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钢研纳克:“逐本求末” 促进国产 ICP-MS品质提升

仪器信息网 2020/01/09 14:05:44 点击 1175 次
[导读] ICP-MS作为环境检测的重要检测设备,会一直发挥重要支撑作用。食品、药品、疾控、地质等传统市场将继续保持对 ICP-MS 的需求,中国药典的执行、欧盟玩具标准EN71-3的执行将在2020年会有所体现。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术问世至今已近40年,ICP-MS技术迅速发展成为一种应用广泛且受到高度评价的分析技术。随着相关应用领域对该技术需求的不断拓展和应用基础研究的不断深化,以及ICP-MS仪器的不断改进和完善,该技术已进入了成熟阶段。在学术交叉和应用方面,ICP-MS渗透到宇宙、环境、物理、化学、生物、医药、医学、食品、材料、核科学与技术等诸多领域,很多成熟的方法已经发展成为标准化的方法。近年来,ICP-MS在贵金属、类金属和非金属元素分析,联用技术与形态分析,单颗粒和单细胞分析等方面取得了重要的进展,同时也在免疫分析、疾病诊断、药物筛选、纳米分析等方面也得到越来越多的应用。

  为帮助用户更好地学习、了解ICP-MS技术及应用的最新进展内容,仪器信息网特别策划了“精进不休:ICP-MS新技术新应用”专题,并邀请到ICP-MS市场上的主流生产商们,请他们谈谈对ICP-MS技术发展及最新应用进展的看法。本文特别邀请到钢研纳克检测技术股份有限公司ICPMS产品经理屈华阳先生,与其就ICP-MS技术与应用发展历程及未来趋势进行了深入沟通。

  仪器信息网: 请回顾贵公司ICP-MS的技术发展历程

依托国家钢铁材料测试中心,钢研纳克检测技术股份有限公司(原钢铁研究总院分析测试研究所)是最早使用和开发ICP-MS分析技术的科研单位之一,率先培育了一批ICP-MS应用分析和仪器技术的知名专家,自1999年起负责或参与起草制定了ICP-MS分析应用和仪器测评相关的国际标准、国家标准和行业标准多项。已经发布国际标准1项ISO 16918-1:2009“Steel and iron -- Determination of nine elements by the inductively coupled plasma mass spectrometric method -- Part 1: Determination of tin, antimony, cerium, lead and bismuth”;国军标1项GJB 5404.16-2005《高温合金痕量元素分析方法第17部分电感耦合等离子体质谱法测定银、铋、铈、铪、镓、铟、镧、铅、锑、钪、锡、铊含量》;国家标准多项以及粮食行业标准《LS/T 6136—2019粮油检测 大米中锰、铜、锌、铷、锶、镉、铅的测定 快速提取-电感耦合等离子体质谱法》。

基于强大的ICP-MS痕量分析能力和全面的仪器技术积淀,钢研纳克组建了质谱仪器技术研发团队,研发国产的ICP-MS仪器。2011年钢研纳克牵头承担了国家重大科学仪器专项“ICP痕量分析仪器的研制与应用”(2011~ 2015,2011YQ140147),项目总经费9381万元。在该项目的支持下,研发团队攻克了高精度高分辨四级杆质量分析器、超稳定固态RF发生器技术、机械泵间歇真空运行技术、免维护的四级杆控制技术,使国产ICP-MS产品研发取得了跨越式发展。随着ICP-MS仪器技术全线打通、灵敏度和整体可靠性的大幅提升,高品质ICP-MS推向了市场。钢研纳克ICP-MS仪器开发和产业化进程得到了评审专家的一致好评。

随着国家对环保要求越来越高,尤其是2016年以来的,“土十条”、“气十条”、“水十条”的颁布,出现大量的环境取样检测需求。ICP-MS由于多元素同时测定、线性范围宽,干扰较少成为重要的检测手段,成为了土壤筛查等第三方实验室最重要的检测设备。随着2017年土壤筛查工作的大规模开展,Plasma MS300型ICP-MS销售量取得了重大突破,大量进入环保第三方检测市场。作为拥有近70年实验室检测经验的公司,钢研纳克充分发挥了国家级测试中心的优势,不仅为客户提供了满足检测标准要求的高品质仪器,还派遣应用专家到客户现场面对面传授实验方法和技巧,更好的满足扩项和检测的需求。经过第三方检测实验室大批量长时间的实践验证,仪器可靠性和易操作性得到了验证和提升。从市场角度看,钢研纳克Plasma MS 300型ICP-MS在环保、食品、药品、公共安全、轻工、地质等领域的应用还有很大的市场空间。

基于ICP-MS仪器开发经验和仪器评测水平,钢研纳克参与制定了四级杆ICP-MS评测标准《GBT 34826-2017 四极杆电感耦合等离子体质谱仪性能的测定方法》,仪器性能得到了广泛的认可和关注。Plasma MS 300型电感耦合等离子体质谱仪先后获得了 中国分析测试协会 BCEIA金奖,北京市科委 新技术新产品证书、中国仪器仪表行业协会 自主创新金奖 等荣誉称号。

仪器信息网: 您认为目前的ICP-MS技术还有哪些问题亟待解决?未来ICP-MS的技术发展趋势如何?

就目前国产ICP-MS的发展阶段而言,我们重点关注以下两个技术问题。一个是干扰消除的问题,包括背景和噪声信号的控制、分析检测干扰消除等。这涉及到仪器在实际样品中的检测下限,比如超痕量分析、超纯物质检测等。碰撞反应池技术已经在国产仪器上大规模应用,但是三重四级杆技术目前还未在国产ICP-MS中应用,该技术在消除多原子离子干扰方面优势明显。

另外一个是可靠性的问题,这是影响国产仪器信任度的核心问题。作为中国知名的先进检测仪器供应商,钢研纳克高度重视仪器可靠性工作,早在2013年就与工业和信息化部电子第五研究所(电子五所)签订了仪器设备可靠性提升战略合作协议,开展质量可靠性体系实验。自从ICP-MS诞生之日起,就接受了系统的可靠性评测、诊断、预测等工作,将可靠性贯穿于钢研纳克分析仪器从设计到批量生产的全流程,构建ICP-MS的可靠性保证体系。仪器可靠性是影响客户对国产ICP-MS品牌信任度的核心要素,我们会一如既往地重视仪器可靠性工作,持续提升仪器可靠性水平,让客户得到良好的使用体验。

仪器信息网: 您如何看待国产与进口ICP-MS技术的差距?

进口ICP-MS在国内市场占有率比较高,仪器在极限检出限、复杂基体测试、ICP-MS技术引领与软硬件开发方面有一定的优势。但是长期来看,随着国产ICP-MS的技术发展,国内庞大又多元化的市场需求的带动,国产优秀品牌的崛起,累积的客户的认可和信任度的增加,国产ICP-MS也会逐渐发展壮大。主要原因有:1、国产ICP-MS仪器性能的不断提升。ICP-MS技术原理和仪器结构都非常成熟,国产ICP-MS可以发挥后发优势,使用先进的设计路线、全球采购的关键器件,开发核心关键技术,不断提升仪器性能指标和可靠性。2、国产高端ICP-MS已经能够满足国内绝大多数用户的检测需求。随着仪器性能指标和可靠性的提高,单项关键指标上已经不弱于进口同类产品,能够满足国内环境、食品、制药、疾控、轻工、地质等绝大多数用户的检测需求。3、庞大又多元化的国内市场需求使得ICP-MS的需求非常旺盛,传统应用领域方兴未艾,新兴市场蓬勃发展,形态分析、质控分析、现场监测、自动化检测等多元化检测的诉求都会给国产ICP-MS带来市场机会。4、应用和服务水平的本土化优势,仪器采购往往只是一个起点,客户能出具准确数据才是目的。钢研纳克依托国家级检测平台,20多年的ICP-MS使用经验,把国内最顶尖的应用人员服务于仪器推广,能够从软件方法调用、人员操作培训、标准宣贯指导、扩项认证指导、实际样品分析等方面给客户提供强大的应用支持和技术服务。国产仪器可充分发挥应用和服务本土化的优势。

仪器信息网: 目前贵公司ICP-MS重点关注的应用领域有哪些?

首先,ICP-MS传统应用领域有持续的需求,比如环保,食品,药品,疾控,地矿,材料等方向,做好应用支持和使用培训,让客户用好国产设备,信任国产设备,增强NCS品牌影响力。其次,联用技术的应用。ICP-MS是一种痕量分析的快速检测手段,可以适应非常多的联用技术,可以为不同状态,不同形态的待测物质提供检测手段。

激光剥蚀固体进样-ICP-MS联用作为钢研纳克的特色联用技术在材料检测领域有先天优势,可以省去样品前处理的时间,没有酸和水的引入,大幅减少含氧多原子离子的产生,避免干扰。目前在材料缺陷分析、断口分析、夹杂物分析、元素分布分析等方面有大量的应用;

离子色谱-ICP-MS联用是为了应对2019年11月执行的欧盟进口玩具标准EN71-3中可迁移六价铬超低限量的检测需求,钢研纳克和青岛盛瀚离子色谱联合开发的玩具中可迁移六价铬检测联用技术。该技术在仪器低噪声控制和软件交互协同等方面实现了突破,通过IC-ICP-MS联用有效地分离三价铬和六价铬,实现不同价态的铬元素的分离分析。玩具中可迁移六价铬的检出限做到了0.006ng/mL,成为能够满足欧盟玩具EN71-3极低检出限要求的国产仪器厂商。

液相色谱联用在汞、砷、锡等元素形态分析方面应用广泛,2020年即将执行的环境标准HJ1074-2019《水质三丁基锡等4种有机锡化合物的测定液相色谱-电感耦合等离子体质谱法》使用LC和ICP-MS联用解决有机锡的分离和检测。ICP-MS联用技术的发展空间巨大。

仪器信息网: 未来ICP-MS应用将会如何发展?

ICP-MS是一种通用型仪器,应用领域非常广泛,但是也面临着标准、标样和标准化等瓶颈问题。未来ICP-MS的应用可能会更加关注孵化专业领域的检测标准、专用的标准样品、专业的操作人才、高质量的内置方法、高效率的仪器运行、高匹配度的行业软件系统和专用仪器。

仪器信息网: 您认为,未来几年ICP-MS的热点市场需求?

环保检测需求依然旺盛,“绿水青山就是金山银山”。环境问题一直是被关注的焦点话题,污染源控制、污染治理、环境修复,都离不开检测。ICP-MS作为环境检测的重要分析仪器,会一直发挥基础支撑作用。食品、药品、疾控、地质等传统市场将继续保持对ICP-MS的需求,中国新药典的执行、欧盟玩具标准EN71-3的替换都将在2020年成为热点市场。玩具轻工、材料科学、医学诊断等前沿领域ICP-MS联用技术也将发挥优势,推动准确高效的分析检测需求。

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