年終盤點：2016年儀器儀表行業(yè)技術(shù)突破

春去秋來，轉(zhuǎn)眼間2016年已接近尾聲！在即將過去的一年里，儀器儀表行一波未平一波又起，一系列的重大新聞、一件件的創(chuàng)意新品、一項項的技術(shù)突破、一串串的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，太多的精彩內(nèi)容，讓人目不暇接！

前沿技術(shù)一：新一代CTC納米檢測技術(shù)
　　“腫瘤捕手”主要應(yīng)用的是新一代CTC檢測技術(shù)，通過包裹了多肽的納米磁珠捕獲外周血中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞，從而實現(xiàn)腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)?！　?br />　　腫瘤早期發(fā)現(xiàn)和晚期發(fā)現(xiàn)，在患者五年生存率上有巨大的差別。早期發(fā)現(xiàn)后及時采取積極有效的干預(yù)，患者的五年生存率能達(dá)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，比較常用的PET-CT技術(shù)及其他影像學(xué)手段僅能發(fā)現(xiàn)和診斷中晚期腫瘤，無法對早期腫瘤準(zhǔn)確識別，因此癌癥早篩需要能夠識別更小腫瘤組織的技術(shù)，“腫瘤捕手”技術(shù)則是這一領(lǐng)域的前沿技術(shù)之一?！　?br />　　編輯點評：新一代CTC納米檢測技術(shù)如果可以轉(zhuǎn)化為臨床使用的自動化儀器設(shè)備，將會大大提高腫瘤患者的生存幾率。
前沿技術(shù)二：NB-IoT技術(shù)　
　　NB-IoT在今年6月份剛剛完成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定，以其具有的特性優(yōu)勢深受物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的青睞。
　　福建聯(lián)通聯(lián)合華為打通了國內(nèi)*帶實際業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）端到端商用網(wǎng)絡(luò)。福州自來水公司已明確將*100萬戶水表（包括居民水表、監(jiān)測水表等）采用NB-IoT技術(shù)進(jìn)行改造，開展智能抄表業(yè)務(wù)。
　　十三五期間，水表全行業(yè)將以NB-IoT技術(shù)作為重點內(nèi)容，滿足智慧系統(tǒng)的自動抄表等需求?！?br />　編輯點評：應(yīng)用NB-IoT技術(shù)可以實現(xiàn)無線抄表，將會極大提升表計系統(tǒng)的智能化水平，同時對于解放人力也有重要意義。
前沿技術(shù)三：電子顯微鏡呈現(xiàn)絢麗多彩的細(xì)胞圖像
　　想象你的一生只能在看見黑色和白色的世界中度過，然后*次看見一瓶彩色的玫瑰花。這便是利用電子顯微鏡拍攝下細(xì)胞多色彩照片的科學(xué)家擁有的感覺?！?br />　　進(jìn)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(xì)胞上方。顯微鏡能探測到每種金屬何時失去電子并且用人工色素記錄下每一次*的失去。迄今為止，研究人員僅能產(chǎn)生3種顏色——紅色、綠色和黃色。他們在日前出版的《細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一成果。
　　不過，這種利用不同顏色的能力創(chuàng)造了灰度圖像無法實現(xiàn)的鮮明對比。比如，該團(tuán)隊能更詳細(xì)地看見一連串蛋白擠過細(xì)胞膜，而這是科學(xué)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后，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(shù)四：DNA測序新技術(shù)每秒識別660億堿基　
　　美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)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(xué)活性的石墨孔洞中拉動，通過測量石墨孔洞邊緣產(chǎn)生的電位變化來實現(xiàn)高速、高精度、率的DNA測序；研究人員表明，該方法每秒可識別660億個堿基，準(zhǔn)確度為90%且無假陽性；如果該方法通過實驗驗證，那么將比傳統(tǒng)的測序方法速度更快，成本更低?！　?br />　　基于90%的準(zhǔn)確率和無假陽性，研究人員認(rèn)為DNA鏈四個堿基的獨立檢測可使準(zhǔn)確率達(dá)99.99%，這個準(zhǔn)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(jìn)的數(shù)據(jù)處理、顯微鏡或高度受限的操作環(huán)境便可實現(xiàn)DNA傳感的技術(shù)?！?br />　　前沿技術(shù)五：磁共振+伽馬射線新型光譜成像技術(shù)　　
　　美國弗吉尼亞大學(xué)研究人員高登·蓋茨、威爾遜·米勒及其團(tuán)隊成員，發(fā)明了一種全新的成像技術(shù)，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(jìn)行放射性原子成像操作，證明了該技術(shù)的可行性。而傳統(tǒng)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(shù)獲取示例圖像的數(shù)據(jù)，大約需要60個小時，這對于臨床應(yīng)用而言并不理想。不過論文作者提出，雖然該技術(shù)手段在某些方面仍需改進(jìn)，譬如說處理速度，但提高探測器的規(guī)?；蛘叻派湫允聚檮┑臄?shù)量或有助于克服這些問題?！　?br />　　編輯點評：新型光譜成像技術(shù)融合了磁共振成像和伽馬射線探測器兩種技術(shù)的優(yōu)點。　　
　　前沿技術(shù)六：霧霾“殺手”--“超臨界水蒸煤”技術(shù)　　
　　隨著西安交通大學(xué)（以下簡稱西安交大）“煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”的誕生，霧霾在不久的將來可能會得到極大的緩解?！?br />　　據(jù)了解，西安交大的這項技術(shù)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(tuán)隊研發(fā)。該技術(shù)可以將煤炭化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為氫能，從源頭上*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(yè)的一項變革性技術(shù)?！　?br />　　編輯點評：在霧霾被高度關(guān)注的今天，新型除霾技術(shù)已經(jīng)是人類的迫切需求，“超臨界水蒸煤”技術(shù)剛一面世，便引發(fā)了行業(yè)震動?！　?br />　　前沿技術(shù)七：四表合一技術(shù)　　
　　水、電、氣、熱是人們?nèi)粘Ｉ钪?的公共服務(wù)產(chǎn)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?！?br />　　利用電力系統(tǒng)現(xiàn)有的采集平臺實現(xiàn)水、電、氣、熱等公共事業(yè)數(shù)據(jù)一體話的遠(yuǎn)程抄表模式，是一套科學(xué)適用的管理新模式，目的在于打造新型用能服務(wù)模式、全面支撐智慧城市建設(shè)，建設(shè)節(jié)約型社會。　
　在實現(xiàn)“四表合一”集抄后，依靠現(xiàn)有的用電信息采集網(wǎng)絡(luò)對水、氣、熱表數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程抄讀，可以為客戶提供用能信息，實現(xiàn)智能互動，并將極大提升社會公共事業(yè)的服務(wù)水平，提升居民用戶的幸福指數(shù)?！?br />　　編輯點評：四表合一技術(shù)是實現(xiàn)智慧能源管理的基礎(chǔ)?！?br />　　前沿技術(shù)八：介質(zhì)阻擋放電質(zhì)譜離子源　　
　　寧波大學(xué)科學(xué)儀器創(chuàng)新團(tuán)隊成功研發(fā)出“介質(zhì)阻擋放電質(zhì)譜離子源”，在幾秒內(nèi)就可檢測出新鮮水果是否有農(nóng)藥殘留。　　
　　據(jù)介紹，該成果已申請16項，通過專家鑒定，該研究成果處于先進(jìn)水平，具有良好的應(yīng)用前景和市場前景?！　?br />　　介質(zhì)阻擋放電質(zhì)譜離子源”是一種非表面接觸型的常壓敞開式離子源，能夠?qū)崿F(xiàn)氣體、液體和固體樣品的離子化，并與質(zhì)譜聯(lián)用實現(xiàn)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(wěn)定可靠，是近年來質(zhì)譜離子源領(lǐng)域的一個重大創(chuàng)新，也是未來質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展的方向。利用該成果，對蘋果可進(jìn)行直接檢測，無須任何前置處理，幾秒鐘內(nèi)可獲得檢測結(jié)果。　　
　　編輯點評：農(nóng)殘檢測直接關(guān)乎食品安全與健康，介質(zhì)阻擋放電質(zhì)譜離子源極大縮短了檢測時間，簡化了檢測過程，應(yīng)用潛力十分巨大?！?br />　　前沿技術(shù)九：量子身份認(rèn)證技術(shù)　
　　量子認(rèn)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(rèn)證。一個卡片上有數(shù)千萬個納米粒子，每個粒子的位置、大小都不一樣，*處于隨機(jī)無序的狀態(tài)，從理論上根本無法復(fù)制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(yán)峻的今天，量子身份認(rèn)證技術(shù)的成熟應(yīng)用將有劃時代的意義?！　?br />　　前沿技術(shù)十：量子點光譜技術(shù)　　
　　光譜作為人類認(rèn)識世界組成的手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。而光譜儀體積龐大，價格昂貴，限制了其應(yīng)用范圍。量子點光譜技術(shù)可以完成光譜大型儀器的微型化和傳感器化，而這一技術(shù)zui大的特點是可以與相機(jī)、手機(jī)攝像頭中的傳感器相結(jié)合，把大型的光譜儀設(shè)備轉(zhuǎn)化為微型化的傳感器?！　?br />　　量子點的另一個特點就是可以在液態(tài)時被加工、成型、集成?；谶@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件形式，例如手機(jī)攝像頭，從而實現(xiàn)了將大型的光譜儀器轉(zhuǎn)化為手機(jī)攝像頭中的傳感器。這樣的量子點光譜傳感器可以縮小至針孔大小，在專業(yè)度不變情況下，成本卻大大降低。