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　　?两年一届的世界粉末冶金大会暨展览会在亚、美、欧三大洲轮流举行，继日本横滨、美国奥兰多、德国汉堡之后，2018世界粉末冶金大会暨展览会（WORLDPM2018）将于9月17-19日首次在华举行。主办单位为中国金属学会（CSM）和中国粉末冶金产业技术创新战略联盟（CPMA），支持单位有亚洲粉末冶金协会（APMA）、台湾粉体及粉末冶金协会（TPMA）、欧洲粉末冶金协会（EPMA）和美国金属粉末工业联合会（MPIF）。预计届时将会有超过450篇论文、200个展位和1000名以上的参会人员。 Retsch Technology（莱驰科技）期待着与您相见，一起切磋粉末冶金行业的仪器使用心得。现场将展示Retsch Technology（莱驰科技）最新的干湿两用粒度粒形分析仪Camsizer X2，采用专利的双CCD镜头，依据ISO13322-2动态图像分析技术标准，测量范围0.6um-8mm，现场演示做样，可检测金属粉末的球形度、粒度分布、透明度、纵横比、对称性等，对于易团聚的粉体颗粒测试重复性佳，可与筛分结果进行拟对。动态图像法是德国增材制造行业的标准首选方法。针对测量金属粉末的球形度和粒度分布，我们将与您面对面进行深入交流。展会时间：2018年9月17日至19日展会地址：北京国家会议中心（北京市朝阳区天辰东路7号）展位号：A115交通：地铁15号线奥林匹克公园站 我们诚邀您参加2018世界粉末冶金大会暨展览会（WORLDPM2018）！Retsch Technology（莱驰科技）期待在北京与您相见！

　　球形硅胶发布免费领取试用信息后受到广大客户的热烈欢迎，到目前为止已经发放近80多套试用装，这些客户包括中山医学院附属肿瘤医院、军事医学科学院、兰州大学药学院、南昌大学医学院、山东大学、天津市国际生物医药联合研究院、湖北武汉华中科技大学附属同济医院、南京卡博生物科技有限公司、第二军医大学肿瘤研究所、奔达纺织集团有限公司等等一些客户，他们对Cleanert S均表现了浓厚的兴趣，纷纷询问这款新产品的详细参数及适用范围，并希望将应用中出现的问题进一步和工程师交流。 博纳艾杰尔非常感谢以上客户对本活动的支持，也希望与更多的希望了解样品前处理，了解Cleanert S球形硅胶的客户联系并提供技术支持，用我们真挚的服务和优质的产品， 获得您的认可。 如您对Cleanert S感兴趣，请咨询我们的客服热线或发邮件到关注球形硅胶的详细参数，您可以点击

　　2017年3月20日-24日，国家重大科研仪器设备研制专项“球形聚焦集声系统的研究”结题验收会议在重庆召开。国家自然科学基金委员会副主任沈岩院士出席会议并讲话。他强调，重大仪器研制项目面向科学前沿和国家需求，以科学目标为导向，支持原创性重大科研仪器设备研制，为科学研究提供新的手段，并通过基础研究和科学发现，促进新兴产业的发展。他希望项目验收组专家针对该项目进行认真细致地审核，对研究团队5年的工作进行整体评估。项目结题验收专家组由技术专家、医学科学部专家咨询委员会委员、国家重大科研仪器设备研制专项专家委员会委员、档案管理专家、财务专家等19位专家组成，分为仪器测试、档案审核及财务验收3个小组同时开展验收工作。验收专家组听取了项目负责人重庆医科大学王智彪教授的项目完成情况汇报，对项目完成情况、档案管理情况以及财务执行情况进行了现场测试和审核。验收专家组认为，项目组创立了高声压球形集声器设计和加工技术、高声压声场定量实时测量等关键技术，实现了主要技术指标，完成了仪器核心技术研发和仪器样机研制;现场考察显示系统运行稳定;获得了预期的高声压科学实验结果，并探索了强声压条件下相关生物医学的应用，有望开创声化学、材料科学及物理学研究的新方向。项目围绕球形集声系统研制，取得了一批原创性研究成果，发表SCI学术论文114篇，获得授权发明专利48项，其中中国发明专利29项，国际发明专利19项;参与制定或修订国际、国家、行业和地方标准5项。专家组认为该项目完成了研究内容，达到预期目标，同意该项目通过验收。结题验收专家组组长、复旦大学王威琪院士指出，该重大仪器研制项目具有明显的原始创新特性，完成研究内容难度非常大，项目组通过五年的联合攻关，克服重重困难，圆满地完成了计划任务。他希望项目组队伍在结题后仍能继续团结合作，加大基于该球形聚焦集声科学仪器系统的国内外科学研究的开放、共享，使之尽快成为高声压研究领域的开放研究平台;进一步完善109Pa量级高声压的测试技术体系和测试标准;开展基于该球形聚焦集声科学仪器系统的生物医学、物理、材料和化学等领域科学研究，进一步揭示高声压条件下的新现象及其机制。计划局和财务局有关领导以及医学科学部有关人员参加了本次会议。

　　聚焦固态电池产业化，沉汇仪器携真空干燥器安全废液收集系统球形镀膜机亮相第七届高比能固态电池关键材

　　第七届高比能固态电池关键材料技术大会在苏州隆重举行，作为固态电池领域极具影响力的行业盛会，本届大会汇聚了 3000 + 产业代表、科研专家及终端企业代表，围绕固态电解质研发、产业化工艺、多元场景应用等核心议题展开深度探讨，为推动固态电池技术从实验室走向商业化搭建了高效的交流对接平台。上海沉汇仪器有限公司（以下简称 “沉汇仪器”）携核心产品-真空干燥器、安全废液收集系统，球形镀膜机等产品重磅参展，与行业同仁共话技术创新与产业协同。第七届高比能固态电池关键材料技术大会前方报道展会现场01跨界交流赋能，拓展产业视野借助大会搭建的高端产业交流平台，沉汇仪器与宁德时代、比亚迪等产业链核心企业的技术团队，以及清华大学、中国科学院等科研机构的专家学者建立了有效沟通。通过近距离聆听行业龙头企业的技术路线规划、产品研发方向与市场需求布局，深入了解科研机构的前沿研究课题与技术攻关重点，沉汇仪器不仅进一步拓宽了产业视野，更精准把握了固态电池行业的技术发展趋势与市场需求痛点。这种跨领域、跨环节的交流互动，为沉汇仪器的技术研发与产品优化提供了重要参考，帮助企业明确了未来产品升级的核心方向 —— 即围绕固态电池材料研发的精细化、高效化、安全化需求，持续提升仪器设备的性能参数与场景适配能力，为产业链提供更具针对性的解决方案。同时，通过与行业同仁的深度交流，沉汇仪器也进一步提升了品牌在固态电池领域的曝光度与影响力，为后续拓展合作伙伴、深化产业协同奠定了坚实基础。 02核心产品亮相，适配工艺需求沉汇仪器此次参展，紧扣固态电池研发与生产中的核心工艺需求，带来了真空干燥器、安全废液收集系统、球形镀膜机三大系列核心产品。作为深耕实验室仪器领域多年的专业厂商，沉汇仪器始终聚焦行业痛点，坚持以技术创新为核心竞争力，其产品凭借稳定可靠的性能、精准的参数控制、便捷的操作体验以及良好的场景适配性，在科研院所与企业实验室中积累了良好的口碑。展会现场，沉汇仪器的展位前人头攒动，吸引了众多科研人员、企业技术负责人驻足咨询。展会期间，沉汇仪器团队与参会嘉宾就固态电池材料研发中的工艺难点、仪器设备的性能要求等议题展开深入交流，分享了相关仪器在实际应用中的成功案例与操作经验，为客户提供了贴合实际需求的解决方案思路。 ; 03发布产业链地图，夯实协同基础大会还专门组织了现场采配对接活动，搭建了供需双方精准对接的桥梁，有效促进了科研成果转化与产业链上下游的高效协同。沉汇仪器相关负责人表示，本次参展收获颇丰，不仅近距离感受了固态电池行业的蓬勃发展态势，更通过与行业同仁的深度交流，明确了技术研发与市场拓展的方向。 04深耕产品需求，共筑固态生态未来，沉汇仪器将持续聚焦固态电池行业的技术痛点与市场需求，加大研发投入，不断提升产品的创新性与可靠性，以更优质的仪器设备赋能固态电池产业链升级，为推动我国固态电池产业化进程、助力新能源产业高质量发展贡献自身力量。

　　香港科技大学范智勇教授《Science Robotics》：基于半球形纳米线阵列的超宽视场针孔复眼

　　自然界中的生物视觉系统因其多样化的功能引人注目，尤其是具有非凡视觉能力的复眼系统，如宽阔的视场角和强大的运动跟踪能力，在机器视觉的实际应用中具有巨大的潜力。当前制造复眼系统通常采用可变形电子技术，然而该技术面临包括全局形变的复杂性、应力稳定性、几何限制、以及光学组件与探测器单元之间不匹配的潜在问题，因此开发一体化的人工复眼系统并将其集成到自主平台如机器人或无人机上实现特定的视觉功能极具挑战性。近期，香港科技大学范智勇教授团队开发了一种独特的针孔复眼（PHCE）系统，该系统集成了3D打印的蜂窝状光学结构和半球形的全固态高密度钙钛矿纳米线（PNA）光电探测器阵列。这种无透镜的针孔结构（PHA）可以根据底层图像传感器的需求，设计制备出任意布局。该团队通过对比光学模拟和成像结果验证了该视觉系统的关键特性和功能，包括超宽视场、精准的目标定位和运动跟踪能力。该团队进一步演示了PHCE系统在无人机上的功能集成，使其能够跟踪地面上的四足机器人。这种独特的空中-地面协作机器人互动展示了PHCE系统在未来多机器人协作和机器人群技术开发中的潜在应用前景。相关工作以“An ultrawide field-of-view pinhole compound eye using hemispherical nanowire array for robot vision”为题发表于国际顶级学术期刊《Science Robotics》，并当选当月封面文章。香港科技大学电子与计算机工程系博士后周宇、孙梽博和博士研究生丁宇宬为文章共同第一作者，香港科技大学电子与计算机工程系讲席教授范智勇为文章通讯作者。该工作得到了香港研究资助局项目、粤港澳联合实验室项目、科学探索奖以及中银香港科技创新奖的大力支持。图1. PHCE及其集成组件的示意图和图像。(A)PHCE整体结构示意图。(B)PHCE系统的剖视图。(C)半球形多孔氧化铝膜中钙钛矿纳米线的横截面电镜图像和宏观照片。(D)强盗蝇眼的宏观照片。(E)安装在印刷电路板上的PHCE系统的侧视照片。(F)相邻针孔单元的横截面示意图。(G) 不同小眼间角下针孔像素数量与整体视场角的相对关系。(H)单个针孔和针孔阵列角度依赖的归一化强度分布。要点：研究者受到昆虫（例如强盗蝇）复眼独特几何结构的启发，设计了蜂窝状的针孔阵列，通过光学计算和模拟仿真优化了有限像素数下的接受角Δφ、小眼间角ΔΦ，确定了对应针孔的最佳长度直径比，可以消除相邻小眼之间的盲区并减少光效率损失。研究者使用摩方精密面投影微立体（PμSL）光刻3D打印技术（nanoArch® P140，精度：10 μm）制备了对应几何参数的针孔阵列，并与半球壳的凸面共形，原料为光敏树脂。由于高打印自由度和简化的结构，上述针孔阵列的参数可以很好地设计和协调，以满足对应图像传感器的需求。图2. 钙钛矿纳米线光电探测器的性能。(A)多孔氧化铝膜中不同钙钛矿纳米线的光致发光光谱。(B)不同组分钙钛矿纳米线的X射线衍射光谱。(C)单像素纳米线光电探测器各部分能级关系。(D)单像素探测器的时间依赖开/关光响应。(E)单像素光电探测器的光强依赖光电流密度和响应度。(F)未封装单像素光电探测器的工作稳定性。要点：钙钛矿纳米线是在氧化铝纳米通道内以铅纳米线作为前驱体之一生长的，未完全消耗的铅与钙钛矿形成接触，在除去基底后，通过热蒸镀的方式制备凹球面的铟电极，研究者使用PμSL 3D打印技术制备了与半球壳凹面共形的掩膜版。氧化铝多孔结构为钙钛矿材料提供了天然的封装，提高了器件的工作性能。通过调节钙钛矿中的卤素和金属元素，PNA光电探测器感测区域可以从可见拓展到近红外。在弱光下，探测器的响应度可达到2.9 A/W，随着光照强度的增加，光电流增加而响应度减小。此外，未封装的器件在常规环境中存放 10 个月后，仍保持超过80%的原始光电流数值。图3. PHCE系统的成像能力。(A)测量装置的示意图。(B)半球形成像系统的视场测量。(C)捕获的圆形图案图像。(D)捕获的十字和三角图案图像。要点：研究者集成了由121个小眼构成的单目复眼系统，半球形的几何结构赋予整个系统约140°的大视场角。PHCE系统能够在广阔的视场内成像。由聚光灯生成的圆形、十字和三角图案可以被PHCE系统准确捕获并成功识别。上述实验成像效果与模拟仿线. PHCE系统的目标定位和无人机运动跟踪。(A)包含两个 PHCE 的双目视觉系统照片。(B)双目视觉系统的工作原理。(C)在3D空间中移动点光源的空间位置和生成的移动路径。(D)无人机运动跟踪的工作原理。(E)安装在无人机上的PHCE照片。(F)-(H)光源和无人机移动期间的相对位置照片以及由无人机上的PHCE捕获的相应图像。要点：为了精确定位点光源在3D空间移动轨迹，研究者进一步构建了基于一对PHCE（分别具有37个小眼）的双目复眼系统，其中两个PHCE之间的角度固定为60°，整体视场增加到220°。双目系统可将整个区域可以分为三部分，即盲区、运动检测区和精确定位区。双目复眼捕获运动光源在不同位置的图像，研究者可以解析这些位置并重建其在3D空间中的运动轨迹。由于PHCE系统出色的角度选择性，研究者进一步将其安装在可编程的商业无人机上，实现了对载有点光源的四足机器人运动的实时定位和追踪。综上所述，受到昆虫复眼系统的启发，研究者设计并制造了一种独特的针孔复眼系统，具有广阔的视场、精确的目标定位和动态运动跟踪能力。通过进一步改进和技术升级，包括缩小设备尺寸、增加小眼数量、提高成像分辨率和响应速度，该复眼系统有望实现在智能光电传感和机器人技术领域的广泛应用。

　　2021年6月1日，《增材制造 金属粉末性能表征方法》（GB/T 39251-2020）正式实施， 该标准中明确要求按照《粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法》（GB/T 21649.2- 2017）来检测并计算金属粉末颗粒投影的球形度值。早在2018年，德国最大的学术组织德 国工程师协会（Verein Deutscher Ingenieure，VDI）在《Additive manufacturing processes, rapid manufacturing Beam melting of metallic parts Characterisation of powder feedstock》（VDI 3405 Part 2.3）中已将动态图像分析法列为增材制造金属粉末粒度及粒形分析的首选方法；美国材料试验协会（American Society of Testing Materials，ASTM）在《Additive manufacturing — Feedstock materials — Methods to characterize metal powders》（ASTM 52907:2019）中， 也将动态图像分析法列为金属粉末粒度分析的方法之一。此次GB/T 39251的实施，代表着我国在金属粉末表征领域与国际同步。 自1999年动态图像法被发明至今已有22年的发展历程，技术层面已经十分成熟，得益于其“所见即所得”的直接测量方法，如今在亚微米-毫米尺度内正被越来越多的用户推崇， 用于颗粒粒度与粒形表征。本文使用图像分析法，激光衍射法和筛分法分别测量了金属粉末的粒度与形状，从形状分析灵敏度、与传统方法对比以及对大颗粒的检测灵敏度等方面对测量结果进行了对比分析，论证了图像分析法在该领域的应用优势。 1. 动态图像法分析原理说明：1 分散态的颗粒；2 颗粒运动控制装置；3 测量区域；4 光源；5 光学系统；6 景深；7 图像采集 设备；8 图像分析设备；9 显示 图1 动态图像法流程图 动态图像分析流程：粉末样品在（2）颗粒运动控制装置的控制下，均匀分散地进入（3） 测量区域，（4）光源发射的可见光经（5）光学系统转变为平行光，平行光照射到粉末颗粒 后形成的颗粒投影被（6）图像采集设备拍摄捕捉，颗粒图像传输至（8）图像分析设备，统 计分析得到最终结果（9）。图2 基于双摄像头成像技术的Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2，分析范围0.8μm-8mm 2 . 动态图像法在增材制造领域的应用优势 增材制造金属粉末粒度一般在20μm-80μm之间并且分布尽可能窄，同时卫星颗粒、非球形颗粒、超大颗粒或熔结颗粒的含量应尽可能低，以提高粉末烧结性能并且避免成型缺陷。 另外，3D打印过程中仅有少部分粉末用于部件成型，另有大部分粉末需要回收利用，回收粉末是否仍然满足打印质量要求是金属粉末质量检测的重要课题。传统方法一般使用筛分法或 气流分级法分级金属粉末得到所需粒度段，使用激光衍射法和筛分法测定金属粉末粒度分布，使用扫描电镜观察金属粉末球形度。 2.1 快速准确定量分析颗粒形状 利用气雾法在不同生产条件下得到原始粉末，并使用筛分法筛选出＜60μm的1#与2#合 金粉末，使用SEM扫描电镜观察1#与2#合金粉末，得到图3样品图片，使用动态图像分析仪 Camsizer X2检测1#与2#合金粉末，得到图4的粒度分布与粒形分布曲线#合金粉末的扫描电镜图像图4 1#与2#合金粉末的粒度频率分布曲线（左）与球形度曲线（右）分析仪器：Microtrac MRB德国麦奇克莱驰 Camsizer X2 如图4所示，1#与2#样品粒度分布几乎完全重叠，但其球形度SHPT分布曲线#样品SHPT曲线#样品的颗粒形貌更加规则。 表1 具有相同粒度分布的两个金属粉末样品的动态图像分析结果从表1中可知，1#与2#样品的D10、D50、D90值偏差仅有1μm左右，使用激光粒度仪根 本无法检测出两个样品的差异；使用SEM观察颗粒形状，如图3所示，虽然直观感觉1#样品 的形貌比2#样品更加规则，但SEM无法量化表征粒形数值，只能作为参考展示和定性分析； 使用动态图像法检测两个样品，球形度SPHT平均值分别为0.9166和0.8596，如果把球形度值 0.9作为球形颗粒认定标准的线%。动态图像分析仪仅用时4-5分钟，就统计了超过1000万颗颗粒信息，得到极佳的具 有统计代表性的结果。 2.2 粒度粒形同步分析 Microtrac MRB动态图像分析仪Camsizer X2采用两个420万像素的高分辨率摄像头，每 秒钟可拍摄超过300张图像，软件统计每一张图像中的每一颗颗粒粒度及形状数据。 使用Camsizer X2检测金属粉末得到颗粒投影原始灰度图像，如图5所示，使用图像分析 功能提取出两颗颗粒的粒度与粒形数据如表2所示。图5 动态图像法单颗粒投影原始图像 表2 单个颗粒粒度与粒形数据动态图像法拍摄统计每一颗颗粒的粒度及粒形数据，基于真实的颗粒测量，所见即所得， 不受样品折射率、遮光率的影响，不受筛网变形影响，检测结果比激光粒度仪和筛分仪更加 可靠。但是在新颁布的国家标准中，粒度分布测定方法仅列出了激光衍射法与筛分法，笔者 分析是在标准制定过程中，考虑到目前图像法分析仪的市场占有率远远低于激光粒度仪，出 于方法普遍性而做出的选择。在德国VDI和美国ASTM标准中，均将图像法列为粒度和粒形 分析方法之一，在后续的标准修订中我们应该改进。 2.3 与传统方法的对比 根据样品不同、检测方法不同、应用方向不同，颗粒粒径有多种不同定义，如图6所示。 图 6 常用的颗粒粒径定义 Xc min：颗粒弦长，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的最大弦长 Xc，取 64 个弦长值中最小的一 个作为颗粒弦长 Xc min，Xc min常用于和筛分法结果对比。 Xarea：等效球径，与颗粒投影面积相等的圆形的直径，Xarea 常用于和激光衍射法结果对比。 XFe max：颗粒长度，从 64 个不同方向测量颗粒在该方向上的费雷特直径 XFe，取 64 个费雷特直径中最大的一个作为颗粒长度 XFe max，即颗粒的最大卡规径。 动态图像法根据颗粒投影所占据的像素数量与位置，一次进样可以检测图 6 中 3 种不 同的粒径定义。 2.3.1 动态图像法与激光衍射法的对比 激光粒度仪一般基于米氏理论或弗朗霍夫理论，利用颗粒对光的散射现象，根据散射光 能的分布计算被测颗粒的粒度分布：当样品颗粒的散射光分布与某一大小的球形颗粒的分布 一致时，即认为样品颗粒大小等于该球形颗粒的直径。即激光粒度仪所测粒径为图6中的等 效球径Xarea，对于大部分非规则的颗粒样品，激光粒度仪测量结果存在系统性偏差。 分别使用动态图像分析仪与激光粒度仪测量4种不同形状的金属粉末，得到图7的粒度累积分布曲线 激光粒度仪与动态图像分析仪粒度累积分布曲线对比 动态图像分析仪器：Camsizer X2（Microtrac MRB） 激光粒度分析仪器：Sync（Microtrac MRB） 红色曲线：Xc min 颗粒弦长；绿色曲线：Xarea 等效球径；蓝色曲线：XFe max 颗粒长度；黑色曲线：激光粒度 使用动态图像分析仪可以同时得到颗粒弦长Xc min、等效球径Xarea与颗粒长度XFe max三条 曲线，如果样品是球形颗粒，如图7中Sample1与Sample2所示，3条曲线差距很小；如果样品 中含有非球形颗粒，如图7中Sample3与Sample4所示，3条曲线就会呈现明显差异，并且样品 越不规则，3条曲线差异越明显。激光粒度仪无法区分颗粒宽度与长度，其检测结果一般位 于动态图像分析仪的颗粒弦长与颗粒长度之间。Sample2为通过53μm孔径筛网的金属粉末，所有颗粒的弦长均应小于53μm，只有部分 颗粒的长度可能大于53μm。如图7所示，Sample2的红色曲线μm，只有 蓝色曲线XFe max检测到少量＞53μm的颗粒，而黑色曲线激光粒度数据显示有超过5%的颗粒 ＞53μm，与实际存在误差。这表明，激光粒度仪对颗粒粒度上限的检测精度不够准确，图 像分析仪可以准确检测粒度上限D100，更接近线 动态图像法与筛分法的对比 筛分法作为一种经典的颗粒分级与粒度分布测量方法，被广泛应用于金属粉末的质量控制，此次实施的国家标准中，建议＞45μm的金属粉末可以采用筛分法来测定粒度及粒度分布。筛分法的优点是检测范围宽、重复性好、设备成本低，缺点是检测效率低，人为误差大， 受筛网变形影响大。目前所用的筛网一般是金属丝编织筛网，网孔大小指方形网孔编织丝线 间的垂直距离。理论上标准球形颗粒通过筛网的最小孔径等于其颗粒直径，非球形颗粒通过 筛网的最小孔径约等于其颗粒弦长，如图4所示。 分别使用筛分法和动态图像法测量某粒度区间位于100μm-5mm的宽分布塑料颗粒，得到图8所示曲线 宽分布塑料颗粒动态图像法与筛分法一致性曲线，横坐标为筛网目数 动态图像法分析仪器：Camsizer P4（Microtrac MRB） 筛分法分析仪器：AS200C（Retsch GmbH） 如图8所示，即使是粒度分布非常宽的样品，动态图像分析仪Camsizer也能够准确检测， 检测结果Xc min与筛分法结果高度一致，可以直接替代筛分法用于金属粉末的粒度和粒度分布测定。 实际筛分过程中，由于筛网的产地不同、标准不同、质量不同等多方面因素，再加上筛分过程中的人为误差，常常会产生非常大的筛分误差。为减小筛分误差，首先应选用经过计量认证的不易变形的标准筛网，其次，应使用振动筛分仪器在标准程序下进行筛分。 2.4 超大颗粒的检测灵敏度 增材制造金属粉末中少量大颗粒的存在会很大程度上影响粉体流动性和铺粉效率，从而影响成型件的结构强度，容易形成空隙和划痕，所以需要对金属粉末的粒度分布，尤其是超大颗粒的含量进行严格的控制。传统的激光粒度仪由于分析原理限制，对于超大颗粒的检测灵敏度仅为 2%左右。德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB 的动态图像分析仪 Camsizer X2 采用 双摄像头技术，拍摄区域宽，分析精度高，对超标颗粒检测灵敏度可达 0.01%。 在约5克＜80微米的金属粉末样品（图9 上左）中加入约0.005克（0.1%）的超过200μm 的大颗粒（图9 上中），使用Camsizer X2检测该混合样品得到图9下粒度分布曲线 动态图像分析仪Camsizer X2对超大颗粒的检测灵敏度 如图9下所示，Camsizer X2准确检测到0.1%的超大颗粒。继续添加不同组分的超大颗粒， 验证Camsizer X2对大颗粒含量的识别精度，得到如表3结果： 表3 Camsizer X2对不同组分大颗粒的检测精度即使低至0.005%含量的超大颗粒，Camsizer X2也能够准确识别，依靠其双摄像头成像 技术，Camsizer X2超宽的检测范围不会漏拍任何颗粒。 3. 静态图像分析法在增材制造领域的应用 此次实施的标准中，显微镜法也是测量粉末球形度的方法之一。显微镜配备测量软件， 即为一台静态图像分析仪器，方法依据《粒度分析 图像分析法 第1部分：静态图像分析法》 （GB/T 21649.1 2008）。图10 德国麦奇克莱驰Microtrac MRB静态图像分析仪Camsizer M1 静态图像分析仪Camsizer M1配备最多6个不同倍数的放大镜头，可以清晰拍摄细至0.5 微米的颗粒，检测上限可达1.5毫米，完全覆盖金属粉末的粒度范围。 与动态图像法一样，静态图像法同时检测颗粒的多项粒度与粒形参数，如图13所示。分 别使用动态图像分析仪Camsizer X2与静态图像分析仪Camsizer M1检测粒度区间位于38-53 μm和90-106μm的颗粒样品，对比两种方法的优劣，得到图11所示粒度频率分布曲线 动态图像分析与静态图像分析结果 动态图像分析仪：Camsizer X2 （Microtrac MRB） 静态图像分析仪：Camsizer M1 （Microtrac MRB） 表4 动态图像分析与静态图像分析检测结果静态图像分析仪样品统计量少，容易产生取样误差，适合窄分布的样品。由于颗粒统计量少，所以大颗粒对静态图像分析仪检测结果影响较大，如图11所示，90-106μm样品的静 态图像分析曲线连续性较差，为了增加颗粒统计数量提高统计代表性，静态图像分析仪检测 时间一般在10分钟以上。 由表4可知，窄分布细颗粒样品的动态图像与静态图像检测结果一致性较好，宽分布粗颗粒样品一致性较差；动态图像比静态图像分析时间短，颗粒统计量大。 同时，静态图像分析要求颗粒应以合适浓度均匀分散在载玻片上。Camsizer M1配备专门的粉末分散装置M-jet，使用10-70kPa的负压均匀分散粉末，避免由于分散不均造成的颗粒 堆叠、黏连现象，分散效果如图12所示。图12 采用M-jet分散的金属粉末总览图 Camsizer M1采用透射光与入射光两种光源，能够从多角度拍摄分析金属粉末，在软件中分别读取入射光颗粒图像与透射光颗粒图像，见图13。图13 Camsizer M1入射光（左）与透射光（右）拍摄的金属粉末原始图像 由于颗粒处于静止状态，并且光学系统性能更加优秀，静态图像分析仪的成像质量一般远远优于动态图像分析仪。Camsizer M1的入射光图像（图13 左）能够拍摄颗粒表面细节， 观察卫星颗粒、熔结颗粒以及异形颗粒的状态，有助于更深层次了解金属粉末。 总结 图像分析法在亚微米-毫米尺度内正被广泛应用于粉体粒度分布与颗粒形貌的分析，完美适用于增材制造金属粉末。 图像分析法分为动态图像分析与静态图像分析两种，动态图像法的优势是统计代表性好、 检测时间短，检测结果可以与激光衍射法和筛分法对比，适用于金属粉末的快速准确质检； 静态图像法的优势是图像清晰度高，可以观察更多金属粉末的表面细节，适用于研发，但静态图像法检测时间长、统计代表性有待提高，取样量少容易产生取样误差，摄像头的聚焦范围窄，不适用于宽分布样品的检测分析。参考文献 1. Microtrac MRB. 066 Metal Powders with Lazer Diffraction and Image Analysis Sync X2 EN 2. 郭瑶庆, 严加松, 舒春溪,等. 催化裂化催化剂形貌分析方法的建立. 工业催化, 2020(3):73-77. 3. GB/T 21649.2-2017,粒度分析 图像分析法 第2部分:动态图像分析法. 4. GB/T 21649.1-2008,粒度分析 图像分析法 第1部分:静态图像分析法. 5. GB/T 15445.6-2014,粒度分析结果的表述 第6部分:颗粒形状和形态的定性及定量表述. 6. GB/T 39251-2020,增材制造 金属粉末性能表征方法 7. 罗章, 蔡斌, 陈沈良. 动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较 . 沉积学报, 2016, 34(005):881-891. 8. 涂新斌, 王思敬. 图像分析的颗粒形状参数描述. 岩土工程学报, 2004, 26(5):659-662. 9. 杨启云, 吴玉道, 沙菲,等. 选区激光熔化用Inconel625合金粉末的特性. 中国粉体技术, 2016(3):27-32. 10. 刘鹏宇. 典型选区激光熔化粉末的特性及其成型件组织结构的研究. 兰州理工大 学. 11. Nan D , Zz A , Jl B , et al. W–Cu composites with homogenous Cu–network structure prepared by spark plasma sintering using core–shell powders - ScienceDirect. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2019, 82:310-316. 12. EN ISO/ASTM 52907-2019,Additive manufacturing - Feedstock materials - Methods to characterize metal powders. 13. VDI 3405 Blatt 2.3:2018-07 Additive manufacturing processes, rapid manufacturing - Beam melting of metallic parts - Characterisation of powder feedstock.作者：王瑞青 德国麦奇克莱驰 Microtrac MRB

　　药物生产中的关键工艺参数是影响药物和剂型理化性质和生物药剂学性质的重要因素。原料药粉末的大小和晶体形状影响其流动性和压实性能：粒径大且球形度好的颗粒通常比颗粒小但长宽比大的颗粒更容易流动；小颗粒溶解更迅速，并且比大颗粒的悬浮液粘度更高。因此，各国药典中都对相关药物所涉及的粒度问题及测量方法做出了规定。有关粒度测定的测定方法是随着科学的发展和计算机技术的飞速进步逐渐发展起来的，包括：筛分法、显微镜法、电阻法和光阻法、以及目前非常流行的激光衍射法（光散射法）等（1，2）。然而，随着计算机功能日益强大，数字化图像分辨和提取技术不断提高，可以同时具备上述各种方法能力，可以测量粒度分布、粒形分布，可以准确计数的图像法粒度粒形分析仪正在走向舞台中央（2）。一、 中国药典中所涉及的药物粒度及测定方法中国药典2020年版四部在通则0982 《粒度和粒度分布测定法》中规定了以下测定方法：1. 第一法（显微镜法），用于测定药物制剂的粒子大小或限度。2. 第二法（筛分法）：用于测定药物制剂的粒子大小或限度，粒度下限在75μm左右的样品。3. 第三法（光散射法）：即激光衍射法。根据ISO13320-2009，该方法用于测定原料药或药物制剂的粒度分布，适用的粒度范围大约为0.1 μm~3 mm。 在中国药典中涉及粒度的药物包括中药、丸药、颗粒剂、外敷软膏、滴眼液、抗生素等，如下表中国药典一部中国药典二部中国药典三部药品名所载页数粒度测定方法要求药品名所载页数粒度测定方法要求通则所载页数粒度测定方法要求人参茎叶总皂苷389第二法灰黄霉素351第一法0104颗粒剂第二法人参总皂苷391第二法曲安奈德注射液362第一法0105眼用制剂第一法心脑欣丸722第二法阿莫西林克拉维酸钾颗粒437第二法0109软膏剂、乳膏剂第一法冰黄K乐软膏865第一法蒙脱石1452第三法0114凝胶剂第一法妇乐颗粒896第二法蒙脱石分散片1454第二法0115散剂第二法京万红软膏1106第一法蒙脱石散1455第二法逍遥颗粒1358第二法醋酸甲羟孕酮混悬注射液1529第一法通心络胶囊1447第一法磷霉素钙颗粒1585第二法障翳散1672第一法注射用亚锡聚合白蛋白1599第一法---锝聚合白蛋白注射液1607第一法二、 美国药典中所涉及的药物粒度及测定方法美国药典中涉及粒度分析内容是用于注射液和滴眼液的USP788/789通则，推荐的方法是光阻法和膜显微镜法，主要关注药液中粒度范围在10~24μm 和25~50μm（可视范围）的颗粒计数和评价。这些颗粒存在的形式如下：i. 不溶的可移动的固体/半固体；ii. 单个实体或聚集体；iii. 一种或几个物种；iv. 化学反应产生的固体v. 制剂变化产生的固体这些颗粒物产生的原因包括：i. 外源性物质存在；ii. 内源性物质存在：包括生产工艺的功能故障和包装来源；iii. 制剂固有的颗粒，如生物制品中存在的颗粒。USP789基本等同于788，但主要针对滴眼液。USP788 等同于欧洲药典 EP5.5 和日本药典 JPXIV，XV。关注医疗风险的USP 729 是以USP788为模板的，适用于所有脂质（10%，20%，30%）。其限定的粒度范围是在0.5~5μm，因为这些颗粒可以机械阻塞微血管。但是，USP788所主张的粒度测定方法存在以下问题：1. 光阻法的问题：只适用于球形颗粒；气泡和油滴不能分辨，也被计数。2. 显微镜的问题：对粒子的判断和解释存在主观意识。另外，对于生物制剂中不可见粒子分析，特别是可以通过不同的机制聚集的蛋白质的应用，USP788面临着挑战。因为对于透明、非球形和高浓度的蛋白质聚集体，光阻法和显微镜法无能为力。对于口服制剂和原料药（API），USP429规定了激光衍射方法测定粒度的通则。该方法根据ISO标准13320-1(1999) 和9276-1(1998)建立的，整个章节也已经和EP和JP的相应章节进行了协调。USP429指出，此技术并不能区分单个粒子的散射和一团基本粒子的散射，也就是不能区分结块和凝聚。绝大多数的样品都包含结块和凝聚，并且我们主要关注的是基本粒子的尺寸分布，所以在检测前这些结块通常需要分散成基本粒子。虽然ISO13320-2009修改了激光衍射法的应用限制，指出激光衍射法测量粒度只适用于球形颗粒，其测量的误差来源包括非球形、表面粗糙度和不正确的光学参数，USP429也已经指出，被测物质的光学性质和它的结构（如形状、表面粗糙度和多孔性）对于最终结果有影响。三、 图像法粒度和形貌分析技术阿扎胞苷为无菌冻干粉针剂，是一种新型表观遗传学抗肿瘤药，是目前唯一被临床证明可延长高风险骨髓增生异常综合征患者总生存期的抗肿瘤药。根据美国药典USP 章节和，必须关注注射类产品中颗粒物对生物学性质的影响。美国药典附录中规定了注射剂分析的主要方法:1. 可测量尺寸和颗粒计数2. 数据统计非常重要，特别是尺寸小于1 微米的颗粒和数目但是，药典中给出的消光法粒子计数器（光阻法）粒度和计数功能只能覆盖2~400 微米，其消光效率无法解决低于2微米的问题。自USP 788以来，药物产品已经发生了深刻变化：疫苗、 新癌症治疗药物、纳米颗粒（克服不溶性）、控释微球、聚合物、结晶纳米颗粒、脂质体制剂等新的剂型不断涌现，同时对粒度检测也提出了新的要求。2010年12月 8日至10日, 美国药典委员会在马里兰州洛克维尔USP 总部召开了USP有关粒度的专题研讨会，对USP788通则面临的挑战开始寻找和调查替代方法。来自美国Stable Solutions LLC公司的 David F. Driscoll博士在研讨会上明确指出：要解决小于 1 微米颗粒的技术挑战，包括：■ 颗粒物理性质■ 颗粒筛分■ 颗粒计数■ 颗粒统计■ 颗粒轮廓在研讨会上，讨论和考察了一系列新的粒度分析仪器和技术，欧奇奥（Occhio）图像法粒度粒形分析仪也位列其中。而这些挑战对于先进的适用于医药行业的静态图像法粒度粒形分析仪已经迎刃而解。作为下一代粒度分析仪，Occhio 粒度粒形分析仪可以进行：● 颗粒大小及其分布l 颗粒计数● 颗粒形状及其分布● 干法或湿法，动态或静态● 适用于悬浮液、乳浊液、泡沫、颗粒、粉末、纤维● 同时具有激光粒度仪、库尔特法或光阻法计数器和显微镜的功能 1. 粒度粒形分析仪的组成粒度粒形分析仪有硬件和软件两个部分。硬件部分由分散系统、进样系统和成像系统组成。其中成像系统是核心部件（见表2）。成像系统检测的是颗粒群中每个颗粒的尺寸，因此必须使用分散系统以保证颗粒之间没有团聚。根据被测物料的介质是气态还是液态,可分为干法分散系统和湿法分散系统：湿法分散系统是将颗粒分散在液体介质中， 干法分散系统是将颗粒在空气中直接分散。与激光粒度分析仪的干法系统不同，图像法的干法分散样品是可以回收并重复测定的，因此具有极大的优越性。所以，应该提倡“干样干测，湿样湿测”，最大程度地保持样品的初始状态。干法测定可以极大简化样品准备过程，避免粉体样品在液体介质中团聚的可能。表2 粒度粒形分析仪的成像系统组成及功能成像系统部件功能光源单色(脉冲)光可避免颗粒对光的衍射产生虚影,得到边界清晰的颗粒图形，优于白光扩束单元根据不同缩放倍率的镜头调节输出光束的直径测试区(样品池)颗粒与脉冲光的作用区光学系统不同的放大倍率和相应的测试范围相适应；好的光学系统不存在像差工业相机是远高于普通摄像机成像和存储速率的图像拍摄装置进样装置：物料在进入成像系统或分散系统前，需要调节到一定的浓度，以得到最佳的分散/检测效果:● 湿法：通过加入不同体积的颗粒量进行调节，由注射泵（可相对计数）、蠕动泵（可相对计数）或离心泵（动态湿法，只能绝对计数）将样品带入位于光路中的样品池（见图1左）。● 干法(动态)：由振动进样单元控制, 调节单位时间的进样量，然后进行自由下落式分散或气流分散。气流分散包括喷射式分散和横向分散，其中横向分散对样品扰动最小，并能使样品处于势能最低的位置，准确采样（见图1右）。● 干法(静态)：将分散在载玻片上的颗粒样品通过机械传动装置，直接置于成像系统的测试区。图 1 湿法和动态干法粒度粒形分析仪示例左图：Occhio FC200 湿法粒度粒形分析仪原理图，包括光源、变倍率远心镜头、高分辨相机、样品池和内置注射泵，检测下限低于200nm。可外置湿法分散模块；右图：Occhio Zephyr LDA 动态干法粒度粒形分析仪原理图，包括振动进样单元、横向气流分散装置、样品池自动吹扫系统、成像系统和真空样品回收系统。静态法图像分析仪器对样品扰动少，安全性高，还可以对颗粒进行计数，统计量达上万个，既可以替代扫描电镜，也可以替代激光粒度仪，测量、描述和验证方法的执行标准包括GB/T 21649.1-2008和ISO 13322-1。应用3D软件和反射光分析技术，还可以对混合物样品进行颜色分析，估算各种单质的比例。一次实验可以得到多个结果，数据量极为丰富，是药品研发和质控表征技术升级改造必备的分析手段。专用的图像法粒度和形貌分析仪还可用于蛋白质聚集体或结晶反应过程的跟踪分析。 图2 下限低于200nm的Occhio 500nano XY 静态干湿法粒度粒形分析仪及其各部分功能说明（点击了解仪器更多详情）2. 原料药（API）或晶型药物的分散分散器是粒度分析仪器的主要组成部分。良好分散的要求是：● 颗粒必须被分开；● 在分散过程中，样品的尺寸和形状不应该被改变。● 较小的颗粒和较大颗粒必须以相同方式分离。● 分散过程可以重复几次，并在同一样品上再现相同的结果。通常，药物制剂中最重要的产品是API，一般通过粉末的晶体形态对其进行表征，其尺寸分布从亚微米到几百微米不等。部分API可能由精细，脆弱的针状晶体组成，这些颗粒通常与小纤维相似。图3比较了三种分散样品的方法，数据表明：只有方法C提供了正确的粒度粒形值。图3. 不同分散方法的比较A 手动分散：有颗粒团聚体存在且分布不均匀；B 脉冲空气分散：可以看到，由于进气压力的存在，导致晶体颗粒被破坏；C Occhio可控的真空分散：这种分散是均匀的，且脆弱的晶体颗粒没有被破坏；可控的线），不仅样品用量少，而且保证分散过程中样品的完整性，并可进行重复分析。与空气喷射式干法相比，不仅可以保证晶型不被气流破坏，而且可以减少与环境大气相关的污染，继而用统计软件来详细描述颗粒结构，并提供可对比的尺寸形貌研究。图4对比了两种不同分散方式得到的样品粒度结果。由图4可见，曲线之间存在着非常重要的差异。在小于10μm（点2）的区域，可以看到存在大量的细粉。这些颗粒是因为分散期间的晶体断裂产生的（空气分散，图3B）。蓝色曲线），这些不是真正的晶体，而是由于颗粒的非均匀分布而引起的团聚。粒径 (μm)P10P25P50P75P90空气分散 （蓝线Occhio线 同一样品不同分散方法得到的累计粒度分布图（横坐标为筛分直径）事实上，图像法粒度及粒形分析已经进入USP1787。由于ISO13322-1把显微镜归于静态图像法，美国药典将图像法粒度分析仪看作“流动的显微镜”。目前，欧奇奥图像分析技术为技术不仅能提供ISO9276-6定义的粒度和粒形参数，还另外发展了五十多个粒度分布和形貌分布参数以及色彩分布参数。这些先进的图像分析技术已经应用到世界各大著名药厂，包括Sanofi (France, Germany)、Unilever (UK)、GSK、Novartis、Janssens、Fresenius、Boehringer Ingelheim、Lilly、Therapeomic、Nycomed、Pfizer、Biomérieux、Cytheris、Stryker、Ethypharm、Even Sante、Glatt等，并且在中国药企中也开始发挥作用。四、 图像法粒度和形貌分析技术在药品质量控制中的应用1. 药物一致性研究：一般认为造成仿制药物与原研药物、不同企业生产的同种药物、同一企业的不同生产批号药物临床疗效差异的原因大多数是来自于固体化学药物的晶习在状态的变化。同一种药物由于晶型不同，其不仅物理性质会有所不同，而且其生物活性也会有明显差异。有些药物的不同晶习，生物活性不仅差异显著，而且干扰了药物的临床应用。表3 仿制药晶型表征推荐参数2. API颗粒的球形度研究和修饰：原料药粉末（API）的大小和形状影响其流动性和制剂时的压实性能。球形度好的大颗粒通常比较小的颗粒或长宽比大的颗粒更容易流动；更小的颗粒溶解更迅速，并导致比颗粒较大的悬浮液粘度更高。表4 API颗粒球形度推荐参数3. 不溶性微粒检测和蛋白质聚集体监控：药品包装材料对药物本身的污染和生物制品因不稳定产生的蛋白质聚集体是药品生产和安全贮存研究的重大课题。药物中的外源性颗粒包括纤维、昆虫部分、花粉和营养物质、纤维素、绒、矿物质、玻璃、塑料、橡胶、金属和油漆、上皮细胞、衣物碎片和毛发；内源性颗粒包括硅油。虽然硅油是大部分产品的必需添加剂，但它会产生人造颗粒或不想要的颗粒，或由于未控制或过量使用而影响治疗成分的稳定性。图5 Occhio图像粒度分析仪检测不溶性大颗粒（左侧二维图可区分不同的颗粒形状分布）生物制剂中的蛋白质聚集是我们不想看到的，但又无法避免，因此需要监控其聚集的程度；检测范围增加2-5μm和5-10μm的量，也是为了很好的监控其聚集程度。乳液也存在类似情况，因此，要对2μm以上的大乳粒进行分析和监控。上述颗粒的种类无法通过传统的计数方法加以区分，而通过粒度粒形分析均可以分别计数和统计，还可以排除气泡的影响，这在传统方法的检测结果中是无法避免的。图5是不溶性大颗粒的应用举例。光阻法测试大颗粒只能给出粒径和数量，但很多纤维状或片状颗粒误认为小颗粒或者超大颗粒，造成假性结果，而对透明颗粒（如微塑料），只有高端的图像法粒度仪可以区分识别（图6）。图6 Occhio IPAC2图像粒度分析仪检测透明大颗粒（图左）和发现纤维及团聚体（图右）4. 破壁中药粉体的破壁效能及破壁成分固体药物制剂中，药物的颗粒大小影响药物从剂型中溶出及释放的速率，进而影响药物的疗效与生物及利用度。对难溶性固体药物而言，其粉末愈细，粒径愈小，比表面积愈大，溶解速度愈快，药物吸收速度也愈快，吸收量愈多，药效就愈好。因此减少制剂中固体颗粒的大小，有利于药物的溶出，也有利于难溶药被人体吸收，进而提高药物的疗效及生物利用度。但过细的粉末易因粉体团聚而导致流动性较差，影响药物制作过程。超细药物粉体在应用过程中因其溶解速度快，人体吸收快，易使人体中毒，因此需要更加精准的配方设计及临床测试。采用不同的粉碎技术对天然药物或者合成药物进行粉碎所获得的药物粉体，具有不一样颗粒大小，形状，表面能，比表面积等，对医药粉体后续的制剂的工艺性能及产品质量影响甚大。中药破壁饮片是将符合《中国药典》要求并具有细胞结构的中药饮片，经现代破壁粉碎技术加工至D90＜45μm粉体，加水或不同浓度的乙醇粘合成型，制成30～100目的原饮片全成分的均匀干燥颗粒状饮片。我们对丹参破壁饮片用500nano XY 静态粒度粒形分析仪（图2）进行了分析研究，发现小于1微米的颗粒数量占30%，最小粒径可接近0.2微米，说明破碎后有大量细胞器释放出来。通过3D粒形分析，利用Occhio颗粒形貌3D复合标度分析——“腋瓣（Calypter）”技术，并与相应的电镜照片比对，提示我们破壁中药微粉中释放出的各种细胞器（见图7），从而为进一步提高药效和生物利用度指明方向。另外，表面处理技术对药物的生物利用度及疗效也存在极大影响。医学研究表明，人体接受药物之后，因药物存在的表面状态不同而产生不完全一致的效应，进而对生物利用度及疗效有着显著的影响。利用粉体表面改性技术修饰医药粉体表面，可以获得具有合适生物利用度及疗效的医药产品。如：利用表面包覆或为胶囊化控制药物的释放速率，进而改变或者控制药物的生物利用度及疗效。图7 用Occhio颗粒形貌3D复合标度分析技术鉴定丹参破壁粉体中的氩细胞器（下）并与电镜照片对比（上）五、总结创新性的粒度粒形分析仪器，适用于药物发现、化学和制剂开发以及药物生产领域的质量控制。静态图像法粒度分析技术也符合ISO13022和2020版中国药典0982规则，可针对一系列针剂、胶囊剂和口服制剂进行了药品质量分析表征的研究，并帮助使用者开发稳健的配方，由此获得具有生物利用度的稳定药品。适当的分散方式是确保API稳定性以及正确的粒度粒形结果的基础。采取可控的真空分散程序，才能保证符合大多数药物法规中要求的测量稳定性和可重复性。随着生物药物市场关注度和资金投入的迅猛增长以及人们对具有特殊用途的新颖生物药物的需求不断增加，这一行业在确保提供起效快且安全可靠的治疗药物方面正面临越来越大的压力。着眼于单克隆抗体、重组蛋白、疫苗、寡核苷酸等生物分子的生物制药开发和生产过程漫长、十分复杂，同时面临非常特殊的分析挑战。不依靠显微镜的可变倍率显微成像扫描尖端技术可直接测量透明粒子大小和形态， 并对蛋白质聚集体进行跟踪分析，保证粒度和粒形的最终结果统计可信度。为降低生物大分子制剂的风险，将计数器、显微镜和激光粒度分析表征方法融于一身，不仅可以及时提供准确的数据，而且精简了流程，消除了瓶颈，提高了效率。最新一代的颗粒分析技术必将推动新药的开发和药品质量控制的提升。参考文献：1. Vincent Chapeau, Christian Godino. Method and device for dispersing dry powders. US A1, 20112. 杨正红 , 欧阳亚非 . 静态图像粒度分析中真空分散器原理和分散效果解析 . 现代科学仪器 .2019,1:65-68.3. Wadel, H. (1932), Volume, shape, and roundness of rock particles, Journal of Geology, vol. 40, pp. 443-451.4. Krumbein, W.C. (1941), Measurement and geological significance of shape and roundness of sedimentary particles, Journal of Sedimentary Petrology, vol. 11, No. 2, pp. 64-72.5. Krumbein, W.C. and Sloss, L.L. (1963), Stratigraphy and Sedimentation, Second Edition, W.H. Freeman and Company, San Francisco, p. 660.6. Powers, M.C. (1953), A new roundness scale for sedimentary particles, Journal of Sedimentary Petrology, vol. 23, No. 2, pp. 117-119.7. Barrett, P.J. (1980), The shape of rock particles, a critical review, Sedimentology, vol. 27, pp. 291-303.8. ISO9276-6：2008 粒度分析结果的表述 第6部分：颗粒形状和形态的描述和定量表征9. Tudor Arvinte , Emilie Poirier, Caroline Palais. Prediction of Aggregation In Vivo by Studies of Therapeutic Proteins in Human Plasma. Biobetters pp 91-104. Springer, New York, NY, 2015作者：杨正红仪思奇（北京）科技发展有限公司总经理（注：本文由杨正红老师供稿，不代表仪器信息网本网观点）

　　目前《中国药典》0982 粒度和粒度分布测定法仅收载了激光光散射法测定样品中的粒度分布，尚未收载动态光散射法和光阻法。各国药典均已收载动态光散射法和光阻法，且在《中国药典》丙泊酚乳状注射液、脂肪乳注射液（C14～24）等品种标准中已有应用。为此，《中国药典》增订上述两种方法，将进一步满足相关品种质量控制的需要。2023年12月12日，国家药典委员会将拟修订的《中国药典》0982粒度和粒度分布测定法第三法动态光散射法、第四法光阻法公示征求社会各界意见（详见附件），公示期自发布之日起三个月。第三法（光散射法）新增动态光散射法、新增第四法光阻法；第三法用于测定原料药、辅料和药物制剂粉末或颗粒的粒度分布，第四法用于测定乳状液体或混悬液的微米级粒子数量、粒度分布及体积占比。国家药典委员会截图本次标准草案的公示意味着动态光散射粒度仪（俗称纳米粒度仪）与光阻法颗粒计数器将被写进《中国药典》。动态光散射法当溶液或悬浮液中颗粒做布朗运动并被单色激光照射时，颗粒散射光强度的波动与颗粒的扩散系数有关。依据斯托克斯-爱因斯坦方程，通过分析检测到的散射光强度波动可以计算出颗粒的平均流体动力学粒径和粒度分布。平均流体动力学粒径反映粒度分布中值的流体动力学直径。平均粒径直接测定，既可以不计算粒度分布，也可以从光强加权分布、体积加权分布或数量加权分布，以及拟合（转换）的密度函数中计算得到。动态光散射的原始信号为光强加权光散射信号，得到光强加权调和平均粒径。很多仪器可通过对光强加权光散射信号的分析计算得到体积加权或数量加权的粒径结果。 在动态光散射的数据分析中，假设颗粒是均匀和球形的。本法测量范围为 1～1000nm。光阻法单色光束照射到颗粒后会由于光阻而产生光消减现象。应用基于光阻或光消减原理的单粒子光学传感技术进行测定。应用单粒子光学传感技术时，当单个粒子通过狭窄的光感区域阻挡了一部分入射光线，引起光强度瞬间降低，此信号的衰减幅度理论上与粒子横截面（假设横截面积小于传感区域的宽度），即粒子直径的平方成比例。用系列不同粒径的标准粒子与光消减信号之间建立校正曲线，当样品中颗粒通过光感区产生信号消减，可根据已建立的校正曲线计算出颗粒的粒度大小和加权体积。本法测量范围一般为 0.5～400μm，使用具有单粒子光学传感技术的仪器时，需知道重合限和最佳流速。重合限为传感器允许的最大微粒浓度（个/mL）。 上述两种方法的内容包括对仪器的一般要求和测定法，详见附件。附件 0982 粒度和粒度分布测定法第三法动态光散射法、第四法光阻法草案公示稿（第一次）.pdf

　　各有关单位：GB/T 42348-2023《粒度分析 颗粒跟踪分析法(PTA)》等五项项颗粒表征国家标准已由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布。为保证颗粒表征国家标准的有效贯彻实施，便于相关人员能正确理解和掌握标准内容，全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会秘书处决定举办颗粒表征国家标准宣贯会，请各相关机构及有关企业事业单位自愿选派人员参加。现将有关事宜通知如下：一、宣贯内容1. GB/T 42348-2023《粒度分析 颗粒跟踪分析法(PTA)》宣贯；2. GB/T 42660-2023《气溶胶颗粒数量浓度 凝结核颗粒计数器的校准》宣贯；3. GB/Z 42353-2023《Zeta电位测定操作指南》宣贯；4. GB/T 42342.2-2023《粒度分布 液相离心沉降法 第2部分：光电离心法》宣贯；5. GB/T 42351.1-2023《颗粒标准样品的制备 第1部分：基于单分散球形颗粒尖桩栅栏分布的多分散标准样品》宣贯。二、主讲专家各项国家标准第一起草专家。三、参会对象各高校、科研院所颗粒表征相关研发、应用人员，颗粒表征相关研发单位、颗粒表征仪器研发单位科研人员、销售人员，颗粒表征检测机构、实验室等管理人员、实验员等，颗粒相关制造企业管理人员、技术人员、实验员、供销人员等。四、宣贯时间、地点时间：2023年11月24日 9:00~16:00地点：中国机械科学研究总院怀柔科技创新基地地址：北京市怀柔区京密北五街与杨雁东三路交叉路口西五、报名事宜请扫描下方二维名；本次宣贯会不收取费用，食宿自理；推荐入住北京西苑饭店。六、联系方式联 系 人：侯长革联系地址：北京市海淀区首体南路2号，100044联系电话，电子邮箱：.cn

　　莱驰科技到访天津水泥工业设计研究院 探讨动态图像法在水泥行业的前沿应用

　　随着现代混凝土技术的发展，用户对水泥的性能要求不断提高，水泥颗粒粒径分布及颗粒形貌对水泥性能的影响逐渐受到水泥生产企业的重视。天津水泥工业设计研究院有限公司新采购了一台RETSCH TECHNOLOGY（莱驰科技）的多功能粒径及粒形分析仪CAMSIZER X2，近日莱驰科技粒度仪产品经理王瑞青先生携技术工程师袁石峰先生前往用户单位进行安装调试，并与中材国际研究总院的范总共同探讨动态图像法对水泥颗粒粒度大小、形貌的表征以及具体研究方法。 天津水泥工业设计研究院简介天津水泥工业设计研究院有限公司(英文缩写 TCDRI )，简介：天津水泥工业设计研究院有限公司成立于1953年，是中国最早建立的主要大型国家骨干工业设计院之一——中国建材行业中实力最雄厚的甲级设计院。2000年改制成为中央直属科技型企业，2005年根据国务院国资委的要求，与中国材料工业科工集团进行战略性重组，整体并入中国材料工业科工集团。 2007 年 1 月 1 日，经中国材料工业科工集团公司批准，重组改制为天津水泥工业设计研究院有限公司并正式对外营业。 随着人们对水泥颗粒粒径分布对水泥性能影响认识的提高，从调节和控制水泥的颗粒粒径分布入手，解决水泥的工作性不好所产生的问题，逐渐成为水泥生产中的重要一环。水泥的性能与水泥颗粒的粒径分布有很大关系，在比表面积相同的条件下，水泥颗粒的粒径分布越窄，水泥的需水量越大，与外加剂的适应性越差，水泥颗粒的粒径分布越宽，水泥的需水量就越小，与外加剂的适应性也会变好。目前，我国水泥企业生产的水泥需水量普遍较高，水泥的工作性不好成为影响水泥质量的主要方面，如何对水泥粉末的颗粒粒径分布进行调节和控制，使其适当变宽，从而降低水泥的需水量，是水泥生产企业非常关心的问题。 天津水泥工业设计研究院有限公司作为中国水泥工业科技发展和技术进步的引领者，不断推动着中国水泥工业的技术研发与产品质量的稳步提高。首先，莱驰科技的产品经理王瑞青先生对范总表示了衷心感谢，感谢范总一直以来对莱驰科技品牌和产品的信赖，范总同时也很感谢莱驰科技长期以来热情周到的服务。他讲到，之所以选择莱驰科技的产品主要是因为多功能粒径及粒形分析仪CAMSIZER X2在水泥的颗粒形貌检测方面技术遥遥领先，同时也完美契合集团现在的仪器需求。范总表示，莱驰科技的产品在国际上一些知名企业均有应用，比如拉法基，海德堡。过去水泥行业注重颗粒大小的检测，随着国家高质量发展的战略的实施，天津水泥工业设计研究院有限公司在水泥的高性能发展这块有很大的发展创新，这就需要公司对颗粒的形貌、颗粒的级配方面有一个准确的把控，天津水泥工业设计研究院有限公司是研究水泥及水泥制品的企业，对水泥颗粒形貌和粒径分布的了解与掌握对水泥产品的质量控制是至关重要的，也对水泥产品的推广提供了契机。随着水泥行业对水泥高性能的需求，范总相信莱驰科技这一专业粒度仪品牌将会在水泥行业取得更好的发展空间。同时范总也希望能与莱驰科技携手共进，创造一个共赢的市场。作为代表中国水泥行业装备开发和技术水平的领头羊，天津水泥工业设计研究院有限公司推动了中国水泥工业装备开发与制造能力的不断增强。莱驰科技愿与天津水泥工业设计研究院有限公司一起为中国水泥工业的发展做出贡献，也祝愿天津水泥工业设计研究院有限公司在未来创造更加辉煌的业绩。天津水泥工业设计研究院有限公司新采购的Retsch Technology（莱驰科技）的多功能粒径及粒形分析仪CAMSIZER X2，主要应用是检测和分析水泥的粒度分析和颗粒形貌。因此，我们推荐客户使用CAMSIZER X2配备一个X-Dry干法模块，同时配备自由落体和压缩空气两种分散模块来分散样品。对于水泥这种传统样品，采用空气压缩机来提供压缩空气，通过压缩空气将水泥样品吹散，之后对分散的样品进行测量，测量完毕的样品被进口的吸尘器采集收走。这是一套完整的系统，测量完毕的数据通过电脑软件直接统计分析，最终得到我们的结果。另外，我们还配备了仪器专用的光刻板，用来校正仪器，在后续使用过程中可以直接进行无损校正。 Camsizer X2是在Camsizer获得巨大成功后推出的新一款粒度及粒形分析仪，采用了更高分辨率的光学系统，提供更多的分析模块可选。粉体颗粒的尺寸越小越容易发生团聚现象，以往的粒度分析技术由于解决不了分散问题而得不到准确且具有重现性的分析结果，而Camsizer X2可选的X-Fall、X-Jet和X-Flow三种模块可让您根据不同的应用和要求进行样品分散。由于Camsizer X2具有足够的进样量，检测过程也不受其他因素（如折射率）影响，因此Camsizer X2能够准确测量到粉体的整体形态信息，比如球形度、对称性等。CAMSIZER® X2粒度及粒形分析技术的新里程碑Δ 测量范围0.6μm-8mm，依据ISO13322-2动态图像分析技术标准Δ X-Fal l（自动振动进样）、X-Jet（压缩空气分散进样）、X-Flow（湿法分散进样）三种可选分析测量模块，互相切换简单快速Δ 专利的双CCD图像分析技术，在宽量程范围内，无需硬件调整，即可完成测量Δ 可对颗粒形态进行测量与分析，如纵横比、球形度、对称性、破碎度等Δ 对于易团聚的粉体颗粒测试重复性佳Δ 可与筛分结果进行拟对

　　RC-2200电阻法（库尔特）颗粒计数器是珠海欧美克仪器有限公司在20多年相关方法仪器开发和应用经验基础上，结合当前工业领域对细颗粒高分辨力粒径测量和高准确性计数的需求，升级的新一代高性能仪器。该仪器采用新一代低延时高频数据采集电路和低噪音芯片，升级了电磁屏蔽设计和体积计量装置，使用进口品牌长寿命管路及控制器件，结合一致性的搅拌装置工装限位，替代气压的液压排堵和排气泡功能，新增的可选30、280μm等小孔管和多功能SOP自动化测试设计，使得RC-2200具有更好的数据重现性、更佳的细颗粒粒径和计数测试性能、可胜任更宽泛类别和更高要求的样品测试，同时维护更简便，寿命更长。全面满足磨料、回注水、碳粉及氧化铝等多行业的多样化颗粒粒径和计数的测试需求。▲ RC-2200 电阻法（库尔特）颗粒计数器技术特点升级相对于RC-2100型号，RC-2200在硬件设计和软件算法上均有升级，不仅拓宽测量和应用范围，在测试性能上也获得提升。【多孔径高性能小孔管可选】RC-2200提供30、50、100、200、280、400μm等小孔管可选，满足涵盖亚微米至数百微米颗粒的测试需求。全新设计的小孔管，不仅减少了气泡聚集的可能性，同时也避免了对样品流经小孔管流速的影响，可有效提升测试结果的一致性和准确性。其中新增的30μm小孔管还结合了增大电流设计，使得RC-2200可以测量0.6μm以及更细的颗粒。【下限测试性能的提升】RC-2200具备细至0.8μm以下颗粒的准确粒径测试性能及0.6μm以下的颗粒计数性能，对于有细颗粒检测需求的相关应用显著地提升了测试下限的灵敏度和准确性。▲ RC-2200采用30um孔管测试0.6-1.5um 标准粒子【极端条件下的采样性能提升】检测单脉冲时延从200μs减少至 5μs，有效扩大可适用的样品颗粒数量浓度范围。系统采用全新的双边沿触发电路设计，分析由全程颗粒信号替代了半程颗粒信号，致使计算脉冲宽度更精准，较好地提升了极端形貌的非球形颗粒粒径测试准确性。增大的小孔管电流设计，配合上述改进共同使得细颗粒漏检率大幅降低。【液压排堵功能】液压排堵采用泵入电解质储液瓶中的介质进行排堵操作，比传统方法排堵效率更高，且杜绝了在排堵过程中引入气泡和气泡卡涩在小孔附近对测试和数据的影响。【自动化SOP测试，提升测试结果一致性】RC-2200具有自动化SOP标准化测试性能，可以在SOP中配置搅拌方式、测试流程、测量时间等条件参数，并创新地开发了多功能联用长SOP设计，减少人为操作的需要，提高了测试结果重现性。【RC-2200测试报告】

　　点击图片 免费参会全氟和多氟烷基物质（PFAS）是一类已生产超过五十年的合成化学品，因其广泛的环境分布及对人类健康的潜在风险而备受关注。从传统PFAS向短链结构未知的新型PFAS的转变，进一步加剧了现有分析技术的挑战。尽管已有多种可靠灵敏的分析方法可用于检测各类生物与环境基质中的这些污染物，但当前PFAS研究领域仍缺乏统一的检测标准，针对特定分析难题的方法选择指导也十分有限。由武汉大学和新加坡国立大学的研究团队系统梳理了近期文献中基于色谱-质谱联用的PFAS最新检测方法，系统涵盖：（i）各类PFAS分析前处理方法的优势、局限性与适用范围探讨；（ii）靶向与非靶向分析中色谱分离与质谱技术的最新进展；（iii）复杂样品基质（涵盖多种环境与生物样本）中PFAS分析的技术突破。虽然液相色谱-质谱联用仍是多数研究的主流技术，但亟需开发能同时应对传统与新型PFAS的新方法。未来分析方法与样本前处理技术研发中，需进一步识别并纳入更广泛的生物与环境基质类型。样品前处理方法进展样品前处理是PFAS分析的关键环节，直接影响检测的灵敏度、准确性和效率。该研究将PFAS的样品前处理方法分为溶剂基萃取、吸附剂基萃取及其他先进技术，并详细阐述了各类方法的原理、优缺点及适用场景。方法优势局限性适用范围液液萃取方法简单，无需专门设备；易于操作；成本低耗时耗力；有机溶剂消耗量大；对环境不友好；萃取效率低液体样品；长链PFAS（即碳链长度 7）分散液液微萃取溶剂消耗少；操作时间短；萃取能力强且成本低使用高毒性萃取溶剂液体样品；中链和长链PFAS（即碳链长度 5）离子对萃取适用于复杂样品基质；易于操作耗时；有机溶剂消耗量大污泥和生物样品；中链、长链及部分短链PFAS固相萃取操作简便；溶剂消耗少；萃取效率高；易于标准化和自动化分析成本高；耗时；需要特定设备；非目标化合物的共萃取可能导致明显的信号抑制液体和生物样品；超短链至长链PFAS固相微萃取环境友好；成本低；萃取时间短；所需样品量少涂层易脱落；重复性差；使用寿命有限；多次使用可能存在交叉污染各种环境和生物样品；短链至长链PFAS（即C4–C14）分散固相萃取高通量；减少样品处理步骤；能准确全面地测定超痕量分析物；节省吸附剂重现性差；可能萃取不完全或造成目标分析物损失各种环境和生物样品；短链至长链PFASQuEChERS萃取溶剂用量少；污染小；操作简单；处理速度快且回收率高手动步骤相对繁琐；对于含水量低或脂肪含量高的样品，萃取效率不理想各种复杂样品基质；短链至长链PFAS电化学气溶胶预浓缩10分钟内实现PFAS 1000倍富集，在10⁻¹²-10⁻⁹ mol/L浓度范围内富集因子变异自制移液器尖端SPE基于氟功能化碳纳米管/丝素蛋白纳米纤维，无需复杂设备，适用于现场操作，检出限低至0.006-0.090 μg/L。在线萃取技术采用单分散球形离子COF作为吸附剂，降低污染风险、提高通量，适用于海鲜中痕量PFAS的检测。 溶剂基方法操作简单但溶剂消耗大，吸附剂基方法效率高但依赖材料性能，先进技术则在富集能力和便携性上更具优势。实际应用中需根据样品基质（如液体、生物组织、复杂食品）和目标PFAS（如短链/长链、离子型/中性）选择合适方法。未来需开发更具选择性的吸附剂（如氟功能化材料）和一体化萃取系统，以应对新兴PFAS的分析挑战。仪器分析技术进展 技术类别具体技术/模式描述/要点色谱技术液相色谱 (LC)/反相液相色谱 (RP-HPLC)适用于长链PFAS；短链PFAS因保留弱，需结合离子交换柱改善分离。超高效液相色谱 (UHPLC)分辨率更高、分析速度更快；与质谱/质谱联用可实现低检出限。离子色谱 (IC)适合带电/极性PFAS（如短链PFAS）；与质谱联用可提升灵敏度。气相色谱 (GC)适用于挥发性PFAS（如氟调醇FTOHs）；但多数PFAS需衍生化（如酯化）以提高挥发性，操作较复杂。质谱技术靶向质谱/三重四极杆 (QqQ)-质谱/质谱灵敏度高；通过多反应监测模式实现已知PFAS的定量；常与液相色谱联用（液相色谱-质谱/质谱），负电喷雾离子化为主要模式。非靶向质谱/高分辨质谱 (HRMS)如Orbitrap、飞行时间质谱；无需标准品即可识别未知PFAS；通过特征碎片（如CF₂⁺）筛选同源物。不同基质中PFAS的分析基质类别具体基质/类型处理与分析要点环境基质空气需区分气态与颗粒态，采用主动/被动采样；挥发性PFAS用气相色谱-质谱分析，离子型PFAS用液相色谱-质谱分析。水体 (饮用水、污水等)需预浓缩以提高检出限；短链PFAS可通过衍生化结合气相色谱-质谱检测。固体 (土壤、污泥等)需经干燥、研磨、萃取等步骤；固相萃取结合液相色谱-质谱/质谱为常用方法。生物基质组织 (血清、胎盘等)需去除蛋白等干扰；固相萃取结合液相色谱-质谱/质谱为主流方法，高分辨质谱可提升复杂基质中检测的准确性。食品 (蔬菜、鱼类等)QuEChERS法结合液相色谱-质谱/质谱适用于复杂基质净化，可实现短链至长链PFAS的检测。当前PFAS分析领域面临多重挑战：一方面，新兴PFAS（如短链化合物及同分异构体）的检测方法不足，同时缺乏统一的检测标准和参考物质，导致非靶向分析数据库尚不完善；另一方面，复杂基质中的干扰物严重影响检测准确性，尤其是短链PFAS的分离与富集难度较大。面对这些挑战，未来的发展方向主要集中在以下三个方面：在样品前处理方面，需开发混合萃取系统（如固相萃取-分散液液微萃取联用技术）、自动化现场设备，并引入氟功能化吸附剂以提高目标物的选择性；在仪器分析方面，应完善高分辨质谱数据库，提升对同分异构体的分离能力，并推动非靶向分析的标准化进程；在基质研究方面，需加强阳离子PFAS在土壤环境中的行为研究，开发统一的空气PFAS分析方法，同时优化珍贵生物样品（如脑脊液）的检测技术。通过技术革新与方法优化，有望突破现有瓶颈，实现PFAS更全面、精准的环境与生物监测。本文仅供学术交流之用，内容基于已发表的学术论文。如有版权问题，请联系蔡编辑（电话：）进行处理。点击图片 免费参会

　　Lung-deposited surface area颗粒肺沉积表面积

　　我们如何量化颗粒物？颗粒物可以用许多不同的方式测量。传统上，测量单位空气体积的颗粒质量，通常以 x 微米为上限（PMx - 最常见的是 PM10、PM2.5、PM1）。替代指标包括颗粒数量或单位体积颗粒表面积。这些是纯物理指标。也可以考虑化学因素，例如通过测量黑碳或多环芳烃 (PAH) 的含量。没有所谓的“最佳”指标 - 它总是取决于应用或您想要回答的问题。但是，有些东西比其他东西更容易测量。肺沉积表面积可以非常容易地大致测量。肺部颗粒沉积在讨论颗粒物对健康的影响时，一个普遍的看法是，传统的单位体积空气量报告意义不大。只有进入人体的颗粒才会对健康产生影响，因此才应该测量。下图显示了我们呼吸道三个不同区域的沉积分数与颗粒大小的关系。总沉积量在 200-300nm 左右有一个明显的最小值，其中空气中存在的颗粒只有约10%沉积在我们体内，而直径为 40nm 的颗粒中约有一半最终会进入我们体内。从质量上讲，单个 200nm 颗粒（单位密度，球形）比 40nm 颗粒重 125 倍，对测量的 PMx 的贡献是 125 倍，尽管它对最终进入人体的质量的贡献“仅”是 20 倍，因为它的沉积可能性要小得多。因此，我们可以得出结论 - 至少就健康影响而言 - 我们应该只关注沉积颗粒。 颗粒表面积相关多项实验室研究表明，从质量上看，较小的颗粒似乎比较大的颗粒更具毒性。这是因为较小颗粒的表面积较大：颗粒表面是我们的身体与颗粒相互作用的地方。颗粒可以在其表面运输吸附的毒素，或者其表面可以在细胞内充当催化剂，产生活性氧 (ROS)。研究表明，在体外和体内实验中，毒性作用与颗粒表面积成正比。当然，这些说法仅适用于生物持久性颗粒，而不适用于可溶性颗粒。医学界的普遍看法似乎是，与生物持久性颗粒相比，可溶性颗粒大多无害。我们认为，有明显证据表明，对于生物持久性颗粒，表面积是比颗粒质量或颗粒数量更重要的指标。因此，我们应该测量肺沉积表面积 (LDSA)，因为它似乎是量化颗粒暴露最相关的物理指标。测量肺沉积表面积测量 LDSA 原则上需要测量整个粒子尺寸分布，然后根据其肺沉积概率对每个尺寸箱中的粒子表面进行加权，也就是说，这需要复杂的测量和一些计算。然而，巧合的是，LDSA 可以通过扩散充电直接测量。扩散充电器会将与尺寸相关的电荷q传递给通过它们的粒子，这可以通过以下公式很好地描述为：