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前瞻研究 | 我國分析儀器技術應用的發展趨勢

前瞻研究 | 我國分析儀器技術應用的發展趨勢

日期:2021-3-8

隨著中國國民經濟和科學技術的發展,以及行業各項法規的實施,中國對分析儀器的市場需求在不斷上升,年均增長速度世界排名第一。其中,生命科學儀器需求占比重最高,其余依次是分析分離儀器,主要包括色譜儀和電泳儀;元素分析和X射線儀器;光譜類儀器,包括原子光譜和分子光譜;通用實驗室儀器;各類質譜儀器;實驗室自動化儀器;材料特性測試儀器等等。

目前,我國分析儀器和應用發展的趨勢如下:

總體講,發展趨勢如下:需求量大、增長速度快的各類分析儀器(光譜、色譜儀器)主要向制藥、食品安全、環境保護、工業生產和科學研究等領域發展。生命科學儀器中的基因擴增儀(PCR)、流式細胞儀和細胞分析儀、微芯片、核酸純化和細胞分離儀器、基因測序儀、電泳儀、合成儀大多向科學研究領域發展。生命科學和有關的生命科學儀器是新興戰略性產業,國家正在加大對其研發和產業化的投入力度,通過生命科學及其有關儀器產業的發展,將大幅度推動農業、醫藥等產業的發展。具體儀器和應用的情況大致發展趨勢如下:

高效液相色譜儀、薄層掃描色譜儀等普及型儀器,應用的發展趨勢主要是制藥、食品和生物技術行業;低壓液相色譜儀的應用發展趨勢主要用于蛋白質分離,主要用戶為學術界和制藥公司;氣相色譜儀主要用于中藥、環境保護和石油工業的發展,發展中國家的需求量增長很快;離子色譜儀主要用于環境保護監測;毛細管電泳儀主要用于實驗室的基因組學和蛋白組學,其在制藥中的應用,帶動了制藥事業的發展;2010版《中國藥典》增加了對色譜類儀器的需求(HPLC方法增加900種藥,但不是用UVD檢測器,而是用光蒸發檢測器),2015版《中國藥典》還在繼續增加數量;質譜儀器和應用發展很快,廣泛應用于環境保護、食品安全檢測、尖端蛋白組學、藥物檢測、石油工業、航天和反恐等領域,它是物質原子量、分子量確定的必備工具,是科學儀器的高端產品和重要的戰略產品;質譜聯用儀器數量和應用領域發展激增,液相色譜—質譜聯用儀(LC-MS)、氣相色譜儀-質譜聯用儀(GC-MS)等是典型代表;早在十多年前《中國藥典》就提出增加質譜儀對藥檢的需求,首次提出采用液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS)控制中藥質量,采用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)測定中藥中的砷、汞、鉛、鎘、銅的含量。

特別值得提出的是薄層掃描-激光拉曼聯用儀,目前尚未見國外報道此類產品及其應用,是聯用技術發展中特別值得關注的問題之一,是我國首創的一種聯用技術,它有廣闊的應用前景;紫外、原子吸收、原子熒光等已經廣泛普遍應用于地質、環境、能源、材料、食品藥品等領域。這些儀器及應用主要發展趨勢是在環境、食品藥品領域,特別是在這些領域對重金屬元素的檢測,原子吸收分光光度計的市場增速很快;近紅外光譜(NIR)、激光拉曼(L-R)已廣泛應用于農業、食品、醫藥、石油、化工等領域;紅外光譜(IR)是最常用的結構分析和組成分析工具,近兩年來紅外光譜技術在兩個方面的發展有明顯進展,包括紅外化學成像(紅外和近紅外)、紅外光譜數據處理等。而且,《中國藥典》在原料藥鑒別中進一步擴大了紅外光譜法應用,并逐步用于制劑的鑒別,增強了鑒別的專屬性;電感耦合等離子體、輝光放電光譜儀和電弧/火花發射光譜儀、X-熒光光譜儀等及其應用的發展趨勢是:儀器方面大多帶有高靈敏度、低噪聲、低漂移的固態檢測器,自動化程度大大提高了。從應用上來說,基本上用于環境領域(水和土壤)的金屬檢測,特別是冶金產品質量控制分析、有毒有害金屬元素的監測、金屬成分分析等等。

綜上所述,分析儀器是一種涉及光學、機械學、電子學、計算機、應用等多個領域的高科技產品,它受益于各種前沿技術的最新成果,同時也面臨各種前沿技術不斷創新和發展帶來的挑戰。特別是應用方面,各類檢測工作的需求越來越大,我國2020版藥典、2020年的環保政策,都對分析檢測技術提出了很多新的要求??v觀全球科學儀器及其應用的發展梗概和現狀,可以預計:隨著生命科學、材料科學、能源科學、環境科學、民生科學和公共安全科學的發展,以及新技術的不斷出現,科學儀器會在微型、微量、快速、專用、高靈敏度、在線檢測等方面面臨機遇和挑戰。這期間,我國分析儀器及其應用也將不斷的創新,迎來一個嶄新的飛速發展的高潮時期。

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