中国在光谱仪器方面和国外有较大的差距
计量软件 · 2011-06-09 09:56 · 52341 次点击
中国在科学仪器方面和国外有较大的差距,是涉及我们的基础工业、材料科学、电子技术、工艺技术等方面的差距引起的。以下是关于中国在光谱仪器方面和国外有较大的差距:
1.原子吸收
德国耶拿公司推出了全球第一台商品化的contrAA型连续光源火焰原子吸收光谱仪,采用了一个连续光源(高聚焦短弧氙灯)取代了传统的空心阴极灯,辐射出从紫外线到近红外的强烈连续光谱(190~900nm),采用了高分辨率的中阶梯光栅,经色散后所得谱线宽度可达pm级。在检测器方面,该型仪器采用了CCD线阵检测器以增加量子效率。从可获得的分析信息量的角度而言,该款仪器已和ICP光谱仪相近。
2.原子荧光
这是极具中国特色的分析仪器,随着元素形态分析领域的兴起,色谱与原子荧光联用技术也随之发展起来。清华大学与北京吉天联合研发的SA-10砷形态分析仪是一种基于氢化物发生—原子荧光技术的元素形态分析仪器,利用液相色谱进行分离,用氢化物发生—原子荧光对液相色谱流出物定量,检测元素的不同形态,能够更有效地评价样品中元素的生物危害性,能够有效地检测As、Hg、Se等元素的多种形态,可在食品、卫生、药物、饲料、农业等领域的检测中应用。我国还有多个企业生产原子荧光光谱和元素形态分析仪。
3.MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)光谱技术
采用微型制造技术,将机械部件,传感器,执行机构和电子系统利用显微加工技术,集成到一个普通的基材(硅、铝或其他)上。MEMS可以改进现有所有产品领域,并赋予产品新的特质和性能,出现新一代的过程光谱分析仪。
4.红外光谱
红外光谱是最常用的结构分析和组成分析工具,近两年来红外光谱技术三个方面有明显进展:(1)红外化学成像(红外和近红外);(2)红外光谱数据处理;(3)编码调制红外光谱。
(1)红外化学成像
化学成像是一种同时提供空间的、化学的、结构的和功能的信息,是一组三维的数据块,化学图像数据为海量数据,使用化学计量学方法进行处理。
近两年的进展主要表现在共焦平面红外阵列检测器与FT-IR光谱仪器的耦合研究方面,目前发展方向倾向于使用线阵检测器,可避免面阵中坏象素的影响,值得关注的是如SPECTRALDIMENSIONS公司研制开发的专用和在线化学成像分析仪,用于制药,高分子,食品,法医,反恐等领域。
(2)红外光谱数据处理技术
多维红外光谱数据的处理在近两年内得到了特别的关注。研究最多的是二维光谱。
(3)编码光度红外光谱测定法
这是一种新技术,一个编码转盘部件产生干涉图,经过傅立叶变换得到红外光谱图,可以用于检测化学反应动力学和产物的信息,非常适合在线检测,适用于散射光谱,透射光谱和吸收光谱技术的应用。它具有速度快和抗环境干扰能力强,体积小,结构紧凑,更简单,成本低等的优点。美国ASPECTRICS公司拥有这项新技术,目前产品已经投放市场。2006年度获得《研究与开发杂志》颁发的百名市场影响力最强新技术产品奖。
5.近红外光谱
当前,近红外分析已广泛应用于农业、食品、医药、石油、化工等领域,近红外仪器已经形成独立的产业,国际上近红外技术市场主要被美国热电尼高力公司、丹麦FOSS公司、德国布鲁克公司、瑞典Perten公司等分析仪器企业占据。我国的近红外技术产业经过20余年的发展也具有了一定的规模,北京英贤公司和上海棱光公司是其中的代表。
目前国际上主要从事近红外仪器研发、生产的公司也在把主要精力投向模型和方法的研究与开发上,因此共享模型和方法标准的研究将是近红外技术今后几年发展的主要方向。可喜的是,我国的部分科研院所,如石化院、中国农大、湖南大学,中南大学,第二军医大学等目前已在化学计量学方面进行了非常出色的工作。目前我国近红外光谱技术正处顶盛时期的前夜,有许多方面走向世界前列。
华东理工大学的杜一平教授获2006年BUCHI近红外光谱学国际奖,该奖项是瑞士BUCHI公司为表彰本年度近红外光谱学领域的突出贡献而设立的,获奖原因是提出和应用化学计量学算法regionorthogonalsignalcorrection(ROSC),解决了近红外光谱中共存组分的光谱干扰问题。