OFweek儀器儀表網(wǎng)訊 春去秋來(lái)，轉(zhuǎn)眼間2016年已接近尾聲！在即將過(guò)去的一年里，儀器儀表行業(yè)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(xiàng)項(xiàng)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！為理清儀器儀表行業(yè)發(fā)展的脈絡(luò)，OFweek儀器儀表網(wǎng)編輯特意整合了2016年度“十大”系列文章，以供讀者細(xì)細(xì)回味！

 本文是“十大”系列文章的第三篇，編輯精心挑選了2016年度儀器儀表行業(yè)相關(guān)的十項(xiàng)重大技術(shù)突破，與讀者分享！

   前沿技術(shù)一：新一代CTC納米檢測(cè)技術(shù)

   “腫瘤捕手”主要應(yīng)用的是新一代CTC檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)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(shí)現(xiàn)腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)。

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(shí)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(wú)法對(duì)早期腫瘤準(zhǔn)確識(shí)別，因此癌癥早篩需要能夠識(shí)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。

編輯點(diǎn)評(píng)：新一代CTC納米檢測(cè)技術(shù)如果可以轉(zhuǎn)化為臨床使用的自動(dòng)化儀器設(shè)備，將會(huì)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(shì)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(guó)內(nèi)首個(gè)帶實(shí)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(lái)水公司已明確將首批100萬(wàn)戶水表（包括居民水表、監(jiān)測(cè)水表等）采用NB-IoT技術(shù)進(jìn)行改造，開(kāi)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(diǎn)內(nèi)容，滿足智慧系統(tǒng)的自動(dòng)抄表等需求。

編輯點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用NB-IoT技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表，將會(huì)極大提升表計(jì)系統(tǒng)的智能化水平，同時(shí)對(duì)于解放人力也有重要意義。

   前沿技術(shù)三：電子顯微鏡首次呈現(xiàn)絢麗多彩的細(xì)胞圖像

想象你的一生只能在看見(jiàn)黑色和白色的世界中度過(guò)，然后第一次看見(jiàn)一瓶彩色的玫瑰花。這便是利用電子顯微鏡首次拍攝下細(xì)胞多色彩照片的科學(xué)家擁有的感覺(jué)。

最新進(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(cè)到每種金屬何時(shí)失去電子并且用人工色素記錄下每一次獨(dú)特的失去。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?cè)谌涨俺霭娴摹都?xì)胞化學(xué)生物學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告了這一成果。

不過(guò)，這種利用不同顏色的能力創(chuàng)造了灰度圖像無(wú)法實(shí)現(xiàn)的鮮明對(duì)比。比如，該團(tuán)隊(duì)能更詳細(xì)地看見(jiàn)一連串蛋白擠過(guò)細(xì)胞膜，而這是科學(xué)家此前從未做到的。

編輯點(diǎn)評(píng)：電子顯微鏡將物體放大到千萬(wàn)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(lái)形容。

   前沿技術(shù)四：DNA測(cè)序新技術(shù)每秒識(shí)別660億堿基

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）模擬了一個(gè)新型基因測(cè)序概念：通過(guò)將DNA分子從微小的、具有化學(xué)活性的石墨孔洞中拉動(dòng)，通過(guò)測(cè)量石墨孔洞邊緣產(chǎn)生的電位變化來(lái)實(shí)現(xiàn)高速、高精度、高效率的DNA測(cè)序；研究人員表明，該方法每秒可識(shí)別660億個(gè)堿基，準(zhǔn)確度為90%且無(wú)假陽(yáng)性；如果該方法通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，那么將比傳統(tǒng)的測(cè)序方法速度更快，成本更低。

基于90%的準(zhǔn)確率和無(wú)假陽(yáng)性，研究人員認(rèn)為DNA鏈四個(gè)堿基的獨(dú)立檢測(cè)可使準(zhǔn)確率達(dá)99.99%，這個(gè)準(zhǔn)確率也是人類所需的。

編輯點(diǎn)評(píng)：該方法提供了一個(gè)無(wú)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(shí)現(xiàn)DNA傳感的技術(shù)。

   前沿技術(shù)五：磁共振+伽馬射線新型光譜成像技術(shù)

美國(guó)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(duì)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(guò)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(gè)小時(shí)，這對(duì)于臨床應(yīng)用而言并不理想。不過(guò)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(shuō)處理速度，但提高探測(cè)器的規(guī)模或者放射性示蹤劑的數(shù)量或有助于克服這些問(wèn)題。

編輯點(diǎn)評(píng)：新型光譜成像技術(shù)融合了磁共振成像和伽馬射線探測(cè)器兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

   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(jiǎn)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(lái)可能會(huì)得到極大的緩解。

據(jù)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者了解，西安交大的這項(xiàng)技術(shù)俗稱“超臨界水蒸煤”，是由西安交大動(dòng)力工程多相流國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭烈錦教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)。該技術(shù)可以將煤炭化學(xué)能直接高效轉(zhuǎn)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(yè)的一項(xiàng)變革性技術(shù)。

編輯點(diǎn)評(píng)：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(dòng)。

   前沿技術(shù)七：四表合一技術(shù)

水、電、氣、熱是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓卜?wù)產(chǎn)品。從目前來(lái)看，水、電、氣、熱的管理都自成體系，無(wú)法形成資源共建共享，造成了人力、物力資源的浪費(fèi)。

利用電力系統(tǒng)現(xiàn)有的采集平臺(tái)實(shí)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(huì)。

在實(shí)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(duì)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(shí)現(xiàn)智能互動(dòng)，并將極大提升社會(huì)公共事業(yè)的服務(wù)水平，提升居民用戶的幸福指數(shù)。

編輯點(diǎn)評(píng)：四表合一技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智慧能源管理的基礎(chǔ)。

   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(duì)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(cè)出新鮮水果是否有農(nóng)藥殘留。

據(jù)介紹，該成果已申請(qǐng)專利16項(xiàng)，通過(guò)專家鑒定，該研究成果處于國(guó)際先進(jìn)水平，具有良好的應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景。

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(kāi)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(shí)現(xiàn)原位分析，無(wú)須耗時(shí)耗力的樣品前處理過(guò)程，操作簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠，是近年來(lái)質(zhì)譜離子源領(lǐng)域的一個(gè)重大創(chuàng)新，也是未來(lái)質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展的方向。利用該成果，對(duì)蘋(píng)果可進(jìn)行直接檢測(cè)，無(wú)須任何前置處理，幾秒鐘內(nèi)可獲得檢測(cè)結(jié)果。

編輯點(diǎn)評(píng)：農(nóng)殘檢測(cè)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(cè)時(shí)間，簡(jiǎn)化了檢測(cè)過(guò)程，應(yīng)用潛力十分巨大。

   前沿技術(shù)九：量子身份認(rèn)證技術(shù)

現(xiàn)在的銀行卡、身份證、門卡等主要采用經(jīng)典的認(rèn)證識(shí)別方法或普通的數(shù)學(xué)密碼，卡片本身只需幾十秒就可以復(fù)制，數(shù)學(xué)密碼也容易被破解。

量子認(rèn)證運(yùn)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(gè)卡片上有數(shù)千萬(wàn)個(gè)納米粒子，每個(gè)粒子的位置、大小都不一樣，完全處于隨機(jī)無(wú)序的狀態(tài)，從理論上根本無(wú)法復(fù)制或破譯這張卡中含有的信息。

編輯點(diǎn)評(píng)：在信息安全形勢(shì)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(shí)代的意義。

   前沿技術(shù)十：量子點(diǎn)光譜技術(shù)

光譜作為人類認(rèn)識(shí)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(jià)格昂貴，限制了其應(yīng)用范圍。量子點(diǎn)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)最大的特點(diǎn)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。

量子點(diǎn)的另一個(gè)特點(diǎn)就是可以在液態(tài)時(shí)被加工、成型、集成。基于這一特點(diǎn)，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(shí)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(diǎn)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。

編輯點(diǎn)評(píng)：微型化是儀器設(shè)備的發(fā)展方向之一，量子點(diǎn)光譜技術(shù)的出現(xiàn)為達(dá)成這一目標(biāo)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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