分析测试仪器发展趋势

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分析测试仪器发展趋势

1小型化和便携式

分析测试仪器正在向小型化和便携式方向发展:小型化一方面可以节省分析测试仪器在实验室所占的空间,更重要的是可以节约分析测试仪器使用的水、电、气及试剂的消耗;分析测试仪器的小型化也将有利于分析测试仪器向便携式发展,这样可实现样品的现场、实时分析测试。

光谱仪器的小型化在这届展会上是很突出的,如:北京瑞利仪器公司新推出便携式WFX-910型原子吸收光谱仪,最为典型。该仪器是针对环境、食品等样品中As、Cd、Pb等有害元素分析而设计的,仪器工作波长范围在185~370nm,采用空心阴极灯光源、光栅单色器、电热金属丝原子化器、2048线阵CCD——独特的光学设计极大的增强了紫外响应,减少了杂散光的干扰。该仪器以锂电池为动力,可持续工作6小时。该仪器无运动部件、无需波长调节,总重只有18 Kg, 作为便携式原子吸收光谱仪可用于现场分析。北京普析通用仪器有限责任公司的PORS-15&16系列便携式光谱快速测定仪(分光光度计)主机为小型便携式快速测量仪器,测量速度快,体积小,重量轻,便于携带,可方便的进行手持操作,特别适合于作为野外环境测量、现场实时检测的专用仪器。岛津公司展出了BioSpec-nano超微量紫外分光光度计,专门用于分析DNA/RNA核酸样品,DNA与RNA快速定量、使用少量样品简便分析,样品用量只需1µL。美国赛默飞世尔公司的S 系列(iCF3000)原子吸收光谱仪功能齐全,可进行火焰法、石墨炉法和氢化物发生法分析,体积很小,在实验室中所占面积小于0.35平方米。

由于质谱仪器具有很强的定性定量功能,将大型的质谱仪器小型化,成为车载的、可移动的质谱仪器,可进行现场分析一直是各质谱仪器生产厂商的努力方向。安捷伦科技推出了5975T-LTM车载式全功能气质联用系统. 这款专门为移动实验室设计的车载式全功能气质联用系统, 可与实验室分析结果相媲美,可供车载和实验室两用。AB SCIEX公司自从上世纪90年代开发出第一代LC/MS/MS以来,一直在仪器的小型化方面进行着努力,串联四极杆仪器从API365到现在的Tripple 5500,在小型化方面,有了极大的改进;而TOF-TOF从4700到现在的5600,仪器更是变小了很多,但仪器的各项性能却有极大的提升。

将芯片技术用于色谱仪器,使色谱仪器小型化。安捷伦公司生产的2100生化分析仪,采用刻蚀在玻璃芯片上的通道和孔形成了微流控网络分析生物分子和细胞的产品。岛津公司也展出了MultiNA微芯片电泳系统,是采用最新的专利技术、研制开发的用于DNA和RNA 的碱基长度分析的最新产品。

戴安公司的UltiMate 3000 NanoLC系统是应用最新微流速技术制造的高效液相色谱仪。

流速范围从纳升(75 µm内径的nano柱)级、 毛细管(300 µm内径的capillary柱)级到微柱(1.0 mm内径的Micro柱)级的一维、 二维或平行进样等各种应用均可轻松完成。在与质谱仪联机时,无论使用哪种离子化技术(ESI,Nanospray或MALDI) 和哪种类型(四极杆、离子阱或飞行时间等)的质谱,均可轻松完成。

由于手持式XRF分析仪除具有一般XRF分析仪器的无损检测、多元素同时检测、无需特别对样品进行预处理等特点外,还具有轻便价廉,携带方便,可现场直接测定的优点,无疑是其它仪器无法比拟的,手持式XRF分析仪很快就成为RoHS指令关于有害成分检测的宠儿,有6家生产手持式XRF分析仪的厂家参加了本届BCEIA,他们是:美国赛默飞世尔科技-尼通(Thermo Scientific Niton),美国Innov-X(伊诺斯),英国牛津(Oxford Instrument),德国布鲁克(Bruker),美国斯派克(Spectro Instrument),江苏天瑞仪器公司。

展览会上有多家厂商展出了小型的便携式气相色谱仪,其中包括了国产的北京东西电子分析仪器有限公司的GC-4400型便携式光离子化气相色谱仪、太极计算机股份有限公司的MGC-5800系列和MGC-5900系列便携式检测仪。

2自动化和智能化

提高分析测试仪器的自动化和智能化,可以提高分析测试速度、减少分析测试时人为因素引起的失误和误差、提高分析测试结果的可靠性和准确性,是各个分析测试仪器生产厂商的努力方向,很多分析测试仪器的产品都是在原有仪器硬件的基础上,通过计算机和软件的开发,使原有分析测试仪器的自动化和智能化得到提高,达到产品的升级换代。

AB SCIEX公司各种型号的质谱仪器,在对仪器的控制、操作、数据处理以及人机界面等各个方面都实现了完全自动化和智能化,特别是LC/MS/MS应用于食品安全、环境分析、毒物监控和临床检验等方面,AB SCIRX能提供全面的方法测试平台,无需进行复杂的仪器参数调节,就可提供可靠的实验数据,做到完全自动化和智能化地分析样品。

瑞士著名的精密仪器制造商梅特勒-托利多推出了全新的智能化容量法V20/V30水分仪和库仑法C20/C30水分仪,可以实现一次按键即可完成水分的测定。

岛津公司的LC-2010HT高效液相色谱仪,如果使用自动启动、停机功能、自动有效性功能,则可实现分析、管理的全自动化,进一步提高了生产效率。岛津公司的DSC-60自动差示扫描量热仪内装自动进样器,可设定大约1天测定量的样品(24个),分别以不同的测定条件检测,自动给出测试报告。

3通用型和专用型

通用型仪器的功能越来越全,应用范围越来越宽,在相当大的范围内可适应多种分析

检测目的,如原子发射光谱仪器向远紫外领域的拓展,波长范围已拓宽到180nm以下,扩大了可测定元素的种类;紫外-可见分光光度计的波长向近红外范围拓展,光谱范围覆盖了紫外、可见和近红外区,拓展了仪器的应用范围。例如,美国PerkinElmer公司的Lambda 950(175-3300 nm),美国Varian公司的Cary 6000i(175-1800 nm)与Cary 5000(175-3300 nm),日本Shimadzu Scientific Instruments公司的UV 3600(185-3300 nm)等。戴安公司的ICS-5000型离子色谱兼容性强,双系统可同时兼容常规分析性体系和毛细管体系。一般毛细管系统应用涵盖了常规阴阳离子检测及糖分析。在配合分析型体系组成双系统后,能够一针进样分析样品中的不同物质或同时分析两个不同的样品,还可以采用IC×IC (二维离子色谱)的分析技术,实现基体消除,并进一步提高被分析物的灵敏度。

为生产过程中的质量控制和产品的质量监督检验开发“专用”的分析仪器是近年来国内外分析仪器厂家的发展方向。传统的“通用”型分析仪器多在实验室内使用,因此结构比较复杂,成本也高,工厂或技术监督部门买了这种分析仪器往往只用其中一种功能,其它功能都被闲置,造成很大的浪费。在这种“通用”型分析仪器的基础上,简化其结构,开发出适应某一具体分析检测目的的专用型分析仪器,既可降低成本,又可提高分析仪器的可靠性和使用寿命,操作也相应的简单了许多。因此,在通用分析仪器的基础上研制开发专用型分析仪器也是今后分析仪器发展的一个趋势,这点特别得到国内分析仪器厂家的关注。

在通用型气相色谱仪的基础上,根据工业生产质控的需求,上海荆和分析仪器有限公司和上海华爱色谱分析技术有限公开发了GC-9310系列专用气相色谱仪(有:溶剂残留测定专用气相色谱仪、成品汽油中芳烃分析专用气相色谱仪、裂解气分析专用气相色谱仪、煤气分析专用气相色谱仪、石化行业专用气相色谱仪、天然气分析专用气相色谱仪等)和GC-9560系列专用气相色谱仪(有:变压器油色谱分析系统、车用汽油色谱分析系统、高纯气体分析系统、室内空气质量分析系统等)。

安捷伦公司在其先进的Agilent 7890A 气相色谱仪基础上,推出了两款温室气体分析仪,这种分析仪配置多路阀、微池电子捕获检测器、甲烷转化器-火焰离子化检测器的组合。一次进样可以完成所有温室气体(CH4, N2O,和 CO2)的分析。

4分析测试仪器和样品处理技术联用

分析测试仪器的联用可以大大提高分析测试的速度、结果的准确性和重复性。近年来,除了分析测试仪器之间的相互联用(如色谱-色谱、色谱-质谱、质谱-质谱、色谱-光谱、色谱-波谱等)得到进一步发展外,将样品处理仪器与分析测试仪器联用也是各个分析测试仪器生产厂商研发新产品的热点。

安捷伦科技和荷兰的Spark Holland BV将固相萃取(SPE)与HPLC联用,推出了全自动在线样品富集-快速分析检测系统,具有灵敏度高、重现性好、分析速度快等优点。岛津