多份研究報告顯示,拉曼光譜已經成為分子光譜中發展最快的一類儀器。其中,Technavio最近的一份報告中闡述道,2020年全球實驗室和手持拉曼儀器的市場將達5.24億美元,複合年增長率將超過9%。值得注意的是,這些研究報告同時也指出,亞太地區拉曼儀器市場將呈現高的增長率,這其中中國的地位不言而喻。
按照整個市場的發展態勢,筆者在去上海參加analytica China 2016之前,就曾預測到展會上會看到不少拉曼光譜儀的廠商,但是到現場才發現,豈止是不少?絕對是一大「熱門」!拉曼光譜市場的蓬勃發展,已然引起業界的普遍重視。
這兩年,拉曼光譜儀一直吸引著業內人士的眼球,特別是「雨後春筍」般的便攜/手持拉曼光譜儀更是盡出風頭。僅僅2014-2015年之間,各大儀器廠商就相繼推出數款重磅產品,如賽默飛的Gemini(2015年3月)、布魯克的BRAVO(2015年3月)、島津的RM-3000(2015年4月)、瑞士萬通的Micra(2014年12月)、海洋光學的ACCUMAN PR-500(2014年12月)、必達泰克的TacticID(2014年3月)等等。
在本屆慕尼黑上海生化展中,拉曼光譜儀的表現也著實展現了這個市場的蓬勃發展,老牌儀器廠商在精心布局,新廠商也在不斷湧現,這其中不僅包括實驗室拉曼光譜儀,便攜/手持拉曼儀器更是「熱鬧非凡」,用「欣欣向榮」四個字來形容實在不為過。
「大」拉曼:技術研究不斷深入,快速成像吸引眼球
長時間以來,實驗室拉曼市場一直在穩步提升,特別是隨著中國科研投入的穩步增加,很多儀器廠商反饋,這個市場最近增長非常快。
從儀器技術的角度來說,快速成像、高解析度以及聯用技術等一直吸引著大家的眼球。在本屆展會上,HORIBA、布魯克、耶拿、WITec、Nanophoto(納米光子)等儀器公司均展出相關的產品。
HORIBA之NanoXploRA原子力拉曼聯用系統
作為中國市場拉曼光譜儀的主力廠商之一,HORIBA不僅致力於拉曼相關儀器的研發,而且在拉曼光譜技術及應用方面也深度耕耘,本次展會中重點展出了NanoXploRA原子力拉曼聯用系統。
NanoXploRA原子力拉曼聯用系統
據介紹,TERS(針尖增強拉曼光譜)技術可以在非標記的前提下實現納米空間解析度的結構表徵,對於新材料、生命科學都有巨大的吸引力。但是它出現後的十幾年中,僅有少數課題組能實現TERS研究,且大部分僅能實現單點測試,原因是儀器需要光學專家調試,比較難用,換針尖困難,市場上也沒有商品化針尖提供,用戶需要自己處理針尖等。
NanoXploRA無需在隔震罩中工作,無需光學專家調整儀器,針尖更換後可自動回位,使得TERS成像變得簡單可重現,並且可以在不同實驗室實輕鬆現10nm空間解析度。據悉,HORIBA還可以提供商品化針尖,用戶無需再為針尖發愁。
布魯克之SENTERRAⅡ顯微拉曼光譜儀
雖然布魯克在1988年就推出了傅立葉拉曼光譜儀,但是一直推廣比較少。不過,隨著市場格局的改變,布魯克也開始發力了。繼去年推出了首款便攜拉曼產品BRAVO之後,本次展會上又推出了拉曼光譜儀的升級版本SENTERRAⅡ。
SENTERRAⅡ顯微拉曼光譜儀
據介紹,相比較於第一代的產品,SENTERRA II 智能顯微拉曼光譜儀具有以下創新點:快速掃描/成像,可達100張譜/秒;高分辨,SENTERRA II目前可提供優於2 cm-1的解析度(I代是3 cm-1);並且配備高精度馬達驅動樣品臺等。
歸功於其高度自動化、外形小巧和高效工作流程等優點,SENTERRA II 既適用於日處理量很高的多用戶環境,也適用於科學研究前沿的實驗室分析。
德國耶拿之RAMANRXN2 HYBRID
2015年起,E+H集團委任德國耶拿全面負責凱撒公司在中國的拉曼業務。經過一段時間的準備,今年,耶拿開始大力推廣拉曼產品。目前凱撒公司擁有研究型、原位分析型、過程控制型三大系列拉曼光譜儀,本次展出的是RAMANRXN2 HYBRID。
RAMANRXN2 HYBRID
固液體分析光譜儀RAMANRXN2 HYBRID是最新加入RAMANRXN SYSTEM家族的拉曼分析儀。通過耦合MR探頭和PhAT探頭,實現微米到毫米尺度的採樣靈活性,同時分析液體樣品和固體樣品,具有很大的靈活性;結合最新的iCRaman反應分析軟體,該光譜儀非常適合拉曼方法開發、反應分析、在線監測。它通過所採集的拉曼光譜,能夠進行快速的定性和定量分析,不需要多變量分析技術。
「新」廠商之WITec和納米光子
除此之外,在本次展會中,還有兩家專業做拉曼光譜儀的「新」廠商亮相:來自德國的WITec和來自日本的納米光子,使實驗室拉曼光譜儀市場更具活力。其實,說是新廠商,不是說新成立的,而是因為這兩家企業最近決定大力開拓中國市場。
WITec alpha300 R
WITec公司成立於1997年,一直致力於拉曼光譜儀的研發和銷售。2002年,第一款產品進入中國,在過去的十多年中,WITec在中國的業務一直通過代理商打理,客戶也僅有20多個。而在今年,該公司決定大力開拓中國市場,目前已經在中國設立代表處。
在拉曼領域,WITec一直堅持以快速共聚焦拉曼成像技術為核心,與多種顯微成像技術聯用的戰略發展方向。據介紹,快速拉曼成像(FAST RAMAN IMAGING®)是WITec每一套機械平臺或壓電臺掃描成像拉曼系統的標準配置。單個拉曼光譜的採譜時間可以短至125 毫秒(背照式 CCD)或38毫秒(前照式CCD)。配置 EMCCD時,超快速拉曼成像(ULTRAFAST RAMAN IMAGING®)速度大大提高,單譜積分時間可以降低到0.76毫秒。
雖然由於入關等原因,WITec在本次展會中並沒有展出其產品,但是從之前的採訪中,我們也可以感受到其在拉曼光譜儀方面的實力和逐鹿中國市場的魄力了。(專訪:WITec:這家儀器公司在技術創新上很「上癮」——訪WITec公司總裁Joachim KOENEN博士)
RAMANtouch
納米光子2003年成立於日本大阪,致力於創新型拉曼顯微鏡的開發和推廣。納米光子的產品包括針對科研市場的RAMANtouch、針對檢測市場的RAMANview、以及針對半導體行業的RAMANdrive。
一直以來,納米光子主打日本本土市場,而中國市場將是其全球化進程的首要目標。本次展會中,納米光子展出了RAMANtouch,據悉未來會推出新品RAMANforce。
據介紹,在技術方面,Nanophoton公司開發了雷射線掃描技術,把雷射束按照線狀延伸開來照射樣本,產生的拉曼線光束在CCD的Υ方向被分割成400個像素進行檢測,這樣一次曝光就能得到400個光譜。不同於以往的載物臺掃描,RAMANtouch採用振鏡雷射掃描方式,實現了高速高精掃描,幾分鐘即可獲得數萬像素的高質量拉曼圖像。
「小」拉曼:廠商和產品層出不窮,應用是關鍵
相對於實驗室拉曼光譜儀來說,手持/便攜拉曼在本次展會中可謂是「遍地開花」。繼去年賽默飛、布魯克、島津等相繼推出新產品之後,今年一系列企業的最新動向再次提升了大家對該市場的關注度。
據多位業內人士介紹,從儀器技術本身來分析,手持/便攜拉曼的技術門檻不是那麼高,所以有很多公司可以跨入這個領域。其實,在幾年前,就有不少業內人士預測,便攜/手持拉曼將在未來幾年將出現井噴的現象,但是由於應用、標準等方面的局限,這個井噴期一度出現了滯後。儘管如此,大家對這個市場的「熱愛」還是有增無減。
本次,賽默飛、必達泰克、海洋光學、布魯克、萬通等都紛紛展出手持/便攜拉曼儀器。值得注意的是,除了以上企業之外,本次展會中,還有一大批新的企業突顯,這些公司開發的不僅僅是儀器,更多的強調應用和解決方案。
合肥領譜:以應用需求為突破口
合肥領譜科技有限公司(簡稱合肥領譜)是今年4月份剛剛成立的公司,基於美國LASERLAB 20餘年的拉曼光譜製造經驗,合肥領譜推出切合快檢市場的便攜/手持式系列拉曼分析儀。
合肥領譜在儀器開發的過程中,特別強調從用戶應用需求的角度出發,目前已經開發了十幾款不同類型的拉曼光譜儀,包括毒品-易製毒品化學品檢測儀、製藥專用型拉曼快速檢測儀、食品與農產品安全快速檢測儀、危險品快速檢測儀和病原體快速檢測儀等。在本次展會中,他們也展出了數款新產品。
便攜/手持拉曼儀器
據介紹,基於緝毒實踐的反映和需求,合肥領譜和中國刑事警察學院聯合開發毒品-易製毒化學品檢測儀(NPRID),該產品基於拉曼光譜技術可以實現對毒品、易製毒化學品以及新精神活性物質的快速鑑別;此外,在應用創新方面,合肥領域也走在了前列,該公司開發的病原體微生物快速檢測儀獲得安徽省中國創新大賽生物醫藥組二等獎,並將參加全國比賽。
普識納米:增強試劑獨勝一籌
廈門市普識納米科技有限公司(簡稱普識納米)專注於納米增強材料的研發及拉曼光譜應用完整解決方案的提供,包括儀器、方法、增強試劑、標準等。公司與廈門大學開展密切產學研合作,藉助高校第三方深厚的研發實力,促進新產品研發。
目前,普識納米擁有食品安全快速檢測儀、手持毒化檢測儀、可攜式環境重金屬快速檢測儀等系列產品以及增強試劑等。本次展會中,該公司也展出了相關的儀器和增強試劑。
儀器和試劑
據介紹,普識納米參與了國家標準「拉曼光譜儀」及福建省地方標準《可攜式拉曼光譜快速檢測儀技術要求》的制定,還先後承擔了福建省產學研項目《環境水體中有機汙染物的可攜式現場快速拉曼測試儀的研發與工程化》及廈門市雙百人才計劃《基於等離激元增強拉曼光譜技術的食品安全快速檢測儀器的開發和產業化》等科技計劃項目。
為滿足科研用戶對表面增強拉曼光譜基礎研究和應用開發需求,普實納米攜手必達泰克聯合推出科研級可攜式拉曼及配套增強試劑,可根據用戶需求,定製化儀器和增強試劑。
特別值得一提的是,依託廈門大學,該公司在增強試劑方面獨勝一籌。基於「用殼層隔絕納米粒子增強拉曼光譜的方法」的發明專利,普識納米推出的增強試劑具有抗老化、抗腐蝕、高穩定性等優勢。據介紹,CP系列未開封產品的可在大於12個月的存儲時間(SP系列可在大於6個月的存儲時間內)保持性能穩定,有效保證產品在SERS檢測中的可靠性和重複性;而且,紫外-可見光吸收峰位置變異性控制在+/-2nm,保證產品性能不會因批次不同而改變。據悉,國內不少大型拉曼光譜儀廠家都在使用或者代理該公司的增強試劑。
奧譜天成:定製化需求增長明顯
奧譜天成,起步於2003年,致力於光譜分析儀器,特別是拉曼的技術創新和推廣,該公司和廈門大學、浙江大學、吉林大學等多單位合作,實現了多個系列的光纖光譜儀和拉曼光譜儀的研發和產業化。
目前,奧譜天成產品線涵蓋範圍廣闊,包括:手持式、可攜式、顯微拉曼和太赫茲拉曼,此外,還有微型光譜儀、光源、探測器等。
ATR6010手持拉曼
據悉,該公司不僅提供便攜/手持拉曼光譜儀的整機銷售,還為行業內很多公司提供儀器配件和整機的OEM服務,很多時候相當於「幕後英雄」。據介紹,這幾年便攜/手持拉曼分析儀的增長速度非常快,客戶的定製化服務需求也愈發明顯,奧譜天成在定製化方面的業務也在不斷提升。
其他
除了以上專業做便攜/手持拉曼光譜儀的廠商之外,在展會現場我們還發現了一些老牌的儀器廠商也紛紛展出相關拉曼產品。
其中,基於2012年國家重大儀器專項《可攜式薄層色譜━拉曼光譜聯用儀及其藥品快檢支撐系統》的研究成果,上海儀電分析儀器有限公司推出了R10雷射拉曼光譜儀,整機重量僅4.2kg。據介紹,目前該款產品主要針對製藥市場,未來也會推廣到其他的應用領域。
R10雷射拉曼光譜儀
鋼研納克在本次展會中也推出了Smart系列的可攜式的臺式拉曼光譜儀(代理BAYSPEC),該產品最大的特點是採用了雙波長設計,內置兩個雷射器,新增加了1064nm的選項,適合不同種類樣品的拉曼測試。
Smart系列可攜式的臺式拉曼光譜儀
拉曼:「未來的市場爆發只是時間的問題」
在本次展會中,儀器信息網編輯拜訪了多家拉曼光譜儀的生產廠家,在交流的過程中,聽到最多的話就是「這個市場增長非常快」。尤其是對便攜/手持拉曼,很多業內人士認為「未來的市場爆發或許只是時間的問題」。其實,在上半年盤點中,儀器信息網編輯也發現,與去年同期相比,拉曼光譜儀呈現強勢增長態勢。
也正是因為對這個市場的普遍看好,HORIBA、耶拿、NanoPhoto、海洋光學、萬通等公司也透露,未來會推出新的產品以應對市場的需求。
在應用領域方面,目前大家普遍看好的是製藥、安防等行業,曾經有研究報告特別指出未來四年拉曼儀器在製藥行業的需求將呈指數增長。隨著表面增強技術的研究進展,未來拉曼在食品安全、環境監測等領域的應用也會得到進一步的拓展。
不過,雖然整體上大家對這個市場保持非常樂觀的態度,但是也有不少專家提醒,在整個市場的推崇氛圍中,拉曼光譜儀這個市場要穩定、健康的發展,目前還有不少問題亟待解決,關鍵應用的突破、相關標準/法規的驅動、資料庫的建設以及先進算法的開發等都是大家普遍關心的問題。除此之外,行業特性的多樣化與客戶需求的多元化對拉曼廠家來說也是一個新的挑戰。
撰稿編輯:葉建