10月31日，在第二届分析科学与仪器大会上，国仪量子技术（合肥）股份有限公司（以下简称囯仪量子）自主研发的国产首款商品化CryoHe系列核磁超低温探头与CAN-S系列高场固体核磁共振波谱仪发布。CryoHe系列核磁超低温探头探测灵敏度较室温探头提升超3倍，达到国际一流水平，目前两款产品已具备量产交付能力。这标志着国产高端核磁共振波谱仪在超低温探头这一关键部件与固体核磁整机上，第一次有了国产选项。
核磁共振波谱仪是科研人员解析分子结构的核心工具之一，核磁探头则是决定探测能力的关键部件。探头内部有一组射频线圈，线圈和相连电路本身带有热噪声，温度越高噪声越大；把线圈冷却到约20K（约零下253摄氏度）的低温，噪声大幅下降，原本淹没在噪声里的微弱信号才能浮出来。这是超低温探头的原理，也是液体核磁突破灵敏度瓶颈的主要路径。
“核磁超低温探头的研制，是一场‘冰火两重天’的考验。”国仪量子首席工程师石致富说，液体样品在探头中通常要保持常温，不能冻结；而距离样品约2毫米的射频线圈，却要稳定在零下253摄氏度左右。两者温差接近280摄氏度，中间却只隔着一枚硬币厚度的距离。所以任何一点漏热、振动或温度波动，都可能让灵敏度“打折扣”。
石致富介绍，国仪量子团队坚持全流程自主研发，通过闭循环超低温冷却、低振动设计和精密温控，在材料、真空隔热和射频性能之间实现精准平衡，让线圈稳定工作在零下253摄氏度的超低温区，同时保证样品不被冻结。
搭载CryoHe系列氦型核磁超低温探头的液体核磁共振波谱仪。囯仪量子供图
此前，高端核磁超低温探头长期由德国、日本的少数国际厂商主导，国内市场完全依赖进口。此次发布的CryoHe系列核磁超低温探头的灵敏度较常规室温探头提升约3倍，可支持氕、碳-13、氮-15、磷-31等核素检测，可广泛应用于结构生物学、创新药物研发、天然产物结构解析、代谢组学分析等前沿科研与产业领域。
固体核磁共振波谱仪是解析固体材料原子尺度局部结构的重要工具。此次发布的CAN-S系列高场固体核磁共振波谱仪可直接观测固体材料的局部结构、配位环境、界面状态和分子运动。
国仪量子研发的固体核磁共振波谱仪。囯仪量子供图
上海交通大学长聘教授、尖端核磁共振中心负责人孔学谦表示：“核磁共振波谱仪技术壁垒高、供应链长，国仪量子在超低温探头与高场固体核磁整机上的同步突破，意味着国产高端科学仪器正在从单点突破走向体系化突围。对于电池、催化、医药、 等领域的用户来说，这不仅多了一个国产选择，也多了一条更可控、更可持续的供应链。”
版权声明：凡本网注明“来源：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请在正文上方注明来源和作者，且不得对内容作实质性改动；微信公众号、头条号等新媒体平台，转载请联系授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。
