荧光光谱分析仪原理

“只要轻松按发射按钮，仪器就会发射出X荧光，在短短的10秒内，就可以通过仪器的液晶显示屏，清楚设备的健康状态了。”昨天，在衢州电力局110千伏湖镇变电所，该局试验人员正在“会诊”110千伏闸刀连杆的机械强度。　　原来，电力人员使用的是X荧光光谱分析仪，这是浙江省电力公司的科技攻关项目，现已率先在我市试点使用。　　据试验人员介绍，以往利用红外测温、肉眼观测、查听声音来间接会诊设备，设备轻度隐患不易察觉。如今，X荧光光谱分析仪显示监控设备的各项数据，可在较短的时间内清楚电网设备的机械强度、抗腐蚀能力等，实现提早发现隐患。　　目前，市电力局已用X荧光光谱分析仪，完成了110千伏常山变、辉埠变、湖镇变的电力设备检测。

仪器信息网讯 2021年9月27日-29日，第十九届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA 2021)在北京中国国际展览中心（天竺新馆）召开。作为一家有近半个世纪研制光谱及其他分析仪器历史的高科技开发型公司，本次展会上海棱光携多款特色产品精彩亮相。仪器信息网特别采访了上海棱光技术有限公司总经理李兵，请他就参展仪器特点、公司当前发展情况及未来发展规划等方面作了详细介绍。本届展会，上海棱光向业界推介展示了F98荧光分光光度计、S450近红外光谱分析仪等产品。据介绍，上海棱光技术有限公司成立于1993年，长期从事分光光度计的研发和生产，产品主要包括紫外可见分光光度计、荧光分光光度计和近红外分光光度计三大类。采访中，李兵表示，F98荧光分光光度计已研制开发了数年时间，在市场上好评如潮，其主要性能指标已与进口产品站在同一个水平上。上海棱光一直致力于将产品应用范围与用户需求结合，使得国产仪器能够更好地助力大专院校和科研单位的科研。随着近红外技术在市场上的应用不断扩大，S450近红外光谱分析仪也逐渐在用户中有一定的应用，近红外的应用近两年已得到非常大的发展。李兵介绍，S450近红外光谱分析仪主要用在一些生产现场，包括质量控制现场。近红外的快速无损特点为质量控制和生产带来很大的便利。采访最后，李兵也谈了自己关于国产仪器的看法，并表示国产仪器只靠政策保护是行不通的，还是要靠产品的竞争力来说服和争取用户。更多内容请观看采访视频：关于上海棱光上海棱光技术有限公司是由上海分析仪器总厂研究所一部分改制而成的高科技开发型公司，是以研发、生产光学仪器、分析仪器、医疗生化仪器及计算机应用系统为主体产品，并提供咨询和服务的高新技术企业，有近半个世纪研制光谱及其他分析仪器的历史，技术人员的比例高达70%。上海棱光的产品分为三大系系列：实验室分析仪器系列、生命科学仪器系列和农产品品质分析仪器系列。包括近红外农产品品质快速测定仪（国家"九五"攻关项目）、生物芯片阅读仪、DA620/620S荧光基因探针检测仪、S22PC分光光度计、S24分光光度计、S53/54紫外可见分光光度计、F96CRT荧光分光光度计等。均为广受市场青睐的产品。

1997年，天美开始代理日立的分子荧光产品，近20年的时间里，F-7000、F-4600等已入驻很多实验室 2013年，天美又将爱丁堡仪器公司的分子荧光产品揽入旗下，之后FLS980、FS5也被越来越多的人了解、熟悉......　　作为为数不多的主力做分子荧光光谱仪的企业，天美坐拥爱丁堡、日立两大品牌，在分子荧光领域“深耕细作”。说天美“深耕细作”，一方面是因为其在品牌的选择上独具慧眼，爱丁堡的收购就是很好的说明 另一方面，在市场培育和拓展方面，天美也兢兢业业，包括培训、用户会等一直带领着用户深挖分子荧光光谱仪的应用和市场。　　相对于其他分析仪器来说，分子荧光光谱仪并不特别“热”，用户的熟悉度也不是很高，那么天美为什么会如此重视?分子荧光光谱仪的技术发展又何去何从?带着这些问题，仪器信息网编辑采访了天美(中国)分析产品经理覃冰女士。天美(中国)分析产品经理覃冰女士　　覃冰2009年入职天美，一直负责分子荧光方面的工作。目前主要负责爱丁堡光谱类产品、日立分子光谱产品的技术支持、用户培训和相关市场宣传。对分子光谱仪器在科研中的应用和样品测试有十分丰富的经验。　　爱丁堡，天美收购史上的“大丰收”　　天美一路走来，收购了很多品牌，但是谈起对爱丁堡的收购，天美人都说，这是一个巨大的成功。　　据介绍，一方面，对爱丁堡的收购、整合并没有花太多的时间，2013年年底就捋顺了销售、售后等整个流程 另一方面，收购之后，爱丁堡的分子荧光产品在国内的业绩获得了快速增长。　　“FS5已经至少占据了国内同一级别产品一半的市场份额，而2015年FLS980的增长高达50%，可谓是大丰收!目前，在天美分析产品线上，这两类产品的销售积极性和热情也是很高的。”覃冰介绍到。其实，从中国政府采购网的中标信息我们也会看到，不少高校及科研单位已经陆续购置了FLS980或FS5。 FLS980(左)、FS5(右)　　爱丁堡的FLS980和FS5荧光光谱仪，都定位高端产品，用户主要是科研单位和高校。其中FS5是天美收购爱丁堡之后发布的第一款新产品。　　高端分子荧光光谱仪增长潜力更“诱人”　　收购爱丁堡之前，天美主要代理日立的分子荧光产品，两个品牌是否会有冲突?目前如何布局?这可能是很多人都想问的问题。　　对此，覃冰介绍到，“这个完全不是问题，因为爱丁堡和日立两个品牌的市场定位不同，各自有用户团体，这两个产品是相互补充的。日立的分子荧光产品，主要定位在分析型市场，如分析测试机构，甚至企业等，这些客户的工作多是日常的测试，他们需要准确的数据 而爱丁堡的仪器定位高端，主要面向专门做科研的、对测试有比较高要求的用户，他们在实验过程中，有自己的想法，并希望把这些想法融入到光谱仪中，其中最明显的一点是这些客户经常需要我们提供一些仪器的搭建服务。”　　不过，对于分析型和科研级两类荧光光谱仪的市场发展态势，覃冰更看好后者，对此覃冰给出了如下分析：　　“从仪器本身来说，分析型荧光市场比较平稳，日立的分子荧光在稳定性和测试准确性方面来说都非常不错，F-7000、F-4600等已经深入人心，比较皮实，一直以来以口碑打市场。自1997年开始，天美与日立的合作已经20年，一直是独家代理，合作非常愉快，这方面不需要担心。”　　“而从增长潜力上来说，相对于分析型的分子荧光，高端荧光的增长趋势比较明显。随着科研水平的提高，科研上已经不满足于稳态荧光的测试，时间分辨、量子产率等数据都是非常重要的。此外，千人计划/万人计划等国家的人才引进计划也吸引了越来越多海外留学人士的回归，他们在科研上更青睐于科研级别的仪器，这也是很大的机会。”　　定制化、联用需求凸显　　谈到分子荧光光谱仪，很多人可能会反馈技术比较成熟，各厂商新品的推出速度也比较慢。对此，覃冰介绍到，“一方面，分子荧光光谱仪的指标改进可能没有定量分析仪器的需求那么大，虽然教科书上写到荧光的灵敏度很高，但是用荧光定量只能在浓度比较稀的范围内实现线性，要求还是比较严格的，目前分子荧光光谱仪主要用来定性，定量的不是很多 另一方面，虽然与其它分析仪器相比，分子荧光光谱仪新品的推出速度不是那么快，但实际上一直在改进，只是很多时候不需要更改型号。以爱丁堡为例，虽然仪器型号没有改变，但是一直在探索与第三方附件的联用以及特殊应用。”　　而随着科研工作的深入，与第三方部件/附件/仪器的联用已经成为分子荧光光谱仪未来发展的一个重点方向。据介绍，现在的用户对高端荧光光谱仪的需求越来越高，他们往往不满足于只是用荧光光谱仪去测试样品，很多人希望将光源、检测器等第三方部件与光谱仪联用以达到自己的科研目的，比如做上转换材料研究的用户不能用传统的氙灯进行激发，就必须配备第三方的激光器 此外，基于荧光光谱仪的应用拓展也愈发明显，圆偏振荧光功能的加入可以测量激发态的手性信息，显微镜、单细胞仪与光谱仪联用，可以在微观尺度进行荧光的表征，据悉爱丁堡已经做过不少这样的案例。　　值得注意的是，仪器联用便会涉及耦合接口和系统控制等，这些对仪器厂家也提出了更高的要求。在这些方面，爱丁堡会提供相关的耦合接口，或者外购一些附件(部件)联接好之后再提供给用户，并根据用户的需求进行仪器改造。爱丁堡工厂有专门的软件工程师负责编写第三方附件与光谱仪的通讯，用户只需要通过操作光谱仪的软件就可以自动控制第三方的附件，在所设置的条件下自动进行相关光谱的扫描，这样可以把用户从繁琐的重复劳动中解放出来。今年爱丁堡就在其FLS980荧光光谱仪上集成了牛津仪器的光谱学液氦低温恒温器Optistat Dry，并通过FLS980的软件进行控制。　　当前，虽然这种定制化或联用不能作为标准化的配置，但是用户的需求明显增多。覃冰介绍到，“这同时也是爱丁堡的优势所在，一方面爱丁堡的仪器模块化搭建本来就比较灵活，爱丁堡的工程师在仪器联用和定制方面的经验也非常丰富 另一方面，爱丁堡与第三方厂家的合作非常友好。”　　天美在分子荧光领域继续“深耕细作”　　虽然做分子荧光光谱仪的厂商不是很多，但是市场压力一样存在。覃冰分析到，“有竞争就会有压力，竞争对手会推出一些新的型号，仪器及参数的更新换代，你追我赶的态势不可避免 此外，用户的需求呈现多样化，对厂商也提出了更多的要求。”　　覃冰坦言，“对天美来说，日立和爱丁堡的仪器相对都比较贵，这也是压力的一个重要方面。不过爱丁堡不会打价格战，未来会通过产品的不断升级以及附件的开发等来迎战市场。”　　对于如何提高产品的市场竞争力?覃冰谈到，要提高在中国市场的竞争力，就要充分了解中国市场，尽可能的与用户多接触，了解用户对产品的改进需求等。其实，一直以来爱丁堡都特别重视与中国用户的互动，之前在FLS980研发的时候就曾征询过福建物构所、厦门城市环境研究所等用户的意见。现在，平均每个月都有来自英国的工程师过来中国，有问题大家可以更方便沟通。　　另一方面，为了更好的服务客户、拓展市场，天美在分子荧光光谱仪的培训和技术交流方面也可谓兢兢业业，比如：每年针对日立和爱丁堡的分子荧光产品分别有两次用户培训 爱丁堡中国区的用户会每年一次 此外，每年天美的质量千里行活动中都会邀请爱丁堡英国的工程师到各所大学进行技术讲座。　　对于未来的推广计划，覃冰说，“对于用户培训和用户会我们肯定会一直坚持办，我们重视每一个用户，希望能通过用户会把我们国内这么多的用户紧紧联系起来，提供一个相互交流的平台，让好的仪器口碑一直相传下去。只是每年会侧重不同的领域，形式上会稍微变化，也希望能给大家带来耳目一新的体验。”同时，覃冰也表示天美希望与协会等一起合办用户会。　　后记：相比很多分析仪器，分子荧光市场不是那么活跃，相关的仪器厂家也不是特别多，甚至有些用户会混淆分子荧光光谱仪和XRF等其它的荧光光谱仪。不少人可能都有过这样的疑问，分子荧光光谱仪的未来发展空间和市场到底有多大?　　在交流过程中，覃冰给我们介绍到，“如果仅局限于分子荧光光谱仪本身，产品、技术的更新确实没有其他分析仪器那么快，但是同时我们也要看到，分子荧光的可扩展性非常大，第三方的光源、检测器、显微镜等多种部件/仪器都可以联接到光谱仪上。如果这样说来，它就不再是一个小众的群体，科研的精神可以使这个平台更好的运转起来。”　　此外，值得一提的是，实施了20年的《JY/T025-1996光栅型荧光分光光度方法通则》(JY/T 002—1996)今年迎来了一次"大修订"，增加了荧光偏振、荧光寿命和量子产率、同步荧光扫描、三维荧光光谱、时间分辨发射(激发)光谱测试等新的方法原理、分析步骤和结果表述，其中为了区分X-射线荧光分析，还特别将标准名称更新为“分子荧光光谱分析方法通则”。相信，在各方面的推动之下，分子荧光光谱仪可以带给大家更多的惊喜，不只是科研上的，市场增长的惊喜同样也值得期待。　　附覃冰个人简介　　教育背景　　2002--2006理学学士,北京师范大学，化学专业；　　2006--2009理学硕士，中国科学院国家纳米科学中心；　　工作经历　　2009至今天美(中国)科学仪器有限公司，分析产品经理：　　负责天美公司分子光谱产品，主要有英国爱丁堡稳态瞬态荧光光谱仪、激光闪光光解光谱仪，日立公司光谱仪产品线。　　负责国内与国外工厂之间的售前售后的技术交流及产品推广；　　曾赴美国及英国工厂培训，在样品的应用和测试上有十分丰富的经验；　　组织相关产品的销售培训、用户培训及维修培训，爱丁堡年度用户会等；　　市场及销售资料资料的翻译及整理，协助各种市场活动及会议报告。　　项目经历　　2013 爱丁堡仪器被天美收购后，主要负责爱丁堡产品，推进其在中国市场的销量增长；　　联系第三方附件厂家建立合作关系，通过测试实际耦合之后的效果，增强产品竞争力；　　新产品发布用户推介会；　　参与 JJF1382-2012荧光分光光度计型式评价大纲制定；　　JY-T025 荧光光谱分析方法通则专家评审。　　发表文章　　1. Reversible Photoswitchable Fluorescence in Thin Films of Inorganic Nanoparticle and Polyoxometalate Assemblies　　Bing Qin et al, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132 (9), 2886–2888　　2. A temperature-driven reversible phase-transfer of 2-(Diethylamino)-ethanethiol-Stabilized CdTe nanoparticles　　Bing Qin et al, Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 9875-9878