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信號逐漸實現穩定捕獲和空間成像,進而在植物研究、材料科學、食品檢測、生物醫學、農業生產、環境保護等領域展現出廣闊應用前景。
化學誘導超弱光子發射(UPE)是一種通過化學手段或氧化反應條件下激發生物體或材料發出極微弱光子信號的檢測技術。超弱光子發射又稱生物光子發射,是指生物系統(包括細菌、真菌、萌發種子、完整植物、動物組織培養)自發發射極低水平的光,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。
在植物研究領域,UPE是植物生命活動中最具生物學信息價值的光學信號之一,其能夠反映光合作用中心的能量轉換效率、應激反應引發的自由基代謝、細胞損傷程度等,可用于評估植物逆境脅迫或健康狀態、植物生理學研究、生物育種等。
根據新思界產業研究中心發布的《2026-2030年中國化學誘導超弱光子發射(UPE)行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,在材料科學領域,在熱、氧、光等因素作用下,高分子材料會發生氧化降解,分子鏈斷裂過程中會伴隨微弱光子發射,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年正式發布ISO 4765:2022《化學誘導超弱光子發射(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 化學誘導超弱光子發射法(UPE)》(計劃號20254763-T-606),該標準在在技術內容上與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 化學誘導超弱光子發射(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,負責試驗設備的搭建與完善,并進行了前期試驗驗證和數據采集。
新思界行業分析人士表示,UPE領域研究在持續深入,我國相關研究單位包括中科院生物物理研究所、浙江大學、浙江農林大學、中科院長春應用化學研究所、松山湖材料實驗室、西北工業大學等。隨著研究深入、相關標準完善、設備檢測靈敏度提升,UPE技術有望成為材料早期老化預警的重要手段。
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