《計(jì)量資訊速遞》消息　 原子光譜分析是檢測(cè)無機(jī)元素的最佳方法。原子光譜分析是將樣品蒸發(fā)、原子化/離子化、激發(fā)，然后將其產(chǎn)生的輻射引進(jìn)光譜儀進(jìn)行檢測(cè)的過程，對(duì)于只要測(cè)定元素成分和含量的分析，如工業(yè)生產(chǎn)過程中的冶煉爐前分析、地質(zhì)勘探測(cè)元素測(cè)定、食品、環(huán)境重金屬檢測(cè)，以及近期生命科學(xué)等領(lǐng)域，原子光譜都是不可替代的分析檢測(cè)手段。

　　現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展和先進(jìn)元器件的引入，原子光譜儀器不斷進(jìn)步，儀器性能和測(cè)量精密度得到極大的提高，分析功能得到不斷擴(kuò)展。在節(jié)能減排的大環(huán)境下，近年原子光譜分析儀器也朝著節(jié)省能源及微型化的方向發(fā)展，例如微等離子體及微芯片等離子體的應(yīng)用等，此外，聯(lián)用技術(shù)發(fā)展也很快，例如激光、色譜和原子光譜的聯(lián)用技術(shù)被用來做元素的形態(tài)分析等。

　　現(xiàn)在大家目光集中于質(zhì)譜等大型儀器，對(duì)于原子光譜的地位與用武之地產(chǎn)生了懷疑，對(duì)此，國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心楊嘯濤說到，“原子光譜檢測(cè)的對(duì)象就是元素周期表上那些元素，看著好像少了些。但是對(duì)于元素測(cè)定，原子光譜是強(qiáng)項(xiàng)，而環(huán)境安全、食品安全中有毒有害元素檢測(cè)的需求是長(zhǎng)期存在的。”

　　上半年上市的原子光譜新產(chǎn)品主要有：TSI的臺(tái)式激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀ChemReveal、Bruker的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀aurora Elite、聚光科技的ICP-5000電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、賽默飛的iCAP 7000系列電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、日立的ZA3000原子吸收分光光度計(jì)等。

　　2013年以來上市的原子光譜新產(chǎn)品在分析速度和檢測(cè)靈敏度方面都有提高。例如，Bruker的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀aurora Elite提供了超高的靈敏度和穩(wěn)定性。TSI 的ChemReveal、聚光科技的ICP-5000、賽默飛的iCAP 7000的軟件使得定量和校準(zhǔn)更加準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單。

　　曾擔(dān)任2012年匹茲堡會(huì)議原子光譜顧問的美國佛羅里達(dá)大學(xué)B. W. Smith認(rèn)為，LIBS(激光誘導(dǎo)擊穿光譜)和電感耦合等離子體(ICP)儀器是當(dāng)前最突出的光譜分析技術(shù)。并指出小型化是一項(xiàng)長(zhǎng)期的趨勢(shì)。

　　一、LIBS

　　激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)是原子光譜分析領(lǐng)域非常活躍的一個(gè)分支。自1963年推出后，近年來發(fā)展迅速，美國一位光譜化學(xué)分析“大牛”曾說到，LIBS是元素分析領(lǐng)域最耀眼的一顆新星。

　　LIBS是利用激光功率密度非常高的特點(diǎn)，與物質(zhì)(氣體、固體、液體)直接相互作用，從而產(chǎn)生高溫等離子體，待測(cè)元素在高溫等離子體中激發(fā)或電離，根據(jù)特征譜線進(jìn)行定性分析，根據(jù)特征譜線的強(qiáng)度進(jìn)行定量分析，具有簡(jiǎn)便、快速、無須煩瑣的樣品預(yù)處理、可實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)檢測(cè)和耐惡劣環(huán)境(可遙測(cè))等優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是：相對(duì)來說，元素檢出限差一點(diǎn);定量分析中的基體效應(yīng)問題還待進(jìn)一步解決。

　　從某種意義上來說，LIBS發(fā)展是伴隨著LASER的發(fā)展而發(fā)展的，LASER的性能直接影響著LIBS的分析性能(精密度、準(zhǔn)確度及檢出限等)。目前的研究趨勢(shì)是用納秒、飛秒或皮秒激光器來提高檢測(cè)靈敏度;雙激光脈沖與單激光脈沖相比，能將光譜強(qiáng)度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　長(zhǎng)期以來，LIBS儀器更多用作定性分析，并且很難與目前市場(chǎng)上成熟的光譜儀器相競(jìng)爭(zhēng)，其市場(chǎng)空間較窄。與ICP-AES比較，LIBS的優(yōu)勢(shì)在于“效率”，可在幾秒鐘內(nèi)快速檢測(cè)樣品。而ICP-AES的樣品前處理、測(cè)量時(shí)間稍長(zhǎng)一些，使用成本方面也比LIBS高。另外，LIBS對(duì)于樣品種類，或是成份、含量不是特別清楚的樣品的適用性更好。當(dāng)然，LIBS的檢出精度略弱于ICP-AES。與SPARK-AES比較，LIBS的主要優(yōu)點(diǎn)是適合的基體種類多。SPARK-AES只適用于導(dǎo)電的固體樣品，不導(dǎo)電或粉末樣品不適用。而LIBS可以完全勝任。

　　目前全球市場(chǎng)上“做”LIBS產(chǎn)品的廠家都是比較小的、半商業(yè)化的公司，一般是基于科研人員對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣開發(fā)的產(chǎn)品。目前LIBS還處于市場(chǎng)初期、培養(yǎng)期，很多人對(duì)LIBS技術(shù)認(rèn)可度不高，需要一個(gè)認(rèn)識(shí)、了解、接受的過程。但未來如果將該技術(shù)用于過程控制、在線監(jiān)測(cè)，LIBS具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

TSI公司的臺(tái)式激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀ChemReveal

　　TSI公司于2012年5月收購了擁有LIBS技術(shù)的Photon Machines公司，并于2013年5月推出了新一代的臺(tái)式激光誘導(dǎo)擊穿光譜儀ChemReveal。TSI光譜業(yè)務(wù)國際市場(chǎng)營銷部經(jīng)理Ashok Agarwala說到，“新產(chǎn)品具有巨大的市場(chǎng)潛力，未來幾年里，它的銷售額會(huì)呈幾何級(jí)數(shù)爆炸式增長(zhǎng)。其中，中國市場(chǎng)潛力更大，主要基于兩點(diǎn)，一是新品硬件軟件的高端配置允許客戶據(jù)此開發(fā)自己的研究平臺(tái)。中國LIBS研究特別活躍，相信許多科研院所、大專院校會(huì)對(duì)這款新品感興趣。另一個(gè)原因是，中國是制造大國，尤其在材料方面，作為制造大國，更加關(guān)注“效益”，其中也包括與生產(chǎn)相匹配的檢測(cè)技術(shù)的效益。LIBS技術(shù)很好的把另外幾種技術(shù)融合了在一起，是生產(chǎn)中提高檢測(cè)效率的最好手段之一。”

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　　二、ICP-MS

　　無機(jī)質(zhì)譜近年發(fā)展很快，用于無機(jī)物及生物樣品中的元素成分分析，或做金屬組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分析。最主要的無機(jī)質(zhì)譜——電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)在當(dāng)前被認(rèn)為是最強(qiáng)大的多元素分析技術(shù)，自1983年第一臺(tái)電感耦合等離子體質(zhì)譜ICP-MS商品儀器問世以來，銷往全球的ICP-MS儀器數(shù)量已經(jīng)超過5000多臺(tái)。

　　ICP-MS以獨(dú)特的接口技術(shù)將ICP的高溫(8000K)電離特性與質(zhì)譜儀的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，形成了一種新型的元素分析、同位素分析和形態(tài)分析技術(shù)?？煞治鰩缀醯厍蛏纤性?Li-U)。該技術(shù)提供了極低的檢出限、極寬的動(dòng)態(tài)線性范圍、譜線簡(jiǎn)單、干擾少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。ICP-MS技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速，從最初在地質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用迅速發(fā)展到廣泛應(yīng)用于環(huán)境、材料、生物、醫(yī)藥、食品、農(nóng)業(yè)的領(lǐng)域。各種聯(lián)用技術(shù)，如激光燒蝕、液相色譜、氣相色譜以及毛細(xì)管電泳等形態(tài)分析技術(shù)也是研究熱點(diǎn)。

　　我國從20世紀(jì)80年代中期開始引進(jìn)ICP-MS儀器并開始應(yīng)用研究。從最初的兩三臺(tái)四極桿ICP-MS儀器和有限的應(yīng)用范圍，發(fā)展到目前的眾多領(lǐng)域的各種類型的ICP-MS儀器，包括四級(jí)桿ICP-QMS、高分辨雙聚焦HR-ICP-MS、多接收高分辨雙聚焦MC-ICP-MS、飛行時(shí)間ICP-TOFMS。ICP-MS在地質(zhì)、環(huán)境等各學(xué)科領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，取得了一大批重要研究成果。

　　目前ICP-QMS主流生產(chǎn)廠商及主流產(chǎn)品分別有：Agilent的7700和8800 (ICP-MS/MS)，PerkinElmer NexION 300，Thermo Fisher的iCAP Q ，Bruker的aurora M90 (來自于varian)等。中國ICP-QMS市場(chǎng)，Agilent、PerkinElmer、Thermo Fisher三家?guī)缀跽紦?jù)了整個(gè)市場(chǎng)。在2012年，天瑞儀器也推出了中國第一臺(tái)ICP-MS商品化儀器ICP-MS 2000。

Bruker公司的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)aurora Elite

　　2月，在2013歐洲冬季等離子體光譜化學(xué)會(huì)議(EWCPS)召開期間，Bruker公司推出了一款超靈敏的全新電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)aurora Elite。據(jù)Bruker公司官方網(wǎng)站消息，作為對(duì)當(dāng)前主要進(jìn)行常規(guī)實(shí)驗(yàn)室分析的aurora M90 ICP-MS的補(bǔ)充與升級(jí)，全新的aurora Elite在儀器靈敏度與穩(wěn)定性，甚至在多個(gè)方面的性能超越了昂貴的扇形磁質(zhì)譜。

　　aurora Elite采用了一個(gè)全新的真空泵，使得儀器的真空度大幅提高，進(jìn)而靈敏度提高(9Be > 60 M cps/mg/L，115In>1500 M cps/mg/L，232Th>900 M cps/mg/L)。該款儀器主要應(yīng)用領(lǐng)域是對(duì)靈敏度要求非常高的行業(yè)，如電子半導(dǎo)體，地質(zhì)行業(yè)或用激光燒蝕附件的用戶，并且為了配合激光燒蝕進(jìn)樣，該款儀器在軟件方面也做了很大改進(jìn)。

　　三、ICP-AES

　　電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)分析技術(shù)自20世紀(jì)60年代問世以來，經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)來的發(fā)展，ICP-AES在儀器結(jié)構(gòu)、控制和軟件功能等方面進(jìn)行了優(yōu)化，高集成固體檢測(cè)器的普遍使用、高配置計(jì)算機(jī)的引入，使儀器在結(jié)構(gòu)上更加緊湊、功能更加完善，并在控制的可靠性、數(shù)據(jù)通用性上都有了質(zhì)的飛躍。使ICP-AES分析技術(shù)向更高靈敏度、更高穩(wěn)定性、更廣分析應(yīng)用領(lǐng)域的方向發(fā)展。

　　目前，ICP-AES儀器的發(fā)展正處在相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期，但在樣品分析的實(shí)用性方面也出現(xiàn)了許多改進(jìn)，其新進(jìn)展主要體現(xiàn)在：(1)分析能力不斷擴(kuò)展;(2)固態(tài)檢測(cè)器和固態(tài)發(fā)生器的應(yīng)用趨于普遍;(3)水平、垂直或雙向觀測(cè)技術(shù)不斷提高;(4)儀器控制與數(shù)據(jù)處理向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。

　　隨著這些年國家相關(guān)檢測(cè)要求的提高以及各行業(yè)自身的發(fā)展，ICP-AES儀器的需求量每年都有很大的增長(zhǎng)。粗略估計(jì)，從2000年到現(xiàn)在，國內(nèi)在使用的ICP-AES儀器總量應(yīng)該大于4000臺(tái)，而其中很多儀器是最近8年采購的。就行業(yè)來說，環(huán)境檢測(cè)、食品安全、鋼鐵冶金，地質(zhì)采礦、半導(dǎo)體行業(yè)以及綜合的專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)等各系統(tǒng)在近幾年都添置了很多ICP-AES。

　　近年來，中國市場(chǎng)ICP-AES絕大部分份額為進(jìn)口產(chǎn)品所占據(jù)。而進(jìn)口ICP-AES中，珀金埃爾默、賽默飛世爾、安捷倫以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)位居前三位，市場(chǎng)份額皆超過20%，三家之和接近80%。其他ICP-AES進(jìn)口生產(chǎn)商島津、利曼、HORIBA JY、斯派克、精工電子納米、澳大利亞GBC等在中國也有一定量的產(chǎn)品銷售。

　　國內(nèi)已經(jīng)有不少儀器廠家生產(chǎn)ICP-AES，其中北京納克、北京豪威量等公司有少量ICP-AES生產(chǎn)和銷售。其他廠商，如北京海光、北京瑞利、北京華科易通、天瑞儀器等每年也有小批量銷售。目前國產(chǎn)ICP-AES主要還是集中在順序掃描型。在2011年BCEIA上，北京豪威量、聚光科技、納克公司、天瑞儀器等國產(chǎn)廠商都紛紛推出了固態(tài)檢測(cè)器全譜直讀ICP-AES樣機(jī)，對(duì)于國產(chǎn)儀器發(fā)展來說是一個(gè)很好的開端。

聚光科技的電感耦合等離子體光譜儀ICP-5000

　　5月14日，聚光科技舉行了新品ICP-5000電感耦合等離子體光譜儀專家鑒定會(huì)，專家組給出如下鑒定結(jié)論：“ICP-5000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀具有操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、分析結(jié)果穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。儀器具有光譜自動(dòng)校準(zhǔn)功能，可端視和側(cè)視雙模式工作;軟件具有定性、半定量、定量分析等功能;具有多種干擾校正方法和背景自動(dòng)扣除功能。該儀器主要性能指標(biāo)已達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)臺(tái)式全譜直讀ICP-AES的空白，具有良好的市場(chǎng)前景。”

　　聚光科技研發(fā)部產(chǎn)品經(jīng)理壽淼鈞談到，“我們的儀器主要面向縣市級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或企業(yè)用戶，這個(gè)市場(chǎng)的需求非常大，這些用戶對(duì)成本更敏感，傾向于‘傻瓜化’操作，我們走的是‘農(nóng)村包圍城市’的戰(zhàn)略。我們對(duì)市場(chǎng)前景很有信心，并且通過我們的努力，我們相信一定會(huì)改變市場(chǎng)格局，獲得更大的市場(chǎng)份額，讓客戶和聚光科技實(shí)現(xiàn)雙贏。我們將持續(xù)加大應(yīng)用研究，這是我們堅(jiān)持要做下去的事情，對(duì)更對(duì)領(lǐng)域的分析目標(biāo)進(jìn)行最佳分析方法研究的同時(shí)，進(jìn)行前處理方法和設(shè)備的研究，如通過離子交換技術(shù)更好的解決ICP-AES分析AS、Hg、Cd、Pb、Cr等重金屬元素的應(yīng)用等;通過應(yīng)用，推動(dòng)儀器的局部?jī)?yōu)化和改進(jìn)，或衍生出部分專用型號(hào)以適應(yīng)某一特定應(yīng)用的需求。”

賽默飛的iCAP 7000系列ICP-AES

　　3月18日，賽默飛推出了微量元素分析光譜儀新品，即Qtegra軟件控制的iCAP 7000系列ICP-AES。iCAP 7000系列的設(shè)計(jì)旨在簡(jiǎn)化工作流程、降低每個(gè)樣品分析的成本。iCAP7000系列在高靈敏度工作狀態(tài)下也可以分析多種類型的樣品，所采用的循環(huán)進(jìn)樣技術(shù)提高了工作效率。全新設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)提高了儀器的靈敏度，射頻發(fā)生器(RF)的設(shè)計(jì)增加了儀器的耐用性。

　　Qtegra軟件易學(xué)易用，并且能夠?qū)⒏鞣N外圍設(shè)備集成到元素分析工作流中。該軟件還可用于ICP-MS(電感耦合等離子發(fā)射質(zhì)譜儀)，并對(duì)ICP-AES可以升級(jí)。從進(jìn)樣到出具報(bào)告、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Qtegra軟件可以將整個(gè)工作流定制為簡(jiǎn)單的三個(gè)步驟。預(yù)優(yōu)化簡(jiǎn)化了方法開發(fā)任務(wù)，強(qiáng)大的方法開發(fā)工具指導(dǎo)用戶完成整個(gè)過程，即使更高級(jí)的工作流程也很方便。

　　賽默飛微量元素分析市場(chǎng)總監(jiān)Adrian Holley說，“最適合硬件和強(qiáng)大軟件的結(jié)合旨在幫助用戶，甚至是新用戶，快速獲得他們需要的結(jié)果。”

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　　四、AAS

　　目前，原子吸收光譜(AAS)商品儀器處于高水平技術(shù)發(fā)展平臺(tái)階段，各AAS儀器公司的主要技術(shù)指標(biāo)已互相接近。盡管原子吸收光譜儀和原子吸收分析技術(shù)已經(jīng)十分成熟，各儀器廠商仍不斷努力提高儀器的性能、增加儀器的功能、擴(kuò)大儀器的應(yīng)用范圍，在儀器結(jié)抅、軟件、配件等方面不斷改進(jìn)，包括外觀設(shè)計(jì)及色調(diào)搭配的完美等。

　　據(jù)分析，目前中國原子吸收光譜儀市場(chǎng)年需求量已經(jīng)超過了5億元。食品安全、水質(zhì)監(jiān)測(cè)以及日用化工等行業(yè)成為原子吸收最大的需求領(lǐng)域。目前中國至少有30000臺(tái)原子吸收光譜儀在運(yùn)轉(zhuǎn)，而2012年爆發(fā)的毒膠囊事件，對(duì)此國家藥監(jiān)局出臺(tái)了《加強(qiáng)藥用輔料監(jiān)督管理的有關(guān)規(guī)定》，對(duì)藥用輔料生產(chǎn)企業(yè)將實(shí)行許可管理，要求制藥企業(yè)對(duì)藥用輔料的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，膠囊事件帶來的AAS的增長(zhǎng)在1500臺(tái)左右，以致于制藥行業(yè)一躍成為AAS的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。

　　目前中國市場(chǎng)有原子吸收生產(chǎn)廠商約25家，其中國外廠商7家，國內(nèi)廠商19家;原子吸收光譜儀經(jīng)銷商超過30家。國產(chǎn)廠商在銷售的儀器臺(tái)數(shù)方面超過了國外廠商，但是在銷售金額方面國外廠商占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。另外，從兩年一屆的BCEIA展會(huì)以及儀器信息網(wǎng)參展廠商可以看出，原子吸收廠商近幾年呈增加趨勢(shì)。

日立ZA3000原子吸收分光光度計(jì)

　　3月，日立ZA3000原子吸收分光光度計(jì)新品在中國正式推出。ZA3000采用兩個(gè)進(jìn)樣口等量進(jìn)樣的石墨管，原子化效率提高;直流偏振塞曼結(jié)合雙檢測(cè)器的設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了在相同波長(zhǎng)相同時(shí)刻進(jìn)行背景校正，火焰、石墨爐兩種原子化方式均采用直流偏振塞曼法進(jìn)行背景校正(160~930nm波長(zhǎng)范圍內(nèi));引入了暴沸自動(dòng)檢測(cè)、石墨管自動(dòng)除殘、自動(dòng)進(jìn)樣器的連續(xù)注入等新技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了儀器的高精度和高可靠性。

　　五、其他

牛津儀器直讀光譜儀FOUNDRY-MASTER Xline

　　4月25日，牛津儀器推出了一款專為中國鑄造企業(yè)量身定制的實(shí)驗(yàn)室用直讀光譜儀FOUNDRY-MASTER Xline，作為一款德國原裝進(jìn)口的桌上型儀器，不僅提供了極其平價(jià)的價(jià)格，還擁有中高端儀器的杰出性能和實(shí)用性。推廣期內(nèi)以人民幣22.8萬的價(jià)格投放中國市場(chǎng)。

牛津儀器的移動(dòng)式直讀光譜儀PMI-MASTER Compact

　　2月22日，牛津儀器推出的移動(dòng)式直讀光譜儀PMI-MASTER Compact，是金屬檢測(cè)、質(zhì)量控制與安全過程檢驗(yàn)的理想工具。PMI-MASTER Compact 是一款堅(jiān)固耐用、性價(jià)比非常高的移動(dòng)式直讀光譜儀。PMI-MASTER Compact 提供快速牌號(hào)鑒定、材料可靠性鑒定以及最簡(jiǎn)單的常用合金、鋼、鋁、銅、鎳的分類。檢測(cè)工作只需使用一個(gè)便攜式的激發(fā)槍對(duì)準(zhǔn)樣品扣動(dòng)扳機(jī)就可以得到分析結(jié)果。