作為科研和生產(chǎn)的“眼睛”，光譜儀器是人們“善其事”的“利器”，在環(huán)境保護(hù)、食品檢測、生物醫(yī)療、物理化學(xué)、科學(xué)探索等領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。在過去的一年里。得益于全球科研工作者的刻苦鉆研，勇于嘗試，光譜技術(shù)及其科技成果轉(zhuǎn)化實現(xiàn)跨越式發(fā)展。
光譜產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)與應(yīng)用方法層出不窮，科研成果轉(zhuǎn)化加速，整個產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)欣欣向榮的發(fā)展現(xiàn)狀。2017年科研領(lǐng)域涌現(xiàn)了哪些光譜技術(shù)與精尖科技成果，一起來看看：
全球首款晶圓級傳感器芯片或掀起光譜儀應(yīng)用革命
2017年1月17日，領(lǐng)先的高性能傳感器解決方案和模擬IC供應(yīng)商艾邁斯半導(dǎo)體公司（amsAG）宣布推出全球首款高性價比的多通道光譜片上傳感器解決方案，為消費和工業(yè)應(yīng)用實現(xiàn)新一代光譜分析儀開辟了道路。新的光譜傳感解決方案大大降低了光譜分析的成本及方案尺寸，廣泛適用于食品安全、產(chǎn)品認(rèn)證、常規(guī)測試等應(yīng)用，幫助更好地保護(hù)人們的身體健康和生活環(huán)境。
中科院研發(fā)高光譜掃描儀提高光譜儀器制造能力
高光譜這雙“火眼金睛”的本領(lǐng)可不僅僅是幫助鑒定、修復(fù)文物。因其能呈現(xiàn)人眼看不到的細(xì)節(jié)、辨別不同成分的物質(zhì)，因此該技術(shù)在國防軍事、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、水環(huán)境監(jiān)測、地礦勘察等領(lǐng)域都有廣闊應(yīng)用價值。基于高光譜原理，科研人員目前正在研發(fā)可供智能手機(jī)使用的高光譜檢測應(yīng)用系統(tǒng)。未來手機(jī)有高光譜檢測功能，結(jié)合云計算、大數(shù)據(jù)，人們將隨時隨地用手機(jī)快速檢測食品安全問題。
中科院成功研制干涉式大氣垂直探測儀 實現(xiàn)代紀(jì)跨越
據(jù)中科院上海技術(shù)物理研究所獲悉，該所研制的多通道掃描成像輻射計、干涉式大氣垂直探測儀在衛(wèi)星上同時運行，也經(jīng)受住了考驗，并在國際上率先實現(xiàn)了高時效的對地三維大氣探測。干涉式大氣垂直探測儀是國際上第一臺在地球靜止軌道衛(wèi)星上運行的紅外高光譜設(shè)備。它為人類深入研究大氣對流，更精細(xì)預(yù)測災(zāi)害性天氣，提供了新的可能。
表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)首次實現(xiàn)細(xì)胞作用定量分析
近些年，隨著激光技術(shù)、納米科技和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，SERS已經(jīng)在界面和表面科學(xué)、材料分析、生物、醫(yī)學(xué)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測和國家安全等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研究員黃青研究組利用SERS技術(shù)，實現(xiàn)了DHA對HeLa細(xì)胞的作用和效果的定量分析和評估。
中科院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研制深層光譜治療儀
由中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所研制的深層光譜治療儀已通過省醫(yī)療器械檢測所全性能檢測和臨床試驗，可穿透皮下病灶深度達(dá)5cm以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有光療產(chǎn)品的穿透深度，對疾病治療有很好的治療效果。目前，該儀器治療光具有從可見光到近紅外的超寬光譜，涵蓋了多種有效治療譜段，主要用于慢性炎癥、血管及組織再生、炎性疼痛、運動損傷、惡性疾病治療等領(lǐng)域。
北工大研發(fā)拉曼光譜檢測儀 助力果蔬快速檢測
如何把好舌尖上的安全關(guān)，檢測檢驗是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?？上鹘y(tǒng)的實驗室檢測，需要切片、細(xì)菌培養(yǎng)等諸多環(huán)節(jié)，時間長、花費大、效率低，在“大批量進(jìn)出”的果蔬檢測領(lǐng)域“心有余而力不足”。北京工業(yè)大學(xué)鄭大威團(tuán)隊研發(fā)拉曼光譜檢測技術(shù)，適用于快速篩查檢測。目前，研究團(tuán)隊已開發(fā)出拉曼光譜檢測儀器，希望儀器未來上市，能為食品和醫(yī)療安全提供檢測服務(wù)。
研究員研發(fā)出高性能遺傳編碼熒光探針iNap
生物反應(yīng)器工程國家重點實驗室（華東理工大學(xué)）楊弋教授、趙玉政研究員研究團(tuán)隊與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)劉海燕教授合作，開發(fā)了一系列特異性檢測NADPH的高性能遺傳編碼熒光探針iNap。不僅可應(yīng)用于抗氧化、AMPK、脂肪酸合成等代謝途徑與通路分析，還可用于衰老及相關(guān)疾病創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)。
借助“光譜束組合”技術(shù) 美國研發(fā)出高功率光纖激光器
美國空軍研究實驗室與洛克希德·馬丁公司簽署了一份價值2630萬美元的合同，后者將設(shè)計、開發(fā)和建造一個高能激光系統(tǒng)，并在2021年前在戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)上進(jìn)行測試，最晚于2021年裝備在戰(zhàn)機(jī)上。這一系統(tǒng)的核心是一種多千瓦光纖激光器的改進(jìn)版本。借助“光譜束組合”技術(shù)，美國將研發(fā)出高功率光纖激光器 ，可廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。
美國紐約科學(xué)家成功研發(fā)新型基于芯片的甲烷光譜儀
來自紐約約克鎮(zhèn)IBM Thomas J． Watson研究中心的科學(xué)家研發(fā)出了一種新型甲烷光譜儀，比現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)光譜儀體積更小，制造成本更為經(jīng)濟(jì)。在光學(xué)學(xué)會的高影響因子雜志《Optica》中，研究人員詳細(xì)介紹了這種新型光譜儀，并表明它可以檢測濃度低至萬分之一的甲烷氣體。
美國研究人員研發(fā)出用于行星探索的緊湊型光譜儀
12月21日來自美國弗吉尼亞州漢普頓的消息稱，一種用于行星探索的緊湊型光譜儀器已經(jīng)開發(fā)出來。該系統(tǒng)被稱為定位超小微型拉曼（SUCR）儀，能夠以10微米的分辨率在幾厘米（2－20厘米）范圍內(nèi)檢測和鑒定礦物質(zhì)、有機(jī)物和生物材料。該主動遙感系統(tǒng)由一個532納米激光器和一個微型光譜儀構(gòu)成。夏威夷大學(xué)的緊湊型儀器將所有光學(xué)元件直接連接到光譜儀上，與光纖耦合拉曼系統(tǒng)相比，由于信號損失較少，系統(tǒng)的性能得到了顯著的提高。
客觀上來看，全球光譜儀器市場一直呈現(xiàn)持續(xù)、穩(wěn)定增長的趨勢?？捎^的是，在部分領(lǐng)域，國內(nèi)光譜技術(shù)已達(dá)到甚至超越國際同類領(lǐng)先技術(shù)水平，滿足社會生產(chǎn)與國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要。有的產(chǎn)品還走向國際市場，在國產(chǎn)儀器中首屈一指。
但光譜儀器領(lǐng)域的前沿技術(shù)和新的應(yīng)用正在不斷涌現(xiàn)的關(guān)鍵時期，產(chǎn)業(yè)參與者應(yīng)該搶抓時機(jī)，總結(jié)光譜儀器發(fā)展的成功經(jīng)驗，以史為鑒，迎頭趕上，使我國的光譜儀器科研和制造水平盡快全面趕超世界水平。2017年以來，國內(nèi)外光譜技術(shù)越來越先進(jìn)，而且針對于市場需求也有新的光譜儀器陸續(xù)研發(fā)出來。未來，在多領(lǐng)域大發(fā)展形勢下，科研機(jī)構(gòu)、高校院所、企業(yè)研發(fā)將選準(zhǔn)要攻克的關(guān)鍵技術(shù)，持續(xù)拓展應(yīng)用領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)蓬勃壯大加油助力。
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