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凯撒之原位过程拉曼光谱仪 以技术战市场

发布时间:2016/12/22 11:11 点击: 加载中..

  这两年,拉曼光谱仪一直吸引着业内人士的眼球,各大仪器厂商不断在新产品、新技术、新应用等方面推陈出新,精心布局,不仅如此,新迈入此领域的仪器厂商也层出不穷,可谓热闹非凡。

  拉曼光谱如此的蓬勃发展给广大用户提供了更多可选择的空间,那么,当前有哪些主流企业/主流产品?有哪些最新的技术/应用?哪款仪器更适合用户自己的研究工作?

  仪器信息网:贵公司拉曼光谱仪的定位?

  德国耶拿:凯撒光学系统公司(简称凯撒公司)于1979年正式成立,并于2013年加入瑞士Endress+Hauser 集团科学事业部,是原位过程拉曼光谱技术的世界领导者。

  原位过程拉曼光谱仪是凯撒公司非常重要的产品之一,具有灵敏度高、稳定性高、耐用性强等显著特点,广泛服务于国内外著名科研实验室以及生产制造企业。

  在中国市场,凯撒公司的拉曼光谱仪由同为Endress+Hauser集团旗下的子公司德国耶拿分析仪器股份公司全权负责市场推广及客户服务。

  仪器信息网:请回顾贵公司拉曼光谱仪的研发及技术进展,贵公司在拉曼光谱仪器方面有哪些优势/专利技术?

  德国耶拿:凯撒公司的第一代拉曼光谱仪基于密西根大学的全息光学技术,自主研发光栅、激光器、Notch滤光片(扣除激光瑞利光)等,性能强、稳定性高、皮实耐用。专利的全息透射光栅技术无需移动任何部件即可实现全谱直读,快速采谱;全息notch滤光片提高对瑞利光扣除的同时,并没有减少拉曼散射信号的强度;激光器更是业内最稳定的,连续使用半个月(包含温度变化)几乎无漂移。

  1993年,凯撒公司实现了具有里程碑意义的技术突破,成功研制出轴向分光的透射光谱仪-拉曼光谱仪的最核心部分,并荣获最佳光谱仪设计奖。这项技术不仅极大地提高了光通量,还增加了仪器的稳定性,同时实现多通道实时监测。高通量与稳定性设计有机结合,可实现在任何环境下对弱信号的测试。

  获奖的轴向分光透射光谱仪结合稳定的激光器、自主研发的丰富的原位采样探头,使得凯撒公司的原位拉曼光谱仪更加适合实验室研究、分析以及过程控制等不同的研究需求与环境,并通过了ISO 9001:2008质量管理体系、TUV Rhineland、Directive 94/9/EC等标准认证。凯撒公司亦成为实验室、过程控制和质量控制的放心的、首选的原位过程拉曼光谱仪供应商。“灵敏度高、采样速度快、稳定性高、环境适应性强、原位采样灵活、使用方便”亦成为用户对该公司原位过程拉曼光谱仪的评价。

  仪器信息网:贵公司当前拉曼光谱仪的主流产品和主流技术?贵公司有什么样的产品发展计划?

  德国耶拿:基于多年的研发经验和市场需求,凯撒公司为广大用户分别贴心设计了适合科学研究、过程分析、过程控制的一系列光谱仪,主流产品为RAMANRXN系列产品。

  针对实验室研究领域,凯撒公司设计了一系列的高性能、高稳定的原位拉曼光谱仪。其中,模块化设计的RAMANRXN1原位拉曼光谱仪,不仅可以实现原位过程光谱采集,还能实现激光共聚焦拉曼显微测试、高通量样品自动测试等功能。除了常规的材料表征,该仪器在有机反应过程监测(揭示反应机理、优化反应条件等)、结晶过程监测(模拟出物质从溶液、过饱和、成核到结晶等整个过程)等有着出色的表现,自动分析反应趋势与反应中的主要成分。

  针对早期实验室研发、过程优化、生产放大以及生产等过程,设计了推车设计的可移动的RAMANRXN2家族。它们可以同时对比跟踪多个反应路径,显著加速过程开发,消除生产放大过程中的瓶颈,优化工艺条件,从而缩短整个生命周期。RAMANRXN2家族不仅可以实现多通道监测,还可以实现宏观 (>6cm) 到微观的同时监测。该家族产品长期稳定性非常好,连续运转1个月以上(含温度变化)几乎无漂移,并满足制药行业GXP(GMP、GCP、GLP)要求。

  RAMANRXN3 & RAMANRXN4分析仪适用于工厂生产过程环境,设计灵活。RAMANRXN3不锈钢外壳密封,可以安装在墙上或者移动的推车上等,以适用于实验室方法开发、试点工厂过程理解、生产过程控制等。RAMANRXN4标准19英寸设计,可第三方集成设计,易于安装,无易耗品,维护简单。

  过程分析控制是个非常复杂的过程,除了发展光谱仪本身技术外,安全性、环境等因素都需要充分考虑。而凯撒公司将这些影响因素融入到产品的设计开发理念、应用支持以及客户服务中,拉曼光谱仪主机以及各种原位监测探头均通过了IECEx, ATEX等认证,让客户在极短的时间内迅速开展拉曼光谱研究与过程控制。

  仪器信息网:目前贵公司拉曼光谱仪重点关注的应用领域有哪些? 最看好哪个领域? 主推的解决方案?

  德国耶拿:从第一台拉曼光谱成功安装使用,在长达25年的时间里,凯撒公司原位拉曼光谱仪在全球范围内获得各行各业用户的肯定与认可,积累了大量成功的应用案例和行业解决方案,以下以化工/石化、制药领域为例做简单介绍。

  化工领域:

  在化工以及石油化工领域,凯撒公司首先将拉曼光谱用于监测化学反应过程。例如,监测磷和氯持续反应生成三氯化磷的过程。由于中间产物以及反应产物的腐蚀性,用户倾向于使用在线监测技术,而拉曼光谱对这些物质都比较灵敏(<1%),故可通过拉曼光谱实时控制反应过程,避免生产损失,提高过程转化效率,降低生成成本。

  另外一个案例就是控制TiO2的生产过程。在线拉曼光谱控制取代离线的X-ray晶体衍射后,取样速率提高一个数量级,实现更加有效的监控。并且避免了取样的繁琐工作以及可能的样品污染带来的监控误差,从而更加保证产品质量,确保案例用户全球多个工厂的正常运行。

  制药领域:

  从药物原料检测,药物研发的反应过程监测,晶型研究与筛选,制剂过程以及药片均一性分析等,凯撒公司均能提供完整的解决方案。

  多通道过程监测技术实时监测化学反应过程、结晶过程等,并自动分析反应(晶化)趋势、分析主要成分,定性与定量各种物质与晶型。例如 寡核苷酸9,10氢化反应、格氏试剂合成等。

  专利的PHAT大面积固体原位监测探头(>6cm),可实现药片包衣过程、混合过程等实时监测,确定最佳包衣时间以及混合时间及混合频率。

  结合PHAT大面积固体原位探头的拉曼显微工作平台 (RAMANWORKSTATION),可实现代表性高通量晶型筛选与形态筛选,自动聚集、自动曝光、自动筛选样品。同时,也可实现高空间分辨率的微观化学成像,进行药物均一性分析。

  仪器信息网:从整个行业来分析,目前拉曼光谱仪都有哪些先进的技术值得大家期待?同时有哪些问题亟待解决?未来拉曼光谱仪的技术发展趋势?

  德国耶拿:如何在保持功能更加强大的同时,又能使仪器皮实耐用、操作简便,一直是过程拉曼光谱仪研发中面临的一大挑战。凯撒公司一直非常关注这方面,在仪器研发生产中充分考虑了仪器的稳定性、经济耐用性以及操作便捷性。另外,定量模型的建立亦是非常重要的,例如,偏最小二乘(PLS)和主成分分析(PCA)是制药以及生物加工等领域常用的分析模型。模型的通用性、有效性、适用性是模型建立需要重要考虑的因素。而凯撒公司在建模方面积累了几十年的丰富经验,可以满足各行各业的用户需求。

(内容来源:德国耶拿)

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