成熟但极具应用潜力的原子光谱技术——点亮光谱仪器“高光”时刻

2012-2021年，光谱仪器及技术突飞猛进，相关的新产品、新技术层出不穷，拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......不仅给科研注入了新的活力，更是给企业带来了客观的经济效益。

光谱十年之际，仪器信息网特别策划《点亮光谱仪器 “高光”时刻》系列征文活动，以期盘点光谱仪器及相关技术的突出成果，展现光谱仪器及相关厂商的“高光”时刻。本期我们特别邀请了珀金埃尔默无机产品线经理朱敏为大家分享珀金埃尔默光谱仪器的“高光”时刻。

珀金埃尔默无机产品线经理 朱敏

仪器信息网：过去十年间，哪些光谱技术的进步让您印象深刻？

PerkinElmer：对于原子光谱技术，ICP-MS和LIBS方面令人印象深刻。特别地，ICP-MS技术，不仅应用越来越广泛、成熟，众多的国标方法也陆续推出，如环境、食品、医药等领域，更重要的是，ICP-MS在生命科学方面，如单细胞，元素标记，生物成像等研究与应用，拓宽和加深了原子光谱技术应用的发展，我们也更加欣喜的看到，ICP-MS已经走入了临床诊断，成为微量元素的测试工具，从一个工业品走入到和人类健康息息相关的医疗器械，也让更多的大众有机会了解原子光谱技术。

仪器信息网：截至目前，贵公司有哪几款光谱仪器曾经获得“科学仪器优秀新品”奖？该仪器研发的背后有什么样特别的故事？

PerkinElmer：珀金埃尔默是全球最大的分析仪器提供商之一，始终致力于以创新的技术服务全球各地的实验室，助力其开展对前沿科技的探索。涵盖光谱、色谱、质谱、材料表征的全面的实验室分析解决方案，为环境、食品、制药、工业等不同应用领域的用户提供强大助力。光谱技术与产品是珀金埃尔默的传统优势领域，我们有很多的第一和优秀的产品，如第一台商用红外光谱仪（IR，1944年，Model 12），第一台原子吸收光谱仪（AAS,1961年，Model 214），第一台商用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS，1983年，Elan 250），第一台全谱直读型电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES，1993年，Optima 3000）。

当然，我们也有不少产品获得“科学仪器优秀新品”，如2016年推出的即开即用超高灵敏度强拓展性的Avio 200 ICP-OES，2017年推出的NexION 2000 ICP-MS。其中，NexION 2000的研发，代表了PerkinElmer以技术创新发展产品的思路，我们推出了革命性的新一代电感耦合等离子体（ICP）离子源技术，全新的RF频率匹配专利的LumiCoilTM工作线圈设计，将等离子体离子源推向新的高度，这是ICP-MS独有的创新，改变了过去多年ICP-MS在等离子体发生器发展不明显的现象，创新的技术帮助客户获得更加强健、高效、稳定同时维护更少的等离子体源。同时，该款产品在前代产品单颗粒ICP-MS技术的基础上，率先推出了单细胞ICP-MS分析技术，包括专有的细胞分析进样系统和单细胞分析数据采集、处理软件，为环境、生物等样本单细胞分析带来了更好的工具，也是ICP-MS发展的重要方向之一。基于单颗粒分析技术的单细胞分析，可以实现单个细胞纳米颗粒或金属含量分析，在细胞、医药、毒理等方面极具潜力。

Avio 200 ICP-OES

NexION 2000 ICP-MS

仪器信息网：获奖产品的销售情况如何？解决了哪些关键问题？有哪些典型用户或典型的应用案例？行业影响力及用户的反馈情况如何？

PerkinElmer：Avio 200 ICP-OES和NexION 2000 ICP-MS销售非常不错，获得了业内广泛认可。比如，NexION 2000,除了环境、食品、医药、工业等传统应用领域外，由于它是业内首款四极杆型电感耦合等离子体质谱，专注于促进ICP-MS应用领域从分子水平跨越到细胞水平，从而更好的实现无机质谱在生命科学领域应用的产品，使其也为广大老师、学者所接受和喜爱，在癌症和药物研究、环境毒理学、金属组学、生物技术以及细胞科学等方面帮助老师探索未知。单细胞ICP-MS为在单细胞水平研究金属相关的生物学过程提供了一个通用的策略，具有高灵敏度、宽线性范围、易于进样和定量，同时具有同位素分析能力等特点。该技术可提供细胞内源性的金属和外源性金属（如纳米颗粒，铂Pt）及人工金属标记的细胞分析,可以促进对细胞金属蛋白质，特别是金属酶，甚至是金属代谢物的生物功能进行理解，进而可能揭示出正常细胞和疾病细胞。目前国内有很多学校研究所都使用到了该技术，如中科院生态环境中心、中科院高能物理研究所、中科院植物与生态研究所、南京大学、厦门大学、四川大学、东北大学、中山大学、上海肺科医院等。

仪器信息网：当前公司主推光谱产品是哪些？ 拥有哪些独具优势的技术？

PerkinElmer：在原子光谱线，我们产品包括PinAAcle 系列原子吸收（AAS）、Avio 系列电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）和NexION 系列电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）以及相应的前处理设备，如Titan 微波消解仪、SPB电热石墨消解器、FIAS/FIMS流动注射和测汞仪等等。这些产品都非常具有竞争力，创新技术与技术积淀，稳定可靠的质量，使他们得到了广大客户的青睐。

比如PinAAcle 900原子吸收，传承珀金埃尔默横向加热专利纵向交流塞曼扣背景石墨炉技术，让其成为珀金埃尔默众多经典产品之一，服务于各类环境、食品、医药和工业客户。

比如Avio 200/220 Max ICP-OES，其即开即用，高灵敏度及强的拓展能力，使其特别适合于中等通量的各大实验室，如政府、高校和企业实验室，而Avio 550/560 Max ICP-OES，其高性能、超快速的特点，使其在大通量实验室，如大通量第三方，地矿行业，以及需要高精度分析的领域，如锂电池三元正极材料配比分析、计量定值等方面都获得了认可。

而NexION 系列ICP-MS,在近年来也是应用广泛，出色的干扰消除能力，稳定性，更少的维护以及简单方便的操作，帮助广大客户实现最大的价值。其中，最新的NexION 5000 化学高分辨多重四极杆ICP-MS，独有的四组四极杆平台结合碰撞反应池技术，提供超低的背景等效浓度和优异的检测极限，获得分析结果的高精度和可重现性，具有单四极杆、三重四极杆和多重四极杆能力，依据不同应用需求，简单、灵活进行选择，实现准确定量、干扰定性和分子离子反应机理研究等应用。

仪器信息网：目前贵公司最具优势的应用领域有哪些？

PerkinElmer：国家对创新和高端制造的关注，让珀金埃尔默众多的光谱产品有着更好的发挥。比如之前提到的单细胞ICP-MS技术，依托珀金埃尔默对该技术的深刻理解，NexION 系列ICP-MS具有业界最快的瞬时采集速率（100,000点每秒）以及专利数据算法，使其在环境毒理、医药研发、生命科学等相关领域得到了很多的应用，比如Avio 550/560 Max具有的可达0.1% RSD的高精度分析能力，使其在锂电池材料分析中展现优势，比如不久前刚获得2021 R&D 100大奖的NexION 5000化学高分辨多重四极杆ICP-MS，对几乎所有元素具有ppt-ppq级的检出能力，特别适合不断追求极限能力的半导体领域应用，以及其他材料领域，同时也可以在单细胞水平运用在生命科学相关元素如硫，磷，砷，硒等分析，对于常规环境、食品和制药分析，也能利用其四组四极杆具有的干扰去除能力，让使用者对结果知其然，并知其所以然。

仪器信息网：从行业发展角度来说，您认为目前光谱仪器整体技术水平怎么样？未来最具前景的光谱仪器或者技术是什么？最具前景的应用将体现在哪些方面？

PerkinElmer：整体来看，原子光谱仪器发展相对比较成熟，技术上可能有两个大方向，一是更具工业化特质使用的仪器和应用方案，比如集成，智能，工业在线，IVD等方面，二是应用潜力的挖掘，比如提到的生命科学领域，生物分析等方面。