农业绿色转型推动纳米农药、纳米肥料走向科研前沿,而真正的挑战来自更底层的问题——
这些纳米颗粒进入土壤或水体后,会经历怎样的迁移、转化与归趋?
今年,中国科学院生态环境研究中心(以下简称“生态环境研究中心”)谭志强研究团队利用循环电场场流分离-电感耦合等离子体质谱仪(CyElFFF–ICPMS)在线联用系统,实现了氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)在土壤益生菌体系中的实时追踪。
相关成果发表在国际分析化学期刊《Microchemical Journal》。(点击阅读原文)
支撑这项研究成果的,是聚光科技旗下自主孵化子公司谱育科技与生态环境研究中心共同搭建的微纳颗粒分析体系。
谱育科技助力生态环境研究中心谭志强研究团队在《Microchemical Journal》发表论文
从分离到算法
交付的是“体系能力”
2023年,生态环境研究中心购买了一台谱育科技电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。
在这次合作中,谱育科技交付的不是一台单纯的仪器,而是一套覆盖分离、检测、算法、软件到联用匹配的完整体系能力。
为了让循环电场场流分离-电感耦合等离子体质谱仪能在复杂菌群体系中跑得通、跑得稳、跑得准,谱育科技团队做了大量系统性工作。
团队花费数月,开展全链条技术调研,系统梳理全球单颗粒研究进展。精读70+篇核心论文,对比不同算法、校准方式与信号处理逻辑等。
基于调研成果,团队在《无机分析化学》发表《单颗粒-电感耦合等离子体质谱(SP-ICP-MS)法数据处理算法的技术发展现状》,首次以国产视角对单颗粒算法体系进行系统化建设。
谱育科技团队在《无机分析化学》发表论文
这推动了单颗粒技术从零散的“功能点”走向系统化的方法体系,为后续的联合研发奠定了坚实的技术基础。
“我们打造的是单颗粒瞬态信号分析平台,一个可供ICP质谱系列不同仪器使用的底层能力。”谱育科技研发人员表示。
两项攻坚
算法开发+主机深度集成
单颗粒研究的核心是算法,但市场上没有可直接满足生态环境研究中心需求的软件。谱育科技研发团队选择从零做起——
自主开发算法体系,包括粒径反演、事件提取、二维校准模型等。
将算法深度集成至主机软件,无需外置插件,开机即可用于科研。
循环电场场流分离仪作为生态环境研究中心的自研设备,与谱育科技电感耦合等离子体质谱仪的联用难度极高。谱育科技团队完成了多项关键调试,可稳定捕捉并记录持续瞬态颗粒信号。

谱育科技电感耦合等离子体质谱仪在生态环境研究中心持续稳定运行
目前,谱育科技电感耦合等离子体质谱仪每周至少运行50+小时。谭志强研究员表示:“仪器核心性能达到了国际主流设备水平,能在高强度科研场景下长期保持稳定。”
携手合作
基于多年验证与信任
生态环境研究中心与谱育科技的合作可追溯至2017年。
当时,谱育科技电感耦合等离子体质谱仪试用机在真实科研课题中运行,积累了多年现场验证数据。
2023年,当生态环境研究中心密云园区启动仪器选型时,谱育科技不再是需要重新验证的供应商,而是已在科研场景中长期稳定表现的国产方案。
项目交付前,谱育科技团队多次到访生态环境研究中心,与谭志强研究团队就样品前处理、分析路径、算法思路等进行了充分交流。
项目交付前,谱育科技团队多次到访生态环境研究中心
售后响应速度也成为客户反复提及的优势。“当我们遇到技术问题,谱育科技团队能够积极响应,提供切实可行的解决方案。”谭志强研究员表示。
如今,生态环境研究中心正计划采购更多谱育科技的高端科学仪器,并推进建立示范应用实验室。
满足客户需求的同时,谱育科技也实现了从技术共建到成果共建的跨越。
凭借单颗粒电感耦合等离子体质谱分析数据处理方法,谱育科技团队已申请发明专利。同时,还参与了国家标准《GB/T 42732-2023 纳米技术 水相中无机纳米颗粒的尺寸分布和浓度测量 单颗粒电感耦合等离子体质谱法》的起草工作。
国产高端仪器正从“参与部分实验”,走向“支撑体系级研究”,成为科研团队不可或缺的合作者。
这一次,是纳米材料在土壤中的轨迹。下一次,可能就是更多生态环境难题的答案。


