電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)技術(shù)問世至今已近40年,ICP-MS技術(shù)迅速發(fā)展成為一種應(yīng)用廣泛且受到高度評價的分析技術(shù)。隨著相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)υ摷夹g(shù)需求的不斷拓展和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的不斷深化,以及ICP-MS儀器的不斷改進和完善,該技術(shù)已進入了成熟階段。在學(xué)術(shù)交叉和應(yīng)用方面,ICP-MS滲透到宇宙、環(huán)境、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)藥、醫(yī)學(xué)、食品、材料、核科學(xué)與技術(shù)等諸多領(lǐng)域,很多成熟的方法已經(jīng)發(fā)展成為標(biāo)準(zhǔn)化的方法。近年來,ICP-MS在貴金屬、類金屬和非金屬元素分析,聯(lián)用技術(shù)與形態(tài)分析,單顆粒和單細(xì)胞分析等方面取得了重要的進展,同時也在免疫分析、疾病診斷、藥物篩選、納米分析等方面也得到越來越多的應(yīng)用。
為幫助用戶更好地學(xué)習(xí)、了解ICP-MS技術(shù)及應(yīng)用的最新進展內(nèi)容,91儀器信息網(wǎng)特別策劃了“精進不休:ICP-MS新技術(shù)新應(yīng)用”專題,并邀請到ICP-MS市場上的主流生產(chǎn)商們,請他們談?wù)剬CP-MS技術(shù)發(fā)展及最新應(yīng)用進展的看法。本文特別邀請到江蘇天瑞儀器股份有限公司質(zhì)譜事業(yè)部總經(jīng)理周立博士,請他談一談對ICP-MS技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展歷程及未來趨勢的看法。
91儀器信息網(wǎng): 請回顧貴公司ICP-MS的技術(shù)發(fā)展歷程。
天瑞儀器:2012年3月19日,天瑞儀器質(zhì)譜新品發(fā)布會在北京召開,推出自主研發(fā)的的三款質(zhì)譜儀產(chǎn)品:GC-MS 6800氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、LC-MS 1000液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀、ICP-MS 2000電感耦合等離子體質(zhì)譜儀。ICP-MS 2000是國內(nèi)首家商品化的ICP-MS機型,并已出第二代產(chǎn)品ICP-MS2000E,其采用最新的變頻等離子體技術(shù),保證儀器可運行多種模式(如常規(guī)模式、碰撞反應(yīng)模式、冷等離子體模式)。
91儀器信息網(wǎng): 您認(rèn)為目前的ICP-MS技術(shù)還有哪些問題亟待解決?未來ICP-MS的技術(shù)發(fā)展趨勢如何?
天瑞儀器:就目前的技術(shù)而言,我們比較關(guān)注耐高鹽進樣和自動化處理技術(shù)。ICP-MS分析的樣品通常鹽分高,普通的進樣系統(tǒng)容易堵塞,我們通常的做法是對高鹽樣品進行稀釋,這樣的話必然會犧牲元素靈敏度,并引入稀釋誤差;或者對待測元素進行富集,去除基體,該操作步驟繁多,不利于大批量測試。如果可以耐高鹽進樣,相當(dāng)于簡化操作步驟,同時還能保持待測元素靈敏度。
自動化處理技術(shù)的關(guān)鍵在于考慮到前處理過程中涉及有害的酸液同時需要繁復(fù)的操作,采用自動化處理進樣可極大的降低操作安全風(fēng)險,大大節(jié)省人力,節(jié)約企業(yè)培養(yǎng)成本。
隨著智能時代到來,人工智能技術(shù)高速發(fā)展,分析儀器行業(yè)亦應(yīng)當(dāng)跟上時代的發(fā)展,儀器智能化不斷被提及,我們認(rèn)為未來儀器的趨勢應(yīng)當(dāng)是逐步解放人力、提高效率,從取樣到進樣再到分析最后出結(jié)果應(yīng)當(dāng)完全一體化自動化,即在線分析云端報告體系,正如英國研制的智能手術(shù)刀,手術(shù)器械直接與質(zhì)譜儀聯(lián)機,在手術(shù)過程中實時檢測腫瘤細(xì)胞指標(biāo),2s內(nèi)即可產(chǎn)出結(jié)果,極大降低術(shù)后風(fēng)險,提高手術(shù)效率。
91儀器信息網(wǎng): 您如何看待國產(chǎn)與進口ICP-MS技術(shù)的差距?
天瑞儀器:目前國產(chǎn)儀器已經(jīng)愈趨成熟,但因國內(nèi)ICP-MS 發(fā)展時間較短,在檢出限、穩(wěn)定性、自動化程度等方面仍與進口機型存在一小部分差距。但近年來因政策利好、環(huán)保力度加大,國產(chǎn)廠商也通過不斷努力和深厚底蘊使自身的ICP-MS機型各指標(biāo)逐漸逼近國際先進水平。
同時我們認(rèn)為國產(chǎn)儀器最大的優(yōu)勢在于性價比,最大的問題在于大多國人對國產(chǎn)高端產(chǎn)品的認(rèn)可度仍停留在十多年前,所以想要快速的打破國際廠商的壟斷,我們必須從客戶體驗出發(fā),在國內(nèi)人工智能技術(shù)不斷平民化的今天,我們?nèi)绻軌驅(qū)崿F(xiàn)儀器的智能化,必然能夠贏得國內(nèi)市場乃至國際市場的認(rèn)可。
91儀器信息網(wǎng): 目前貴公司ICP-MS重點關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?
天瑞儀器:我們目前重點關(guān)注環(huán)境、地質(zhì)、生理分析等領(lǐng)域,并提供了多種解決方案,包括但不限于《ICP-MS2000系列在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用》、《ICP-MS2000系列在人體微量元素分析中的應(yīng)用》等,其中我們最看好環(huán)保領(lǐng)域。
目前環(huán)保問題日益嚴(yán)重,已引起國家層面的重視。習(xí)近平總書記不止一次的指出“綠水青山就是金山銀山,是買不來也借不到的寶貴財富”,在這樣的指導(dǎo)方針下,國家出臺了各項環(huán)保政策,這正是國產(chǎn)儀器的又一大機遇,我們相信在未來數(shù)十年內(nèi)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展都是國家經(jīng)濟發(fā)展中的重中之重,而相比其他儀器ICP-MS具有分析速度快,適用范圍廣的特點,是最適合環(huán)保領(lǐng)域一體化在線檢測方案的產(chǎn)品。
91儀器信息網(wǎng): 未來ICP-MS應(yīng)用將會如何發(fā)展?
天瑞儀器:目前ICP-MS應(yīng)用百花齊放,涉及各個領(lǐng)域痕量分析,且主要集中在液體進樣方面,在應(yīng)用過程中對人員操作要求相對較高,且復(fù)雜樣品基體測試相對困難。我們認(rèn)為未來ICP-MS中固體進樣等直接進樣方式會逐漸成熟,不僅可提高分析效率,降低人員操作帶來的誤差,同時極大地降低人員培養(yǎng)成本。
同樣產(chǎn)品發(fā)展方向必然迎合市場、挖掘市場,隨著在線分析和儀器智能化的不斷推進,未來在儀器在線全自動分析監(jiān)測領(lǐng)域會有長足有效的發(fā)展,我們能夠看到未來一體化在線分析設(shè)備的巨大市場,我國環(huán)保方面的政策也在不斷提振市場信心。
91儀器信息網(wǎng): 您認(rèn)為,未來幾年ICP-MS的熱點市場需求有哪些?
天瑞儀器:為應(yīng)對日益嚴(yán)重的大氣、水體和土壤污染,國務(wù)院分別于2013年9月10日、2015年4月16日、2016年5月28日正式頒布《大氣污染防治行動計劃》、《水污染防治行動計劃》以及《土壤污染防治行動計劃》,后稱“氣十條”、“水十條”和“土十條”,它們的頒布意味著環(huán)保事業(yè)正式進入嚴(yán)格落實階段。
大氣、水體和土壤類型樣品中具有待測元素數(shù)量多、元素含量跨度大、樣品基體相對復(fù)雜等特點。ICP-MS由于具有多元素快速檢測能力、高達(dá)9個數(shù)量級的檢測范圍、強大的抗基體能力和消除干擾能力,從而成為應(yīng)對“氣十條”、 “水十條”和“土十條”的絕佳檢測工具。
2018年8月1日《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2018)正式實施,為農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選至管控流程提供參考,而在土質(zhì)分析領(lǐng)域ICP-MS已被許多發(fā)達(dá)國家應(yīng)用,國內(nèi)ICP-MS在此領(lǐng)域的應(yīng)用還有很大的市場空間。