摘 要 本文簡要地論述了發展科學儀器的重要性, 并簡略點評了本期專輯中收錄的部分文章。
關鍵詞 分析儀器; 創新; 儀器研發
著名科學家錢學森先生曾經指出:“新技術革命的關鍵技術是信息技術。信息技術由測量技術、計算機技術、通訊技術三部分組成。測量技術是關鍵和基礎”。工欲善其事, 必先利其器。先進的科學儀器是尖端測量科學的基礎。諾貝爾化學獎獲得者R. R. Ernst指出:“現代科學的進步越來越依靠尖端儀器的發展。”科學儀器是人類感覺器官的延伸, 是人類認識世界、改造世界不可或缺的工具。從一百多年來諾貝爾物理學和化學獎的頒授結果來看, 約有三分之一是頒布給那些在發展科學儀器或測量方法方面有杰出貢獻的科學家。可見, 我國要成為科研強國, 就一定要發展科學儀器事業, 研發具有自主知識產權的的先進科學儀器。
推進科技進步與創新,科學儀器設備開發既是先導又是重要條件支撐。近年來,為了推動我國科學儀器的快速發展,科技部和國家自然科學基金委都設立了專項基金給予重點資助。尤其是,在當前我國邁入“十二五”全面建設創新型國家的戰略時期,在中央財政的支持下,科技部、國家自然科學基金委分別設立了專項資金,大幅度加大投入,構建符合重大科學儀器設備開發和應用內在規律需求的管理體系。
為配合我國科學儀器設備自主創新事業發展,《分析化學》編輯部與從事儀器研發的專家通力合作,精心組稿,編輯了這期以\"新儀器,新方法,新應用\"為主題的儀器專輯,介紹國內在分析儀器這個領域的最新研究進展。本輯收錄的19篇論文,內容涵蓋了電化學與傳感器、分子光譜、原子光譜、質譜、離子淌度譜、色譜、微流控和熱分析等分析化學的各個領域,也體現了分析儀器發展的智能化、多功能化、小型化、原位和在線分析等多樣化趨勢。
涉及質譜技術的論文數量最多, 這顯示出質譜的迅猛發展趨勢[1~8 ]。如丁傳凡等[1]設計的用于離子光學系統可以有效拓展二次離子質譜中一次離子的種類和范圍, 在未來質譜儀中有廣闊的應用前景;沈學靜等[5]描述的脈沖熔融-TOF技術, 實現了同時測定金屬材料中氧、氮、氫、氬4種氣體元素的突破;李海洋等[2]引入的新型單光子和光電子復合電離源技術, 可用于在線質譜, 監測和分析復雜化學反應的過程。另外還有多篇是關于離子源的開發及其在質譜或其它領域的應用, 如, 李建平等設計的樣品離化和離子注入一步完成的面-網結構表面離化源, 可用于表面離化離子遷移率譜儀[8];翟利華等研制的管狀熱腔離子源, 與原有的自行研制的磁-電雙聚焦質譜系統相結合, 可有效提高鈾和钚等放射性同位素的探測效率[3]。這些都上顯示出離子源的研究在當代質譜乃至整個分析領域所占的重要地位。在儀器成品方面, 有杭州聚光公司研制的便攜式氣相色譜-質譜聯用儀就是一種小型化的儀器, 總重量不超過17 kg, 實際檢測的結果與實驗室的相比毫不遜色, 應該會很快占據一定的市場[6]。
光譜也占有較大比重, 顯示出傳統的分析領域仍煥發勃勃生機。如鄒明強等自主研發的快速檢測三聚氰胺的便攜式譜儀就是利用拉曼光譜作為檢測手段[9]。再如于永等利用光譜測量手段制成的蛋白質檢測儀, 可以快速地檢測乳制品中的蛋白質的含量[10]。宋大千等設計并組裝了表面等離子體共振分析儀中的微型光纖光譜儀, 不但小巧, 而且具有良好的分析性能, 可用于定量分析生物分子間相互作用的研究[11]。張榕等自行研制的原子吸收式血液中的五元素分析儀, 采用多元素空心陰極燈作光源同時測定人全血中Ca, Mg, Fe Cu和Zn營養元素[12];由北分瑞利分析儀器(集團)有限公司研制并生產的WFX-810塞曼原子吸收光譜儀, 發明了雙燈座雙原子化系統;上海光譜儀器有限公司研制的SP-3803型塞曼原子吸收光譜儀, 發明了同時進行交直流塞曼背景校正的測量系統, 這兩種儀器將原子吸收光譜儀提升到一個較高的水平[13]。
其它幾個領域, 如關亞風等研制了一種可用于用-10
SymbolpB@ C低溫的冷阱濃縮/熱解析儀[14];賈建等建立了一種與IMS半透膜結合的熱解析進樣方法, 設計了可快速加熱的微型熱解析裝置, 可以有效的提高離子遷移率譜儀的樣品進樣效率[6];趙萍等基于離子選擇電極技術, 建立了一種靈敏的測定水中痕量氟化物的分析方法, 檢出限僅為0.015 mg/L[15];許光文等研制的微型流化床反應分析儀, 具有等溫微分、與原始物料的直接快速反應, 對復雜快速氣固反應分析的適應性和低擴散抑制作用等重要特性[16]。又如上海精密儀器公司設計的新型光離子化檢測器, 用于氣相色譜儀中, 有效地簡化了樣品前處理程序, 提高了測量速度[17]。總之, 該輯收錄的論文都有非常鮮明的特色, 具有突出的創新性, 較好地代表性了我國分析儀器發展水平。
此外, 多篇論文(約1/3)由儀器公司參與完成, 體現了產學研相結合的特色。組稿人衷心希望通過本專輯的發表, 能夠對我國科學儀器事業的發展有所裨益, 促進研究人員、儀器公司、用戶等之間的交流和合作, 共同推進我國科學儀器事業的發展, 打造我國的分析儀器的知名品牌。
本專輯凝聚著眾多作者、編者的心血, 是大家共同努力的結果, 但由于組稿時間較倉促, 疏漏之處還在所難免, 有些更高水平的研究成果可能尚未收錄其中。 我們也期待著更精彩的研究成果在本刊發表。
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Promoting Home-growing Analytical Instruments to a New Era
CHENHuan-Wen, ZHU Zhi-Qiang
(East China Institute of Technology, Jiangxi Key Laboratory for Mass Spectrometry and Instrumentation)
Abstract The importance of the development of analytical instruments is briefly discussed, showing the highlights of the instrumentation developments reported in this special issue.
Keywords Analytical instrument; Innovation; Instrumentation