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国产拉曼光谱之仪器发展概况解析:成绩与挑战同在
来源:仪器信息网 | 作者:普识纳米 | 发布时间: 2017-12-15 | 1159 次浏览 | 分享到:
[导读] 近年来,国产仪器研制出了大型及便携式拉曼光谱仪。国产品牌不仅研制出高端科研级的显微共聚焦拉曼技术、紫外共振拉曼光谱技术、SERS、拉曼光谱成像等硬实力技术,也研制出了具备完整应用方案的可移动便携式拉曼光谱仪,搭配一键式操作、自动谱图检索匹配、谱库比对及建库、云端平台处理等高性能,可完美满足客户对现场的检测需求。
 作为分子光谱领域最为活跃的仪器类别之一,拉曼光谱仪器已经成为科学仪器行业的关注焦点之一,市场争夺也日益激烈。

  近几年,涌现了一批致力于拉曼光谱仪开发的国产仪器厂家,相继推出新产品新技术。作为为数不多的,同时具备科研级拉曼光谱仪到小型、便携式拉曼光谱仪的设计、制造能力的国产厂商,北京卓立汉光仪器有限公司(简称:卓立汉光)在拉曼光谱仪的开发和推广方面颇有心得,对中国市场也进行了深入的研究。

  仪器信息网:如何评价目前国产拉曼光谱仪的整体技术水平?

  卓立汉光:拉曼光谱技术是一个快速发展的检测手段和方法,需要大力促进其研究(光谱技术、应用方法)从实验室走向社会,运用拉曼光谱快速、无损的特点解决公共安全、食品药品安全、环境保护、在线监测等领域的问题。

  目前,拉曼光谱技术和光谱标准在我国的整体水平和国际化水平都较低,运用标准作为竞争手段的能力更低。在拉曼光谱技术上,我国的研究工作起步并不晚,以张树霖教授为代表的老一辈科研工作者很早就展开了科研级别的拉曼光谱仪产品的研制工作,并取得了广泛的国际认同,但国产商业化的拉曼光谱仪在研发新技术上一直滞后于国外,例如差分技术、红外与拉曼联用技术、透射拉曼光谱技术、空间位移拉曼技术、超低波数、拉曼光镊技术、TERS等国外的厂商已经在国内有产品进行销售,而国内的厂商还处于对常规拉曼研发和完善阶段;在科研级别的大型显微共聚焦拉曼技术的研发上,国内目前只有少数公司在研发上投入去赶超国际科研级别拉曼光谱仪,比如,北京卓立汉光仪器有限公司研制了Finder Vista显微共聚焦拉曼光谱仪与雷尼绍、Horiba等厂家形成竞争优势,同时也在国内科研级别的拉曼形成一定的影响力。

  目前拉曼光谱仪的标准建立逐步在各行业展开,2015年8月份,国家质检总局发布了拉曼光谱仪校准规范(JJF1544-2015),2015年11月15日实施;2015版中国药典也将拉曼正式以检测方法列入药典附录,《激光拉曼技术玉石矿物检测仪器》,《便携式拉曼光谱快速检测仪》,但是这些标准难以覆盖目前拉曼光谱在各行各业的应用,同时也导致在一些行业拉曼技术水平参差不齐,导致用户对国产仪器的不信任。

  在应用的开发上,国内的科研机构及拉曼厂商的应用开发处于国际较高的水平,尤其是SERS、行业的专用机型开发等方面的应用技术开发,引领着国际的应用。

  仪器信息网:这些年,我国拉曼光谱都取得了哪些突出的成果?

  卓立汉光:近年来,国产仪器研制出了大型及便携式拉曼光谱仪。国产品牌不仅研制出高端科研级的显微共聚焦拉曼技术、紫外共振拉曼光谱技术、SERS、拉曼光谱成像等硬实力技术,也研制出了具备完整应用方案的可移动便携式拉曼光谱仪,搭配一键式操作、自动谱图检索匹配、谱库比对及建库、云端平台处理等高性能,可完美满足客户对现场的检测需求。

  中科院大连化物所李灿院士、范峰滔研究员、黄保坤高工等参与研发的7千米级深海原位探测紫外激光拉曼光谱仪在马里亚纳海沟成功通过7000米海试验证,该光谱仪是国际上首次进行深海探测的紫外激光拉曼光谱仪,也创造了拉曼光谱仪最高深海探测记录(7449米)。该仪器的成功研发将提升我国在深海矿藏、能源资源(天然气水合物)、碳循环与气候变化以及深海生物信息方面的探测能力。近日,通过“发现”号无人潜水器携带的深海激光拉曼光谱探针,科考团队在我国南海约1100米的深海海底探测到两个站点存在裸露在海底的可燃冰,经拉曼光谱探针现场探测,证实其为标准的I型水合物。

  仪器信息网:国产拉曼光谱与进口产品相比有哪些优势?存在哪些差距?

  卓立汉光:国内产品与进口仪器相比的优势主要体现在以下几个方面:第一,国产仪器在设计上更符合国人的操作习惯,在软件开发上,能够更贴近用户的使用特点、使用需求开发;第二,在应用开发上,更贴合中国的国情需要,基于目前食品安全、药品安全的需求,国产仪器开发出能够满足和解决用户的产品;第三,在市场导向下,国产仪器更具有价格和服务优势,更能满足市场上的一些单位列装、批量的采购需求;第四,创新性优势,国产仪器基于新技术进行创新研发,结合当下先进的技术,应用到产品的开发上。

  国内产品相较于进口仪器的劣势主要体现在几个方面:第一,随着拉曼产品的炙热,国内涌现出大量良莠不齐的拉曼厂家,导致国人对国产仪器的品质信任度不高;第二,国产仪器缺少民族品牌化的标杆,几乎很少有一款仪器能够占据顶尖市场销售地位;第三,缺少标准化,随着仪器、应用的不断开发,标准的建立有些滞后,使得市场化的需求面临一系列问题,市场推广难度大。

  仪器信息网:国产拉曼如果要崛起,目前亟待解决的问题是什么?

  卓立汉光:如何在保持功能更加强大的同时,又能使仪器稳定耐用、操作简便,是国产拉曼崛起的基础需求,而准确、稳定的定量模型的建立是整个便携拉曼光谱全面应用的一大瓶颈。在拉曼应用的方法学开发上,定量是拉曼所有应用行业亟需解决的问题。在便携式拉曼光谱仪的应用上,混合物准确的分析相当的关键,所以拉曼光谱仪亟需能够快速、准确的实现多组分分析,并且给出客户准确的结果。在低浓度、低含量、低信号物质的检测方法的开发上,各种方法包括SERS稳定性及重复性是一个尤为关键的问题,需开发出准确、稳定、重复性强的科学方法。

  仪器信息网:实验室仪器和手持/便携仪器,您更看好哪一类在中国的发展?

  卓立汉光:目前高端拉曼产品慢慢走向成熟,而分析型的产品相对来说增长比较快,这说明现在拉曼光谱仪已经向分析型仪器方向发展。我们可以看出光谱检测的优势越来越在实验室研发中体现出来,尤其是在化学、催化、刑侦、地质领域、艺术、生命科学、材料科学等各个领域,拉曼检测是一种不可缺少的手段。再者,从国家自然科学基金的申请来看,拉曼各领域的应用研究开发的加大,实验室仪器在中国的发展必将大幅增多。

  基于手持/便携式拉曼在中国的炙热程度,加上大量应用的涌现,可以预测未来需求不可估量,必将会引领便携式仪器市场发展。近两年,我们也可以看出国内几个数百台大单的采购,说明一些检测单位已经接受并实际应用拉曼的手段解决问题,并且得到良好的效果,所以随着技术的完善和进一步的提升,手持/便携拉曼的需求量会成倍的增长,并且在各行业大规模的应用,在中国的近几年必将掀起采购热潮。

  仪器信息网:目前中国市场对拉曼光谱仪的需求情况如何?中国市场的年销量?年增长率?

  卓立汉光:中国在高端科研领域的投入越来越大,随着国内整体科研水平的提升,实验室仪器的需求量会越来越大,从近两年的招标数据量可以看出在逐年增长。目前中国市场对拉曼规模性的应用主要集中在制药、安防、食品安全等着几大应用领域,从用户对技术的认可来看,越来越多的用户采用拉曼技术去研发、检测,所以目前中国拉曼光谱仪的需求来说,一个字“大”。

  从中国采招网统计来看,2016年采购拉曼的单位接近200家,其中包括海关总署300台。截至2017年9月份,从采招网统计来看,已有160多家进行拉曼相关设备的采购,其中也包括海关总署的422台大单的招标。从目前情形可以看出,2017年拉曼招标将会超出2016年的招标单位的数量,从采招网的信息可以看出,拉曼光谱仪增长势头很高。

  根据中国政府采购网有关拉曼光谱仪的中标信息统计分析,近五年,我国拉曼光谱仪市场取得了长足的发展,不仅是中标数量持续攀升,而且涵盖的领域/行业也越来越广泛。据不完全统计,2012年中国政府采购网上有关拉曼光谱仪的中标信息不足30条,而2016年相关的中标信息已达100余条,短短5年的时间中标数量将近翻了两番,特别是近三年以来年平均增长率更是高达50%;2016年中国政府采购网上有关拉曼光谱仪的中标金额估计超过1.2亿元,而2015年同等条件下的估算为8000余万元,增长比例亦高达50%!