白马非马？如何定义微量热

近日，珠海航展正如火如荼，歼-35A等新型号战机轮番登场；中科热仪不造大飞机，我们就在大湾区的对岸深圳参加第九届中国分析仪器学术大会--聚焦下一代分析仪器，专注于小小的仪器世界，期待将这个领域的课题理清楚。上一期我们谈到了量热和热分析的联系与区别，这一次我们将深入量热的世界，探讨一下微量热的基本特征。

Micro-Calorimeter/Calorimetry，这个micro指的是什么呢？微量热仪，“微"在何处？

再一次……ICTAC没有给出特别明确的微量热定义，但是好在这个问题相对单纯，不似热分析和量热的关系那般纷繁复杂。

量热学是一门实验科学，所以谈到Calorimetry，就必然要谈到Calorimeter；离开仪器和装置，对分析方法的讨论将只能是空中楼阁。

因此，首先我们对市场上常见的冠以“微"量热仪的产品做一个大致归纳：

•以中科热仪DMC系列为例的三维（卡尔维式）微量热仪；

•以MIC-90为例的多通道微量热仪（水泥水化热测试的基准测试仪器）；

•等温滴定量热仪（ITC）；

•检测限达到纳瓦级的DSC（通常用于蛋白稳定性研究）。

有些人说定义微量热的是样品使用量，比如ITC类微量热和某些型号的检测限达到纳瓦级的DSC，其样品用量都很小，是微升/微克级的。但是，与此同时，对于卡尔维式量热仪及多通道等温型微量热仪，其样品容积可以到数毫升甚至数十毫升，因此样品使用量不应该是定义微量热仪的充分条件。

有些人说可以根据传感器类型判断--使用帕尔贴作为热流传感器的就是微量热仪，但很多卡尔维式微量热仪使用的是基于热电偶阵列的热流传感器；还有人说是根据量热原理--功率补偿式应该是微量热的主要特征，但其实很大一部分微量热仪的量热原理是热流式的。

如果遍历各类微量热仪的参数指标并做对比分析，可以发现，上述各类被称为“微"量热仪的灵敏度/检测限（谈到“灵敏度"这个指标，又引出了一个可以展开讨论的话题，我们将在今后聚焦这个概念进行深入讨论，这里我们暂且将其认为是仪器能够有效探测的最小信号的热流/能量级别）都在μW（微瓦）级别甚至更低，俗称“测得到"微瓦级别的热量变化，这应该是某型仪器能被冠以“微"量热称号的最为重要的条件和根据。    

作为对比，其他类型的量热仪，如ARC，氧弹量热仪，大部分反应量热仪，甚至大多数常规DSC等，其热流检测限通常在mW甚至W级，而在市场上也基本没有将这些仪器称为“微"量热的情况出现。另外一个需要特别指出的例子是，某些使用卡尔维原理的量热仪，尤其是高温型（使用温度>1000℃）的卡尔维原理的量热仪，虽然其热流传感器也是基于热电堆结构的三维形式，但受制于材料所限，检测限达不到μW级，因此通常也并不被称为微量热仪。

因此，通过对市场上现有大部分主流商品化仪器的特点进行归纳与演绎，我们基本可以确定：热流检测限达到微瓦级别，应该是微量热仪的“微"之所在。

下面，我们对各类常见的微量热仪做了一个大致归纳，并以常规DSC作为对照，希望能够让大家对各种量热仪的理解和选择有所帮助。

见微知著，中科热仪也希望通过我们的“微"量热仪，对我国科研及制造业起到切实的支撑作用。        

浣溪沙·甲辰初冬

芦华飘渺频远行。红枫满山留余兴。时令更迭又入冬。

银霜遍洒收翠影，萧萧朔风助寒生。永怀初心待梅情。