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年终盘点:2016年仪器仪表行业十大技术突破

浏览次数:537发布日期:2017-01-04

春去秋来,转眼间2016年已接近尾声!在即将过去的一年里,仪器仪表行一波未平一波又起,一系列的重大新闻、一件件的创意新品、一项项的技术突破、一串串的关键数据,太多的精彩内容,让人目不暇接!

前沿技术一:新一代CTC纳米检测技术
  “肿瘤捕手”主要应用的是新一代CTC检测技术,通过包裹了多肽的纳米磁珠捕获外周血中的循环肿瘤细胞,从而实现肿瘤的早期发现。  
  肿瘤早期发现和晚期发现,在患者五年生存率上有巨大的差别。早期发现后及时采取积极有效的干预,患者的五年生存率能达到90%左右,而到了晚期后,患者的五年生存率通常只有15%左右。 
  目前,比较常用的PET-CT技术及其他影像学手段仅能发现和诊断中晚期肿瘤,无法对早期肿瘤准确识别,因此癌症早筛需要能够识别更小肿瘤组织的技术,“肿瘤捕手”技术则是这一领域的前沿技术之一。  
  编辑点评:新一代CTC纳米检测技术如果可以转化为临床使用的自动化仪器设备,将会大大提高肿瘤患者的生存几率。
前沿技术二:NB-IoT技术 
  NB-IoT在今年6月份刚刚完成技术标准确定,以其具有的特性优势深受物联网行业的青睐。
  福建联通联合华为打通了国内*带实际业务的标准化NB-IoT(窄带物联网)端到端商用网络。福州自来水公司已明确将首批100万户水表(包括居民水表、监测水表等)采用NB-IoT技术进行改造,开展智能抄表业务。
  十三五期间,水表全行业将以NB-IoT技术作为重点内容,满足智慧系统的自动抄表等需求。 
 编辑点评:应用NB-IoT技术可以实现无线抄表,将会极大提升表计系统的智能化水平,同时对于解放人力也有重要意义。
前沿技术三:电子显微镜呈现绚丽多彩的细胞图像
  想象你的一生只能在看见黑色和白色的世界中度过,然后*次看见一瓶彩色的玫瑰花。这便是利用电子显微镜拍摄下细胞多色彩照片的科学家拥有的感觉。 
  进展利用了3种被称为镧系元素的不同稀土金属。它们被分层叠放在显微镜载片上的细胞上方。显微镜能探测到每种金属何时失去电子并且用人工色素记录下每一次独特的失去。迄今为止,研究人员仅能产生3种颜色——红色、绿色和黄色。他们在日前出版的《细胞化学生物学》杂志网络版上报告了这一成果。
  不过,这种利用不同颜色的能力创造了灰度图像无法实现的鲜明对比。比如,该团队能更详细地看见一连串蛋白挤过细胞膜,而这是科学家此前从未做到的。
  编辑点评:电子显微镜将物体放大到千万倍后,只能看到白色和黑色图像,在电镜下看到彩色图像可以用“惊艳”来形容。
  前沿技术四:DNA测序新技术每秒识别660亿碱基 
  美国国家标准与技术研究所(NIST)模拟了一个新型基因测序概念:通过将DNA分子从微小的、具有化学活性的石墨孔洞中拉动,通过测量石墨孔洞边缘产生的电位变化来实现高速、高精度、率的DNA测序;研究人员表明,该方法每秒可识别660亿个碱基,准确度为90%且无假阳性;如果该方法通过实验验证,那么将比传统的测序方法速度更快,成本更低。  
  基于90%的准确率和无假阳性,研究人员认为DNA链四个碱基的独立检测可使准确率达99.99%,这个准确率也是人类所需的。 
  编辑点评:该方法提供了一个无需先进的数据处理、显微镜或高度受限的操作环境便可实现DNA传感的技术。 
  前沿技术五:磁共振+伽马射线新型光谱成像技术  
  美国弗吉尼亚大学研究人员高登·盖茨、威尔逊·米勒及其团队成员,发明了一种全新的成像技术,先利用磁共振收集空间信息,再利用伽马射线收集图像信息。研究人员通过在玻璃槽中进行放射性原子成像操作,证明了该技术的可行性。而传统的磁共振成像方法需要几十亿甚至更多的原子才能生成图像。 
  在目前阶段,如使用该技术获取示例图像的数据,大约需要60个小时,这对于临床应用而言并不理想。不过论文作者提出,虽然该技术手段在某些方面仍需改进,譬如说处理速度,但提高探测器的规模或者放射性示踪剂的数量或有助于克服这些问题。  
  编辑点评:新型光谱成像技术融合了磁共振成像和伽马射线探测器两种技术的优点。  
  前沿技术六:雾霾“杀手”--“超临界水蒸煤”技术  
  随着西安交通大学(以下简称西安交大)“煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术”的诞生,雾霾在不久的将来可能会得到极大的缓解。 
  据了解,西安交大的这项技术俗称“超临界水蒸煤”,是由西安交大动力工程多相流国家重点实验室郭烈锦教授团队研发。该技术可以将煤炭化学能直接转化为氢能,从源头上根除了硫化物、氮化物等气体污染物以及PM2.5等粉尘颗粒的生成和排放,是煤炭能源行业的一项变革性技术。  
  编辑点评:在雾霾被高度关注的今天,新型除霾技术已经是人类的迫切需求,“超临界水蒸煤”技术刚一面世,便引发了行业震动。  
  前沿技术七:四表合一技术  
  水、电、气、热是人们日常生活中不可或缺的公共服务产品。从目前来看,水、电、气、热的管理都自成体系,无法形成资源共建共享,造成了人力、物力资源的浪费。 
  利用电力系统现有的采集平台实现水、电、气、热等公共事业数据一体话的远程抄表模式,是一套科学适用的管理新模式,目的在于打造新型用能服务模式、全面支撑智慧城市建设,建设节约型社会。 
 在实现“四表合一”集抄后,依靠现有的用电信息采集网络对水、气、热表数据进行远程抄读,可以为客户提供用能信息,实现智能互动,并将极大提升社会公共事业的服务水平,提升居民用户的幸福指数。 
  编辑点评:四表合一技术是实现智慧能源管理的基础。 
  前沿技术八:介质阻挡放电质谱离子源  
  宁波大学科学仪器创新团队成功研发出“介质阻挡放电质谱离子源”,在几秒内就可检测出新鲜水果是否有农药残留。  
  据介绍,该成果已申请16项,通过专家鉴定,该研究成果处于国际先进水平,具有良好的应用前景和市场前景。  
  介质阻挡放电质谱离子源”是一种非表面接触型的常压敞开式离子源,能够实现气体、液体和固体样品的离子化,并与质谱联用实现原位分析,无须耗时耗力的样品前处理过程,操作简单,性能稳定可靠,是近年来质谱离子源领域的一个重大创新,也是未来质谱技术发展的方向。利用该成果,对苹果可进行直接检测,无须任何前置处理,几秒钟内可获得检测结果。  
  编辑点评:农残检测直接关乎食品安全与健康,介质阻挡放电质谱离子源极大缩短了检测时间,简化了检测过程,应用潜力十分巨大。 
  前沿技术九:量子身份认证技术 
  量子认证运用量子的不可克隆定律和物理不可克隆特性,在理论上能够确保100%的安全身份认证。一个卡片上有数千万个纳米粒子,每个粒子的位置、大小都不一样,完全处于随机无序的状态,从理论上根本无法复制或破译这张卡中含有的信息。  
  编辑点评:在信息安全形势十分严峻的今天,量子身份认证技术的成熟应用将有划时代的意义。  
  前沿技术十:量子点光谱技术  
  光谱作为人类认识世界组成的手段已经被广泛应用。而光谱仪体积庞大,价格昂贵,限制了其应用范围。量子点光谱技术可以完成光谱大型仪器的微型化和传感器化,而这一技术zui大的特点是可以与相机、手机摄像头中的传感器相结合,把大型的光谱仪设备转化为微型化的传感器。  
  量子点的另一个特点就是可以在液态时被加工、成型、集成。基于这一特点,可以将很多种这样的不同材料集成为一类大家所熟悉的硬件形式,例如手机摄像头,从而实现了将大型的光谱仪器转化为手机摄像头中的传感器。这样的量子点光谱传感器可以缩小至针孔大小,在专业度不变情况下,成本却大大降低。

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