微量元素檢測(cè)儀光譜法

所謂原子吸收光譜法(Atomic Absorption Spectroscopy ) 又稱為原子吸收分光光度法，通常簡(jiǎn)稱原子吸收法( AAS )，原子吸收分析方法及儀器的奠基者是澳大利亞科學(xué)家 Walsh ，他在 1955 年提出了利用原子吸收現(xiàn)象作元素的化學(xué)分析的物理基礎(chǔ)與化學(xué)實(shí)踐并創(chuàng)造性地使用空心陰極燈作為實(shí)用的銳線光源，克服了技術(shù)難題，為原子吸收儀器的發(fā)展打下牢固的基礎(chǔ)。他當(dāng)時(shí)所倡導(dǎo)的分析方法主要是火焰原子吸收技術(shù)。其基本原理為:從空心陰極燈或光源中發(fā)射出一束特定波長(zhǎng)的入射光，在原子化器中待測(cè)元素的基態(tài)原子蒸汽對(duì)其產(chǎn)生吸收，未被吸收的部分透射過(guò)去。通過(guò)測(cè)定吸收特定波長(zhǎng)的光量大小，來(lái)求出待測(cè)元素的含量。

原子吸收光譜分析法的定量關(guān)系可用郎伯 - 比耳定律 A=abc 來(lái)表示。公式中， A 是吸光度， a 是吸光系數(shù)， b 是吸收池光路長(zhǎng)度， c 是被測(cè)樣品濃度。該法具有靈敏度高、精確高 ; 選擇性好、干擾少 ; 速度快，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 ; 可測(cè)元素多、范圍廣 ; 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，也正因?yàn)槿绱?，該法的發(fā)展也相當(dāng)迅速。

原子吸收光譜分析法(AAS)所使用的儀器為原子吸收光譜儀或原子吸收分光光度計(jì)。目前國(guó)內(nèi)所見到的原子吸收光譜儀按照技術(shù)發(fā)展的水平，大致可分為兩代:

第一代:單火焰原子吸收光譜儀(日立的Z500、 沈分廠的WYX-9004、華洋的AA2610、博暉的BH5100系列、北京東西分析儀器有限公司早期的單火焰型等)

第二代:火焰原子吸收光譜儀+外置石墨爐(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博暉的BH2100系列、普析的TAS990等)。其設(shè)計(jì)目的是為了彌補(bǔ)火焰吸收光譜儀靈敏度不夠的缺陷，為了迎合國(guó)內(nèi)早期客戶的升級(jí)改造的需求。

血鉛的測(cè)定是防疫部門一個(gè)老話題，對(duì)醫(yī)院、婦幼保健部門是一個(gè)新課題。兒童血鉛測(cè)定是一個(gè)熱門話題。如果多取血，按常規(guī)方式消解之后用儀器測(cè)定，這并不費(fèi)事，但如果只取微量20-40ul血進(jìn)行測(cè)定就是一個(gè)難題，而有些群體例如兒童血鉛普查，就很難取較多血，樣品多時(shí)還需要常規(guī)的消解方法去處理樣品這即麻煩還容易污染樣品，因此需要一種快速、簡(jiǎn)便、靈敏、準(zhǔn)確度分析方法。

測(cè)定血鉛有即靈敏又準(zhǔn)確的方法例如等離子體質(zhì)譜，但這種儀器價(jià)格太高，一般實(shí)驗(yàn)室不能裝備。

再就是普遍使用的原子吸收法，其采血少、精度高、操作簡(jiǎn)單、速度快的特點(diǎn)受到市場(chǎng)的認(rèn)可，已經(jīng)成為了鉛檢測(cè)的主流產(chǎn)品。公認(rèn)的是有塞曼效應(yīng)背景校正的石墨爐原子吸收，廠家有(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博暉的BH2100系列、普析的TAS990等)。

其次就是電化學(xué)法， 電化學(xué)法作為一種中低端產(chǎn)品曾經(jīng)在九十年代廣泛使用，由于技術(shù)手段上存在問(wèn)題，采用頭發(fā)標(biāo)本檢測(cè)血鉛的電化學(xué)儀器其結(jié)果不準(zhǔn)確被許多地區(qū)禁止使用。較新型號(hào)的儀器也開始使用末梢血作為檢測(cè)標(biāo)本，但還是由于結(jié)果偏差太大不穩(wěn)定，一直沒有受到主流市場(chǎng)的認(rèn)可。只是作為一種費(fèi)用低廉的血鉛測(cè)定方法在偏遠(yuǎn)地區(qū)和基礎(chǔ)衛(wèi)生院使用。

電化學(xué)微量元素與分析儀定位于中低端市場(chǎng)。在醫(yī)療行業(yè)主要定位于縣級(jí)以下的醫(yī)療機(jī)構(gòu)，醫(yī)院、疾控、婦幼保健院、中醫(yī)院等。

廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院仍是微量元素分析儀器應(yīng)用主力，較前衛(wèi)的私營(yíng)個(gè)體醫(yī)院也是正在加入這個(gè)行列。

地礦部門是電化學(xué)極譜儀的傳統(tǒng)用戶。

農(nóng)化因某些土壤中微量元素檢測(cè)方法列為國(guó)標(biāo)，有一定的市場(chǎng)需求。

企業(yè)理化檢驗(yàn)是電化學(xué)微量元素分析儀器的潛在客戶。

高?？蒲胁块T，學(xué)校教學(xué)及科研部門均有一定的數(shù)量需求，但是總體需求不大。

保健品、藥物經(jīng)銷商是一個(gè)新興用戶群.。

2002年前，微量元素分析儀主力市場(chǎng)是防疫站理化檢驗(yàn)。整個(gè)市場(chǎng)容量非常有限，醫(yī)院僅有個(gè)別用戶，高校有零星用戶。自2002年非典之后，受排鉛保健品和補(bǔ)鋅和補(bǔ)鐵、補(bǔ)鈣保健品的銷售拉動(dòng)，醫(yī)院微量元素檢測(cè)開始啟動(dòng)，儀器銷售快速升溫。由于醫(yī)院?jiǎn)挝豢偭烤薮?，一但啟?dòng)，銷售巨增。儀器銷售全國(guó)市場(chǎng)從不足200臺(tái)，迅速達(dá)到4000-5000臺(tái)數(shù)量。并持續(xù)發(fā)展。

縣級(jí)醫(yī)院兒?？贫家呀?jīng)開始普及微量元素檢測(cè)，特別是縣級(jí)婦幼保健院成為微量元素檢測(cè)儀器的優(yōu)質(zhì)用戶。并且在部分經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的地區(qū)，微量元素檢測(cè)已經(jīng)被列為0-6歲兒童的常規(guī)體檢項(xiàng)目，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(1)首先，醫(yī)療體制改革啟動(dòng)，政府將加大基礎(chǔ)公共衛(wèi)生網(wǎng)絡(luò)的投入。

(2)2007年，"新農(nóng)村合作醫(yī)療"試點(diǎn)覆蓋面將擴(kuò)大到全國(guó)縣(市、區(qū))總數(shù)的60%，2008年在全 國(guó)基本推行，2010年實(shí)現(xiàn)基本覆蓋農(nóng)村居民的目標(biāo)。

(3)"醫(yī)改"提升中低端市場(chǎng)潛力 ，據(jù)權(quán)威調(diào)查報(bào)告顯示，全國(guó)17.5萬(wàn)家醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)擁有的醫(yī)療儀器和設(shè)備中，有15%左右是20世紀(jì)70年代前后的產(chǎn)品，有60%是80年代中期以前的產(chǎn)品。這也就預(yù)示著它們需要更新?lián)Q代，而在這個(gè)過(guò)程中，將會(huì)保證未來(lái)10年甚至更長(zhǎng)一段時(shí)間中國(guó)醫(yī)療器械市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。

自1924年捷克化學(xué)家海洛夫斯基領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)出第一代極譜儀以來(lái)至今已近百年，在我國(guó)第一代極譜儀為883出生于50年代，這種連續(xù)快速滴汞的儀器至今仍用于教育與演示極譜分析基本原理。以 單滴汞電極為工作電極，在汞滴產(chǎn)生后期最后2秒完成一次掃描的極譜分析方法(簡(jiǎn)稱單掃極譜法)稱之為近代極譜，在我國(guó)上世紀(jì)六十年代仿制國(guó)外開發(fā)成功的JP-1，八十年代開發(fā)成功的JP-2為 典型代表，這種極譜儀以分析速度快，重復(fù)性好，適應(yīng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室需求，在地礦、冶金實(shí)驗(yàn)室大量裝備，成為得力生產(chǎn)工具。但這種儀器也只是適應(yīng)了那個(gè)年代，稍縱即逝的示波波型。無(wú)法詳細(xì)地觀察波形，功能單一只能用于單掃極譜分析。在其后的年代里泰縣無(wú)電線廠、金壇分析儀器廠都推出過(guò)類似儀器，但受技術(shù)所限，都回避了顯示技術(shù)的配合，儀器需另配函數(shù)記錄儀作為終端顯示記錄，也注定了儀器走不遠(yuǎn)。另有廠家仿制JP-1、JP-2極譜儀，都形不成批量與規(guī)模。

1987年時(shí)任山東電訊七廠廠長(zhǎng)的許建民帶領(lǐng)技術(shù)人員開發(fā)新一代極譜儀，利用對(duì)示波顯示技術(shù)熟悉的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)時(shí)PC機(jī)尚不普及的條件下，用Z80單板機(jī)作為核心，開發(fā)成功JP3-1示波極譜儀。儀器最大特點(diǎn)為波形可凍結(jié)存儲(chǔ)，可單條及多條曲線同時(shí)顯示，可打印波形，打印標(biāo)準(zhǔn)曲線，在同類儀器中居領(lǐng)先水平，獲得了用戶認(rèn)可。短短數(shù)年連同先期開發(fā)成功的MP-1溶出分析儀，成為八九十年代國(guó)內(nèi)同類儀器最大生產(chǎn)廠商，用戶遍布多行業(yè)。

極譜儀具有廣泛的用途范圍，可用于無(wú)機(jī)離子分析，也可用于有機(jī)物的分析，有諸多國(guó)標(biāo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，地方標(biāo)準(zhǔn)都采用極譜分析，尤其是在地質(zhì)、冶金、土壤、衛(wèi)生防疫、理化檢驗(yàn)。盡管極譜分析采用滴汞電極作為工作電極，在環(huán)保呼聲日高的今天有些不合時(shí)宜，但處理得當(dāng)，汞在封閉環(huán)境下運(yùn)行，對(duì)環(huán)境并無(wú)影響，如同血壓計(jì)，盡管多種方式都有，但許多大夫習(xí)慣使用水銀血壓計(jì)，且這種血壓計(jì)的汞并不外泄，在封閉系統(tǒng)內(nèi)使用。除此之外極譜儀的優(yōu)勢(shì)明顯，分析范圍從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物，從微量到常量，價(jià)格適中，尤其適應(yīng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的分析檢驗(yàn)工作。

國(guó)內(nèi)同類儀器仿制多創(chuàng)新少，具有能力在新領(lǐng)域開拓的企業(yè)更為鮮見，因此國(guó)內(nèi)同類儀器同質(zhì)化嚴(yán)重，無(wú)特色，這是眾所周知的事實(shí)，例如:國(guó)內(nèi)凡是有極譜儀功能的儀器均使用傳統(tǒng)的滴汞電極，而這種電極自海洛夫斯基發(fā)明極譜儀至今已近百年。

再如:極譜儀只有一種工作模式，這就是進(jìn)行電壓掃描，檢測(cè)電流的工作模式。人們不知另有一種工作模式，還有所有的極譜儀都只有一種線掃極譜可用，有的雖標(biāo)榜有其他功能，但受一些因素制約并不能實(shí)際使用。

再者:個(gè)別生產(chǎn)廠商對(duì)儀器性能指標(biāo)中標(biāo)注靈敏度很高，但實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到，經(jīng)不起認(rèn)真考核。

通過(guò)多年的積累開拓，"從量到質(zhì)"，該公司產(chǎn)品與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品比較，已發(fā)生巨大變化，已不在一個(gè)水平檔次。 公司現(xiàn)開發(fā)成功靜汞電極(實(shí)用新型專利 專利號(hào)ZL02268447.6)先人一步在產(chǎn)品上應(yīng)用，僅此一項(xiàng)就拉開了與同類產(chǎn)品的距離(詳見技術(shù)介紹:靜汞電極)

可用于人體微量元素檢測(cè)的方法有:同位素稀釋質(zhì)譜法、分子光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、 X 射線熒光光譜分析法、中子活化分析法、生化法、電化學(xué)分析法等。但在臨床醫(yī)學(xué)上廣泛應(yīng)用的方法主要為生化法、電化學(xué)分析法、原子吸收光譜法這幾種。其中原子吸收法和CIP屬于高檔產(chǎn)品，價(jià)位一般在十幾萬(wàn)至二十幾萬(wàn)不等，但隨著醫(yī)療條件的發(fā)展，大部分醫(yī)院及地礦、科研等部門都開始使用原子吸收法儀器，目前市場(chǎng)占有率最大。