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时时彩官网同步开奖:國產ICP-MS:不再追隨 發展專用化——訪核工業北京地質研究院分析測試研究所所長郭冬發

儀器信息網 2019/08/01 11:27:19 點擊 2981 次
默克工藝
[導讀] ICP-MS未來要向自動化、智能化以及專用型方向發展,國產廠商雖然有了突破口,但進口廠商也注意到此趨勢并朝著此方向去發展,那么國產儀器怎樣才能突破重圍?

官方pc蛋蛋开奖历史查询 www.trluz.com 核工業北京地質研究院分析測試研究所是以核能材料、地質礦產和環境樣品分析測試技術研究與服務為主的綜合性檢測機構,在放射性標準物質制備、放射性分析、光譜與質譜分析等技術領域有著深厚的沉淀。

  郭冬發研究員,現任核工業北京地質研究院分析測試研究所所長,他1985年在東華理工大學任教期間使用的是鐵嶺廣播器材廠生產的電感耦合等離子體發生器配前東德產兩米光柵攝譜儀組成的發射光譜儀(ICP-OES);1992年前往日本研修時第一次接觸到電感耦合等離子體質譜(ICP-MS),回國后其所在團隊購置了實驗室的第一臺高分辨磁質譜ICP-MS(Element)。自1989年加入核工業北京地質研究院至今,郭冬發從事的技術工作涉及電感耦合等離子體發射光譜與流動注射及氫化物發生聯用、α&γ能譜、電感耦合等離子體質譜、微粒同位素、激光誘導擊穿光譜、熱電離飛行時間質譜、激光飛行時間質譜、 高分辨二次離子質譜等分析技術,以及分析方法標準化和標準物質研究等。郭冬發不僅是資深的無機質譜儀器用戶,還研制了用于研究工作的質譜組件及儀器。

  ICP-MS技術問世至今已近40年,迅速發展成為一種應用廣泛且受到高度關注的分析技術。隨著相關應用領域對該技術需求的不斷拓展和應用基礎研究的不斷深化,以及ICP-MS儀器的不斷改進和完善,該技術已進入了成熟階段。近日儀器信息網特別采訪了郭冬發所長,就ICP-MS技術與應用發展歷程,未來發展趨勢以及國產質譜儀器發展等進行了深入的交流。

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  核工業北京地質研究院分析測試研究所所長(中) 郭冬發

  里程碑技術:TQ、高分辨、ICP-TOF-MS

  無機元素分析在人類生存與健康相關的領域發揮著不可或缺的作用。而ICP-MS因其在檢出限、線性范圍、檢測成本等方面有非常大的優勢而逐漸成為無機分析實驗室的首選。

  自1979年關于ICP-MS的第一篇里程碑文章發表以來,在此技術的發展過程中,基質干擾一直是ICP-MS應用中的一大難題,尤其是涉及核地質、環境、生物等復雜基體樣本的分析,?;崤齙揭蛭矢扇糯吹畝允萁峁撓跋?。郭冬發提到,以2012年1月安捷倫公司推出8800系列三重四極桿ICP-MS為代表(現為8900),即在碰撞反應池之前增加四極桿用于離子分離,這一標志性的技術突破有效地消除了基質干擾,為元素分析帶來了更準確的結果,因此三重四極桿ICP-MS技術進展始終引人關注。

  郭冬發也表示,單四極桿ICP-MS由于出現最早、足以滿足常規元素分析要求,一直是目前使用最多最普及的ICP-MS儀器類型。但其分辨率存在一定局限性,對許多同量異位素干擾和多原子離子干擾無法分辨,而高分辨率能較容易分析一些復雜樣品基體中難以測定的元素,因此雙聚焦扇形磁場高分辨ICP-MS應運而生。郭冬發介紹到,高分辨ICP-MS儀器最早于20世紀90年代投入商業生產,其分辨率高達10000。隨后衍生出的多接收扇形磁場ICP-MS,進一步提高了其同位素比值分析的精密度,在地質以及核工業研究領域得到廣泛應用?!拔蘼墼詮饣故槍?,ICP-MS應用都是從地質分析領域最先開始的,至今仍是該技術最重要的應用領域之一?!憊⑺檔?。

  談及過去10多年間ICP-MS重大的技術突破,郭冬發還提到了飛行時間電感耦合等離子體質譜(ICP-TOF-MS)。該技術是將ICP電離特性與飛行時間質譜儀高分辨率、高靈敏度、快速掃描等優點相結合,可實現1-260amu質量數范圍內大部分元素的同位素分析,同時可與多種技術聯用。該技術在生物醫療、生物無機化學等領域的應用前景廣闊。郭冬發說,ICP-TOF-MS的典型代表是GBC(現東西分析)公司推出的Optimass9500系列,該產品具有快速全譜的特點,分析速度是四極桿ICP-MS的數倍,并可在短時間內完成全質量掃描。

  郭冬發總結到,在ICP-MS技術的發展史中,動態反應池/碰撞池技術、高分辨技術、飛行時間質譜技術、三重四極桿技術以及單顆粒高速ICP-MS等重要的突破成為其發展的里程碑技術。

  未來:性能繼續飆升聯用技術普及

  就未來ICP-MS技術的發展方向,郭冬發也提到幾個方面:因為ICP-MS帶有的基體效應,即其基體元素的存在使等離子體中的電離平衡發生變化等引起待測分析信號變化。因此,提高ICP-MS儀器對基體的耐受性、對分子離子的抗干擾性能、靈敏度及穩定性是ICP-MS儀器性能發展的核心要素。

  另一方面,ICP-MS是測定痕量元素的有效手段,具有快速、多元素測定和寬動態線性范圍的特點,同時ICP-MS可以與不同分離技術聯用。針對不同的應用需求,發展聯用ICP-MS儀器和一體化的方法也是未來的技術發展趨勢。郭冬發進一步介紹到,ICP-MS進樣分離技術的發展可使其從傳統的無機元素分析發展到有機生物及形態分析,從傳統的樣品消解后溶液進樣分析發展到固體樣品在線進樣分析等。

  此外,提高儀器的采集速度、改善數據處理能力和軟件的操控性、實現智能化管理也是重要的發展方向。

  國產廠商:改變追隨模式發展專用儀器

  談到國產ICP-MS和國際主流產品的差距,郭冬發說到,一方面是儀器長期的穩定性和可靠性;另一方面是專利技術的壁壘。目前國產ICP-MS的核心零部件,包括射頻電源關鍵器件、SEM等基本需要進口。他強調,國產廠商克服核心零部件的研發沒有捷徑可走,需要大量的研發和應用經驗。此外,國產ICP-MS的早期研發確實需要追隨前人走過的道路,并在借鑒和學習的追隨模式中發展起來;但發展專用型儀器則不是追隨模式,因專用儀器不需要通用功能只需要特定的功能。同時郭冬發也強調,中國擁有先進的智能化和信息化技術,因此國產儀器在前處理方面頗具優勢。

  郭冬發也指出,ICP-MS未來要向自動化、智能化以及專用型方向發展,國產廠商雖然有了突破口,但進口廠商也注意到此趨勢并朝著此方向去發展,那么國產儀器怎樣才能突破重圍?“國產儀器與進口儀器相比,儀器本身的控制權限是不一樣的,國產廠商可自主生產、自主可控。當然國產儀器的發展需要時間,也需要國產ICP-MS大量的應用。市場發展起來,有了資金繼續投入研發,國產廠商本身的發展才能真正做到‘良性循環’”,郭冬發說到。

  眼下:助力國產儀器自動化推廣分析方法與應用

  六年前接受儀器信息網采訪時,郭冬發說到,國家對國產儀器給予大量的支持以推動其發展,他本人也始終力促國產質譜儀器的發展,其實驗室早期就添置了天瑞儀器的ICP-MS和廣州禾信的TOF-MS產品,并研制了LI/TI-TOF-MS等各種制樣裝置,建立了相應的分析方法。

  郭冬發團隊在從事核地質分析中常有一些特殊要求的分析任務,當商品化儀器不能完全滿足要求,其團隊便通過采購國內外多種質譜整機和零部件集成,輔以自行設計的軟件和分析方法來搭建所需要性能的系統。

“研制儀器,后端的需求也很重要,要達到精細化的測量,就需要和應用相結合,將定制化的參數復制到專用型儀器系統中,實現一鍵測量才是發展方向?!憊⑷縭撬檔?。


采訪編輯:萬鑫

后記:

ICP-MS技術經過近40年的發展取得了一些重大的突破,其本身也已經足以應對超痕量級別的分析,很多制約分析的瓶頸來自于樣品的前處理,這也催生了樣品前處理系統及自動化操作的廣泛應用。采訪中郭老師也提到,ICP和TOF-MS技術的發展成為質譜流式細胞儀發展的前提,相較與傳統的流式細胞儀,質譜流式細胞儀對重金屬元素的檢出限更低,相信這項技術將在單細胞評價及單細胞水平上就生物異質性加深理解方面,繼續發揮其重要的影響力。


[來源:儀器信息網]
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  • 國內高端儀器還沒擺脫對國外儀器的仿制路線,尚且無法規避專利或無視專利沖突。
    08月04日 19:14:13
  • icp-ms在我們單位才剛剛開始
    08月02日 11:55:13
  • 到底靠誰來
    08月01日 20:02:27

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