原子光谱专家报告集锦 回顾历史 展望未来

2017-7-04 14:06 来源: 分析测试百科
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  分析测试百科网讯 2017年6月29日-30日,2017中国光谱仪器前沿技术研讨会在北京紫玉饭店举办,来自光谱领域的专家学者200余人参加了本次会议。在经过了第一天的报告(相关报道:2017中国光谱仪器前沿技术研讨会在京举办 聚焦科技、创新)之后,大会第二日,安排了原子光谱专场,邀请原子光谱领域资深专家进行精彩报告。

  北京理化分析测试技术学会光谱分会郑国经教授、清华大学张新荣教授、北分瑞利分析仪器有限公司章诒学教授、西北有色地质研究院高工李日升、北京市理化分析测试中心主任张经华、中国原子能科学研究院放化所副研究员康海英、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长曾伟就原子发射、原子荧光、原子吸收等进行了精彩的报告。

北京理化分析测试技术学会光谱分会 郑国经教授

  北京理化分析测试技术学会光谱分会郑国经教授的报告题目是《原子发射光谱仪的发展、现状及其前沿技术》,从原子发射光谱分析仪器的发展历程、现状、前沿技术方面进行了介绍。

  我国原子光谱分析真正发展始于20世纪50年代,摄谱仪的大量引入,使原子发射光谱分析在各领域中得到应用。我国最早广泛使用原子发射光谱分析的是地质部门,从上世纪60年代开始组织研制AES商品仪器。

  当前原子发射光谱分析从基础理论研究到实用技术已经发展得相当成熟,随着精密制造和微电子技术的引入,AES仪器已经处于高端发展阶段,仪器分析功能稳定可靠,并不断向高精密度和高可靠性发展,形成了具有不同分析功能的AES仪器。郑国经在报告中介绍了火花放电直读光谱仪器、电弧原子发射光谱仪器、电感耦合等离子体发射光谱仪、微波等离子体发射光谱仪、辉光放电光谱仪、激光诱导发射光谱仪等。

  原子发射光谱分析仪器目前在宽光谱、高分辨、高速获取光谱等方面仍然需向更高性能发展,需要对核心部件不断创新,并关注一些新技术,比如:平场全息凹面光栅的设计与应用,以提高小型光谱仪定量精度;采用多光栅技术以实现真正的全谱记录;采用新型固体检测器提高光谱检测性能;微激发源的研究为新型等离子体光谱仪的研发创造条件;仪器不断向自动化、智能化和快速高通量分析发展;节能低耗、高通量分析,是新型AES商品仪器发展的又一趋势。

清华大学 张新荣教授

  清华大学张新荣教授的报告题目是《原子荧光分析的历史与发展》,从原子荧光概述、早期研究、以及原子荧光分析在我国的发展进行了介绍。

  原子荧光仪器是具有我国自主知识产权的仪器,最初的理论却是从国外开始的。原子荧光的现象和理论19世纪获得研究,20世纪初深入研究了碱金属的原子荧光,20世纪30年代澄清了汞的原子-分子荧光。原子荧光光谱用作化学分析手段的第一篇论文是1964年发表的,是色散型火焰原子荧光。

  非色散冷原子荧光测汞的方法由国外著名学者于1973年提出,我国西北大学杜文虎教授于1975年研制出冷原子荧光测汞的仪器,由西安无线电八厂商品化;1977年科学院上海冶金研究所与上海市机械制造工艺研究所合成研制成功了双道非色散原子荧光光度计,由温州天平仪器厂商品化;1979年,郭小伟等研制成功单道氢化物发生原子荧光光谱仪,次年由江苏宝应无线电厂商品化;1983年,西北冶金地质所郭小伟等与地矿部物探所张锦茂等合作研制成功WYD-2型双道氢化物无色散原子荧光光谱仪样机,首先由江苏宝应无线电厂商品化;1985年北京地质仪器厂以XDY-1型双道氢化物无色散原子荧光光谱仪实现规模化生产,从此实现了我国原子荧光光谱仪器产业化的进程。

  结合我国原子荧光的发展,张新荣提出两点思考:1. 那些年我国在转化基础研究成果到产品的进度方面快得惊人;2. 那个年代的产学研结合得如此紧密,企业创新意识如此强烈。也以此来激励现在的成果转化和企业创新。

北分瑞利分析仪器有限公司 章诒学教授

  北分瑞利分析仪器有限公司章诒学教授的报告题目是《原子吸收光谱仪技术发展探讨》,从仪器技术发展概况、近年来仪器发展新动态、世界仪器的流行趋势、仪器新技术探讨等方面进行分享。

  原子吸收光谱仪是高灵敏度的无机元素光谱分析仪器,起步于上世纪60年代初。近五十年随着光、机、电、算各专业领域技术的进步,原子吸收光谱仪成为一种应用领域广泛、分析性能优良、自动化程度高的仪器品种。仪器性能与功能提高得益于几个核心部件的不断变革和发展,包括光源、原子化系统、光学系统、检测器系统、电学系统、数据处理系统、背景校正系统等。

  近年来,原子吸收在多功能、多元素测定技术继续发展,在石墨炉直接固体(粉末)进样技术、光纤技术应用、石墨炉配置可视系统(GFTV)和在线自动溶液稀释功能等方面进行提高,仪器自动化/智能化及仪器安全操作更加全面,原子吸收也在向小型化和专业化发展。

  2013年BCEIA上,11家中国公司和4家国外公司展出原子吸收光谱仪器,从参展仪器中可以看出原子吸收的技术动向:空心阴极灯竖直放置、光束传导系统采用双光束、燃烧器工艺结构变化、采用可调式喷雾器、双加样位石墨管、磁极间隙加大、仪器多功能化等。

  章诒学还在最后分享了关于仪器新技术的探讨,包括塞曼背景校正技术的新思路、便携式原子吸收仪器的新进展、以及多元素宽谱光源系统的新探索等内容。

西北有色地质研究院高工 李日升

  西北有色地质研究院高工李日升带来了题为《四通道原子荧光分析技术及其应用》的报告,从四通道原子荧光光度计的特点、应用方法,以及原子荧光分析仪器的发展趋势进行了介绍。

  西北有色地质研究院是原子荧光分析仪器及仪器装置研究的主要发源地之一。四通道原子荧光光度计可以进行多元素同时测量,分析技术指标好。西北有色地质研究院研究的四通道原子荧光光度计对非色散多通道原子荧光通道之间的干扰机理、干扰来源进行了系统研究,克服了道间干扰的问题,保证了整个系统的灵敏度和数据的可靠性。并按照国家标准,对仪器的基线稳定性、检出限、重复性、校准曲线的线性、道间干扰等进行了系统的测试。

北京市理化分析测试中心主任 张经华

  北京市理化分析测试中心主任张经华的报告题目是《食品安全检测机构中的光谱仪器配置及技术应用》,对第三方检测机构、食品安全检测用到的仪器等进行了介绍。

  食品质量安全检测工作根据食品样品的特点,围绕着有毒、有害物质而展开,属食品安全保障技术体系范畴。食品检测的方法学分类有符合性检验、快速筛查、前瞻性研究。

  食品安全检测的仪器主要分为4大类:1.用于农药、兽药残留及其有毒有害添加物质的检测,如气相色谱、高效液相色谱、气相色谱-质谱联用、液相色谱-质谱联用仪器等;2.用于有毒有害元素及其价态分析,如原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱、电感耦合等离子体-质谱联用、原子荧光光谱、液相色谱-原子荧光联用仪器等;3.用于致病菌和病毒的检测,如免疫分析、基因检测等;4.快速检测仪器。

  张经华对光谱分析仪器与技术应用的样品、仪器、标准进行举例,并介绍了前处理与实验室装置,有固相萃取装置、全自动固相萃取仪、凝胶净化色谱及在线浓缩系统、石墨消解仪、电子鼻气味指纹分析仪、自动电位滴定仪等。

中国原子能科学研究院放化所副研究员 康海英

  中国原子能科学研究院放化所副研究员康海英的报告题目是《全反射X荧光多元素精密分析仪器研制》,从研究内容及技术路线、具体技术方案方面进行了介绍。

  康海英介绍,课题组的研究内容包括全反射X射线荧光的仪器研制、分析专用软件编写、测定大气采样膜方法研究,并从仪器建立、仪器调试等方面进行了详细分享。康海英表示,到目前,使用其研制的全反射X荧光可以实现Ca、Sc、Ti等元素的检测限在10-7g量级,Mn、Fe、Ni等元素的检测限在10-8g量级。

中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长 曾伟

  中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长曾伟的报告题目是《原子光谱仪器行业概览》,从相关背景知识、产业历史沿革等方面介绍,并详细介绍了原子光谱仪器的情况。

  我国商用原子光谱仪器起步于上世纪中期,如今原子光谱产品是少数几个技术水准接近国际先进水平的仪器种类。曾伟从原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱等方面介绍了原子光谱的发展进程。

  曾伟在最后提到,市场需求是企业研发的源泉,用户的痛点是企业技术进步的动力;没有效益的研发基本不属于企业性质的研发;仪器指标够用,拼的是产品稳定性与可靠性;企业进入一定规模,应当进行预研储备。这些都是企业创新驱动的源泉和动力。

  会议最后还组织与会专家对中国光谱仪器的未来发展进行讨论。


与会专家进行讨论

  原北京吉天仪器有限公司董事长刘明钟在发言中对我国原子光谱的发展进行了肯定,也提到了原子荧光两个比较重要的发展方向,形态分析和重金属在线分析。中科院软件所研究员程虎从另外的角度提到,仪器的小型化和智能化要考虑仪器与软件的结合。北京大学物理学院教授张树霖表示,仪器研发要与基础研究结合起来,根深才能叶茂。清华大学化学系教授邓勃表示,我们要对国产仪器有信心,要支持国产仪器,同时要正确认识,我们目前是在氢化物发生原子荧光上处于领先。北京矿冶研究总院研究员冯先进表示,我们国产仪器在可靠性方面也在不断提升,有的做得也很好,要正当竞争,精品要有精品的价格,低端产品有低端产品的价格。青年一辈代表也进行发言,提到,仪器研制应该向现场检测、特殊环境使用发展,更方便使用;也要注意,有些已有的东西,并不是被同类竞争打败,而是被另外的新生事物所替代,所以我们也要不断学习,不断创新。