国产科学仪器发展需要特色想法和自主创新——访北京吉天仪器有限公司原董事长刘明钟

刘明钟先生，北京吉天仪器有限公司创始人，致力于开发具有中国自主知识产权的科学仪器产品，带领公司团队研发出了多个受市场欢迎的原子荧光光谱仪系列，为推进我国原子荧光光谱仪产业化做出了重要贡献。近日，仪器信息网采访了刘明钟先生，请他为我们讲讲他对国产科学仪器研发和产业化工作的感想和体会。

北京吉天仪器有限公司原董事长  刘明钟先生

（1965年毕业于上海复旦大学物理系；1994年担任海光仪器公司总经理，从事光谱分析仪器的开发；2000年创立北京吉天仪器有限公司，深耕原子荧光研究与开发）

中国原子荧光开拓者，饮水不忘凿井人

原子荧光最早起源于1859年Kirchhoof对太阳光谱的研究。1964年，国外学者首次提出用原子荧光来测量元素含量的概念。1976年，世界上第一台原子荧光光谱仪AFS-6在美国问世。它可以6道同时测定，测定对象与原子吸收仪类同，但由于测定灵敏度低于原子吸收，所以面市即遭淘汰，史称“短命的AFS-6”。原子荧光光谱仪是一种光谱类痕量分析仪器，其方法学原理是利用原子荧光光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析，可被用于汞、镉、铅、铬、砷等金属或类金属的测量，在地质、冶金、食品、环境、生物技术等领域发挥重要作用。

作为中国原子荧光光谱仪的开拓者，刘明钟先生为原子荧光技术在中国的发扬光大和走向世界，做出了巨大贡献，并凭此荣获了2016年“科学仪器行业研发特别贡献奖”。

刘明钟先生发表获奖感言

提到这个奖项，刘明钟先生感慨道，“这个奖应该颁给郭小伟教授，他是2001年5月份去世的，到今年5月份就已经20多年了，我们不应该忘记他。” 据他讲述，郭小伟教授选定能形成氢化物的十几种元素作为原子荧光的突破口，成功研制出溴化物无极放电灯，氢化物发生与原子荧光联用，灵敏度全部优于原子吸收和等离子发射光谱。因此，20世纪70年代末期，仪器一经推出，立即得到市场认可并在我国快速普及推广，这也获得国际同行的普遍认可，认为原子荧光是中国人的仪器。刘明钟先生表示，“我们团队在82年接受了郭小伟教授的技术转让，把它进行商品化，这也是促使我走上原子荧光光谱仪器研发和产业化道路的原因之一。”

刘明钟先生与郭小伟教授测试原子荧光光谱仪留影

（照片左起分分别为北京吉天仪器有限公司原董事长 刘明钟、西北有色地质研究所教授 郭小伟）

中国仪器发展需要增加特色、不断创新

中国的第一台原子荧光光谱仪，是使用微波激发溴化物无极放电灯做光源。但在仪器量产的过程中，操作人员发现由于光源的稳定性差，使用中存在微波泄露的可能。刘明钟先生解释，“同样一个灯，会用这个灯的人操作就很稳定，不会用这个灯的人操作会非常不稳定。” 这个问题不仅对用户而言非常棘手，还对技术的产业化造成很大的困扰，探索新的光源势在必行。然而，这个关键问题却在一年内让刘明钟和团队历经一次又一次的失败。通过不断地尝试与改进，团队在电子工业部12所吴连春和吴凡的配合下，终于成功研发出特制的空心阴极灯，解决了光源问题。刘明钟先生总结：“在研发的道路上，创新必不可少，要勇于尝试，不要害怕失败。”

一个问题成功解决，随之而来的却是新的问题，这种特制的空心阴极灯虽然有了较大改进，但只有100个小时的寿命。为此，刘明钟先生又着手解决灯的寿命问题，新型空心阴极灯间隙式脉冲供电方式成功解决了灯的寿命问题，这项技术不仅获得了我国第一个原子荧光光谱仪发明专利，还获得了国家科技进步三等奖。 他表示，敢想敢做就会有回报。

在后续仪器的生产过程中，不断改进原子荧光技术是十分必要的。刘明钟先生介绍，中国最早的原子荧光光谱仪均为手动进样，这就带来一个不可避免的问题，就是样品注射到反应器的过程中实验重复性差，而使用流动注射不仅可以提高重复性还为进一步实现自动化奠定基础。“想要打开国外市场，必须实现仪器自动化。”刘明钟先生感慨道。但在他与德国PE公司达成合作协议，并在德研究4个月的过程中，他发现流动注射虽然重复性好，但是采样管记忆效应很严重，使用过高浓度样品后清洗非常困难，仍需要改进。对此，郭小伟先生提出了“断续流动”的概念，“这个专有名词当时是在国际上第一次出现，而如今“断续流动”技术几乎被所有原子荧光光谱仪生产厂家所有应用。”刘明钟先生指出，“技术改进，需要有创造性的想法。”，而断续流动技术的成功更是证明了这一点。

原子荧光光谱仪发展的另一个重要节点是顺序注射技术的引进。“顺序注射技术在微流控中非常成功，将它嫁接到原子荧光上，肯定会更好。”刘明钟先生听取了方肇伦院士的建议，带着4位年轻的技术人员毅然地投入到新技术改进中，仅用半年时间就成功地研制出顺序注射氢化物发生的原子荧光光谱仪。刘明钟先生强调，“我们在创新的过程中，要多听取专业学者的意见，向他们学习。” 这项专利维持了12年，也让吉天公司在这期间以绝对优势占据了高端市场。

刘明钟先生与好友讨论交流原子荧光技术留影

（照片左起分别为北京吉天仪器有限公司原总工程师 王安邦、北京吉天仪器有限公司原董事长 刘明钟、中国科学院院士 方肇伦、西北有色地质研究所教授 郭小伟）

原子荧光光谱仪作为为数不多地具有中国自主知识产权的国产仪器，更是自主创新的代表，刘明钟先生表示，“中国仪器想要进一步发展，要在研发的路上加入我们自己的思想，要能够做出一些具有中国特色的科学仪器。”

中国仪器企业发展需要技术后盾、团结协作

“一个企业想要把仪器发展好，需要有技术后盾，这技术后盾在哪里？在研究机关，在大学高校，这是我的切身体会。”刘明钟先生谈到，“我干了一辈子，我的技术为什么能够站得住脚，因为我后面有强大的技术支持。”企业的发展离不开技术支持和人才储备，也可以说技术是一个企业的发展核心。

除此之外，产品要想在市场上取得成功，也离不开公司内部各个部门、岗位的通力协作， “公司不止要有技术人员，还要有销售和售后等等，每个部门都有不同的任务，团结协作才能共同发展。”公司内部团结协作的重要性不言而喻。

“中国的仪器想要做好，人员间也需要密切的合作，这说起来容易，做起来就很难了，因为合作就会产生矛盾，我在和大学、研究机关合作的期间，最深的体会就是，一定要尊重技术持有人。” 刘明钟先生补充道。技术持有人的愿望是使发明专利转化为应用成果， 企业是将科研成果转化为成型产品的载体和平台，两者之间的合作是缺一不可的。刘明钟先生总结：“团结协作才能使双方共赢。”

刘明钟先生与吉天公司五大技术顾问和工程师留影

（照片左起分别为北京吉天仪器有限公司原董事长 刘明钟、吉林大学教授 金钦汉、厦门大学院士 黄本立、中国科学院院士 方肇伦、西北有色地质研究所教授 郭小伟、中国地质科学院教授 李家熙、北京吉天仪器有限公司原总工程师 王安邦）

随着社会经济的发展及科技进步，我国的仪器产业蓬勃发展，但科研仪器依赖进口的局面仍未改观，拥有自主知识产权的仪器仍屈指可数。对此，刘明钟先生惋惜道，“我虽然离岗已经有五六年时间了，在岗的时候有一个很深切的体会，中国有很多创新的技术成果，但是能顺利产业化的不多，这是非常遗憾的。”仪器研发到顺利产业化的过程中会历经艰难险阻，在这个过程中除了技术的改进问题，端正心态同样重要。刘明钟先生解释，“无论是朝阳行业还是创业行业，不要指望一朝一夕就能够出成果，凡事都需要一个长期累积的过程。”企业要有勇于尝试的拼搏精神，也要有脚踏实地的钻研精神，思考仪器研发与产业化的重点难点，为研发有中国特色的自主知识产权的仪器继续努力。