天美：聚焦用户需求，让市场和研发创新融合 ——寻找光谱仪器“创新的力量”系列约稿

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》把创新放在了具体任务的第一位，全文160余次提到了“创新”关键词。2022年第十三届全国人民代表大会第五次会议上，国务院总理李克强所作的政府工作报告中，亦明确指出要坚持创新驱动发展。对科学仪器产业而言，“创新”更是至关重要。2021年11月，北京“十四五”规划就指出要支持开展关键仪器设备研发，支持挖掘一批服务于重大科技基础设施的定制化科学仪器和设备，重点突破研发新一代光谱等关键技术。

不断高攀的前沿研究是创新，差异化的产品发展也是创新。不仅科学仪器原理和技术需要创新，应用拓展、企业管理等无不体现“创新”的力量。为了展现光谱仪器的创新成果，分享光谱仪器研发和应用中的创新思维，共同促进光谱仪器产业化的创新发展，仪器信息网特别邀请天美市场研发工程师来分享产品研发和应用拓展过程中的创新思维。

仪器信息网：如何理解创新在科学仪器研发过程中的地位？

天美仪拓：“工欲善其事，必先利其器”。科学仪器设备的创新，是科技进步和创新的重要基石，使从宏观到微观的科研分析、技术探索、应用创新成为可能，在国家科技、经济和社会发展中占有重要的战略地位。

创新是科学仪器研发过程的灵魂，不论是“软”、“硬”件的设计；还是应用开发和用户参与的程度。光谱类科学仪器，不仅包括有效地实现光源能量的有效分光和光谱信号的灵敏检测，也包括操作控制软件，数据处理系统以及数据库等软件系统的易用操作。软件的人性化界面设计、简单易用的流程设计，以及实验室管理系统的兼容性，是光谱仪器软件不断追求改进和创新的方向。例如，在天美FL970系列荧光分光光度计的产品开发过程中，我们深入进行市场调研，了解客户的实际样品测试情况、专注的分析波段，检测灵敏度要求等方面，提出详细的产品研发需求申请和市场调研报告，和研发部门共同探索实现的可能性和可以满足用户需求的程度。并在样机的开发过程中，积极请用户参与样机的测试，并将测试反馈给研发部门，实现“市场”和“研发”的有效融合，促进我们的光谱仪器更能贴合实际用户需求，实现产品本身和研发过程的“创新”。

仪器信息网：请举例说明贵公司取得的创新成果？

天美仪拓：天美公司在天美三科20多年光谱技术积累的基础上，结合当前荧光光谱市场的用户需求，和日新月异电子技术的发展，融合天美集团全球研发资源（英国的研发中心TREC），经过不断的技术更新和测试改进，推出天美FL970系列荧光分光光度计，并非常荣幸地获得了“朱良漪分析仪器创新奖”。

图：天美FL970 Plus 荧光分光光度计

天美FL970系列荧光分光光度计（包含FL970、FL970Plus、FL970Plus(W）三款机型)，采用简单、易用的通讯方式，由USB端口直接与PC相连，通过专用的荧光操作软件进行仪器操作和数据分析。荧光操作软件具备与最新Windows操作系统兼容的良好人机交互中文界面。此系列荧光分光光度计备极高的信噪比（RMS-BG指标高达18000:1），并配置了长寿命高能量氙灯。多种附件可选，用以检测液体，粉末和固体等不同形态的样品，实现样品温度控制、搅拌等实时处理，可以在偏振等不同光学状态下进行样品检测，以及微量样品的检测。在科研、教学、制药、食品、环保、化学、生命科学、农业、畜牧业等众多领域有广泛的应用，仪器性能指标优异、稳定，在国产荧光光谱仪中处于领先水平。

天美FL970系列荧光分光光度计有很多创新点，如在光学元件、光路设计、检测技术、样品应用等诸多方面。从以下两个方面进行简单介绍：

一、自主开发的光谱校正方案：激发和发射光谱全部实现光谱校正。

目前一些荧光分光光度计产品，依赖氙灯能量，利用罗丹明B和可见区标准光源标定的分段光谱校正方式。这种校正方式获得的光谱校正文件只适用于当时情况下的数据（静态校正因子），任何外部的变化（如氙灯能量随时间变化或更换新光源后）均需要重新进行光谱校正。

天美FL970系列荧光分光光度计，采用紫外-可见全波段标准光源和氙灯实时动态的校正方式，避免了光源变化的影响，可以获得准确可靠的数据。对于激发光谱的校正，FL970系列荧光光度计采用实时光谱校正技术，利用参比检测器，实现动态扣除灯源的特征影响，以实时获得全波段正确的激发光谱能量分布。对于发射光谱的校正，FL970系列荧光光度计通过输入标准光源光谱来建立校正曲线，不受氙灯能量变化影响，正确纠正了光路和光电响应系统的误差，并经过覆盖全波长的BAM荧光标准物的验证，获得已校正的荧光标准物发射光谱，可以提高被测样品特征光谱的正确性。

图：BAM标准物质图

（测量仪器为FL970系列荧光分光光度计，实验条件为推荐条件）

FL970系列荧光分光光度计的校正方案，覆盖了激发扫描、发射扫描、同步波长扫描和时间扫描、3D扫描和定量测试等测量方法，真正实现了仪器在所有测量方式下均可获取校正光谱的功能。

二、水质行业（细分市场）的专用机型的研发和推广

在“十四五”规划中，强调水生态环境保护，着力改善水环境质量。水质分析在日趋繁重的水环境污染治理与监测工作中，发挥着重要的作用。

天美公司根据当下市场需求，结合水质分析独特应用范围，对FL970系列荧光分光光度计进行细分应用领域的“创新”升级，推出水质分析专用机型“FL970 Plus(W)荧光分光光度计”。水质分析专用机型，采用独家蓝区灵敏度更高的检测器，在水质分析领域关注较多200~400nm波段，相较于红敏检测器有更好的响应，实现了高灵敏度的数据分析。

图：检测器（左）+蓝敏/红敏检测器信号响应对比（右）

仪器信息网：如何评价目前光谱仪器技术的创新现状？

天美仪拓：随着我国经济的发展和科研高水平的提高，光谱仪器技术飞速发展；近年来，生物医药领域的业务增长、纳米荧光表征材料的广泛应用，以及食品、环境监管的重视度提高，都推动了光谱仪器需求的增加和光谱仪器行业规模的不断壮大。在定制化、自动化、兼容性方面，光谱仪器的适用性和包容性都有了跨越式的进步。世界各国的光谱仪器厂商，不断扩展光谱仪器的“宽度”（实现单一类型仪器的波长范围拓宽），也专注于光谱仪器的“深度”（提高仪器的精度和空间分辨率）。

目前，我国光谱领域仪器的核心技术与欧美发达国家存在一定的差距，尤其是核心光学和检测元件（目前主要依赖进口）。国内光学元件、电子、精工等基础器件的水平，成为了我国光学仪器乃至科学仪器发展道路上的短板。

认清形势，取长补短，合作共赢，一直是天美公司秉承的创新求实的发展观。天美公司一直以来积极与国内知名高校、科研院所保持密切合作、共同培养人才，积极进行研发成果转化合作，并在2022年度成为第一批次院士（专家）工作站企业；与此同时，利用公司集团的全球化研发资源，进行产品创新和技术交流，使天美公司的光谱产品保持全球步调的“创新力”。