我国分析仪器发展趋势

 导读：近年来，食品安全、环境污染问题日益频发，对此，政府机关和各个分析检测机构对分析测试实验室的投入力度也逐步加大，仪器设备市场增长迅速。且分析仪器及样品前处理产品正在以更高的灵敏度、更高的准确率、更低的成本、更专业化、智能化、自动化、简便的操作界面等趋势向新的方向发展。
　　根据中国仪器仪表行业协会统计，位于化学分析流程后端的分析仪器销售收入逐年增加，与化学分析仪器配套使用的辅助设备也呈快速上涨趋势，部分实验室仪器设备生产厂商已开始注重关键技术的自主研发，提高我国仪器装备产业实力，特别是在以前化学分析领域发展过程中未受到重视的领域，诸如样品前处理产品和其他实验室通用设备(实验室常规加热和冷却设备)在新一轮的增长中表现较为突出。
在典型的化学分析流程中，样品前处理环节占去大部分时间，据统计超过60%，此外，样品前处理也是分析误差的主要来源。由于行业标准的持续升高，新的样品前处理技术正逐步成为提高分析结果速度和精度所必要的先决条件，国内样品前处理技术也因此迈进新的高度――特别是样品前处理技术的自动化趋势越来越明显。样品前处理实现自动化可带来诸多优势，既可以显著减少人工操作成本和人为误差，还能有效大大降低操作人员接触化学品的风险，同时也能控制好溶剂和强酸等化学品用量和排放量，有利于降低环境污染的风险。此外，强大的软件操作界面是自动化样品前处理的另一大优势，可以使操作者图形化管理样品，并灵活设置、保存和调用不同的前处理方法，使样品前处理工作更加简单。因此，近十年来，自动化的样品前处理设备不但技术发展迅速，而且市场也在不断扩大。
　　在这种行业背景和产品自身特点的推动下，分析配套的样品前处理产品行业发展也迎来了新的历史机遇，以计算机应用为标志的化学分析及相关仪器正在进行新的行业变革，计算机控制的分析数据采集，实现样品前处理及分析过程的连续、快速、实时和智能。分析仪器及样品前处理产品正在以更高的灵敏度、更高的准确率、更低的成本、更专业化、智能化、自动化、简便的操作界面等趋势向新的方向发展。部分仪器生产厂商已开始注重前瞻性技术的研发，部分产品和技术已达到国际先进水平。
　　全国样品前处理产品及各分析仪器厂商众多，市场竞争较为激烈，未来将沿着多维先进技术方向发展，大致涵盖以下方向：
　　(1)沿着分析测试流程整合更多的产品，提高产品功能和档次;
　　(2)总结国内近十年实验室自动化产品的设计经验，提高自动化产品的适用性，改善用户体验;
　　(3)推进新型技术的产品化，创新性地研发新型产品，扩展现有市场;
　　(4)从“绿色化学”的角度研发新型实验室设备。目前，自动化样品前处理的典型产品在有机分析领域主要有全自动固相萃取系统，全自动GPC凝胶净化系统，自动化浓缩系统，高压溶剂萃取系统等，在无机领域则主要有自动电热消解仪和微波消解仪。
　　根据对国内招标网和采购市场的不完全统计，上述产品市场规模在8亿元以上，按照近年来年均15%的增长速度测算，未来5年后，该领域市场容量可翻番达到16亿元，产品的增长主要动力来自分析测试能力建设要求的提高，以及从手工操作向自动化操作转变所带来的产品换代。上述主要产品市场容量大致如下，全自动固相萃取系统市场规模大致在30000万元左右，全自动GPC凝胶净化系统规模在1800万元左右，高压溶剂萃取系统市场规模在3500万元左右，微波消解仪的市场规模在15750万元左右，半自动电热消解仪市场规模在2400万元左右，全自动电热消解仪市场规模在2000万元左右。未来，随着国家产业政策的支持，下游行业需求的增加，上述产品市场容量会进一步增加。此外，分析仪器及样品前处理产品领域的快速发展带动了相关实验室设备的发展，如实验室分析活动中常用到的加热和冷却设备，以水循环冷却恒温器为例，据估计该产品的市场容量在20000万元左右，每年的市场需求至少在20000台以上，随着国内实验室建设标准和下游用户体验要求的不断提高，这类产品的技术水平也随行业标准的提高而显著改善。
　　冷却产品主要是为实验或仪器提供低温恒温条件，目前该产品的发展主要呈现以下趋势：
　　(1)高能效性，高能效一方面要求传热、换热和热隔离设计要好，并减少能量损耗，另一方面要求产品功率规格丰富，能很好地匹配下游用户的需求;
　　(2)温度可控性，普通冷却设备要求温度波动在±1℃范围内，高恒温性能仪器则要求温控范围在±0.1℃内，甚至更低，此外，开放冷却时要有合理的水流(以水作为载冷剂)分配;
　　(3)耐用性，由于绝大部分致冷产品中有压缩机、水泵和电磁阀，三者均为机械运动件，因此耐用性是产品技术的重要基础和保障;
　　(4)低噪音性，同样由于有机械运动部件，对致冷过程中的噪音需要控制好，做好减震设计;
　　(5)易维护性，换热器表面、水箱等处必须易于清理。
　　而加热产品主要为实验提供高温恒温条件，目前的技术趋势有：
　　(1)安全性，由于加热温度常高于60℃，最高可达450℃，因此产品设计必须考虑防火因素，同时应充分提示用户防止烫伤;
　　(2)温度可控性，一方面，温度波动应足够小，另一方面，温度升高的过程可由程序控制，即程序升温;
　　(3)温度均匀性，由于加热为固体传热，加热体表面温度的均匀性非常重要，以免不同位置加热效果不一致，影响实验结果;
　　(4)温度范围宽，加热温度可高达450℃，因此加热体材质(主要性质有耐温和导热)非常关键;
　　(5)耐腐性，实验室需要加热的情况中常常用到强酸和强氧化剂，这就要求产品整体设计要能耐受或避免化学腐蚀;
　　(6)自动化，特别是对化学接触风险较大的实验，自动化设计可显著降低化学接触风险，同时相对人工还提高了操作的可重复性。
　　随着国家产业政策的支持、下游行业需求的增加、行业标准的提高，样品前处理及其他实验室仪器设备市场容量和空间会进一步加大。未来，行业会迎来新一轮的增长