ICP-OES獨特優勢無法替代,多儀器市場共同發展

21世紀以來，分光及檢測器等關鍵元件得到了快速的發展，電感耦合等離子體發射光譜（ICP-OES或ICP-AES）技術也不斷完善，已在地質、環保、化工、生物、醫藥、食品、冶金、農業等領域發揮著至關重要的作用。

ICP-OES具有檢出限低、準確度高、線性範圍寬、多種元素同時測定等優點，現已成為了原子光譜儀器的「主力軍」！基於此，儀器信息網計劃推出「ICP-OES：『主力軍』的未來該何去何從 」專題（點擊進入），以增強儀器用戶與儀器企業之間的信息交流，向用戶提供更豐富、更專業的技術文章。

安捷倫公司作為ICP-OES領域的主流廠商之一，在技術上具有獨特的優勢，也受到了很多檢測人的青睞。近日，儀器信息網特別邀請到安捷倫公司高級應用技術專家、原子光譜資深應用工程師歐陽昆先生，請他為我們談談ICP-OES市場目前的狀況和未來的發展趨勢。

安捷倫公司高級應用技術專家、原子光譜資深應用工程師 歐陽昆先生

師出名門，突破儀器「新時代」

歐陽昆首先為我們講述了安捷倫公司的ICP產品線的歷史。安捷倫公司的ICP產品線始於瓦裡安公司，眾所周知，瓦裡安公司是一個業內知名公司，其光譜產品線已有多年的市場經驗。2010年安捷倫公司全面收購瓦裡安公司後，針對原有的產品特點和技術性能，進行了整體的更新與整合。

在短暫的過渡期後，安捷倫公司於2014年推出了首款垂直火炬同步雙向觀測的ICP產品---5100 ICP-OES。這款儀器採用了垂直火炬的設計（之前，市場上雙向觀測的儀器多為水平火炬設計），在實現同步雙向觀測的同時，還使觀測的方式得到了更新，可實現一次觀測讀取完成整個全譜波段的分析測量,同時可根據長短波譜線的分析特點，自動分配讀取方式。實現了一次分析全譜的檢測。憑藉這一獨創設計，當年獲得了R&D100技術發明大獎。

在這之後，為適應市場上對分析效率的需求，2016年公司又推出了5110 產品，加入了快速閥系統，並對軟硬體進行了進一步的提升與改進。對硬體系統的更新，使儀器的各個部件的運行，能夠實時顯示並監控，同時增加了預警系統。儀器的運行更加可靠與智能化。

2019年，安捷倫推出了5800/5900系列ICP-OES，首次在原子光譜的光學系統中使用了製作航空航天等領域高精度光學部件的Freeform（自由曲面）技術。基於Freeform技術的準直鏡設計極大地提升了光學成像的質量，消除了邊緣效應和像散像差,使ICP儀器進一步小型化，集成化，儀器的穩定性以及性能也得到了快速的提升。同時，5800/5900 ICP-OES也是安捷倫目前ICP-OES中主推的產品。

歐陽昆表示：從某種意義上講，5800/5900的面世標誌著ICP進入了一個新的時代，是近些年來少有的改進與創新。首先是硬體的革新，Freefrom 自由曲面技術的採用，使ICP光譜在核心光學結構上面有了新的突破。近些年來，在光學結構上各家產品都鮮有實質性的動作與進步，在成像質量與光源質量上也無大的改進，Freeform技術的採用，是ICP在光學結構方面有了新的思路與方向，改進了成像與靈敏度。到目前為止，雖然這一技術還並非無懈可擊，但是他認為，這一定會是未來的發展方向。

另一大改進，就是初步的智能化設計。歐陽昆介紹說：儀器的軟體中除了加入了全譜定性半定量掃描、譜線幹擾判定、樣品智能篩查、操作洞察、儀器全方位工作狀態的智能監控等功能外，還特別增加了可根據實際樣品的幹擾判別與譜線推薦，可以為更好的掌握儀器及方法開發提供了一個新的思路與概念，但之所以稱之為初步的智能化，是因為智能化水平還有待於進一步的完善，這也必將是未來儀器發展的方向。

技術助力部件發展，光學性能仍有較大空間

ICP-OES作為發射光譜儀產品的代表，其分析能力和技術的進步為元素分析帶來了巨大的便利，整體技術較為成熟。

隨著技術的進步和科技的不斷創新，ICP-OES在很多方面仍有進步與發展的空間，如ICP的光學結構、RF發生器、檢測器以及軟體功能方面都有很多需要改進與不斷完善的部分。安捷倫最新推出的5800/5900系列ICP-OES就是從光學器件上進行了重要的革新改進，這得益於材料學、加工技術與測量技術的進步，否則無法實現納米級別的加工。

相信後續還會有更多的針對現有部件的升級與改進。歐陽昆表示：這不僅僅是某一部件的進步，我相信，在ICP-OES分析的整體思路上，從光源到分光再到檢測系統都會有進一步的發展與更新，就像我們生活中4K高清信號一樣，ICP的光學性功能還會有更大的提升與發展。

未來ICP的技術發展，應該是更加的實用、便捷、快速、智能、以及更加易於掌握，更加可靠與穩定，適用性也更加廣泛，測量能力也會有更大的提升。分析元素也會有進一步的擴展，和其他分析技術的融合也會更加緊密與便捷，智能化的能力也會進一步加強，基於樣品基體和複雜幹擾的大資料庫，會給分析工做者帶來更多的操作體驗與分析效率。歐陽昆還推薦了一些改進的方向：

穩定性的提升；從硬體角度更加適用於不同的環境。穩定性好，抗幹擾能力強，堅固耐用。

分析元素與能力的擴展；可適用於各種複雜樣品類型中，更加廣泛的元素檢測。基體的適應能力更加強大。

節能高效；分析效率不斷提升，使用高成本更低。

抗幹擾能力更強；這種幹擾來自於發射光譜本身，未來的儀器在這方面會有更好的解決方法與能力，克服幹擾的能力也會進一步增強，使分析工作更加輕鬆。

更加自動化與智能化；自動化與智能化的增強無疑會給ICP分析帶來更加便捷的操作體驗。結合現代計算機工業的進步與人工智慧的發展，將來的ICP可能就是按個電鈕，即可完成分析工作。

應用需求不斷擴展，材料或成熱點市場

談到ICP-OES的應用現狀，歐陽昆表示：目前ICP-OES的應用領域十分廣泛，的大多數元素檢測領域絕都有ICP-OES的身影，特別是在一些新興領域的分析檢測，ICP-OES更是發揮出了巨大的能力與效率，例如現在較為熱門的鋰電行業、石油化工、合金冶煉、土壤詳查與修復、食品、環境等領域，安捷倫也均有廣泛的用戶群體和市場佔有率。

對於未來說到ICP-OES分析領域的擴展，歐陽昆則認為，從ICP-OES近年來的發展看，其應用領域有了明顯的擴展與推廣，市場的採購量逐年增加也證明了ICP有著更為廣闊的應用前景。伴隨著一些法規的實施，ICP-OES市場上隨著分析需求的不斷增加，要求也在不斷的提升。

歐陽昆說：未來ICP-OES需要進一步擴展和完善相關的法律法規，使分析工作者有法可依，有律可循。目前為止，國內有關ICP-OES的國標與法規還很不完善，需要大家共同努力，不斷推陳出新。他補充說：安捷倫公司也歡迎各方面合作，積極參與國際與國內國標與法規的制定與研究。

歐陽昆解釋說：所謂分析領域的擴展，與國家大形勢及市場需求密不可分，他特別提到了材料分析領域。

在未來的材料分析領域，ICP-OES有非常廣泛的應用前景，當今材料的概念非常寬泛，不僅僅局限於現有的共識，其中很重要的領域是新型材料的研發。隨著科技的進步，新型材料的研發已經越來越顯現出重大的引領作用，無論從航空航天，合金冶煉，化工材料，汽車工業，民用領域等等。新型材料正在改變我們的生活，也在改變著我們的傳統認知。因此說，ICP-OES作為元素分析的利器，必將也必須在這一領域引領風騷，做出亮眼的成績與貢獻。他強調：安捷倫一直注重與重點關注材料分析領域，未來也會在這方面著重投入，力爭獲得預期的效果。

各有所長，儀器需求「齊頭並進」

ICP-OES可以說是如今元素分析領域的「主力軍」，但近幾年隨著ICP-MS或其他技術的應用不斷擴展，ICP-OES市場受到了一定程度的衝擊，另一方面，原子吸收光譜儀的檢測精度越來越高，價格也逐年下降，也時刻威脅著ICP-OES市場地位。

歐陽昆有自己的見解，他認為：任何分析技術的存在均會有他的合理性和適用範圍。從市場上看，大多數儀器均是在不斷完善與改進的過程。對於任何一款儀器的替代說，都有著巨大的困難和不確定性。很多情況下在長時期內都會共存並發揮自己的作用，就像我們分析化學中經典的滴定法，也不是現代儀器產品完全能夠替代的。

ICP-MS近年來取得了巨大的發展與進步，應用領域與能力有了極大地擴展，在現代分析領域起到了至關重要的作用。但是，在複雜樣品、複雜基體、高含量、長時間運行、分析效率上是不能完全替代ICP-OES光譜的。正所謂尺有所短寸有所長，ICP-OES本身在抗幹擾，抗基體效應上近年來有了巨大的改變與進步。因此在複雜樣品的分析方法上，較ICP-MS的方法開發更容易實現。很多情況下，ICP-OES的幹擾與譜線之間的影響是確定的，而ICP-MS在某些複雜樣品的幹擾行為上還需要進一步的研究與理論支撐。這就為一些複雜幹擾的去除帶來了一定的難度。因此上ICP-MS在實際應用中做到熟練掌握還是一個長期的積累過程。

原子吸收作為最為經典的分析儀器之一，在全球已經有了非常廣泛的市場基礎。但是隨著近年來分析要求的不斷提升，AAS的分析能力和效率受到了很大的挑戰。在國際上，由於法規的要求與國內情況有所不同，很多領域AAS的採購量不斷下降。國內市場由於法規的硬性規定，很多行業即使有更為先進的分析手段，目前還必須遵循法規採用AAS出具報告。這也是國內市場AAS持續需求增加的原因之一。

ICP-OES在這兩款儀器之間，從目前的狀態看還有這巨大的提升空間，市場佔有率遠未達到其應有的數量，他認為，ICP的市場會有更大的提升空間。這是因為，現代ICP產品在分析效率、分析範圍、樣品承載能力、性價比、易於掌握、可控性強、高低含量的同時分析等等多方面均顯現出非凡的能力，特別是在能源化工，合金冶煉，地質礦產、材料研發等諸多領域的新興應用中，均有著不可替代的作用，也必將作為未來一款主打儀器產品，佔據市場越來越多的份額與地位。

點擊進入專題