UPE信號微弱、背景噪聲極低,近年來,受益于光電倍增管(PMT)、電子倍增CCD相機等普及,UPE信號逐漸實現(xiàn)穩(wěn)定捕獲和空間成像,進而在植物研究、材料科學(xué)、食品檢測、生物醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。
化學(xué)誘導(dǎo)超弱光子發(fā)射(UPE)是一種通過化學(xué)手段或氧化反應(yīng)條件下激發(fā)生物體或材料發(fā)出極微弱光子信號的檢測技術(shù)。超弱光子發(fā)射又稱生物光子發(fā)射,是指生物系統(tǒng)(包括細菌、真菌、萌發(fā)種子、完整植物、動物組織培養(yǎng))自發(fā)發(fā)射極低水平的光,其光強極弱,通常為10-103光子/秒/平方厘米,光譜覆蓋紫外至近紅外。
在植物研究領(lǐng)域,UPE是植物生命活動中最具生物學(xué)信息價值的光學(xué)信號之一,其能夠反映光合作用中心的能量轉(zhuǎn)換效率、應(yīng)激反應(yīng)引發(fā)的自由基代謝、細胞損傷程度等,可用于評估植物逆境脅迫或健康狀態(tài)、植物生理學(xué)研究、生物育種等。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2026-2030年中國化學(xué)誘導(dǎo)超弱光子發(fā)射(UPE)行業(yè)市場供需現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢預(yù)測報告》顯示,在材料科學(xué)領(lǐng)域,在熱、氧、光等因素作用下,高分子材料會發(fā)生氧化降解,分子鏈斷裂過程中會伴隨微弱光子發(fā)射,通過檢測UPE信號強度的變化,可以評估材料的老化進程或評估抗氧化劑效能。
在標準制定上,國際標準化組織于2022年正式發(fā)布ISO 4765:2022《化學(xué)誘導(dǎo)超弱光子發(fā)射(UPE) 一種高分子材料降解測量分析方法》,2025年9月國家標準委正式下達《塑料 降解測量分析方法 化學(xué)誘導(dǎo)超弱光子發(fā)射法(UPE)》(計劃號20254763-T-606),該標準在在技術(shù)內(nèi)容上與ISO 4765:2022國際標準一致,項目周期12個月。
2025年10月,標準編制工作組召開會議將計劃名稱更改為《塑料 降解測量分析方法 化學(xué)誘導(dǎo)超弱光子發(fā)射(UPE)》,2025年12月形成標準征求意見稿,起草單位包括松山湖材料實驗室、廣州合成材料研究有限公司、嘉瑞科技有限公司等,其中松山湖材料實驗室為標準牽頭單位,負責(zé)試驗設(shè)備的搭建與完善,并進行了前期試驗驗證和數(shù)據(jù)采集。
新思界行業(yè)分析人士表示,UPE領(lǐng)域研究在持續(xù)深入,我國相關(guān)研究單位包括中科院生物物理研究所、浙江大學(xué)、浙江農(nóng)林大學(xué)、中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、松山湖材料實驗室、西北工業(yè)大學(xué)等。隨著研究深入、相關(guān)標準完善、設(shè)備檢測靈敏度提升,UPE技術(shù)有望成為材料早期老化預(yù)警的重要手段。
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