世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统” 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 南京大学化学化工学院陈洪渊院士领衔的科研团队，在国家自然科学基金重大科研仪器专项支持下，联合清华大学、东南大学、中国医学科学院药物研究所的研究人员，攻克了单个细胞内分子反应动力学过程高时空分辨和微弱信号精准测量的技术瓶颈，研制成世界上首台有机融合电化学、光谱学和质谱技术的优势于一体的“单细胞时空分辨分子动态分析系统”。 首次阐明单细胞内溶酶体中生物催化反应机制；创建了胞内不同空域热传导系数的准确测量，阐明胞内热量产生与耗散机制以及胞内“出汗”与机体“出汗”散热的生命整体一致性；研制成的极紫外(VUV)质谱成像，摆脱了MALDI技术对电离介质的依赖，极大地降低了二次离子质谱(SIMS)的电离碎片，从而降低了重构分子结构的难度，显著提升了我国生命与健康领域高端科研仪器的国际竞争力。 本项目迄今已发表研究论文逾百篇。包括PNAS 4篇，NatureComm. 2篇，Science Adv.1篇，JACS 6篇，Angew. Chem. Int. Ed. 6篇，Anal. Chem. 49篇等。申请了国内专利41件，国际专利1件，授权18件。项目组成员获得教育部“长江学者奖励计划”青年学者以及2018年度仪器仪表学会分析仪器分会“朱良漪分析仪器青年创新奖”；所研发的“单细胞活性分析仪”获“2018年度科学仪器行业优秀新产品奖”及“2021年度日内瓦发明金奖”。

本实用新型公开了一种具有卡塞格林型前端的共视场共孔径多光谱成像系统,包括具有中心开孔且反射面为凹面的主镜、入射面为凸面的折反射两用型次镜、中波或长波红外或中长波红外双波段成像镜组、中波或长波红外或中长波红外双色探测器单元、可见至近红外波段成像镜组、可见至近红外波段分色器件与探测单元。本系统中,主镜作为各波段的公共入瞳,利用次镜实现一次分光,提高了光能利用率,节省了分光镜和系统空间,有利于实现大孔径和较大的视场,成像质量显著提高。同光轴共视场成像使图像易于配准。

本发明公开了一种水面光谱手持式单通道三路自动测量装置与方法，包括控制手柄、长杆、角度跟 踪仪、角度调节仪、连接导线、水上光谱仪光学探头安装架、图像记录仪;方法包括运输、组装、搭建、 计算观测方位、调整观测方位、调整光学探头观测天顶角、采集数据、保存数据等步骤;本发明避免了 人工调整光学探头观测角度带来的误差，提高了角度调整的精确度，能够在采集光谱数据的同时记录目 标区域的照片，为后续数据处理分析提供了重要的参考依据。并且，本发明装置结构设计灵活，易于拆 卸与安装，携带方便，操作简单，非常适合外出作业进行水体表观光谱数据的测量，具有很好的业务化 应用前景。

本发明公开了一种测量大气水 Raman 谱和气溶胶荧光谱的激光雷达系统。该系统由发射单本发明 公开一种分辨 N2 分子振转 Raman 谱的双光栅光谱仪系统。包括信号馈入单元、光学色散单元和信号检 测单元。信号馈入单元采用集束光纤将传导的信号光馈入光学色散单元;光学色散单元包含两组级联的 准 Littrow 结构布局的单光栅色散系统;信号检测单元分辨与记录色散后的通带范围内谱信号。在波长 354.8nm 紫外激光辐射下，由 N2 分子产生的 Stokes 振转 Raman 谱中心波长为 386.8nm，对称分布在两 侧的 O 支与 S 支谱各谱线在频谱上等间距;本发明能提取 N2 分子振转 Raman 谱 O 支及 S 支各分立谱 线信号，实现对 N2 分子振转 Raman 谱的分辨与检测，同时能对 354.8nm 附近光信号产生大幅抑制。

本发明公开了一种测量大气水 Raman 谱和气溶胶荧光谱的激光雷达系统。该系统由发射单元、光 学接收与信号检测单元和控制单元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的 354.8nm 紫外激光并导向天顶;光学接收与信号检测单元收集来自大气物质的后向散射光，对 354.8nm 附近光产 生优于 15 个数量级的抑制，并以 0.8nm 的谱精度分辨与记录 393.0-424.0nm 谱带范围信号光;控制单元 保障整个雷达系统有序工作。在波长 354.8nm 紫外激光辐射下，气态、液态和固态水的振转 Raman 谱 区依次对应 395-409nm、396-410nm 和 401-418nm 范围。本发明可同时记录由三相态水产生的 Raman 谱 和由气溶胶粒子产生的荧光谱，实现对大气水和气溶胶等物质的同时探测。

  仪器概述 本仪器是根据中华人民共和国国家标准GB/T-17040 2008《石油和石油产品硫含量的测定能量色散X射线荧光光谱法》的相关要求设计制造；广泛运用于测试原油、重油、柴油、煤油、汽油、石脑油等油品中的总硫质量百分比含量，测量固体粉末样品中硫含量（如阳极炭块、石油焦、改质沥青等碳素类材料），测量润滑油、石油添加剂中总硫或硫化物含量，测量煤化工产品,例如初级苯中总硫含量，测量其它液体中总硫或硫化物含量的测量；本仪器科技含量高，机电一体微机化设计,检测品种广,检测量程宽,分析速度快,标准样品耗量少。操作简单，且价格仅为进口仪器的几分之一，是科院院所，质检单位，原油、石油化工生产过程中硫含量的检测必备仪器。 技术参数 1、测硫范围: 80ppm～5%; 2、精密度: a重复性(r):＜0.02894（X+0.1691)；b再现性(R):＜0.1215（X+0.05555）； 3、样品量: 2～3ml(相当样品深度3mm～4mm)； 4、测量时间: 60、120、240、300、600秒,任意设定； 5、单样品自动测量,测量次数: 2、3、5、10、50次任意设定,测量结束给出平均值和标准偏差； 6、校正曲线数:仪器可存储9条标定曲线,5条为一元一次直线,4条为二项式抛物线； 7、工作条件: 温度:5～35℃；相对湿度:≤85%（30℃）； 8、电源:AC220V±20V、50Hz或 DC 12V额定功率:30W； 9、外形尺寸：378*232*158mm;重量:7kg 性能特点 1、仪器机电一体微机化设计小巧,可作台式,也可野外便携。交220V或直流12V两用。 2、样品台定位精确，大屏幕液晶显示,操作人机对话,简洁美观； 3、检测品种广,检测量程宽,分析速度快,标准样品耗量少，样品可重复使用； 4、采用荧光强度比率分析方法, 温度、气压自动修正,碳氢比(C/H)亦可修正； 5、采用一次性样品杯,可避免交叉污染，样品直接倒在一次性杯子里进行检测； 6、检测时间快，一个样品的分析时间是2min～4min 7、仪器数据存储量大,含量分析结果和标定工作曲线参数随时可查； 8、采用热敏打印机,更换打印纸简单便捷,也省去了打印色带耗材； 网址链接 http://www.csscyq.com/proshow.asp?id=763

基于金属纳米粒子的局域表面等离激元因其高局域强度，小局域尺度，高灵敏度等特点，被大量应用在不同领域。但是，几个飞秒的超短模式寿命(dephasing time)大大限制了其应用的广泛性和实用性。该工作设计的多层结构实现了局域表面等离激元和传播表面等离激元的强耦合(图1(a))。动态数值模拟结果也清晰地证明在强耦合下局域表面等离激元模式和传播表面等离激元模式之间的能量交换。近场方面，光电子显微镜对表面等离激元模式进行直接成像，大大突破了原有的远场探测技术的限制。并且结合不同激发光源，实现不同维度的探测。结合波长可调的激光光源，光电子显微镜在频域记录下表面等离激元模式随波长变化的强度演化过程(图1(b))。结合超快泵浦探测技术，光电子显微镜在时域记录下表面等离激元模式随时间变化的演化趋势。该工作更加深入并直观地探测强耦合体系中的能量转换过程，并通过强耦合中失谐量的改变实现模式寿命的操控，相较于未耦合的局域表面等离模式，强耦合的模式寿命由6飞秒(10-15秒)提高到10飞秒。这一研究成果对进一步发展基于表面等离激元的人工光合成、生物传感等应用具有重要的指导价值。图1、（a）光电子显微镜和多层结构示意图，（b）远场和近场探测曲线、不同波长激光激发下光电子显微镜记录的局域表面等离激元模式分布图。 此研究是由北京大学和日本北海道大学共同合作完成，北京大学物理学院博士生杨京寰和重大仪器项目的国际合作者、北海道大学助理教授孙泉为该文章的共同第一作者，北京大学龚旗煌院士和北海道大学Misawa教授为共同通讯作者。除了自然科学基金委的国家重大科研仪器研制项目，该工作还得到了科技部、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室、极端光学协同创新中心、“2011计划”量子物质科学协同创新中心、日本文部科学省及学术振兴会、北海道大学纳米技术平台等单位的支持。目前国家重大科研仪器研制项目“飞秒-纳米时空分辨光学实验系统”的研制正在有序推进中，已经取得了一批包括此工作在内的阶段性成果。该实验系统的核心仪器是附带低能电子显微功能的光电子显微镜(PEEM), 其激发光的波长覆盖范围从极紫外到近红外(图2)。下一步该实验系统有望在二维材料、光电材料与器件、表面介观物理等研究领域大显身手、发挥积极作用。图2、北京大学研究团队的飞秒纳米时空分辨系统

（专利号：ZL 201310021247.7） 简介：本发明公开了基于虚拟仪器的回转支承质量检测及评估系统，属于回转支承的检测技术领域。它包括依次连接的电源模块、采集模块、数据采集卡、工控机和打印机，所述的采集模块包括差动位移传感器、扭矩传感器、加速度传感器及所述的各传感器对应的信号调理电路，所述的差动位移传感器、扭矩传感器、加速度传感器与它们各自的信号调理电路连接，所述的工控机中包括质量检测模块、质量评估模块及历史数据查询模块。本发明的

随着微纳加工技术的发展，微纳尺度空间三维测量技术需求越来越大。目前， 高端微纳结构三维测量仪器主要是国外进口设备，国内在核心技术和工程化方面 尚不足。在系统研究干涉显微测量技术和结构光共焦测量技术的基础上，提出了 干涉共焦显微镜方案，并得到专利授权，进行了仿真验证，光机结构设计和加工， 核心算法研究，软件编写，原型样机测试和改进等工作。提出一种基于可编程照 明的显微镜测量模式(申请专利)克服样品多反射率的影响;提出了一种基于选 择采样的相位求取算法，克服相移误差影响;在核心器件设计上，任务开展了低

成果与项目的背景及主要用途： 防伪，是企业在目前社会诚信缺失、假冒伪劣商品扰乱企业正常经营和损害企业、消费者利益的情况下，为保护企业市场、保护广大消费者合法权益而采取的一种防范性技术措施。企业在充分利用防伪技术来打击假冒伪劣、整顿和规范市场的同时，更是品牌企业对外提升企业及其产品形象、展示企业对消费者、对社会负责任的一种必须手段。 同时，企业应以防伪为契机，将有效的防伪措施作为企业的一种战略投资，并有计划地制定并逐步实现防伪工作目标，并将防伪贯穿于产品生产、市场营销、企业管理的全过程，将防伪作为企业维权、打假、增效、塑造品牌的重要手段。 技术原理与工艺流程简介： 将高科技应用于防伪是国际上普遍采用的方法之一，基于频率转换技术的特殊光学防伪措施就极具代表性，比如：紫外油墨防伪、激光防伪等。特殊光学防伪是利用发光器（如：激光器、特定波长光源等）激发涂覆在纸面上的特殊材料，发出特定波长的光，再利用接收系统对此光进行接收，从接收信号的有、无或编码顺序来识别真假。可以看出，特殊光学防伪涉及到几个重要的元器件，即特定波长半导体激光光源、窄带光学滤波器、光电探测器和专用处理芯片及配套的机具结构。在防伪鉴别系统的研制过程中，对这几种器件提出了很高的要求，即体积小、强度高、温度特性好、对特定波长接收敏感、自动漂移补偿等，以保证防伪机具的稳定性和可靠性。我们采用的原理是频率变换光油墨，然后用某个特定波长的激光激发，最后用 PD 探测，以此组成防伪识别仪器。所谓光学频率转换理论是采用光谱发射器件以特定的波长激发被测物的表面产生另一个特定波长的光学信号，这个信号经过光滤波器件、专用光电接收器件后由专用信号处理电路进行识别，并使整个系统始终处于自动补偿状态。光子混合集成器件就是使新型光谱发射器件、专用光电接收器件、光滤波器件在一起有效地组合，可采用混合集成或光电集成来制成这种光子集成芯片调试、封装，再加上专用弱光信号处理及补偿芯片等元件实现优化组合和匹配，构成微型化系统模块。其原理图如下 频率变换原理：当荧光物质被激光照射时，其电子就会吸收光子被激发而跃迁至激发态，当他向低能态跃迁时，就产生荧光。从此发光过程来看，由于发光主要是电子跃迁引起的，并且经研究表明此种频率变换效应需要有晶体的机制才能发生，所以，简单的改变油墨涂料颜色等不会对它的频率变换有所影响。 应用前景分析及效益预测：防伪度高，识别性强，具有客观的市场前景。 应用领域： 包装防伪行业 合作方式及条件：根据具体情况面议