與客戶同行 | 大連理工大學環境學院：從儀器測試到AI解譜的科研數智化實踐

在高校公共分析測試平臺，一次儀器測試的結束，往往意味著數據分析工作的開始。對于環境領域常見的電子順磁共振測試而言，儀器可以捕捉自由基信號，但要從復雜譜圖中識別不同活性物種、分析反應過程，仍然需要大量專業判斷。在大連理工大學環境學院，EPR測試與國儀量子EPRMind AI解譜平臺的結合，正在改變這一過程。人工智能被引入譜圖擬合、組分拆分和信號歸屬環節，幫助師生更高效地處理自旋捕獲譜圖，也為學院公共分析測試平臺的數智化建設提供了一個具體實踐。

高水平科研背后的實驗平臺

“環境/生態學"進入ESI前1%。

面向生態文明建設的國家重大需求，學院逐步形成工業廢水治理與資源化、固廢處理處置與高值化、化學品風險預測與智能設計、環境智能傳感與應急監測、低空氣象探測與智慧預報、近海生物資源與污染防控等特色方向。

學科發展和科研成果的取得，離不開公共分析測試平臺的支撐。目前，學院平臺配備50多臺大型精密儀器，包括高效液相色譜-四極桿/靜電場軌道阱聯用儀、超高效液相色譜-三重四級桿串聯質譜、氣相色譜-串聯四級桿飛行時間質譜、同步熱分析-紅外光譜-氣相質譜聯用系統、X射線光電子能譜儀、掃描電鏡、電子順磁共振波譜儀、物理/化學吸附儀、激光共焦顯微拉曼光譜、激光共聚焦顯微鏡和激光閃光光解儀等，可滿足常規無機、有機樣品的定性定量分析和結構性質表征。

大連理工大學環境學院

EPR捕捉環境反應中的自由基

在污染物高級氧化處理中，反應過程往往快速且復雜。識別參與反應的活性物種及其作用，是分析污染物去除機制的重要環節。

EPR是研究自由基的重要工具。在大連理工大學環境學院，師生主要利用EPR對反應過程中的活性物種進行定性識別與表征。尤其在污染物處理的高級氧化研究中，EPR常被用于檢測和識別羥基自由基、超氧自由基、硫酸根自由基等關鍵活性物種，為分析反應路徑和理解反應機理提供實驗依據。

對于壽命較短、難以直接檢測的自由基，通常先使其與自旋捕獲劑反應，形成相對穩定的自旋加合物，再通過EPR測量其特征信號。該方法為自由基的間接識別提供了實驗依據，也使EPR成為環境機理研究中常用的表征手段。

大連理工大學環境學院公共分析測試平臺中的國儀量子EPR200-Plus電子順磁共振波譜儀

測到信號之后，解譜成為難題

環境反應體系通常包含多種組分。在自旋捕獲實驗中，多種自由基可能同時存在，不同自由基形成的自旋加合物譜圖又容易相互重疊。研究人員面對的往往不是一組邊界清晰的信號，而是一張由多個組分共同構成的復雜譜圖。

要準確完成譜圖解析，操作者需要掌握EPR原理，熟悉不同自由基的特征參數，還要結合實驗條件反復開展譜圖擬合、組分拆分和信號歸屬。這個過程依賴專業經驗，手動分析也需要較長時間。

對公共分析測試平臺來說，這一問題更加突出。平臺服務不同課題組，用戶的研究方向和EPR使用經驗各不相同。如何在保證專業性的同時提高解譜效率，降低復雜譜圖的分析門檻，成為平臺儀器管理人員一直關注的問題。

“我們一直在尋找一種更加方便、可靠的工具來輔助EPR譜圖解析。"學院平臺儀器管理人員表示。

測試完成，并不意味著答案已經出現。

AI讓復雜譜圖解析更高效

國儀量子開發的EPRMind AI解譜平臺，為這一需求提供了新的解決方式。該平臺依托深度預訓練模型和內置的標準參考譜庫，可以輔助完成多組分譜圖的一鍵解析和智能歸屬，將過去較為繁瑣的手動解譜過程轉化為更直觀、高效的數據分析流程。

據平臺反饋，使用EPRMind后，專業人員可以提高譜圖處理效率，初次接觸EPR的師生也能更快了解譜圖組成和自由基歸屬。AI工具承擔了部分重復的數據分析工作，使研究人員能夠把更多時間投入實驗設計、結果判斷和科學問題本身。

對于公共分析測試平臺而言，這種改變并不只體現在分析速度上。過去，平臺的主要任務是完成樣品測試、獲得可靠數據；引入智能解譜工具后，平臺可以進一步向數據分析環節延伸，幫助用戶縮短從獲得譜圖到理解結果的過程。

高金索老師使用EPRMind開展譜圖解析

EPRMind AI解譜平臺

“儀器+AI"打開平臺建設新思路

當前，大連理工大學環境學院正在積極推進“數智變革"。EPR與AI解譜的結合，讓學院看到大型儀器平臺智能化建設的一種可行路徑：儀器負責獲得穩定、可靠的實驗數據，AI工具輔助完成復雜數據處理，專業人員則把更多精力放在方法把關、結果判斷和科研服務上。

從儀器測試到智能解譜，大連理工大學環境學院以真實科研需求為出發點，將EPR與人工智能工具融入環境研究和平臺服務。EPRMind在自旋捕獲譜圖解析中的應用，是學院數智化探索中的一個切口，也為實驗平臺如何更好支撐學科建設、科技創新和人才培養提供了新的思路。