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2023(0).
摘要:
针对浙江大学微纳加工中心磁控溅射镀膜系统传统预约管理方式效率低下导致大量用户排队预约不上设备的现实问题，提出了基于微信软件的预约管理方式。研究发现，采用微信预约结合微信群实时更新预约动态的方法，实现了设备共享效率的显著提升，将磁控溅射设备的年机时数、年使用记录数、年用户人数分别从650小时、457条和81人提高到2331小时、1707条和245人。用户对该预约管理方法的评价普遍较好，认为该方法简化了预约流程，具备便捷、实时、高效性等特点。
针对浙江大学微纳加工中心磁控溅射镀膜系统传统预约管理方式效率低下导致大量用户排队预约不上设备的现实问题，提出了基于微信软件的预约管理方式。研究发现，采用微信预约结合微信群实时更新预约动态的方法，实现了设备共享效率的显著提升，将磁控溅射设备的年机时数、年使用记录数、年用户人数分别从650小时、457条和81人提高到2331小时、1707条和245人。用户对该预约管理方法的评价普遍较好，认为该方法简化了预约流程，具备便捷、实时、高效性等特点。
2024(0).
摘要:
为解决红外气体成像仪在挥发性有机化合物(VOCs)泄漏识别中错漏检率高、算法执行效率低和模型泛化能力差等问题，提出了一种基于运动特征增强的VOCs泄漏区识别方法。先提取稳定状态下运动前景进行特征增强和图像融合，以获取实验样本；然后通过模型预训练和迁移学习的方法进行模型训练，获取检测模型；最后将模型部署至红外气体成像仪进行实验验证。结果表明，该算法单帧平均识别时间49ms，满足视频级检测要求，在典型应用场景下可有效检测到泄漏的气体，并渲染上色。
为解决红外气体成像仪在挥发性有机化合物(VOCs)泄漏识别中错漏检率高、算法执行效率低和模型泛化能力差等问题，提出了一种基于运动特征增强的VOCs泄漏区识别方法。先提取稳定状态下运动前景进行特征增强和图像融合，以获取实验样本；然后通过模型预训练和迁移学习的方法进行模型训练，获取检测模型；最后将模型部署至红外气体成像仪进行实验验证。结果表明，该算法单帧平均识别时间49ms，满足视频级检测要求，在典型应用场景下可有效检测到泄漏的气体，并渲染上色。
2023(0).
摘要:
光学显微镜和扫描电子显微镜联用结合了光学与电子显微分析技术，可获得样品同一位置的光学图像和高分辨电子图像，以实现更全面准确的样品表征，因而被广泛应用于材料科学、光学工程等学科。相较于传统非联用技术，光-电联用可快速获取同一区域样品对应的光学图像、电子图像以及光谱信息等样品特征。为此，本研究通过微纳加工技术制备了带有快速定位功能的光电联用样品台，结合能谱定位、原子力显微镜实现了特定区域样品的多维度、跨尺度表征及拉曼选区分析，对相关科研工作具有重要意义。
光学显微镜和扫描电子显微镜联用结合了光学与电子显微分析技术，可获得样品同一位置的光学图像和高分辨电子图像，以实现更全面准确的样品表征，因而被广泛应用于材料科学、光学工程等学科。相较于传统非联用技术，光-电联用可快速获取同一区域样品对应的光学图像、电子图像以及光谱信息等样品特征。为此，本研究通过微纳加工技术制备了带有快速定位功能的光电联用样品台，结合能谱定位、原子力显微镜实现了特定区域样品的多维度、跨尺度表征及拉曼选区分析，对相关科研工作具有重要意义。
4 无透镜全息显微镜
2024(0).
摘要:
随着计算成像技术的进步，光学显微镜领域迎来了小型化、轻量化、智能化的革新。在此背景下，左超教授团队成功开发了新一代计算光学显微镜：无透镜全息显微镜——CyteLive。该仪器基于先进的计算成像原理，具有完全自主知识产权，突破了传统显微镜体积庞大、样本需预先染色、成像通量低等痛点的限制。CyteLive利用多波长LED阵列照明与紧贴样品的成像探测器捕获近场衍射图像，无需样本染色处理即可实现高通量信息重构。得益于小型化、轻量化、智能化的优势，该仪器为药物研发和远程医疗等领域提供了一种新的便携、经济、稳定且高效的成像解决方案。
随着计算成像技术的进步，光学显微镜领域迎来了小型化、轻量化、智能化的革新。在此背景下，左超教授团队成功开发了新一代计算光学显微镜：无透镜全息显微镜——CyteLive。该仪器基于先进的计算成像原理，具有完全自主知识产权，突破了传统显微镜体积庞大、样本需预先染色、成像通量低等痛点的限制。CyteLive利用多波长LED阵列照明与紧贴样品的成像探测器捕获近场衍射图像，无需样本染色处理即可实现高通量信息重构。得益于小型化、轻量化、智能化的优势，该仪器为药物研发和远程医疗等领域提供了一种新的便携、经济、稳定且高效的成像解决方案。
2024(0).
摘要:
目前准确测定土壤金属污染物的方法，主要应用腐蚀性试剂，借助化学消解前处理将土壤样品制成均匀的溶液，然后采用传统光谱及质谱等手段测定。分析过程复杂，耗时长，容易带来分析误差，且分析成本较高，易造成环境污染。研究创新“全热传输管路电热蒸发进样+高温富集+原子吸收特征检测”理念，首次突破了不消解测不准土壤镉的难题，联合应用X射线荧光光谱仪实现了土壤中金属污染物免消解精准检测全覆盖。
目前准确测定土壤金属污染物的方法，主要应用腐蚀性试剂，借助化学消解前处理将土壤样品制成均匀的溶液，然后采用传统光谱及质谱等手段测定。分析过程复杂，耗时长，容易带来分析误差，且分析成本较高，易造成环境污染。研究创新“全热传输管路电热蒸发进样+高温富集+原子吸收特征检测”理念，首次突破了不消解测不准土壤镉的难题，联合应用X射线荧光光谱仪实现了土壤中金属污染物免消解精准检测全覆盖。
2024(0).
摘要:
微量热泳技术（Microscale Thermolysis，MST）是通过检测红外激光诱导的温度变化引起的荧光信号变化来定量两个分子之间相互作用的强度的一类生物物理技术。MST技术对微弱温度差异下的分子热运动具有高度敏感性，为生物分子体外相互作用的鉴定提供了一种灵活而快速的方法。本文依据MST的基本原理探索其在植物响应逆境胁迫过程中分子相互作用方面所发挥的重要作用和研究进展。
微量热泳技术（Microscale Thermolysis，MST）是通过检测红外激光诱导的温度变化引起的荧光信号变化来定量两个分子之间相互作用的强度的一类生物物理技术。MST技术对微弱温度差异下的分子热运动具有高度敏感性，为生物分子体外相互作用的鉴定提供了一种灵活而快速的方法。本文依据MST的基本原理探索其在植物响应逆境胁迫过程中分子相互作用方面所发挥的重要作用和研究进展。
2023(0).
摘要:
归纳总结了电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）在实际应用中存在的干扰因素，包括质谱干扰、物理干扰和基体干扰，并详述干扰产生原因及对应的干扰消除方法，为ICP-MS在复杂样品的检测研究提供参考。
归纳总结了电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）在实际应用中存在的干扰因素，包括质谱干扰、物理干扰和基体干扰，并详述干扰产生原因及对应的干扰消除方法，为ICP-MS在复杂样品的检测研究提供参考。
2023(0).
摘要:
亚硫酸根易于被空气中氧气或水中溶解氧等氧化性物质氧化，开发安全绿色的稳定剂用于稳定水中亚硫酸根，对于亚硫酸根浓度的准确评估十分必要。文中开发了一种KOH-柠檬酸盐稳定剂，稳定后的亚硫酸根可采用离子色谱法直接测定。与抗坏血酸能稳定亚硫酸根2 h相比，柠檬酸盐可使亚硫酸根稳定存在20 h以上。当进样量为25 μL时，在0.04~0.8 mmol/L范围内，亚硫酸根浓度与色谱峰面积呈良好线性关系（R2 = 0.999），检出限为160 μg/L。该稳定方法工序简单、绿色安全，确保了离子色谱直接检测水中亚硫酸根的检测结果准确，此外，所涉及的分离条件还可用于水中多种阴离子的同时测定，具有一定的实用性。
亚硫酸根易于被空气中氧气或水中溶解氧等氧化性物质氧化，开发安全绿色的稳定剂用于稳定水中亚硫酸根，对于亚硫酸根浓度的准确评估十分必要。文中开发了一种KOH-柠檬酸盐稳定剂，稳定后的亚硫酸根可采用离子色谱法直接测定。与抗坏血酸能稳定亚硫酸根2 h相比，柠檬酸盐可使亚硫酸根稳定存在20 h以上。当进样量为25 μL时，在0.04~0.8 mmol/L范围内，亚硫酸根浓度与色谱峰面积呈良好线性关系（R2 = 0.999），检出限为160 μg/L。该稳定方法工序简单、绿色安全，确保了离子色谱直接检测水中亚硫酸根的检测结果准确，此外，所涉及的分离条件还可用于水中多种阴离子的同时测定，具有一定的实用性。
2023(0).
摘要:
氮化硅薄膜在微纳米结构器件和集成电路芯片制造等领域具有重要意义。研究表明，CHF3/O2气体比例对氮化硅薄膜的刻蚀效果产生显著影响。在该研究中，基于感应耦合等离子体干法刻蚀设备，通过固定工艺气体CHF3+O2总流量为50 sccm，ICP功率为200 W，RF功率为50 W，工艺压力为5 mTorr，工艺温度为20℃，调整O2比例至10%，获得了陡直的氮化硅侧壁（约89°）和较低的下层硅表面粗糙度（0.2nm）。 此外，研究中还利用X射线光电子能谱仪对样品表面残留物进行了组分分析，进一步认识了CHF3/O2等离子干法刻蚀机理。
氮化硅薄膜在微纳米结构器件和集成电路芯片制造等领域具有重要意义。研究表明，CHF3/O2气体比例对氮化硅薄膜的刻蚀效果产生显著影响。在该研究中，基于感应耦合等离子体干法刻蚀设备，通过固定工艺气体CHF3+O2总流量为50 sccm，ICP功率为200 W，RF功率为50 W，工艺压力为5 mTorr，工艺温度为20℃，调整O2比例至10%，获得了陡直的氮化硅侧壁（约89°）和较低的下层硅表面粗糙度（0.2nm）。 此外，研究中还利用X射线光电子能谱仪对样品表面残留物进行了组分分析，进一步认识了CHF3/O2等离子干法刻蚀机理。
2024(0).
摘要:
热分析测量结果准确性关乎着所分析物质物性判断的正确与否，如何提高测试值的准确性以及如何正确进行测试结果的不确定度分析至关重要。作为热分析的主要分析仪器之一，同步热分析仪综合了热重分析仪和差示扫描量热仪两者功能，具有其独特优势。然而因为目前缺少统一的质量控制流程，导致测量重复性差、准确性低、不能很好地对测量结果进行溯源等。本文探索一套全流程质量控制模式，并以“未知物初始熔融温度测定”为例，对实验结果进行了溯源分析，保障数据的有效性，提高了测试结果的准确性。
热分析测量结果准确性关乎着所分析物质物性判断的正确与否，如何提高测试值的准确性以及如何正确进行测试结果的不确定度分析至关重要。作为热分析的主要分析仪器之一，同步热分析仪综合了热重分析仪和差示扫描量热仪两者功能，具有其独特优势。然而因为目前缺少统一的质量控制流程，导致测量重复性差、准确性低、不能很好地对测量结果进行溯源等。本文探索一套全流程质量控制模式，并以“未知物初始熔融温度测定”为例，对实验结果进行了溯源分析，保障数据的有效性，提高了测试结果的准确性。
2024(0).
摘要:
热场发射扫描电镜因具有电子束稳定，束流大，分辨率高，样品适用性广泛等诸多优势，目前广泛地应用于各种材料的微观形貌观测，并可对样品微观区域进行定性定量分析。本文总结了赛默飞公司型号为Apreo S的热场发射扫描电镜在近几年的使用中出现的几种仪器故障及排查处理方式，希望为同行提供仪器维护的参考。
热场发射扫描电镜因具有电子束稳定，束流大，分辨率高，样品适用性广泛等诸多优势，目前广泛地应用于各种材料的微观形貌观测，并可对样品微观区域进行定性定量分析。本文总结了赛默飞公司型号为Apreo S的热场发射扫描电镜在近几年的使用中出现的几种仪器故障及排查处理方式，希望为同行提供仪器维护的参考。
2023(0).
摘要:
显微成像是科学研究中重要且直观的方法，插图是科研论文的重要组成部分，对于成像技术的初学者而言，在显微图像获取和处理过程中容易面临各种问题及误区，该文围绕显微图像的获取和处理过程，详细阐述了样本制备、显微镜选择和图像处理与分析的各个步骤及其注意事项，为成像技术的初学者提供重要的参考依据，以便能合理利用显微成像技术获得可靠的实验数据，科学地展示论文插图。
显微成像是科学研究中重要且直观的方法，插图是科研论文的重要组成部分，对于成像技术的初学者而言，在显微图像获取和处理过程中容易面临各种问题及误区，该文围绕显微图像的获取和处理过程，详细阐述了样本制备、显微镜选择和图像处理与分析的各个步骤及其注意事项，为成像技术的初学者提供重要的参考依据，以便能合理利用显微成像技术获得可靠的实验数据，科学地展示论文插图。
2023(0).
摘要:
水凝胶材料，特别是含水率比较高的凝胶材料，不容易固定在样品台上，并且测试扫描中容易“打滑”而使其在原子力显微镜的表征工作中显得异常困难。从制样方法、成像参数调节等为切入点，探讨了该问题的对策。
水凝胶材料，特别是含水率比较高的凝胶材料，不容易固定在样品台上，并且测试扫描中容易“打滑”而使其在原子力显微镜的表征工作中显得异常困难。从制样方法、成像参数调节等为切入点，探讨了该问题的对策。
2024(0).
摘要:
为解决离子迁移谱技术结构分辨率不足的问题，将传统离子迁移谱（IMS）和高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）相结合，开发了超高结构分辨二维FAIMS-IMS分离设备，并对+1价和+2价缓激肽离子进行了研究。实验显示，FAIMS可以分离IMS无法分离的结构，而IMS同样可以分离FAIMS无法分离的结构。这说明FAIMS与IMS高度正交，二维FAIMS-IMS分辨力应与单一FAIMS和IMS分辨力的乘积成正比。最优条件下，对于+1价和+2价缓激肽离子，FAIMS-IMS能实现的最大分辨力分别约为1020和1400，明显高于已商业化离子迁移谱技术的分辨力。因此，二维FAIMS-IMS技术可以作为一种强大设备被用于更好地探索分子结构多样性。
为解决离子迁移谱技术结构分辨率不足的问题，将传统离子迁移谱（IMS）和高场非对称波形离子迁移谱（FAIMS）相结合，开发了超高结构分辨二维FAIMS-IMS分离设备，并对+1价和+2价缓激肽离子进行了研究。实验显示，FAIMS可以分离IMS无法分离的结构，而IMS同样可以分离FAIMS无法分离的结构。这说明FAIMS与IMS高度正交，二维FAIMS-IMS分辨力应与单一FAIMS和IMS分辨力的乘积成正比。最优条件下，对于+1价和+2价缓激肽离子，FAIMS-IMS能实现的最大分辨力分别约为1020和1400，明显高于已商业化离子迁移谱技术的分辨力。因此，二维FAIMS-IMS技术可以作为一种强大设备被用于更好地探索分子结构多样性。
2023(0).
摘要:
上世纪九十年代以后，X射线单晶衍射技术在化学、材料，生物等学科的研究中得到了广泛的应用。该表征手段使用一颗单晶即可获得化合物的晶胞参数、晶系、空间群、晶胞中原子的三维分布等结构信息。经过多年的发展，单晶X射线衍射仪的自动化程度逐渐提高，目前，实验室级的X射线单晶衍射技术已经非常成熟，除了挑选晶体外，其它步骤仪器和软件都可自动完成，然而，规范的数据收集和仪器操作还有待完善。本文选取了德国布鲁克Bruker D8 VentureX射线单晶衍射仪（Cu/Mo双光源）为例，详细介绍了X射线单晶衍射仪发展以及仪器的构造，总结了单晶分析测试的操作规程。
上世纪九十年代以后，X射线单晶衍射技术在化学、材料，生物等学科的研究中得到了广泛的应用。该表征手段使用一颗单晶即可获得化合物的晶胞参数、晶系、空间群、晶胞中原子的三维分布等结构信息。经过多年的发展，单晶X射线衍射仪的自动化程度逐渐提高，目前，实验室级的X射线单晶衍射技术已经非常成熟，除了挑选晶体外，其它步骤仪器和软件都可自动完成，然而，规范的数据收集和仪器操作还有待完善。本文选取了德国布鲁克Bruker D8 VentureX射线单晶衍射仪（Cu/Mo双光源）为例，详细介绍了X射线单晶衍射仪发展以及仪器的构造，总结了单晶分析测试的操作规程。
16 红外制样和测试方法总结
2023(0).
摘要:
针对不同的红外样品类型和实验条件选择不同的制样方法和测试方法，是取得高质量红外谱图的关键。KBr压片法仍是目前应用最广泛的制样方法，适用于可以研细的样品，不适用于不稳定的化合物、与KBr发生反应的样品。薄膜法用于测定浓度较低的一些溶液，根据溶剂的特性和测试范围选择合适的红外窗片作为基底，将溶液均匀涂抹于基底上待溶剂挥发进行测试。主机ATR克服了传统透射法的不足，部分替代压片和液体透射池，可用于大部分凝聚态样品检测。显微红外光谱系统是以固体的微小样品或者大样品上的微小区域为分析任务，以红外分析为核心内容。
针对不同的红外样品类型和实验条件选择不同的制样方法和测试方法，是取得高质量红外谱图的关键。KBr压片法仍是目前应用最广泛的制样方法，适用于可以研细的样品，不适用于不稳定的化合物、与KBr发生反应的样品。薄膜法用于测定浓度较低的一些溶液，根据溶剂的特性和测试范围选择合适的红外窗片作为基底，将溶液均匀涂抹于基底上待溶剂挥发进行测试。主机ATR克服了传统透射法的不足，部分替代压片和液体透射池，可用于大部分凝聚态样品检测。显微红外光谱系统是以固体的微小样品或者大样品上的微小区域为分析任务，以红外分析为核心内容。
17 船舶尾气成像遥感监测系统
2023(0).
摘要:
近年来，交通运输部、国务院等部门相继发布多个指定区域内船舶尾气污染物控制相关的通告与方案，旨在设置排放控制区，减少船舶排放对空气和水质的负面影响。发展高可靠的海洋环境监测技术是保障相关政策顺利实施的关键，为此提供一种船舶尾气成像遥感监测系统，实现船舶尾气污染物的实时可视化监测。系统采用三通道光路设计，通过记录分析过往船舶排放烟羽在紫外波段的吸收光谱，结合自定标技术、引入人工智能技术，反演SO2浓度以及排放速率。结果表明，系统可以实现大规模、高可靠的船舶尾气污染物实时可视化监测，促进船舶污染气体减排，助力打赢蓝天保卫战。
近年来，交通运输部、国务院等部门相继发布多个指定区域内船舶尾气污染物控制相关的通告与方案，旨在设置排放控制区，减少船舶排放对空气和水质的负面影响。发展高可靠的海洋环境监测技术是保障相关政策顺利实施的关键，为此提供一种船舶尾气成像遥感监测系统，实现船舶尾气污染物的实时可视化监测。系统采用三通道光路设计，通过记录分析过往船舶排放烟羽在紫外波段的吸收光谱，结合自定标技术、引入人工智能技术，反演SO2浓度以及排放速率。结果表明，系统可以实现大规模、高可靠的船舶尾气污染物实时可视化监测，促进船舶污染气体减排，助力打赢蓝天保卫战。
2024(0).
摘要:
微纳塑料已成为目前广泛关注的一种新污染物，其中更小尺寸的纳塑料在尺寸、形状和表面性质等方面极其复杂和多样，可能具有更大的环境健康风险。目前常用的颗粒物分析表征方法在纳塑料研究中存在应用局限，尤其在复杂基质中纳塑料的识别和定量研究方面存在较大挑战。针对上述问题，本研究自主研制了一种针对纳塑料的分离与定量分析系统，通过将中空纤维流场流分离技术和尖端放电-微等离子体原子发射光谱定量方法相结合，实现了不同尺寸的纳塑料的分离、纯化和定量分析。该系统具有条件温和、操作简单、低能耗、便携等优点，为深入纳塑料环境归趋和健康效应的认识提供了重要的方法支撑。
微纳塑料已成为目前广泛关注的一种新污染物，其中更小尺寸的纳塑料在尺寸、形状和表面性质等方面极其复杂和多样，可能具有更大的环境健康风险。目前常用的颗粒物分析表征方法在纳塑料研究中存在应用局限，尤其在复杂基质中纳塑料的识别和定量研究方面存在较大挑战。针对上述问题，本研究自主研制了一种针对纳塑料的分离与定量分析系统，通过将中空纤维流场流分离技术和尖端放电-微等离子体原子发射光谱定量方法相结合，实现了不同尺寸的纳塑料的分离、纯化和定量分析。该系统具有条件温和、操作简单、低能耗、便携等优点，为深入纳塑料环境归趋和健康效应的认识提供了重要的方法支撑。
2024(0).
摘要:
传统的细菌检测方法通常需要耗时且费力的操作过程。本文提出了一种自干涉数字光流控平台，该平台设计用于全集成、快速、高特异性和无标记的细菌基因分型。这使得特定扩增子在改良表面上的实时捕获成为可能，而不会产生非特异性产物。此外，我们引入了一种利用高光谱自干涉的无标记 DNA 单分子层检测方法，能够在不需要额外标签或复杂仪器的情况下，分析纳米尺度的特定扩增产物。这一进展为快速细菌诊断提供了合理的替代方案，解决了以往在特异性和操作效率方面的挑战。
传统的细菌检测方法通常需要耗时且费力的操作过程。本文提出了一种自干涉数字光流控平台，该平台设计用于全集成、快速、高特异性和无标记的细菌基因分型。这使得特定扩增子在改良表面上的实时捕获成为可能，而不会产生非特异性产物。此外，我们引入了一种利用高光谱自干涉的无标记 DNA 单分子层检测方法，能够在不需要额外标签或复杂仪器的情况下，分析纳米尺度的特定扩增产物。这一进展为快速细菌诊断提供了合理的替代方案，解决了以往在特异性和操作效率方面的挑战。
2023(0).
摘要:
科学仪器作为科学研究不可或缺工具，代表了科学技术的高度和深度。科学仪器市场长期被西方发达国家垄断，我国七层以上高端仪器依赖进口，关键技术和零部件被国外“卡脖子”。为振兴民族产业，国家提出了以科技为核心的全面创新，出台多项政策扶持国产高端仪器的自主研发，攻克核心技术和关键零部件壁垒。文章从国产仪器的发展现状、突出短板和创新举措三方面对实现科学仪器“国产替代”进行研究。
科学仪器作为科学研究不可或缺工具，代表了科学技术的高度和深度。科学仪器市场长期被西方发达国家垄断，我国七层以上高端仪器依赖进口，关键技术和零部件被国外“卡脖子”。为振兴民族产业，国家提出了以科技为核心的全面创新，出台多项政策扶持国产高端仪器的自主研发，攻克核心技术和关键零部件壁垒。文章从国产仪器的发展现状、突出短板和创新举措三方面对实现科学仪器“国产替代”进行研究。
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