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分析仪器重大研发成果进展交流及展望论坛

来源：化工仪器网2024/9/5 14:06:5949

导读

“十四五”期间，国家重点研发计划启动实施“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项(如下简称“条件仪器专项”)，旨在围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，以关键核心部件国产化为突破口，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。

　　“十四五”期间，国家重点研发计划启动实施“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项(如下简称“条件仪器专项”)，旨在围绕国家基础研究与科技创新重大战略需求，以关键核心部件国产化为突破口，重点支持高端科学仪器工程化研制与应用开发，研制可靠、耐用、好用、用户愿意用的高端科学仪器，切实提升我国科学仪器自主创新能力和装备水平，促进产业升级发展，支撑创新驱动发展战略实施。

　　为总结“条件仪器专项”项目亮点、征集未来布局建议，以及集中宣传分析仪器及其关键部件高水平研发成果，带动分析仪器产品技术朝更高水平发展，提升用户对国产仪器和国产关键部件的信心，中国21世纪议程管理中心联合中国仪器仪表学会分析仪器分会，拟于“第九届中国分析仪器学术大会(ACAIC 2024)”期间，组织“分析仪器重大研发成果进展交流及展望”专题活动。活动内容由大会报告、专题论坛、现场展示、媒体专访四部分组成。

　　组织机构：中国21世纪议程管理中心

　　中国仪器仪表学会分析仪器分会

　　论坛主席：中国21世纪议程管理中心裴志永处长

　　论坛召集人：中国仪器仪表学会分析仪器分会吴爱华秘书长

　　专题论坛日程安排：

时间	报告人	报告主题
09:00-12:00	西安交通大学李志明研究员	高分辨辉光放电质谱仪器研制与应用进展
	宁波永新光学股份有限公司董事长兼总经理兼技术总监毛磊	超高分辨活细胞成像显微镜研究及应用
	中国科学院精密测量研究院刘朝阳研究员	核磁共振仪器系统的研制与工程化开发
	中国科学院苏州生物医学工程技术研究所马玉婷研究员	高性能流式细胞分选仪研制进展及应用
	中国地质科学院地质研究所龙涛研究员	高分辨率二次离子质谱仪研制进展
	中国科学院苏州生物医学工程技术研究所何益研究员	高精度哈特曼-夏克波前传感器研制与推广
	西北工业大学深圳研究院查钢强教授	半导体核辐射探测材料与器件
	中国工程物理研究院机械制造工艺研究所李建高级工程师	抗振动分子泵关键技术研发及应用
	北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院石岩教授	气动关键基础件与技术在高端仪器设备中的应用

　　报告人简介及报告摘要

　　报告人：西安交通大学李志明研究员

　　报告题目：高分辨辉光放电质谱仪器研制与应用进展

　　
李志明，教授/博导，国家级领军人才，西安交通大学教授，中国质谱学会副理事长，中国仪器仪表学会质谱仪器委员会副主任委员。长期从事质谱仪器技术及应用研究，作为项目负责人主持国家重大科学仪器设备研发专项、国家重点研发计划、国防重大专项和国防重点预研等重大科研项目10余项，在无机和同位素质谱仪器研制方面，国内率先建立和具备了“物理设计—工艺加工—综合调试和测试”高端无机和同位素质谱正向研发能力,带领团队相继研制出激光共振电离质谱仪、热表面电离质谱仪、高分辨辉光放电质谱仪等多款磁质谱仪器，关键技术全部自主可控，解决了高端磁质谱仪器一系列“卡脖子”难题。获国家科技进步二等奖1项(3)，省部级科技进步一等奖3项(1)、二等奖2项(1、6)，授权发明专利10余项，发表论文50余篇。

　　报告摘要：高分辨辉光放电质谱仪是利用辉光放电源作为离子源与质谱仪器级联进行质谱测定的一种高端分析仪器设备，具有高质量分辨率、高灵敏度、高丰度灵敏度、大动态范围等特点，是无机固体材料，尤其是高纯金属、半导体、高纯稀土、合金中常量、痕量、超痕量成分分析的最佳工具。在国家重点研发计划专项(2021-2026)的支持下，项目团队经过两年多的技术攻关，成功研制了我国第一台高分辨辉光放电质谱仪样机，其性能指标与国外同类仪器相当，部分指标由于国外仪器，填补了我国在高分辨磁质谱领域的空白，并实现了工程化和产业化。本报告主要汇报项目仪器的关键技术研究、关键部件研制、工程化产业化、人才培养、项目成果以及在固体材料领域中的应用等情况。

　　报告人：宁波永新光学股份有限公司董事长兼总经理兼技术总监毛磊

　　报告题目：超高分辨活细胞成像显微镜研究及应用

　　
毛磊，永新光学联席董事长、总经理兼技术总监，教授级高工，国家高层次人才特殊支持计划科技创业领军人才，浙江大学兼职教授，从事光学显微系统及核心部件的研究及产业化40年。“十三五”、“十四五”国家重点研发计划项目负责人，中国主导首个国际显微镜标准(ISO9345)制定负责人，曾获国家技术发明二等奖(排名3)，中国标准创新贡献二等奖(排名1)及仪器仪表学会科技进步一等奖(排名1)。攻克国产最大数值孔径(NA1.49)物镜的制备和量产；成功研发国内首台套商品化的激光共聚焦显微镜，打破国外品牌34年垄断；主导研发我国首台太空显微实验仪入驻中国空间站，支撑国家空间科学战略并为嫦娥二、三、四号工程中制造观测镜头。

　　报告摘要：超高分辨活细胞成像显微镜是以活细胞的动态、长时程、超分辨成像为目标，针对实时观察活细胞精细结构动态变化需求开发的高端显微科学仪器。具有超分辨(SR-SIM)和高速高分辨光切片(OS-SIM)双模式成像，已攻克高精密双层光路主机、大数值孔径显微物镜(NA1.49)、防焦点漂移等长期受国外垄断的核心部件技术，实现85nm分辨率的多维成像，国产化率达90.5%，实现自主可控。目前已进入整机工程化集成和市场应用推广阶段，并在北京医科大学实现了首台套销售。

　　报告人：中国科学院精密测量研究院刘朝阳研究员

　　报告题目：核磁共振仪器系统的研制与工程化开发

　　
刘朝阳，研究员，博士生导师，国务院政府特殊津贴专家，中科院首批“技术百人”。长期从事核磁共振仪器相关领域研究，作为技术负责人完成了国家科技支撑计划课题“300MHz-500MHz 核磁共振波谱仪的研制”、国家重大科学仪器设备开发专项“500MHz超导核磁共振波谱仪的工程化开发”等多个重大重点项目，实现了超导核磁共振波谱仪的产业化，市场销售量近200台，用户遍布全球；获湖北省技术发明一等奖、中国专利优秀奖、安徽省科技进步特等奖等多项省部级奖励。获授权发明专利 75件(含美国专利4项，PCT 5项)，发表相关论文50余篇。目前主要研究方向为dnp等新型仪器方法、技术与应用，在研项目包括国家重点研发计划“核磁共振波谱仪的研制与工程化开发”等。

　　报告摘要：核磁共振(NMR)仪器广泛应用于化学化工、食品制药、环境能源和生命医学等领域，开展仪器关键技术的自主研制和工程化开发，实现仪器系统的国产化，具有重要意义。报告全面介绍了团队在国家重点研发计划等项目的支持下，进行NMR仪器核心部件到系统集成和整机优化的自主研制工作，突破高速数据传输、高精度射频脉冲激发与接收、超快响应数字接收机、多核多通道脉冲序列精准控制、超高速魔角旋转探头等一系列核心部件与关键技术瓶颈，实现高集成度、高稳定度、可灵活扩展的分布式磁共振控制台，最终完成了能够用于化学分析、食品安全、结构生物学和代谢组学等超导NMR波谱仪、高场磁共振成像与动态核极化增强磁共振等系列科学仪器的研制与工程化开发。

　　报告人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所马玉婷研究员

　　报告题目：高性能流式细胞分选仪研制进展及应用

　　
马玉婷，中国科学院苏州生物医学工程技术研究所研究员，博导，中国科学院特聘骨干研究员，中国科学院青年创新促进会会员。致力于基于流式细胞术的体外诊断和生命科学仪器研发，具有10年以上的相关装备研发经验。完成多色流式细胞分析仪、高端流式细胞分选仪、流式微流控分选仪等多个仪器的自主研制。作为项目负责人主持国家重点研发计划重大科学仪器揭榜挂帅项目。发表SCI学术论文25篇，授权中国发明专利28项，美国发明专利一项。

　　报告摘要：我国流式细胞仪市场领导者BD 和 Beckman Coulter公司合计占有市场份额的70%以上。特别是高端流式细胞仪设备，市场完全由跨国企业占据。本项目突破国内流式细胞仪多参数高灵敏分析和高纯度分选技术的局限，攻克了高通量单细胞微弱荧光检测、微液滴自适应延迟校准、多重门高纯度实时分选判定三大技术，研制出了具有自主知识产权的高性能流式细胞分选仪，填补了国产高端流式细胞分选仪的市场空白，打破了外国的技术垄断。性能指标达国际一流水平，代表了我国流式分选仪最高水平。本报告重点介绍项目成果的技术进步情况、预期应用亮点、可靠性工作开展情况及本领域技术布局建议。

　　报告人：中国地质科学院地质研究所龙涛研究员

　　报告题目：高分辨率二次离子质谱仪研制进展

　　
龙涛，中国地质科学院地质研究所，研究员，长期从事二次离子质谱仪(SIMS)研制及微区原位分析方法开发工作。近五年主持国家重点研发计划重点专项项目、国家科技支撑计划课题、自然科学基金项目、国防科工局专项课题等省部级及以上项目/课题8项，申请发明专利5项(R1)，在Science和Science Advances等期刊上发表论文10余篇。在SIMS研制、微区原位分析方法和月岩研究等方面取得了新的重要进展，曾获自然资源部科技领军人才、中国科协科研仪器一类优秀案例、中国地质调查局十大地质科技进展奖等。现任中国物理学会质谱分会学术委员等。

　　报告摘要：高分辨率二次离子质谱仪(HR-SIMS)是最先进的样品表面分析仪器，也是微区原位分析的“金标准”，在矿产资源、半导体、核工业等关乎国家经济和国防安全的领域中不可或缺，为防范国外凭借垄断优势对我国进行技术封锁，从而威胁我国相关领域的发展，自主研制HR-SIMS迫在眉睫。为实现研究目标，项目以SHRIMP的总体设计为基础，突破新型离子源技术瓶颈，攻克高稳定、快速切换和高分辨率的双聚焦质量分析器技术、基于超低噪声电流和电容放大器的极弱信号检测及新型多接收器技术，研制出国产HR-SIMS。下一步将优化仪器指标，将针对深海勘探、矿产探测、深空探测和晶格常数研究等重大科学领域创新应用，并建立规范。

　　报告人：中国科学院苏州生物医学工程技术研究所何益研究员

　　报告题目：高精度哈特曼-夏克波前传感器研制与推广

　　
何益，研究员，博士生导师，专注于光学成像与检测技术研究。主持国家重点研发计划、国家重大科学仪器开发专项、国自然面上基金、江苏省杰出青年基金、江苏省重点研发计划等项目，实现从理论方法-科研装备到医疗器械的全链条开发。发表论文80余篇；申请发明专利70余项，在美、日、欧等国家授权 PCT国际专利21件；2项专利已转化，获批医疗器械注册证2项。参与制定ISA国际标准3项，国家团体标准3项，牵头制定国家标准1项。获中国仪器仪表学会青年科技奖、朱良漪分析仪器青年创新奖、中国仪器仪表学会技术发明一等奖、中国分析测试协会 BCEIA 金奖等学术奖励，获中国科学院青促会优秀会员、中国科学院特聘研究员、江苏省“双创个人”等人才项目资助。

　　报告摘要：作为最广泛应用的波前测量技术，高精度哈特曼-夏克波前传感器的研制具有重要意义。针对哈特曼-夏克波前传感器精度受限因素，项目组结合自主研制的高质量微透镜阵列，首次采用微米针孔衍射产生超高精度球面基准波前，实现对传感器耦合误差精确标定，哈特曼-夏克波前传感器测量精度优于RMS≤λ/1000，测量重复性精度优于λ/10000。研制出系列化的高精度哈特曼-夏克波前传感器，整机通过可靠性测试，平均故障间隔时间超过10000小时，开展了在工业领域的应用示范，牵头制定光学系统波前像差测量的哈特曼-夏克波前测量方法国家标准1项。“哈特曼-夏克波前传感器”项目荣获2023年第7届中国(国际)传感器创新创业大赛决赛一等奖。

　　报告人：西北工业大学深圳研究院查钢强教授

　　报告题目：半导体核辐射探测材料与器件

　　
查钢强，西北工业大学教授/博导，深圳研究院院长，主要研究新型辐射探测材料与器件及其应用，主持国家重点研发计划、工信部民机科研、装发军用电子元器件型谱项目等多项国家重点项目。发表论文100余篇，申请国家发明专利40余项，获国家技术发明二等奖1项，陕西省科学技术一等奖1项，二等奖1项。2010年入选教育部“新世纪优秀人才计划”支持， 2016年入选陕西省“青年科技新星”，2017年获陕西省十佳“杰出青年创业奖”，2019年入选国家万人计划青年拔尖人才。现任中国材料研究学会青年工作委员会副秘书长，广东省“辐射传感材料与器件工程技术研究中心”主任。

　　报告摘要：辐射探测与成像技术广泛应用于深空探测、核安全监控、高端医疗装备等国家重点发展领域，而高性能核辐射探测材料与器件是其核心关键，半导体核辐射探测材料与器件是当前发展的重点方向。本报告拟介绍各种半导体辐射探测材料与器件的特点与应用，并重点介绍国家重点研发计划“高性能半导体伽马射线成像探测器设计与开发”(2022YFF0708100)项目成果的技术进步情况、预期应用亮点、可靠性工作开展情况及本领域技术布局建议等。

　　报告人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所李建高级工程师

　　报告题目：抗振动分子泵关键技术研发及应用

　　
李建，工学博士，高级工程师，中国工程物理研究院机械制造工艺研究所仪器核心部件研发团队负责人。长期从事四极质量分析器、小型涡轮分子泵、高温等离子体质谱接口锥等核心部件的技术研发与成果转化工作。主持及参与多项国家重点研发计划重大仪器设备开发专项，发表学术论文10篇，申请发明专利9项。突破了四极杆/双曲线形离子型等的关键制造工艺技术，为国内多家质谱仪器整机研发厂家提供支持；系统解决了小型涡轮分子泵的设计、装调、动平衡、电控等多项关键技术，相关产品已在多家质谱仪器厂商实现了应用；开发了多个系列的纯镍、镍铜复合等离子体质谱接口锥，逐步实现进口替代。

　　报告摘要：针对便携式仪器的真空需求和应用环境要求，开发了具有较强抽气能力和环境适应性的抗振动分子泵。突破了复杂零件精密/超精密加工、叶轮的低速动平衡校准、超高速轴承微量润滑、无刷直流电机无传感反馈控制等多项关键技术，分子泵整体性能达到国外同类产品水平，在环境适应性指标上(抗冲击振动强度、工作温度范围)超过国外同类产品指标，进一步扩展了抗振动分子泵的使用范围。在小型质谱分析仪、微型扫描电子显微镜、微型镀膜机等多种产品和领域均实现了应用良好应用。

　　报告人：北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院石岩教授

　　报告题目：气动关键基础件与技术在高端仪器设备中的应用

　　
石岩，北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，教授，博导，国家级领军人才。担任中国仪器仪表协会机械量测试仪器分会常务理事，全国液压气动标准化技术委员会副主任委员等。长期专注于气动关键核心部件研发与气动系统精密检测控制研究，研发多种高精度气动关键零部件，并成功应用于色谱仪、氧疗机、呼吸机等精密仪器与装备。主持GFx73计划重点项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等国际级项目30余项。发表SCI论文100余篇，主持/参与制修订ISO国际标准3项，GB国家标注11项。获国家科学技术进步二等奖(第二完成人)，宁夏自治区科技进步一等奖(第一完成人)，中国仪器仪表学会科技进步一等奖2项(第一完成人)等。

　　报告摘要：针气相色谱仪等分析仪器、呼吸机等高端医疗设备等对气动关键基础件的特殊应用需求，进行微型比例阀等气动关键基础件的性能与寿命机制分析，并开展气动基础件的结构设计、关键部件优化加工、精密生产装配和高效精准性能检测等关键技术研究；针对高端仪器设备应用需求，提出了面向复杂工况的气动系统自适应控制控制方法，并成功应用于气相色谱仪EPC，智能呼吸机等高端仪器设备。报告项目解决了气动关键基础件在“设计-生产-测试-应用”全过程的关键技术难题，实现了高端仪器设备关键基础件的国产化以及性能提升，满足了高端仪器设备应用需求。

　　关于ACAIC 2024

　　第九届中国分析仪器学术大会(ACAIC 2024)将于2024年11月14-16日在广东省深圳市召开。会议主题为“下一代分析仪器”，本次会议将研究和探讨未来几年分析仪器发展方向及布局建议，集中宣传最新分析仪器及其关键部件高水平研发成果，进一步提升用户对国产仪器和国产关键部件的信心。

　　主办单位：中国仪器仪表学会分析仪器分会

　　承办单位：中国科学院深圳先进技术研究院

　　专题论坛：

　　1.分析仪器重大研发成果进展交流及展望论坛

　　2.生命科学创新与下一代分析仪器论坛

　　3.探索未来：下一代质谱技术创新与突破论坛

　　4.光谱仪及核心元器件技术创新论坛

　　5.下一代热分析与量热仪器创新与应用论坛

　　6.智能生物传感技术创新论坛

　　7.下一代空间多组学检测技术论坛

　　8.半导体材料/器件高质量发展与下一代分析仪器论坛

　　9.下一代材料结构与界面分析技术论坛

　　10.高质量仪器共享和国产仪器推广应用论坛

　　组织机构简介：

　　中国21世纪议程管理中心于1994年3月25日经中央机构编制委员会办公室批准成立，是国家自然科学基金委直属的公益一类事业单位。受托承担国家重点研发计划启动实施“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项等相关项目管理工作等。

　　中国仪器仪表学会分析仪器分会成立于1979年11月，是由我国分析仪器界产、学、研、用组成的全国性、公益性、学术性的社会组织。主办“中国分析仪器学术年会”(ACAIC)、“科学仪器发展高层沙龙”等学术活动，组织开展“朱良漪分析仪器创新奖”评选、“服务万里行”、行业研究、团体标准研制等工作，有活跃团体会员180余家，直接联系个人会员近3000位。

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