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光谱仪器会议集锦：前沿到核心器件应用探索到商品化

2018.12.15

　　分析测试百科网讯厦门召开的第22届全国光谱仪器学术研讨会上，在开幕式和上午报告会后，孙世刚院士等多位学者继续带来精彩报告。分析测试百科网作为本次会议的支持媒体，全程跟踪报道。

厦门大学孙世刚院士

　　厦门大学孙世刚院士做当日下午的开场报告：“基于红外自由电子激光的能源化学谱学研究仪器”。自由电子激光（IRFEL）是利用自由电子为工作媒质产生的强相干辐射，具有频率连续可调、频谱范围广、峰值功率和平均功率高且可调、相干性好、偏振强，具有皮秒量级脉冲的时间结构，且时间结构可控等一系列已有激光光源无法替代的优点。是目前亮度最高的第四代同步辐射光源。当前，清洁优化利用化石能源和开发可再生能源既是国家发展的重大需求，也是科学研究的前沿。亟需发展高灵敏度、高时间分辨、高空间分辨和宽频谱的谱学检测方法和仪器。特别是红外光谱特有的指纹检测特征，在研究能源化学过程中具有不可替代的优势。常规的红外光源无法满足高强度、高稳定性、宽频谱和皮秒级探测同步的需求。因此以红外自由电子激光作为新型的红外光源，发展新的谱学方法将极大推动能源化学研究的深入。课题组针对解决能源化学关键科学问题的需求，研制波长在2.5-200mm可调的红外自由电子激光作为光源，发展光检测、光解离和光激发三类谱学方法，集成为基于可调谐红外激光的能源化学研究大型实验装置。介绍了课题组参建的光检测研究实验站如：和频（SFG）光谱（超快时间分辨），光解离研究实验站，光激发研究实验站等。这些大型实验装置的特色包括：研制的光源综合技术指标国际先进，具有满足皮秒级泵浦探测的同步技术；建立的实验站在波段有效性、灵敏度、时空分辨率方面都大幅提高，并可用于多种表界面研究、团簇结构和反应性能研究区分大分子同分异构体，高振动激发态反应动力学研究，实现产物量子态选择等。

中国科学院青岛生物能源与过程所单细胞中心徐健研究员

　　中国科学院青岛生物能源与过程所单细胞中心徐健研究员做题为“临床单细胞拉曼耐药性快检技术：从原理创新到仪器研制”的报告。细菌耐药性的蔓延是本世纪人类健康面临的最重大威胁之一。而控制耐药性传播的前提与保障是临床耐药性快检。临床耐药快检的关键挑战是免培养、临床菌适用、快速代谢表型测量、耐药基因型探究和仪器化。单细胞中心前期提出了“重水标记单细胞拉曼耐药性快检”与“单细胞拉曼药物应激条形码”的原理，引入了“最小代谢活性抑制浓度”（MIC-MA）的概念，发明了“单细胞流式拉曼分选”（RAMS3）和“单细胞微液滴流式拉曼分选”（RADS4）等技术，解决了上述关键问题。基于这些方法学创新，课题组开发首台“单细胞拉曼耐药性快检仪”（CAMR-R）。该系统通过检测反映单细胞重水利用速率（即代谢活性）的氘峰，无须细菌培养即能定量耐药性；进而通过与单细胞拉曼分选、单细胞核酸提取扩增等环节的集成化微流系统，可高通量快速测定与上述特定耐药表型相对应的单细胞基因型（16S rDNA和全基因组）。CAMR-R系统针对各种临床微生物均具广谱适用性。它将直接支撑主要威胁病原（ESKAPE等）的临床耐药快检，也为探讨耐药性进化与传播机制提供崭新工具。

　　张尹馨教授

　　天津大学张尹馨教授做题为“小型高分辨率复用光栅色散技术”的报告，介绍了团队的几项研究，包括：高分辨率光谱仪中的小型复用光栅光谱仪、中阶梯光栅光谱仪；快照式高光谱显微成像技术；结构光超分辨显微研究。如借鉴双单色器级联，提出复用光栅方案，同时满足高分辨率（58pm@1250nm）和小体积的需求。并介绍了高分辨率单色器、三次衍射复用光栅（分辨率为35pm@1250nm）等技术。

　　上海理工大学张大伟教授

　　上海理工大学张大伟教授做题为：“光栅的新制备及新应用”的报告。光栅是光谱仪器等科学仪器非常重要的器件。随着科学技术的发展，光栅的设计、制备及应用，都出现了新的发展。报告介绍了中阶梯光栅的新制备方法、光栅新检测方法、光栅用于特殊滤波和时域编码成像等新应用。包括：中阶梯光栅闪耀角超紧密调控技术；高精度光栅线密度测量技术；基于闪耀光栅的多功能光学滤波器；光谱编码高速成像技术；偏振无关导模共振滤波器。

　　厦门大学王秋泉教授

　　厦门大学王秋泉教授做题为“原子光谱新型原子化器的研制和思考”的报告。样品中待测元素的原子化效率是原子光谱分析的核心问题之一。报告从原子光谱仪器的常用原子化方法开始，结合近年来课题组在光催化原子化原理研究和原子化部件研制的实践，探讨了原子光谱分析中进一步提高原子化效率的制约因素和可能的解决方案。谈到了 “新型”进样技术与方法，如：电化学蒸气发生技术（ECVG）、有机酸小分子介导的紫外光催化化学蒸气发生技术；纳米半导体材料介导的紫外光催化化学蒸气发生技术。最后展望了便携式原子光谱仪器如便携式原子荧光光谱仪的发展。

江苏大学陈斌教授

　　江苏大学陈斌教授做题为“微型近红外光谱仪器的进展及应用中注意的问题”的报告。仪器的小型化、微型化是现场快速检测、应急突发事件、应用简单与普及化的需要，报告从近红外光谱仪器从大到小、从重到轻、各种分光原理、操作系统以及智能化和云服务等多方面，阐述了本人对微型近红外光谱仪器发展过程的理解，分析了近红外光谱仪器微型化的发展趋势，同时从环境对微型仪器的影响、检测精度和重现要求、不同的附件设计要求和仪器的功率消耗等方面，分析了微型仪器近红外光谱仪器选型时应该考虑的几个问题，比如皮实、适应环境变化；检测精度和重现性只需解决问题即可；在特殊场景下应有特定的检测方式和附件；应具有低耗能长时间续航能力。

中国科学院大连化学物理研究所范峰滔研究员

　　中国科学院大连化学物理研究所范峰滔研究员做题为《催化研究中的仪器“智造”》的报告。固体多相催化剂在化学（石油）、制药以及环境工业中发挥着不可替代的作用。据统计，大约85%的化合物在其生产和制备过程中都会至少一次与催化剂粒子发生接触和作用。为了设计更为高效的催化剂，人们一直致力于发展原位、动态的表征技术，从原子和分子层次上对催化材料结构、催化活性位、催化反应及催化材料合成过程进行研究，从而使催化研究从技艺走向科学。报告人以及大连化物所李灿院士团队10余年来，瞄准催化研究的几大核心问题：催化材料组装机理，反应活性位结构和反应活性位分布自主研制紫外拉曼光谱以及原位、operando 光谱的发展历程。近年来，瞄准国家重大需求将紫外拉曼光谱仪器小型化并应用在深海、缉毒方面。介绍最近发展的光电压成像显微镜：随着环境、能源问题的日益突出，太阳能光催化成为世界科学研究的前沿领域，该团队针对其中的核心科学问题—电荷分离，发展了原创的空间分辨表面光电压成像显微镜，并针对微纳尺度光电催化材料电荷分离的驱动力研究方面取得系列进展。最后探讨了化学工作者如何在仪器研发中创新。

广州分析测试中心郭鹏然研究员

　　广州分析测试中心郭鹏然研究员做题为“基于原子光谱法的水中重金属在线、快速检测技术及应用”的报告。随着国家环境污染防治力度加大，水环境在线、快速检测技术已成为广泛的应用需求。原子光谱法作为一种发展成熟的重金属检测技术具有分析速度快、灵敏度高、稳定性好等特点，将原子光谱技术应用于重金属在线检测可解决目前在线监测普遍采用的比色法及电化学法（以阳极溶出法为主）存在的灵敏度和稳定性等问题。报告主要介绍基于原子光谱发射光谱法的在线监测技术，具有多参数同时测定、稳定性良好、准确度高、测定快速等优点。课题组发展了快速的前处理方法，结合便携原子光谱技术，成为一种理想的HM快速检测方法。最后表示，我国水质在线监测市场，应该是我国自行开发的在线监测技术和仪器的舞台。

北京海光仪器有限公司孙鹏经理

　　海光仪器孙鹏经理做题为“电热蒸发-直接进样-冷原子吸收光谱法测定土壤和沉积物中的汞”的报告。HGA-100直接进样测汞仪是一种无需化学消解前处理即可对固体、液体样品进行直接测量的总汞分析专用设备，因为缺少国内标准方法支持，国内长期没有成熟商用仪器。报告介绍了研发HGA-100过程中，基于该类仪器的原理及应用的特点，在吸收池设计、系统温度测量与控制、金汞齐与催化剂的材料制备等方面所做的工作。

　　大会报告后，与会的专家学者参与了当晚的晚宴活动