年終盤點：2016年儀器儀錶行業十大技術突破

【中國化工儀器網 行業動態】春去秋來，轉眼間2016年已接近尾聲！在即將過去的一年裡，儀器儀錶行一波未平一波又起，一系列的重大新聞、一件件的創意新品、一項項的技術突破、一串串的關鍵數據，太多的精彩內容，讓人目不暇接！

前沿技術一：新一代CTC納米檢測技術

「腫瘤捕手」主要應用的是新一代CTC檢測技術，通過包裹了多肽的納米磁珠捕獲外周血中的循環腫瘤細胞，從而實現腫瘤的早期發現。

腫瘤早期發現和晚期發現，在患者五年生存率上有巨大的差別。早期發現後及時採取積極有效的干預，患者的五年生存率能達到90%左右，而到了晚期後，患者的五年生存率通常只有15%左右。

目前，比較常用的PET-CT技術及其他影像學手段僅能發現和診斷中晚期腫瘤，無法對早期腫瘤準確識別，因此癌症早篩需要能夠識別更小腫瘤組織的技術，「腫瘤捕手」技術則是這一領域的前沿技術之一。

編輯點評：新一代CTC納米檢測技術如果可以轉化為臨床使用的自動化儀器設備，將會大大提高腫瘤患者的生存幾率。

前沿技術二：NB-IoT技術

NB-IoT在今年6月份剛剛完成技術標準確定，以其具有的特性優勢深受物聯網行業的青睞。

福建聯通聯合華為打通了國內首個帶實際業務的標準化NB-IoT（窄帶物聯網）端到端商用網路。福州自來水公司已明確將首批100萬戶水表（包括居民水表、監測水表等）採用NB-IoT技術進行改造，開展智能抄表業務。

十三五期間，水表全行業將以NB-IoT技術作為重點內容，滿足智慧系統的自動抄表等需求。

編輯點評：應用NB-IoT技術可以實現無線抄表，將會極大提升表計系統的智能化水平，同時對於解放人力也有重要意義。

前沿技術三：電子顯微鏡首次呈現絢麗多彩的細胞圖像

想像你的一生只能在看見黑色和白色的世界中度過，然後第一次看見一瓶彩色的玫瑰花。這便是利用電子顯微鏡首次拍攝下細胞多色彩照片的科學家擁有的感覺。

最新進展利用了3種被稱為鑭系元素的不同稀土金屬。它們被分層疊放在顯微鏡載片上的細胞上方。顯微鏡能探測到每種金屬何時失去電子並且用人工色素記錄下每一次獨特的失去。迄今為止，研究人員僅能產生3種顏色——紅色、綠色和黃色。他們在日前出版的《細胞化學生物學》雜誌網路版上報告了這一成果。

不過，這種利用不同顏色的能力創造了灰度圖像無法實現的鮮明對比。比如，該團隊能更詳細地看見一連串蛋白擠過細胞膜，而這是科學家此前從未做到的。

編輯點評：電子顯微鏡將物體放大到千萬倍後，只能看到白色和黑色圖像，在電鏡下看到彩色圖像可以用「驚艷」來形容。

前沿技術四：DNA測序新技術每秒識別660億鹼基

美國國家標準與技術研究所（NIST）模擬了一個新型基因測序概念：通過將DNA分子從微小的、具有化學活性的石墨孔洞中拉動，通過測量石墨孔洞邊緣產生的電位變化來實現高速、高精度、高效率的DNA測序；研究人員表明，該方法每秒可識別660億個鹼基，準確度為90%且無假陽性；如果該方法通過實驗驗證，那麼將比傳統的測序方法速度更快，成本更低。

基於90%的準確率和無假陽性，研究人員認為DNA鏈四個鹼基的獨立檢測可使準確率達99.99%，這個準確率也是人類所需的。

編輯點評：該方法提供了一個無需先進的數據處理、顯微鏡或高度受限的操作環境便可實現DNA感測的技術。

前沿技術五：磁共振+伽馬射線新型光譜成像技術

美國弗吉尼亞大學研究人員高登·蓋茨、威爾遜·米勒及其團隊成員，發明了一種全新的成像技術，先利用磁共振收集空間信息，再利用伽馬射線收集圖像信息。研究人員通過在玻璃槽中進行放射性原子成像操作，證明了該技術的可行性。而傳統的磁共振成像方法需要幾十億甚至更多的原子才能生成圖像。

在目前階段，如使用該技術獲取示例圖像的數據，大約需要60個小時，這對於臨床應用而言並不理想。不過論文作者提出，雖然該技術手段在某些方面仍需改進，譬如說處理速度，但提高探測器的規模或者放射性示蹤劑的數量或有助於克服這些問題。

編輯點評：新型光譜成像技術融合了磁共振成像和伽馬射線探測器兩種技術的優點。

前沿技術六：霧霾「殺手」--「超臨界水蒸煤」技術

隨著西安交通大學（以下簡稱西安交大）「煤炭超臨界水氣化制氫發電多聯產技術」的誕生，霧霾在不久的將來可能會得到極大的緩解。

據了解，西安交大的這項技術俗稱「超臨界水蒸煤」，是由西安交大動力工程多相流國家重點實驗室郭烈錦教授團隊研發。該技術可以將煤炭化學能直接高效轉化為氫能，從源頭上根除了硫化物、氮化物等氣體污染物以及PM2.5等粉塵顆粒的生成和排放，是煤炭能源行業的一項變革性技術。

編輯點評：在霧霾被高度關注的今天，新型除霾技術已經是人類的迫切需求，「超臨界水蒸煤」技術剛一面世，便引發了行業震動。

前沿技術七：四表合一技術

水、電、氣、熱是人們日常生活中不可或缺的公共服務產品。從目前來看，水、電、氣、熱的管理都自成體系，無法形成資源共建共享，造成了人力、物力資源的浪費。

利用電力系統現有的採集平台實現水、電、氣、熱等公共事業數據一體話的遠程抄表模式，是一套科學適用的管理新模式，目的在於打造新型用能服務模式、全面支撐智慧城市建設，建設節約型社會。

在實現「四表合一」集抄後，依靠現有的用電信息採集網路對水、氣、熱表數據進行遠程抄讀，可以為客戶提供用能信息，實現智能互動，並將極大提升社會公共事業的服務水平，提升居民用戶的幸福指數。

編輯點評：四表合一技術是實現智慧能源管理的基礎。

前沿技術八：介質阻擋放電質譜離子源

寧波大學科學儀器創新團隊成功研發出「介質阻擋放電質譜離子源」，在幾秒內就可檢測出新鮮水果是否有農藥殘留。

據介紹，該成果已申請專利16項，通過專家鑒定，該研究成果處於國際先進水平，具有良好的應用前景和市場前景。

介質阻擋放電質譜離子源」是一種非表面接觸型的常壓敞開式離子源，能夠實現氣體、液體和固體樣品的離子化，並與質譜聯用實現原位分析，無須耗時耗力的樣品前處理過程，操作簡單，性能穩定可靠，是近年來質譜離子源領域的一個重大創新，也是未來質譜技術發展的方向。利用該成果，對蘋果可進行直接檢測，無須任何前置處理，幾秒鐘內可獲得檢測結果。

編輯點評：農殘檢測直接關乎食品安全與健康，介質阻擋放電質譜離子源極大縮短了檢測時間，簡化了檢測過程，應用潛力十分巨大。

前沿技術九：量子身份認證技術

現在的銀行卡、身份證、門卡等主要採用經典的認證識別方法或普通的數學密碼，卡片本身只需幾十秒就可以複製，數學密碼也容易被破解。

量子認證運用量子的不可克隆定律和物理不可克隆特性，在理論上能夠確保100%的安全身份認證。一個卡片上有數千萬個納米粒子，每個粒子的位置、大小都不一樣，完全處於隨機無序的狀態，從理論上根本無法複製或破譯這張卡中含有的信息。

編輯點評：在信息安全形勢十分嚴峻的今天，量子身份認證技術的成熟應用將有劃時代的意義。

前沿技術十：量子點光譜技術

光譜作為人類認識世界組成的手段已經被廣泛應用。而光譜儀體積龐大，價格昂貴，限制了其應用範圍。量子點光譜技術可以完成光譜大型儀器的微型化和感測器化，而這一技術最大的特點是可以與相機、手機攝像頭中的感測器相結合，把大型的光譜儀設備轉化為微型化的感測器。

量子點的另一個特點就是可以在液態時被加工、成型、集成。基於這一特點，可以將很多種這樣的不同材料集成為一類大家所熟悉的硬體形式，例如手機攝像頭，從而實現了將大型的光譜儀器轉化為手機攝像頭中的感測器。這樣的量子點光譜感測器可以縮小至針孔大小，在專業度不變情況下，成本卻大大降低。

編輯點評：微型化是儀器設備的發展方向之一，量子點光譜技術的出現為達成這一目標打下了堅實的基礎。