應用加速器質譜儀定量檢測生物基塑料含量的探討

常松

摘 要：在當今世界，各個國家的生物基塑料產品大多為生物基塑料與石油基塑料相互混合的產品，然而這其中的生物基含量可以依靠西南在的技術所推算的現代碳含量在碳總量中占的百分比來表示。但是加速質譜儀有著高效、精確這樣的特點，所以說加速器質譜儀在生物基塑料產品監測領域中有很光明的市場前景。現在，世界上其他國家已經有很多機構在開展相關的研究，我國國內的研究工作現在也在剛剛起步的階段。

關鍵詞：加速質譜儀 生物基塑料檢測 應用情況

中圖分類號：TQ320.77 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0085-02

根據目前世界上已知的加速器質譜儀在生物基塑料檢測中的應用情況來看，加速器質譜儀在我國的發展是很有必要的，以下筆者將從加速器質譜儀的原理以及優勢、生物基塑料的優勢、加速器質譜儀的發展等方面闡述一下我對加速器質譜儀在生物基塑料檢測中的應用的觀點。

1 加速器質譜儀與生物基塑料簡介

加速器質譜儀在我國尚是一種新型的檢測儀器，而生物基塑料也尚在發展階段，與傳統的方式方法有著很大的不同，下面我將從兩個方面進行闡述。

1.1 加速器質譜儀的原理以及優勢

加速器質譜是1977年美國和加拿大大學的科學家應用一臺離子加速器作為高能質譜計，它是一種基于加速器技術與質量分析器技術建立的一套高靈敏度質譜分析的方法，它指的是將加速器與質譜分析結合在一起的一種核分析技術。該技術是指將準備測驗的樣品在加速器的離子源中電離，然后將離子束從離子源中引出并加速，然后再借助電荷態、能量、荷質比和原子序數的選擇，以此來鑒別被加速的離子并加以記錄，實現同位素比值的測定。一般而言，加速器質譜儀主要是由五個大部分組成的，首先是注入系統，然后是低能質量分析系統，加速器，高能質量分析器，在這說一下高能質量分析器是通過電分析與磁分析等技術來派出干擾的，對待測驗同位素進行鑒別和測量，最后是計算機控制及數據處理系統，該系統是綜合了低能量質量分析系統與高能量質量分析系統的兩套數據，進行數據處理以及分析。這就是加速器質譜儀的主要原理以及系統構造，在下面我將分列三條詳細的介紹加速器質譜儀法的優勢。

1.1.1 加速器質譜儀精確度高

加速器質譜儀與LSC、BI這兩種方法的優勢在于加速器質譜儀擁有三者之中最高的精確度，根據測試的樣品的量的不同，測試生物基含量精確度最高能達到±5%。加速器質譜儀在使用石墨靶固體進樣的條件下，加速器質譜儀的測試精確度能夠在±3%之間，明顯的要優于LSC、BI這兩種方法。

1.1.2 加速器質譜儀效率最高

另外加速器質譜儀法的測試效率是最高的，LSC與BI兩種方法需要的時間長達3d左右，并且一次只能測試單個樣品，而加速器質譜儀能夠在不到30min的時間內測試單個樣品，如果按照這樣的效率計算的話，一臺應用加速器質譜儀的儀器每年可以測試的樣品將超過10000個。

1.1.3 加速器質譜儀消耗少

加速器質譜儀還有的一個優點就是加速器質譜儀法消耗的樣品少，與BI和LSC消耗樣品數量基數不同，加速器質譜儀以毫克計算，加速器質譜儀進行一次測試所需要的樣品的數量大約需要10～100μg之間，然而另外的兩種方法以克計算，他們需要數10g甚至是數千克的樣品才能提供足夠一次測量的二氧化碳氣體。這是加速器質譜儀的又一大優勢。加速器質譜儀的巨大優勢在很多方面都得到了展示，加速器質譜儀同樣可以應用在醫藥、生物、考古等領域，并且具有廣泛的應用前景。

1.2 生物基塑料的優勢

生物基塑料的發展時間雖然沒有那么長，但是在現在科學技術的發展前景下，已經生產出來很多的產品，生物基塑料，是指部分或者全部以淀粉等天然的、可再生的為基礎的在微生物的作用下而生成制作的塑料。目前主要有兩種被廣泛接受的分類方式，其中之一是以合成途徑和制備方式區分，還有一種就是以生物降解性區分。生物基塑料中的生物基含量指的是其中的生物基原料所占的比重，生物基塑料與傳統的塑料依靠石油化工原料不同，因為生物基塑料是由農業生產隨處可見的植物秸稈、淀粉等自然植物為原料，生物基塑料的研制都是從純植物中獲取，植物含有大量的淀粉和蛋白質，生物基塑料在很大程度上避免了對環境的污染和破壞，它有傳統塑料無法比擬的優越性。它不僅具有很強的可再生性，而且生物基塑料十分具有環保性。目前有許多國家都在對這一領域進行研究，而我國在2016年的規劃中就已經提出，推動我國的生物制造技術向這種環保、持續的領域滲透，實現可再生的方式逐步替代傳統的高能耗、高污染的方式，這是我國轉變經濟發展方式，推動我國的經濟向著更快更好發展的重要環節。目前，生物基塑料已經成為現在科研領域的熱門，其在推動我國經濟可持續發展具有重要的意義。

1.3 生物基塑料的發展前景

根據有關的報告指出，全球的生物基塑料的科技發展是極快的，全球的生物基塑料市場前景十分明朗，市場的需求在快速增長，預計每年的增長速度將達到8%。在現在全球都在追尋新能源，發展綠色科技，在不久的未來，類似于生物基塑料技術的科技將會占據很大的席位，雖然目前生物基塑料在包裝方面的市場前景很好，但是隨著科學技術的發展，生物基塑料技術的改進，以后在汽車、醫療和電子技術等領域都會有涉及。所以說，生物基塑料在我國乃至全世界都有著很大的發展空間。

2 加速器質譜儀國內的發展情況與發展前景

目前在世界上主要是荷蘭、瑞士和美國的三家公司在商品化加速器質譜儀設備的制造方面處于領先地位。經過很長時間的發展，世界上的加速器質譜儀已經有很多。而我國的加速器質譜儀起步較慢，國內的產品出口還面臨著各種各樣的貿易壁壘，我國的生物基塑料技術仍還有待發展，企業要想馬上發展會有很大的困難，但我們不能因此而被擊退，雖然近幾年，我國的加速器質譜儀發展速度較快，因為我們也已經認識到了生物基塑料的優勢，通過這幾年的發展，我國陸續有廈門、天津等地建設。這表明生物基塑料在我國開始收到了重視，我們的發展將會越來越好，盡管現在可能會受到來自國外的技術方面的封閉，但是依靠我國的科學技術發展能力，一定能逐步追趕到世界領先水平。

3 結語

綜上所述，生物基塑料的發展會越來越受到那些追求發展與環境相適應的國家的重視，發展前景十分光明，而隨著生物基塑料的快速發展，生物基塑料的評級與檢測服務的市場需求量也將會大大的增加。而目前我國的加速器質譜儀發展仍然在起步階段，我國現在的檢測能力完全無法滿足生物基塑料這一領域的需要。但我國已經在積極研究并且引進設備，相信在不久的將來，我國現在所研究的加速器質譜儀能夠為生物基塑料這一行業發展提供更多的幫助。

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