聚光科技研发经理郑毅: 重金属移动监测利器 车载式ICP-MS
分析测试百科网讯 2016年10月10日-12日，第八届慕尼黑上海分析生化展在上海浦东新国际博览中心举行。聚光科技（杭州）股份有限公司的聚光科技实验室业务平台携旗下北京吉天仪器有限公司、上海安谱实验科技股份有限公司盛装亮相此次分析仪器领域盛会，集中展示了包括便携式GC-MS、 ICP-MS、ICP-OES、近红外系列（便携、台式）、原子荧光、固体进样汞镉测试仪、形态分析仪、试剂耗材等众多产品。展会期间，分析测试百科网采访了聚光科技质谱产品研发经理郑毅，听他为我们讲述这款车载式ICP-MS背后的有趣故事。
慕尼黑上海分析生化展聚光科技展台
聚光科技实验室仪器分为有机检测产品线和无机检测产品线，前者包括GC、GC-MS、LC-MS，后者包括ICP-OES、ICP-MS以及吉天的原子荧光、盈安的金属分析仪等。郑毅先后主持开发了Mars-400型便携式GC-MS和EXPEC 7000型ICP-MS，值得一提的是，这两款仪器都是聚光科技从零开始自主研发的。
聚光科技质谱产品研发经理 郑毅
聚光科技EXPEC 7000型ICP-MS是国家重大科学仪器专项《基于质谱技术的全组分痕量重金属分析仪器开发和应用示范》项目和国家重大水专项的研制成果。作为全球首款可车载ICP-MS，EXPEC 7000一经推出就广受关注，于2015年BCEIA展会期间正式发布，并获得当年的BCEIA金奖。
聚光科技EXPEC 7000型 ICP-MS
可车载的ICP-MS，EXPEC 7000多次发挥重要作用
郑毅首先为我们总结了EXPEC 7000的特色：
“EXPEC 7000是目前为止全球唯一可车载的ICP-MS，具有体积小、重量轻、抗震性好等优势；其次EXPEC 7000维护方便，将进样系统设计为可拆卸分体式矩管，更换成本低；创新的提手式换锥结构，无电动部件，便于两锥的维护；质谱部分采用的高精度四极杆质量分析器和双路射频电源闭环自适应调节技术，使仪器能够适应15-35℃、20-80%湿度的工作环境；在联用部分，EXPEC 7000由于具备了有机进样系统和带负载能力更强的新一代ICP电源因此在国内率先研制成功了LC-ICP-MS联用系统，并完成了多个常见元素形态分析的应用案例，比如常见的有机锡、砷形态、有机铅、有机汞、六价铬/三价铬等。”
“由于仪器的自主化程度高，因此EXPEC 7000的订单交付速度非常有优势。聚光科技还建立了由资深应用科学家组成的无机质谱应用团队（ICP-质谱/光谱），通过紧密跟踪行业标准并积极开展与用户的交流，及时快速地推出应用方案，在帮助客户解决疑难杂症过程中不断提升自己。”郑毅说。
随后郑毅为我们介绍了EXPEC 7000的多个应用案例：
天津“8•12”大爆炸事后检测 与进口仪器在同一检测水平
“在BCEIA展会召开之前，聚光科技的移动监测车搭载EXPEC 7000从杭州出发，经过6个城市、8个测试点，耗时47天，经过5700多公里，抵达北京。其中在途经天津时遇到“8•12”大爆炸后的灾后检测工作，监测车在事件发生两周后进驻当地水厂。从当时EXPEC 7000的检测结果来看，与进口实验室仪器在实验室的检测结果完全在同一水平线上，包括精密度、检出限、加标回收率等，得到了用户的高度认可。”
“召之即来、来之即测”
“在进驻北京以后，水专项牵头单位也对EXPEC 7000仪器进行了详细测试，包括静态测试和车辆往返永定河后的对于同一样品的检测结果，考察EXPEC 7000是否有“召之即来、来之即测”的能力。结果显示，EXPEC 7000完全具备这样的能力。”
甘肃锑泄漏事件 客户的“超极限”测试
2015年的“11•24甘肃锑泄漏事件”中，“我们临危受命，对四川省某市饮用水水质当中的锑元素进行检测。根据地表水环境质量标准GB 3838-2002中规定，集中式生活饮用水地表水源地锑的限值是0.005mg/L，对于常规的火焰原子吸收光谱仪器来说难以胜任。由于目前现有的移动式重金属分析仪器的灵敏度有限，而将水样采回实验室再分析时效性又不足，因此应上级部门的要求，我们的移动检测车星夜驰援。车辆从杭州出发，连夜奔袭1700公里到达现场，接上水气电，立即开机投入使用。在接下来长达一个月的时间内，EXPEC 7000没有关过机，也没有熄过火，一直以在线仪器的模式连续工作，主要检测锑、铜、锰等元素。我们和当地兄弟单位的工作人员轮番值守，每半小时上传一组数据到上级单位。”
郑毅表示，“长达一个月的时间连续运行、无任何维护甚至没有恒温恒湿的实验条件保障，这也算是用户帮我们对仪器进行了一次彻底的极限测试，同时让参与其中的每一个人看到了这款仪器的可靠性。通过这次应急事故的事前、事中和事后监测，EXPEC 7000不仅提供了高质量的数据支撑，而且证明了ICP-MS的车载化是提升我国重金属污染的移动监测和应急监测能力的必要技术手段。”
助力G20峰会 定制“移动实验室”
今年杭州举办了举世瞩目的G20峰会，为了让全体市民和参会的各国来宾能够喝上放心水，聚光科技发布了新型“移动实验室”并进驻杭州九溪水厂开展了当地饮用水水质连续监测任务。本次水质安全保障工作体现了“水质全参数移动监测”的理念，“移动实验室”不仅配备了车载式GC-MS和ICP-MS，还搭载了离子色谱、颗粒物分析仪、分光光度计以及固相萃取仪、氮吹浓缩仪、超纯水机等前处理设备。相比于过去的水质移动监测车只能检测少数污染因子，这款“移动实验室”能够现场检测国家水质标准中要求的绝大多数水质指标。
对于在G20中发挥重要作用的移动监测车，郑毅对其特点进行了进一步介绍：
第一，测试范围覆盖GB3838、GB5749和GB/T14848中的绝大多数指标；
第二，环境适应性强，能够在外界低温-40℃或高温45℃的恶劣条件下，使车内环境快速达到20~25℃（±2℃）的工作条件；隔音降噪减震设计，使得车辆内外噪声符合相关要求，舱内噪音低于55dB；
第三，上一代移动监测车主要配备快检设备以及在线设备，只能进行定性半定量测定，与之相比，聚光科技新一代“移动实验室”配备的全部是经过车载化设计的实验室设备，可进行准确定性和定量，即现场能直接给出完全符合国标方法的权威数据。
“移动实验室”配备的前处理设备
“移动实验室”分析设备的使用
ICP-MS研发 关注更多提升
在采访中，小编得知EXPEC 7000其实是聚光科技的第二代ICP-MS产品。第一代产品是一款常规型的实验室ICP-MS，体积和重量都比EXPEC 7000要大很多。尽管性能指标还是不错的，但是研发团队没有满足现状，对于仪器的体积重量、可靠性、稳定性、抗震性、可维护性和使用便易性等方面进行了长达两年的持续优化，成功推出了新一代EXPEC 7000。
下一阶段，项目团队会继续针对进样系统、碰撞池技术和LC-ICP-MS联用技术等多方面进行优化，进一步提高仪器的分析性能。
国家标准和产业需求成为ICP-MS市场的助推器
国内元素分析方法标准方面，环境监测领域的水、气、土、固废都颁布了ICP-OES和ICP-MS方法标准。由于环保是一个政策驱动型市场，以国家和行业标准作为牵引，ICP光谱和ICP质谱的市场总量会不断上升。经过这些年的发展，国产仪器在技术积累、产品可靠性、供货及时性、应用服务到位程度等方面都有很大提高。“进口厂商新产品的发布，对国产厂商来说是鞭策，国产厂商可以在应用创新、集成创新和本地化服务上，形成自己的特色。比如聚光科技推出的车载式ICP-MS，将传统的高精度分析仪器升级成移动式检测设备，使原先需要实验室离线分析的样品在现场就可以得到准确的定性定量检测。”
随着国家对于饮用水安全的重视程度越来越高，监测装备的水平也会随着国家和行业标准的日益严格而与时俱进，相对于现有的便携式重金属分析仪来说，车载式ICP-MS在突发性重金属污染事故的现场监测、饮用水源地的水质安全在线分析等应用领域是一个里程碑式的技术进步，特别适合我国江河湖泊分布广袤的地理特征以及基层单位重金属检测手段较为落后的装备现状。该仪器的问世必将促进我国环境、食品、水利、地矿等领域内的痕量/超痕量、多元素实时分析能力的大幅提升。
