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“我国科学仪器自主创新发展论坛” 8月23日在上海如期举行

2012.9.03

  2012年8月21日-23日为期三天的第23届MICONEX2012中国国际测量控制与仪器仪表展览会(原名多国仪器仪表展览会)在上海举行。展会同期还举办了由分析测试百科网和中国仪器仪表学会工作委员会共同主办的“我国科学仪器自主创新发展论坛” 学术会议。

  其中中国科学院上海生物工程研究中心的李昌厚教授、海洋光学亚太区总裁孙玲、上海交通大学药学院的阎超教授、海伍丰科学仪器有限公司的董事长马明远先生、复旦大学的物理系的陈良尧教授和中科院有机所、上海红外光谱应用技术协会理事长吴天明教授都针对我国科学仪器自主创新发展做了相关报告。各专家、学者欢聚一堂,对我国科学仪器的发展各抒己见,做了深入的交流。

会议现场

中国仪器仪表学会科学仪器学术工作委员会副主任燕泽程女士

  会上中国仪器仪表学会科学仪器学术工作委员会副主任燕泽程女士致开幕词。燕主任希望:由中国仪器仪表协会和分析测试百科网共同举办的“我国科学仪器自主创新发展论坛”能够为推动国产仪器的发展做出一点儿的贡献。

中国科学院上海生物工程研究中心的李昌厚教授

  首先来自中国科学院上海生物工程研究中心的李昌厚教授作了题为《现代分析仪器及其应用发展的现状、趋势、特点和有关问题》报告。

  国内外科学仪器和应用的发展现状、趋势和特点

  说到国内外科学仪器和应用的发展现状、趋势和特点,李昌厚教授表示:目前,美国、欧洲及日本在科学仪器产业规模及技术方面处于世界领先地位,如美国的赛默飞世尔科技公司、安捷伦公司、日本的岛津公司、瑞士的梅特勒·托利多公司、美国的沃特世公司和美国的铂金埃尔默公司的年销售额都在增长中。这主要是因为国外的科学仪器行业的发展很重视高端设计,引导产业发展;在提高效率和市场拓展方面寻求平衡。这是非常需要国内科学仪器行业学习的。

  我国分析仪器行业萌芽于20世纪30年代,发展于80-90年代,近三十多年来发展很快,但大多数企业成立时间不长,规模较小,从2006-2010年,科学仪器大行业企业数量年均增长率在11%-19%之间。我国科学仪器企业中,民营企业占一半以上。按规模划分,中小型企业是主力军;按类型划分,民营和三资企业是主力军。我国科学仪器大多数企业成立时间较短,企业规模较小。在我国的科学仪器企业中,小型企业占绝大多数。与跨国公司相比较低,注册资金少,销售产值少,企业的平均利润不高。但是,目前我国在很多常规、基础的分析仪器方面形成了自己的优势和特色,很多仪器优于国外同类同档次的仪器。如:瑞利公司推出的便携式原子吸收分光光度计,北京海光和北京吉天的具有知识产权的AFP,北京普析推出的Pors-15UVS,浙江聚光推出的国际领先水平的CEMS、VOCS、WMS和LGA等。

  但是在最高端科学仪器产品的竞争上,国内科学仪器行业还基本上处于被动境地。不过这种状况已经开始逐步改变,少数具有自主知识产权的高端医疗仪器已经成功研制并将开始实施产业化,有些并处国际领先水平;如:电色谱等仪器。目前,大量高端仪器依赖进口,制约了我国在科学研究前沿领域的突破能力,这样的形势是非常严重的,一定要引起高度重视。

  现代科学仪器发展和应用的趋势

  李昌厚教授表示,现代科学仪器发展和应用的趋势是:

  (1)检测原子、分子和组份的仪器向多功能、智能化、网络化方向发展;

  (2)进行分离、分析的仪器向多维分离和分析方向发展;

  (3)需求量大、增长速度快的分析仪器主要应用于制药、食品安全、环境保护、工业生产和科学研究等领域;

  (4)生命科学仪器中的基因扩增仪(PCR)、流式细胞仪和细胞分析仪、微芯片、核酸纯化和细胞分离仪器、基因测序仪、电泳仪、合成仪主要用于科学研究;

  (5)高效液相色谱仪、紫外、薄层色谱仪主要用于制药和生物技术行业;

  (6)低压液相色谱仪用于蛋白质分离,主要用户在学术界和制药公司;

  (7)气象色谱仪用于环境保护和石油工业的发展,发展中国家对其需求量增长很快;

  (8)离子色谱仪主要用于环境保护监测;

  (9)毛细管电泳仪、电色谱等仪器主要用于实验室的基因组学和蛋白组学,其在只要中的应用,带动了制药事业的发展;

  (10)质谱仪器广泛应用于环境保护、食品安全检测、尖端蛋白组学、药物检测、石油工业、航天和反恐等领域,是物质原子量、分子量确定的必备工具,是科学仪器的高端产品和重要的战略产品;

  (11)与质谱仪联用的仪器激增,GC-MS、LC-MS、ICP-MS联用仪是一个迅速成熟的市场。很值得关注!ICP-MS在环境和半导体行业的应用已经非常普遍;

  (12)紫外、原子吸收,已经广泛普遍应用于地质、环境、能源、材料、食品药品等领域。特别是原子吸收分光光度计具有稳定的市场;

  (13)红外光谱和激光拉曼光谱,一个是振动光谱,一个是转动光谱,二者相辅相成,是最常用的结构分析和组成分析工具;

  (14)辉光放电光谱仪应用于环境样品(通常是水和土)常规测试;电弧/火花发射光谱仪一般都是用于金属领域,特别是冶金生产质量控制分析;

  (15)X-荧光光谱仪应用于有害金属监测,金属分析等等;

  (16)无机元素分析仪广泛应用于环境测试、金属产品分析。总有机碳和其他测量仪器主要用于环境检测,是全球工业发展所必需的;

  (17)颗粒特性测定仪器应用于纳米粒子和它们特性的研究,纳米研究促进了颗粒测定仪器的发展;

  (18)电化学仪器应用于环境保护、能源、出入境检验检疫与食品安全、公共安全领域,在质量保证和质量控制方面的应用占电化学仪器市场的一半以上。

  我国分析仪器与世界先进水平的主要差距

  李教授说:“现代分析仪器及应用发展主要有三个特点:越来越重视仪器学理论;分析仪器越来越离不开仪器分析;非常重视方法学的研究。我国分析仪器与世界先进水平的主要差距的原因是企业自主创新能力较弱,不重视仪器学理论,人才流失严重;企业质量控制能力差,不注重工艺设计;科技成果转化率低,主要包括国家的科研创新注意力主要集中在科研院所,很少为企业产业化着想,企业对科研成果二次开发能力弱,企业的技术人员素质低,不能参与真正的科研工作;关键技术和关键部件落后;产业配套能力差、精密制造加工能力差;分析仪器行业内低水平重复研发、恶性竞争现象严重;跨国公司的挤压,对我国科学仪器事业的发展影响很大。”

  对分析仪器制造者的几点建议

  当谈起对分析仪器制造者的建议时,李教授作为一个年长的既研发分析仪器又使用分析仪器的老科技工作者,他说:“分析仪器制造者应多听使用者的意见,要走出去主动与用户相互沟通,应认真的、虚心的听取使用者的意见;分析仪器制造者还应重视仪器学理论。”

  最后,李教授给大家推荐了几本书,分别是:《紫外可见分光光度计》、《紫外可见分光光度计及其应用》、《原子吸收分光光度计仪器及其应用》、《仪器学理论与实践》等,他用50年来做仪器、用仪器的经验,指导着分析仪器制造者和广大学者,并表示希望我国未来能够创造出更优秀的分析仪器。

海洋光学亚太区总裁孙玲

  接下来做报告的是海洋光学亚太区总裁孙玲,她的报告题目为《海洋光学助力中国仪器自主创新》。

  孙经理介绍了LIBS INSIGHT元素分析仪、QE65000拉曼光谱仪和海洋光学微型光纤光谱仪等多种先进仪器。此外,孙经理还介绍了光纤光谱百千万计划的创新平台,海洋光学全国各地的10个合作实验室和Blue Ocean科研奖金活动等。

  更多详情请见《海洋光学:掌中的微型光纤光谱仪在MICONEX2012大放异彩》

上海交通大学药学院的阎超教授

  来自上海交通大学药学院的阎超教授作了题为《液相色谱及其应用的最新进展》的报告。

  首先,阎教授简单的介绍了色谱法发展的历史。液相色谱按分离过程的机理可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、亲和色谱、体积排除色谱和毛细管电色谱。

  色谱仪主要由高压泵、进样器、色谱柱、检测器和色谱工作站几个部分组成。其中理论塔板数(柱效)是衡量色谱柱分离效率高低的指标;高压输液泵是液相色谱分离过程的动力装置,它将流动相连续不断地送进柱系统,使样品在色谱柱中完成分离过程,主要部件有柱塞杆、单向阀、密封圈;高效液相色谱(HPLC)检测器可以连续监测色谱柱分离组分的组成和含量,常用的检测器类型有光学性质检测器、电学和电化学性质检测器和热学性质检测器。

  接着,阎教授说:“液相色谱的应用领域非常的广泛,它可用于蛋白质组学、代谢组学等系统生物学;现代中药中的复杂成分的分离和分析,指纹图谱以及生产质量控制;蔬菜、水果中农残和添加剂的检测;空气、水、土壤污染的控制。”2010年全球液相色谱仪器市场约50亿美元。我国约30亿人民币(1万台),正以每年15%的速度递增,其中80%的液相色谱仪市场和近100%的毛细管电泳仪市场被国外进口仪器所占据。

  “液相色谱技术的发展趋势是自动化、智能化、网络化、微型化、集成化、高效、专用、快递、多维分离、联用技术”, 阎教授说,“发展小型化、便携式、现场分析仪器,一方面,节省能源与实际消耗,另一方面,食品安全、环境应急检测、公共场所安全检测、原材料现场筛选等对其都强烈的需求;通用型的仪器功能越来越全,应用范围越来越宽;专用型仪器在提高生产效率、节约成本方面倍受企业的青睐;发展快速、高通量仪器来应对待测样品的越来越多。”

  最后,阎教授还向大家介绍了高效液相色谱法的一些相关知识。

上海伍丰科学仪器有限公司的董事长马明远先生

  来自上海伍丰科学仪器有限公司的董事长马明远先生做了题为《ARCUS5自动进样器》的报告。

  马董事长主要介绍了ARCUS5自动进样器的几大特点:

  ARCUS5自动进样器特点

  1,全敞开式透明设计;

  2,易损件超长使用寿命;

  3,超强的自我保护功能,包括压力传感器、缺瓶传感器、顶针传感器和。漏液传感器的实时监测;

  4,独特的进样针设计;

  5,样品托盘自动识别功能;

  6,优秀的性能:ARCUS5自动进样器具有极低的残留,不给下一次取样带来样品干扰的烦恼,残留量≤0.01%;

  7,全电脑控制,并可与国内外任何液相兼容;

  8,软件——操作简单、记录完善。

复旦大学的物理系的陈良尧教授

  来自复旦大学的物理系的陈良尧教授作了题为《高性能二维光谱分析仪的研制和发展》。

  陈教授用一个恰当的比喻形容了高性能的光谱仪,他说:“如果说CPU是计算机的心脏;那么高性能光谱仪就是现代分析仪器的心脏。”

  光谱仪包括原子/分子光谱、反射/透射/吸收光谱、固体/液体/气体光谱、生物/医学/药学光谱、拉曼/荧光光谱、红外光谱、太赫兹光谱、LIBS光谱、通讯光谱、克尔/法拉第磁光谱和椭圆偏振光谱等。光谱仪拥有巨大的应用市场,仅原子分析光谱仪,我国每年约有4000台(约10亿元)的市场量。

  陈教授表示:在传统光谱仪设计中,为实现高分辨率光谱测量,需对光栅或棱镜等色散光学元件进行精细扫描和控制。高分辨光谱分析可覆盖低分辨,但低分辨光谱分析不能满足高分辨要求。现代仪器的核心技术特点是小型化、高可靠性、长寿命和高性价比。陈教授还介绍了授权的主要发明和实用新型专利的产品等。

  谈到科学仪器发展的规律,陈教授说:“科学仪器应注重原理和方法的创新;核心工艺和技术创新;培育市场,促进推广应用;优秀的研发团队;较高强度的研发投入。”

  最后,陈教授还现场测试了他带来的产品,测试结果显示了仪器各方面的参数都非常良好。

中科院有机所、上海红外光谱应用技术协会理事长吴天明教授

  来自中科院有机所、上海红外光谱应用技术协会理事长吴天明教授作了题为《红外光谱的发展与思考》的报告。

  吴教授说:“1957年,国家首次统一引进棱镜红外光谱仪器;1963-1964年中国科学院长春光机所试制成功我国第一台光栅型红外光谱仪,并送日本展出;上世纪八十年代起,天津和上海先后试制成功并批量生产光栅型红外光谱仪;后来,FTIR仪器的凸起使得各大公司纷纷转型,迎合潮流,世行贷款的出现使国外仪器公司倾销廉价FTIR仪器,抢滩中国大陆市场!目前现状是中国红外光谱仪器销售市场,几乎全被几个国外公司瓜分。”

  吴教授自问:“国产红外光谱仪器的出路何在?”他分析到:常规台式FTIR仪器的售价并不占明显优势,技术上硬件、指标相差不多;应该发展国家需要的,目前空缺的高技术产品,建议台式中低档仪器,配置高技术的化学图像功能。红外显微化学图像系统是红外显微分析的一场革命。

  红外化学图像功能得以实施,全靠红外探测器的革命性进展,它的核心技术是焦平面成像的阵列MCT红外探测器。MCT是碲,镉,汞三元素英文名称的缩写,这叫做三元检测器,可调节三元素比例,可改变探测器性能。它是低温(L N2)下工作的红外探测器,检测灵敏度比常用的红外室温检测器DTGS(氘代硫酸三苷肽)高一个数量级还多。

  最后,吴教授表示:一种像数码相机那样方便,具有图像和化学信息这种特殊功能的强大装备一定会问世当代!

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