关于时间的数据，他成功地建立了动力学模型，并证实该设计的低功耗、高转换效率。
拉曼
瑞士苏黎世联邦理工学院（EUH Zurich）的过程工程系和化学生物系的Franz Trachsel与Atsushi Urakawa等研究者在10 MPa高压环境下，在微反应器中利用Pd/Al2O3催化剂为催化床，利用超临界CO2为媒介物来进行环己烷的催化氢化反应。他基于海洋光学的QE65000搭建了一套拉曼光谱系统，同时也对反应过程进行了在线监测。通过将测试结果进行自我对比及与相关标准文献对比，他们成功证明了在原来需要非常复杂的安全措施进行保护的高压超临界气体反应过程是完全可以再微反应器上实现的，这给安全带来了极大的改善。同时也证明了拉曼光谱在线监测方法的有效性。
海洋光学适用于微全分析的产品有：
STS：世界上最小的微型光纤光谱仪，STS系列非常适合于结成在手持式或便携式设备中，进行吸光度、透光率、反射率或荧光检测。该产品信噪比高（>1500:1），暗噪声低，温度稳定性好，是设备集成的理想选择。特点为：最小的微型光纤光谱仪，信噪比高（>1500:1)，温度稳定性好，便于集成在手持式或便携式设备中。
USB2000+：作为目前销量最大、应用面最广的微型光纤光谱仪，USB2000+系列产品性价比高、使用面广、可广泛应用于各类吸光度、透过率、反射率、荧光、拉曼及发光检测中，是目前国内外微全分析工作者广泛应用的一款产品。其特点为：销量最大、应用面最广的光纤光谱仪；性价比高；使用面广；可用于多种光谱应用中。
MAYA2000 PRO：该系列产品灵敏度高、信噪比好（>550:1），紫外响应非常好（有效检测范围最低可至153nm）。可满足更高要求的吸光度、透过率、反射率、荧光、拉曼及发光检测的要求。其特点为：灵敏度高；信噪比好；紫外响应非常好，有效检测范围最低可至153 nm；适合多种光谱分析的需求。
QE65PRO：作为海洋光学在200-1100nm波段范围内最好的光谱仪，该系列产品具有很高的信噪比、灵敏度与动态范围，其二级致冷控温检测器可将CCD致冷控温至-15度，因此具有很低的暗噪声和好的温度稳定性。同时该系列产品可由客户自行更换狭缝，能够更好地适应各种强光或弱光检测的要求。可满足各种吸光度、透过率、反射率、荧光、拉曼及发光检测的要求。其特点为：高信噪比、灵敏度与动态范围；具有二级致冷控温，最低致冷温度可达-15度；暗噪声低、温度稳定性好；可自行更换狭缝、更好地适应各种强光或弱光检测；适应多种光谱分析需求。
NIRQUEST：该系列产品覆盖从900-2500nm波段范围，具有多个型号可供选择。其具有高信噪比（最高15000:1）和比较大的动态范围。其二级致冷控温检测器可将CCD致冷控温至-15度，因此具有很低的暗噪声和好的温度稳定性。可满足近红外波段吸光度、透过率、反射率、荧光、及发光检测的要求。其特点为：高信噪比与动态范围，信噪比最高可达15000:1；具有二级致冷控温，最低致冷温度可达-15度；暗噪声低、温度稳定性好；可自行更换狭缝、更好地适应各种强光或弱光检测；适应近红外波段多种光谱分析需求。
海洋光学还提供很多附件，如：
- 定制光纤：可为客户量身定制各种光纤及光纤探头，可以为需要将光纤嵌入微反应器的微全分析工作者提供强大的工具。
- 毛细管流通池：可以直接对毛细管进行柱上分析，非常适合于做毛细管研究的科研用户。
- 常规流通池：常规Z型吸光度流通池以及荧光用的M型流通池，可满足流动分析的需求。
- 长光程流通池：可对浓度非常低的痕量样品进行检测，最长可提供5m光程。同时其所需样品量比较小，在5m光程下其所需样品量也仅为1.25mL，非常适合于吸光度、荧光与拉曼检测。
- LED光源：光纤耦合输出LED光源，可提供多个波长选择。
- 激光器：可提供405nm、450nm、532nm、785nm等多个波长的激光器，可用作LIFS或Raman的激光发光源。
海洋光学的业务：为科研机构服务 和 提供OEM给制造厂商
适合实验室外的移动式测量
展台人员还进一步介绍了海洋光学产品的特色：海洋光学是光纤光谱仪的发明者和领导者，一直致力于开发模块化的产品；其产品除在科研领域有非常广泛的应用，非常灵活地利于老师搭建他们自己的实验装置。另外在工业领域中，海洋光学提供很多OEM的方案，有非常多的仪器和设备的制造商把海洋光学的光谱仪作为光学检测的部分，集成到他们的产品中。20多年来，海洋光学累计已销售出十几万台光纤光谱仪，这是一个非常惊人的数字。
“比如，我们最大的OEM业务是在LED行业中。LED在生产中，会生产小灯珠或小芯片，在生产中会需要分选，因为每一个LED芯片生产出来的颜色或亮度是不同的，必须进行分级。为什么需要分级呢？举个例子，LED电视是由不同的LED芯片组成的，假如这些LED芯片的发光度、颜色都是不一致的，您看到的就是一块五彩斑斓的屏，所以产品最后的控制要非常严格一致。LED芯片每天的产量极高，每小时要达到几万片产量，所以要求极快的检测速度。海洋光学的产品刚好满足这种需求。国内80%以上的在线LED分选机都采用海洋光学的光谱仪，在该行业海洋光学一年大概有4000台的光谱仪销量。另外在化学分析仪器中，每年大概有300-400台销量；环保行业每年有400-500台销量。比如中国的多家生产大气分析仪的厂家，均采用海洋光学OEM的光谱仪作为其光学检测部分。目前我们还正在和客户一同开发在水质分析中的应用。”
“目前实验室外的检测、移动式测量也将涌现很大的市场。海洋光学的产品在室外的工作中具有极强的优势。因为：我们的设备消耗功耗很小，里面的所有部件是固定的，相对抗震性、重复性比传统的光学设备强很多，同时体积又很小；所以国外做手持、便携设备的使用海洋光学产品的客户非常多；中国国内现也在增长。目前公司、研究机构正在想办法把我们的设备集成到他们其中，包括快速检测车、快速检测的工具箱等等。”果不其然，小编参观展台时，就有一位老师咨询，是否可集成海洋光学的产品做室外的检测。不论是供电、体积、能耗等，工程师的回答都令咨询的老师非常满意。
关于海洋光学：
海洋光学是全球领先的光传感解决方案提供商，提供光与物质相互作用过程中测量和机理分析的基础方法。我们提供的方案适合各类应用，涵盖生物医学研究、环境检测、生命科学、科学教育以及娱乐照明和显示等诸多方面。我们所涉及到的技术和产品线包括光谱仪、化学传感器、度量仪器、光纤、薄膜及光学元件。作为微型光纤光谱设备的发明者，自1989年来我们在全球共售出了近200,000套光谱仪。海洋光学是英国豪迈(Halma)集团的子公司，豪迈集团主要经营用于探测潜伏危险和保护人们生命安全的产品，是专业性电子、安全和环境技术领域的领军企业。请访问公司的主页：http://www.oceanopticschina.cn
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