中國分析儀器發(fā)展展望

 根據(jù)中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，位于化學分析流程 后端的分析儀器銷售收入逐年增加，與化學分析儀器配套使用的輔助設備也呈快速上漲趨勢，部分實驗室儀器設備生產(chǎn)廠商已開始注重關鍵技術的自主研發(fā)，提高我 國儀器裝備產(chǎn)業(yè)實力，特別是在以前化學分析領域發(fā)展過程中未受到重視的領域，諸如樣品前處理產(chǎn)品和其他實驗室通用設備(實驗室常規(guī)加熱和冷卻設備)在新一 輪的增長中表現(xiàn)較為突出。

       在典型的化學分析流程中，樣品前處理環(huán)節(jié)占去大部 分時間，據(jù)統(tǒng)計超過60%，此外，樣品前處理也是分析誤差的主要來源。由于行業(yè)標準的持續(xù)升高，新的樣品前處理技術正逐步成為提高分析結(jié)果速度和精度所必 要的先決條件，國內(nèi)樣品前處理技術也因此邁進新的高度――特別是樣品前處理技術的自動化趨勢越來越明顯。樣品前處理實現(xiàn)自動化可帶來諸多優(yōu)勢，既可以顯著 減少人工操作成本和人為誤差，還能有效大大降低操作人員接觸化學品的風險，同時也能控制好溶劑和強酸等化學品用量和排放量，有利于降低環(huán)境污染的風險。此 外，強大的軟件操作界面是自動化樣品前處理的另一大優(yōu)勢，可以使操作者圖形化管理樣品，并靈活設置、保存和調(diào)用不同的前處理方法，使樣品前處理工作更加簡 單。因此，近十年來，自動化的樣品前處理設備不但技術發(fā)展迅速，而且市場也在不斷擴大。
　　
　　在這種行業(yè)背景和產(chǎn)品自身特點的推動下，分析配套的樣品前處理產(chǎn)品行業(yè)發(fā)展也迎來了新的歷史機遇，以計算機應用為標志的化學分析及相關儀器正在進行新 的行業(yè)變革，計算機控制的分析數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)樣品前處理及分析過程的連續(xù)、快速、實時和智能。分析儀器及樣品前處理產(chǎn)品正在以更高的靈敏度、更高的準確 率、更低的成本、更專業(yè)化、智能化、自動化、簡便的操作界面等趨勢向新的方向發(fā)展。部分儀器生產(chǎn)廠商已開始注重前瞻性技術的研發(fā)，部分產(chǎn)品和技術已達到國 際較高水平。
　　
　　全國樣品前處理產(chǎn)品及各分析儀器廠商眾多，市場競爭較為激烈，未來將沿著多維*技術方向發(fā)展，大致涵蓋以下方向：
　　
　　(1)沿著分析測試流程整合更多的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品功能和檔次;
　　
　　(2)總結(jié)國內(nèi)近十年實驗室自動化產(chǎn)品的設計經(jīng)驗，提高自動化產(chǎn)品的適用性，改善用戶體驗;
　　
　　(3)推進新型技術的產(chǎn)品化，創(chuàng)新性地研發(fā)新型產(chǎn)品，擴展現(xiàn)有市場;
　　
　　(4)從“綠色化學”的角度研發(fā)新型實驗室設備。目前，自動化樣品前處理的典型產(chǎn)品在有機分析領域主要有全自動固相萃取系統(tǒng)，全自動GPC凝膠凈化系統(tǒng)，自動化濃縮系統(tǒng)，高壓溶劑萃取系統(tǒng)等，在無機領域則主要有自動電熱消解儀和微波消解儀。
　　
　　根據(jù)對國內(nèi)招標網(wǎng)和采購市場的不*統(tǒng)計，上述產(chǎn)品市場規(guī)模在8億元以上，按照近年來年均15%的增長速度測算，未來5年后，該領域市場容量可翻番達 到16億元，產(chǎn)品的增長主要動力來自分析測試能力建設要求的提高，以及從手工操作向自動化操作轉(zhuǎn)變所帶來的產(chǎn)品換代。上述主要產(chǎn)品市場容量大致如下，全自 動固相萃取系統(tǒng)市場規(guī)模大致在30000萬元左右，全自動GPC凝膠凈化系統(tǒng)規(guī)模在1800萬元左右，高壓溶劑萃取系統(tǒng)市場規(guī)模在3500萬元左右，微波 消解儀的市場規(guī)模在15750萬元左右，半自動電熱消解儀市場規(guī)模在2400萬元左右，全自動電熱消解儀市場規(guī)模在2000萬元左右。未來，隨著國家產(chǎn)業(yè) 政策的支持，下游行業(yè)需求的增加，上述產(chǎn)品市場容量會進一步增加。此外，分析儀器及樣品前處理產(chǎn)品領域的快速發(fā)展帶動了相關實驗室設備的發(fā)展，如實驗室分 析活動中常用到的加熱和冷卻設備，以水循環(huán)冷卻恒溫器為例，據(jù)估計該產(chǎn)品的市場容量在20000萬元左右，每年的市場需求至少在20000臺以上，隨著國 內(nèi)實驗室建設標準和下游用戶體驗要求的不斷提高，這類產(chǎn)品的技術水平也隨行業(yè)標準的提高而顯著改善。
　　
　　冷卻產(chǎn)品主要是為實驗或儀器提供低溫恒溫條件，目前該產(chǎn)品的發(fā)展主要呈現(xiàn)以下趨勢：
　　
　　(1)高能效性，高能效一方面要求傳熱、換熱和熱隔離設計要好，并減少能量損耗，另一方面要求產(chǎn)品功率規(guī)格豐富，能很好地匹配下游用戶的需求;
　　
　　(2)溫度可控性，普通冷卻設備要求溫度波動在±1℃范圍內(nèi)，高恒溫性能儀器則要求溫控范圍在±0.1℃內(nèi)，甚至更低，此外，開放冷卻時要有合理的水流(以水作為載冷劑)分配;
　　
　　(3)耐用性，由于絕大部分致冷產(chǎn)品中有壓縮機、水泵和電磁閥，三者均為機械運動件，因此耐用性是產(chǎn)品技術的重要基礎和保障;
　　
　　(4)低噪音性，同樣由于有機械運動部件，對致冷過程中的噪音需要控制好，做好減震設計;
　　
　　(5)易維護性，換熱器表面、水箱等處必須易于清理。
　　
　　而加熱產(chǎn)品主要為實驗提供高溫恒溫條件，目前的技術趨勢有：
　　
　　(1)安全性，由于加熱溫度常高于60℃，zui高可達450℃，因此產(chǎn)品設計必須考慮防火因素，同時應充分提示用戶防止燙傷;
　　
　　(2)溫度可控性，一方面，溫度波動應足夠小，另一方面，溫度升高的過程可由程序控制，即程序升溫;
　　
　　(3)溫度均勻性，由于加熱為固體傳熱，加熱體表面溫度的均勻性非常重要，以免不同位置加熱效果不一致，影響實驗結(jié)果;
　　
　　(4)溫度范圍寬，加熱溫度可高達450℃，因此加熱體材質(zhì)(主要性質(zhì)有耐溫和導熱)非常關鍵;
　　
　　(5)耐腐性，實驗室需要加熱的情況中常常用到強酸和強氧化劑，這就要求產(chǎn)品整體設計要能耐受或避免化學腐蝕;
　　
　　(6)自動化，特別是對化學接觸風險較大的實驗，自動化設計可顯著降低化學接觸風險，同時相對人工還提高了操作的可重復性。
　　
　　隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的支持、下游行業(yè)需求的增加、行業(yè)標準的提高，樣品前處理及其他實驗室儀器設備市場容量和空間會進一步加大。未來，行業(yè)會迎來新一輪的增長。