這兩年,拉曼光譜儀一直吸引著業內人士的眼球,各大儀器廠商不斷在新產品、新技術、新應用等方面推陳出新,精心布局,不僅如此,新邁入此領域的儀器廠商也層出不窮,可謂熱鬧非凡。
拉曼光譜如此的蓬勃發展給廣大用戶提供了更多可選擇的空間,那麼,當前有哪些主流企業/主流產品?有哪些最新的技術/應用?哪款儀器更適合用戶自己的研究工作?
儀器信息網:貴公司拉曼光譜儀的定位?
普識納米:我司拉曼光譜儀產品主要定位於現場快速檢測,拉曼光譜及其相關行業解決方案是我司目前主打產品,目前主要關注領域有:食品安全、環境監測、國防和公共安全。
儀器信息網:請回顧貴公司拉曼光譜儀的研發及技術進展歷史,貴公司在拉曼光譜儀器方面有哪些優勢/專利技術?
普識納米:
1987年,廈門大學表面增強拉曼光譜(SERS)研究團隊建立;
1988-2010年,發展SERS、TERS和SHINERS技術,成為SERS領域的國際領先團隊之一2011年,開展SERS技術的現場快檢解決方案研究;
2012年,推出全系列SERS增強試劑;
2013年,成立普識納米,以手持式和可攜式拉曼光譜儀為載體,推出食品安全快速檢測儀;
2014年,推出保健品和藥品安全快速檢測儀;
2015年,推出毒化分析儀;
2016年,配合獨家技術SERS增強試劑,推出科研型可攜式拉曼光譜儀。
儀器信息網:貴公司當前拉曼光譜儀的主流產品和主流技術?有什麼樣的產品發展計劃?
普識納米:
① PERS技術解決方案(食品安全-有毒有害物質)
● 簡單、智能化操作
重量<4.5 kg,方便攜帶,適合基層人員現場操作。
● 全面檢測,快速靈活
每一檢測項目可在數分鐘內完成檢測
● 強大、精準
檢測項目涉及非法添加物、濫用添加物、農殘、獸殘、環境激素、有毒有害化學品、保健品違禁添加等不同類別,檢測科目達100多項,檢出限可達ppb — ppm級別。
● 專用譜庫、自動識別
譜庫豐富,涵蓋食藥中各類非法和濫用添加物、農殘、獸殘、環境激素和有毒有害化學品等,可以對不明樣品進行身份識別
② PERS技術解決方案(公共安全+國防安全)
● 專為現場使用設計,方便攜帶,採用雲服務平臺、GPS 數據和犯罪現場拍照取證等創新技術,內置智能化算法,操作簡便,可自動識別可疑毒品和化學戰劑(是否需要?),無需專業人員操作,適合基層人員和防化部隊(是否需要?)現場使用。
● 專用的毒品、易製毒化學品資料庫和化學戰劑資料庫,根據中國毒情建立本土化專用資料庫。
● 採用智能化算法,可對測試結果進行自動匹配,直接給出判別結果,實現測試結果的自動分析。
● 檢測項目涉及冰毒、海洛因、嗎啡、搖頭丸等符合中國國情的毒品及易製毒化學品,以及氰化物、芥子氣和沙林等化學戰劑。每一檢測項目可在數分鐘內完成檢測。儀器可拓展性強,可根據客戶需求提供定製化服務。
儀器信息網:目前貴公司拉曼光譜儀重點關注的應用領域有哪些?最看好哪個領域?主推的解決方案?
普識納米:
1、食品安全快速檢測(以果蔬中對硫磷殘留的檢測為例)
1、背景介紹
「民以食為天,食以安為先」,社會進步和公眾健康的需求使得人們越來越重視食品安全問題。農產品的質量安全,尤其是農藥殘留問題,已成為各國衡量食品衛生及其質量狀況的首要指標。因具有藥效高和易生物降解等優點,有機磷在果蔬生產中常用於防治病、蟲、菌和草等危害,但是其大部分屬於高毒性農藥,如使用不當將會造成環境汙染、人畜中毒和各類疾病等。。
2、相關標準
依據我國GB 2763-2014《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》規定對硫磷的限量為0.01ppm,GBT 5009.199-2003《蔬菜中有機磷和氨基甲酸酯類農藥殘留量的快速檢測》中對硫磷的檢出限速測卡法為1.7 ppm?,酶抑制率法為1 ppm?。
3、解決方案介紹
3.1 技術參數
檢測範圍:≥1 ppm
檢測時間:≤10 min
實現了各類果蔬中有機磷農藥殘留的快速、高效和準確篩查
3.2樣品檢測及結果
上圖為含不同加標濃度對硫磷的青菜樣品的SERS檢測結果
2、 保健 品中違禁添加物檢測(以抗疲勞保健品中西地那非的檢測為例)
1、背景介紹
保健品是食品的一個種類,具有一般食品的共性,能調節人體的機能,適於特定人群食用。市售的保健品以「純天然,效果佳,無不良反應」的宣傳頗受消費者青睞。在利益驅使下,一些企業違法添加西藥成分以提高相關保健品的功效並牟取暴利。消費者在不知情的情況下,食用這樣的保健品,易造成處方藥過量服用,非但不能保健身體,反而會危害健康。中國消費者協會調查顯示,相當比例的保健品中存在非法添加現象。具有降血壓、緩解體力疲勞、降血糖和減肥等功能的產品,是非法添加的重災區。
2、相關標準
2012年3月20日,國家食品藥品監督管理局發布《保健食品中可能非法添加的物質名單(第一批)》,聲稱緩解體力疲勞(抗疲勞)功能產品和聲稱增強免疫力(調節免疫)功能產品可能違禁添加的藥品包括西地那非。
3、解決方案介紹
3.1 技術參數
檢測範圍:≥50 ppm
檢測時間:≤10 min
實現了各類保健品中11種西地那非類藥物的非定向、快速、高效和準確篩查
3.2樣品檢測及結果
上圖為市售某品牌腎白金,某品牌白金睪酮和某品牌海馬粉原料的SERS檢測結果
儀器信息網:從整個行業來分析,目前拉曼光譜儀都有哪些先進的技術值得大家期待?同時有哪些問題亟待解決?未來拉曼光譜儀的技術發展趨勢?
普識納米:從基礎科研角度看,受激拉曼光譜和針尖增強拉曼光譜(TERS)因分具有高時間和高空間解析度而為科研人員所重視。受激拉曼光譜擁有非線性效應帶來的高靈敏度、低背景幹擾以及良好的定量效果,已在生物和醫學檢測展示出巨大的應用前景。TERS技術的納米級空間解析度以及同時獲得基底形貌和化學指紋信息的獨特特點已在表面科學分析中展現獨特優勢,其與超快光學結合可實現極高的時空解析度,在溶液、電化學等複雜環境的科研發展值得期待。此外,集成微型化和連接大資料庫的光譜自動化分析的進一步提高和改進,高光光譜儀和波長可調諧的共振雷射光譜儀等技術的發展及與其他技術的聯用,SERS增強理論和定量能力的進一步完善,都是基礎科研的重要發展方向。
從實際應用角度看,發展微型,低價,操作便捷且具備自動化測量數據分析的小型拉曼光譜儀已經成為主流。拉曼光譜在食藥安全、公共和國防安全以及珠寶鑑定等方面的常規拉曼檢測已趨於成熟,不少企業都已經發展了專用拉曼光譜儀並建立相關譜圖庫。但是,對於痕量農殘、獸殘、爆炸物和毒品等物質的快速SERS檢測,大都停留在實驗室研究層面,不具有實際應用推廣價值。經過5年的潛心專研,普識納米實現了質的突破,在食藥安全、公共和國防安全領域發展了一系列快檢方案,這些方案的可靠性、穩定性以及非定向檢測能力具有世界領先水平,已獲得市場認可和好評。
國產和進口的差距:雷射光源已經較小差距,但是朝生產窄線寬穩頻小型化拉曼儀器適用的雷射器方向努力的公司並不多;軟體功能自動化控制還需要積累;電機精度、穩定性及壽命仍有待提高;檢測器CCD等一些核心部件主要還是受控於外企。
儀器信息網:預測未來拉曼光譜儀的市場發展潛力(包括應用方向、方法標準、政策法規等)?
普識納米:現場快速檢測是拉曼實際應用的重要發展方向之一。為規範相關市場,普識納米聯合廈門大學和福建省計量科學研究院編寫的福建地方標準《可攜式拉曼光譜快速檢測儀技術要求》,已於今年年初正式發布;國家標準《拉曼光譜儀》也正在編纂中。
目前國內的食品和藥品安全問題已經成為影響國計民生的重大問題,國務院「十二五」規劃食品藥品放心工程的重點在於健全食品藥品的安全檢測體系和質量監管機制,加強食品藥品在生產、流通和消費環節的監管,這都迫切的需要一種實時、快速、靈敏的現場檢測方法,而微型拉曼光譜儀器是最符合以上要求的儀器。根據國務院的要求我國必將在未來幾年逐步完善各個環節的安全檢測能力,而根據2010年發布的中國連鎖百強名單,其中經營涉及食品、餐飲、醫藥的企業的門店數接近10萬個而且還在快速增長中,而這僅佔社會食品藥品企業門店數的10%左右,這是一個潛在市場規模上百億的市場,而目前這一市場尚處於起步階段,國內的銷售額約1億人民幣,必將在未來的幾年內迎來爆炸性的增長。
另根據美國拉曼光譜廠家的市場分析數據的調查,小型(包括手持式)拉曼光譜儀的市場前景光明,長遠來看全球至少有100億美元的市場,其中食品安全佔到5億美元,醫療領域將佔到70億美元,公共安全方面佔10億美元。
市場發展方向及發展趨勢
圖2 拉曼光譜儀的市場消費模式
同多數電子產品一樣微型化、低成本、高性能是拉曼光譜儀市場的主要發展方向,普及式的個人消費模式是微型拉曼光譜儀的主要市場發展趨勢。基於拉曼光譜檢測技術的特殊優越性,其在食品安全、公共衛生等與人民群眾日常生活密切相關的領域有著越來越廣泛的應用。如圖2所示拉曼光譜儀的市場消費模式主要有公共機構消費模式、企業消費模式和個人消費模式,其中公共機構消費模式、企業消費模式主要集中在大型拉曼光譜儀的消費上,其特點是單機性能優越、功能全、價格高,但其消費量有限。這兩種消費模式在某一產品的市場化過程中往往僅起到導向作用,本身並不能支撐該產品實現完全的商業化並成為一個產業,例如電子計算機行業的行業發展過程,真正促使電子計算機行業成為一個龐大產業的是第三類消費模式即個人消費模式的巨大推動力。
拉曼光譜儀及其附帶的拉曼檢測技術要真正成為一個產業,就必須激活拉曼光譜儀的個人消費模式,使其蓬勃的發展起來。微型拉曼光譜儀的性能通過MEMS技術可以使其與大型的拉曼光譜儀相當,結合其自身的優勢像價格低、攜帶方便、應用操作簡單等特點,可以促使其在人民大眾的日常生活中得到廣泛的應用,實現普及化,廣泛的用於日常生活中,像在菜市場、超市購物時,基於MEMS技術的微型拉曼光譜儀可以方便幫助人們檢測有無汙染,保障人民日常生活的飲食安全。如同微型電腦對電子計算機行業實現產業化的巨大推動作用一樣,基於MEMS技術的微型拉曼光譜儀的研製可望促使拉曼光譜儀及拉曼檢測技術實現產業化。微型拉曼光譜儀以及配套解決方案是拉曼光譜儀市場的進一步發展的方向和發展趨勢。
(內容來源:普識納米)