李昌厚：中国分析仪器制造中的成果

  在我们看到整个分析行业的大好形势后，在高兴的同时，我们还必须看到我国分析行业的问题和分析仪器与国外的差距和瓶颈。

  中国分析仪器萌芽于20世纪30年代；分析仪器界的老前辈荣仁本先生和史久泰先生，都曾经先后亲口对作者口述回顾过历史；他们说：20世纪30年代的上海劳动仪表厂，就是我国最早的仪器仪表厂，也能说是我国上海分析仪器厂的前身。解放后，我国老一辈国家领导人对科学仪器发展有深刻的认识和全面的考量；早在1956年就领导我们的祖国制定了20年科学发展长远规划，并在第一个五年计划启动的156项重大建设项目中，就列入了分析仪器厂（北京分析仪器厂）的建设项目。此后，又把科学实验提高到“三大革命运动”之一的高度予以重视，大大促进了我国早期科学仪器研发和制造产业的发展；并且，先后又在北京、上海、南京、沈阳、成都等地建立了多家分析仪器厂；国家还通过种种渠道，从对简单的基础分析仪器到技术上的含金量较高的红外光谱仪、拉曼光谱仪、液相色谱仪等中高档分析仪器的研发、制造，投入了大量的人力、物力和财力，并且取得了许多喜人的成果；虽然绝大多数是跟踪性研发，但也产生了象氢化物发生非色散原子荧光光度计等这样具有自主知识产权的优秀成果等等；其后，我国具有自主知识产权的、震惊世界的科学仪器产品层出不穷。

  中国分析仪器从20世纪30年代开始萌芽，70年代开始发展，80年代开始慢慢地走向正轨，90年代至今，正在突飞猛进。跟着时间的推移，国家的重视，国力的增强，各种政策的出台，我国在几十年的时间里先后涌现出了北京分析、北京二光（现在的瑞利）、北京科仪、北京海光、北京普析、北京雪迪龙、北京东西、北京吉天、北京同方、北京金索坤、河北先河、沈阳分析、沈阳科仪、大连依利特、四川川仪、南京分析、江苏天瑞、南京简智、苏州纳微、上海精科、上海通微、上海科哲、上海月旭、上海屹尧、上海棱光、浙江聚光、浙江福立、安徽皖仪、海能技术、广州禾信、厦门奥普天成、深圳清时捷等数十家具有一定规模、颇有一定的影响力的分析仪器企业。与此同时，国家先后成立了长春光机所、西安光机所、上海光机所、成都光电所和安徽光机所等国家级光机研究所；同时各地还相继成立了地方性的光机研究所等等。

  1995年中科院和中国工程院20位老科学家，联名提出了“关于振兴中国仪器仪表事业的建议”，引起了党和国家领导人的格外的重视。此后，国家召开了多次专题性的、方向性的、有关分析仪器领域发展的各类会议；特别是召开了多次香山科学会议，效果极佳，对我国的科学仪器事业起到了较大的推动作用。例如：香山基因芯片会议、香山分析科学会议等等。国家计委、国家发改委、国家经贸委、国家科技部、国家工信部、国家自然科学基金委等部门和各省市的有关政府部门等，从“九五”期间，就都开始重视对分析仪器发展的关注和投入。特别是“九五”至今，国家花重金支持分析仪器研发、制造；科技部设立了重大仪器开发专项；财政部拨出大量的专项资金，用于科学仪器及其应用的研发。这些足以说明我们的祖国对分析仪器事业的格外的重视程度。

  目前，我国分析仪器的发展已初具规模，已经初步形成了以上海为龙头的长江三角洲、以京津冀为中心的渤海湾地区、以长春和大连为基础的东北地区、以广州和深圳为代表的珠江三角洲等科学仪器（分析仪器为主）研发基地、产业化基地，发展形势一遍大好。

  1）北京普析通用公司目前生产的、具有国际领先水平的横向加热石墨炉AAS（TAS-990、A3等）；它们具有适合复杂体系分析检测、石墨管里温度均匀、可消除记忆效应、消除峰拖尾、对试样要求低、对原子化温度要求低、可降低炉体要求、石墨管里温度梯度小、原子化时间短、灵敏度高等10大特点。目前国际上能生产横向加热石墨炉AAS的公司仅有6家。

  2）北京普析通用公司目前生产的国际领先的UVS（T9/T10）；T10的杂散光达到4×10

  ，全球领先；国内外强手云集的情况下，我国国产的T9，在2014年，重庆的两次招标都中都一举中标，都打败了国外同类同档次的高端竟争仪器(日本岛津的2700和美国PE的965)；充分说明国产UVS质量优秀、能够完全满足使用者的要求，也说明了广大新老用户认可国产UVS。3）上海慧多公司目前生产的、WTS系列脉冲紫外可见分光光度计（UVS），处国际领先水平。该仪器的主要特征是：由于采用脉冲紫外光源，所以仪器的稳定性很优秀，开机就能进入工作状态；其信噪比（S/N）特别优秀、灵敏度特别高、性价比大大优于国际上同类同档次的仪器。慧多公司的脉冲UVS可完全替代进口产品。

  4）我国的郭小伟等，发明了双道蒸气发生-原子荧光光度计（VG-AFP）仪器；此AFP仪器的知识产权属于中国；随后，国际领先的国产商品原子荧光光度计、国际领先的国产形态分析仪器，都首先在中国问世；目前中国有8家以上企业能生产原子荧光光度计（AFP）（海光、普析、金索坤、瑞利、吉天、邮远、东西、天瑞等），年需求量约4000台以上。1983年海光推出世界上首台商用型AFP，目前海光公司的AFS-9700、LC-AFS9560型形态分析仪等仪器，就是后来研发出的新型AFP类产品。其中AFS-9700在2009年获得BCEIA金奖。40年来，我国北京海光公司为国内外用户更好的提供了1.5万台以上不一样的原子荧光产品。目前，海光的AFP仪器每年专项销售量超过1000台以上，其销售额达到1亿元RMB以上。海光的LC-AFP联用仪（形态分析仪）专项销售额达到3-5千万元以上。这是一个了不起的数据。说明了AFP仪器发展突飞猛进。北京海光、北京普析、北京瑞利、北京吉天、北京纳克、江苏天瑞等等公司，先后推出了很多不相同的型号的原子荧光仪器，很多都处世界领先水平，并且质量都很好，都能很好的满足使用上的要求，得到了国内外广大新老用户的认可。例如：北京普析推出的PF7系列原子荧光光度计，因为性能优异，专家们指出：该仪器的免调灯、免维护气动流动注射系统，使得第一次使用该仪器的分析人员都能做出准确的结果；该仪器采用双光束单检测器光学系统，使仪器在线性相关系数、仪器检出限、重复性、稳定性、盲样检测等方面都很出众。该仪器获得了第二届国际检验检测技术与装备博览会“检验测试仪器性能竞赛”金奖。北京海光公司2019年又推出了最新的原子荧光4.0时代的HGF-V系列原子荧光光度计；该仪器是采用免维护点火技术、汞漂移校正技术、双区温控原子化器等等40多项全新核心技术于一体的创新产品；它是一种高可靠性、高智能化的人机交互设计的高端产品，是我国（即全球）原子荧光仪器发展40年以来的高端代表性产品之一，我们该为此感到自豪和高兴。

  5）上海安杰公司自主研发了国际首创的AJ-3700气相分子吸收光谱仪，该仪器的最大特点是将样品前处理直接做在整机上，它在水质检测中能发挥很重要的作用。

  6）南京简智仪器公司近几年推出了首款便携式差分拉曼光谱仪处国际领头羊；上世纪九十年代提出的差分拉曼方法，由于多种因素（例如：两个光源无法同时测量、导致受激发射光谱和散射光谱两张原始光谱产生差异。还有算法问题等等)，一直使之没办法形成产品。南京简智经过努力，攻克了很多难题，终于研发成功了便携式差分拉曼光谱仪。据报道，该仪器的特点是：具有抗干扰、大信噪比、滤除杂峰等特点；可以直接测量高荧光物质、深色物体等等，是一款好仪器。7)北京西派特公司推出了ExR510便携式激光拉曼光谱仪，由于软件算法上的突破，采用了降噪技术，可以只降噪声和背景（特别是降荧光），不降信号强度，大幅度的提升了仪器的信噪比。由于软件技术的突破，已能实现五组分定性分析和五组分定量分析检测。这是一个惊人的突破。该仪器可以替代同类进口仪器。

  8）厦门奥普天成公司推出了高档ATR8800激光显微共聚焦成像拉曼光谱仪、ATR3110型系列便携式激光拉曼光谱仪。 ATR3110系列的特点是：是一种高灵敏度、高分辨率的便携式制冷激光拉曼光谱仪；它是具有多种波数范围、多种分辨率的产品；由于该仪器具有优秀的低杂散光，所以很适合在实验室使用，很适合在科研院所的科学研究中应用。ATR3110系列的多功能软件，很适合在生物学、生化分析、制药工程、法医分析、农业与食品安全、宝石鉴定、环境科学等领域的应用，具有广泛的应用前景。可以替代进口讨论仪器。

  9）此外，还有无锡金义博公司、浙江聚光公司、北京瑞利公司等生产的直读光谱仪、上海理工大学的太赫兹光谱仪等等，都取得了令人瞩目的成就。因篇幅所限，此不赘述。

  1）上海通微公司推出了高效微流电色谱仪器及其应用研究；该仪器是国际首创的色谱仪器。其最大特点是：在柱效、分离速度等很多方面都优于UPLC，其柱效比UPLC高10倍、5秒钟可以分离5个芳香烃；一般HPLC需要10-20秒。该仪器总体优于UPLC。

  2）大连依利特先后推出了iChrom 5100、Agress1100和P230Ⅱ高效液相色谱仪；这一些产品都具有国际上同类、同档次仪器的领先水平。iChrom5100高效液相色谱仪，是大连依利特分析仪器有限公司凝结二十载的智慧结晶，是具有自主知识产权的高效液相色谱仪。该产品同时也是国家重大科学仪器设施开发专项（2012YQ120044）的重要研发成果之一。iChrom 5100通过模块对各单元部件进行供电、自动分配IP地址，实现整机联网操作,具有操作方便、运行稳定、结果准确可靠等优点。该仪器稳定可靠，性能好价格低，可以替代进口同类产品。

  3）上海科哲公司是薄层扫描色谱的专业公司。是国际上三大薄层扫描仪器公司之一（中国的科哲、德国的迪赛克、瑞士的卡玛）；近几年推出了KH-3900、KH-3000、HK-3500Plus等薄层扫描仪器，都处国际领先水平，产品已经畅销国内外，得到了国内外广大新老用户的认可和好评。

  4）浙江福立公司最新推出的GC-9720气相色谱，具有稳定性很高可靠、性价比高等特点；与国际上最优秀的安捷伦的气相色谱仪器质量相当；主要技术指标完全与安捷伦的同种类型的产品一样。但是性价比大大优于安捷伦同类同档次的产品，达到目前的国际领先水平。该仪器可完全替代进口的同类产品。

  5）上海科哲公司最近推出了Anters-1500系列HPLC；其最大特点是：其标配组件有溶剂模块、在线脱气机、紫外检测器、自动进样器、低压二元梯度系统、柱温箱、柱后衍生化器、模块化液相工作站（含电脑）、C18色谱柱等9种各具特色的组件；其选配组件有：样品室恒温系统、全波长荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、低压四元梯度系统、高压二元梯度系统等各具特色的6种组件。可以替代进口同类仪器。6）上海科哲公司2021年，又推出了实验室型半制备/制备液相色谱系统、中试放大型制备液相色谱系统等18种制备色谱仪器；其中最具特点的是：PrepChromaster-8000型高压制备色谱系统，它是一种可以连接快速色谱和传统高压制备色谱的二元制备色谱系统，主要能应用于药物活性成分、天然产物研究，合成化学分离纯化；在节省制备成本的同时极大地提高了分离效率。它具有可检测190nm-850nm范围任意四个波长的信号、光源自检功能、管理光源寿命、提醒按时换光源的特点；它具有单色仪自校正功能，波长准确性可达±0.2nm、可以高速准确的阀切换，避免样品的损失，提高回收率的特点；具有智能馏分收集器，可按体积、阈值、时间和色谱峰收集馏分的特点；软件具有自动进样、梯度、色谱图、馏分收集图、设备状态同图显示功能的特点；可显示阀、注射泵、进样臂的状态、支持梯度，程序设定功能、具有阶梯、线性、点-拖式梯度曲线、支持智能馏分收集的特点；具有时间、阈值、峰值、手动等多种收集方式、支持馏分索引功能，实时显示馏分收集位置与对应的色谱峰位置、支持色谱分峰与定量功能、审计追踪、数据管理、用户管理、个人管理等功能的特点等等。该产品是最先进的纯化系统，可完全取代国际上最先进的Waters与吉尔森的产品。打破了进口同类高端产品的垄断，得到了国内外用户的认可。

  1）广州禾信公司目前生产的飞行时间质谱处在国际领先水平；它的最大特点是：该仪器可通过气溶胶质谱寻找环境污染源；已经出口美国和德国等发达国家，已得到国内外广大科技工作人员的认可，深受国内外科技过工作的青睐。

  2)浙江聚光公司生产的车载和实验室两用的ExpecICP-MS，已经通过专家鉴定，得到了好评；该仪器的最大特点是稳定可靠性好；安装在移动车上，从杭州开到北京，性能指标仍然很好。说明该仪器的可靠性很好，值得国人高兴。该仪器可以替代进口同类仪器。

  3）浙江谱育公司最早实现了三重四极杆和飞行时间质谱产业化；攻克了系列串级质谱技术，最早推出国内唯一的LC-MS/MS、 GC-MS/MS、ICP-MS/MS三大类产品，得到了广大新老用户的认可。该质谱仪器，可以替代进口的同类同档次的产品。

  1）聚束科技(北京)有限公司，推出了聚束科技领航者：Navigator100高通量扫描电子显微镜。该仪器的领航者系列Navigator100高通量（场发射）扫描电子显微镜，是聚束科技（北京）有限公司（简称，聚束科技/FBT）独立开发的首款高通量场发射扫描电镜——微观尺度脑神经连接图谱的、超高速3D成像而设计的、新一代场发射扫描电镜系统。该系统可在大视野、低能量下获得高分辨和高速成像，是国际上高智能、易操作的扫描电子显微镜系统先行者，该仪器为国际首创。该仪器的最大特点是：在同等高分辨率情况下，单台成像速度是进口高端场发射扫描电镜的20倍以上，极大地提高了3D脑连接图谱的收集效率，成为微观脑连接图谱计划重量级核心装备中独树一帜的国产大型科学仪器。

  2）由原总后二军大牵头，上海交大、上海科哲、上海仪电等公司参加的、国际首创的“薄层色谱扫描-激光拉曼光谱联用仪及其应用研究”；该项目是国家科技部重大专项，目前未见国内外报道同类仪器。该仪器的最大特点是：利用薄层色谱扫描分离样品、利用激光拉曼做检测器，组成一台联用仪器；它已实现中药非法添加化学药品的TLC-SERS检测；实现了110种中药中非法添加化学物质的检测、结构类似物、结构衍生物的掺杂研究；拉曼光谱数据库的建立（已经建立300余种基药、50种品牌药、500种上市药物活性成分、100种常见药用辅料、8种国抽药品等），以及化学药品的检测、过期药回收再利用的检测、仿制药冒充原研药的检测等等。

  3）山东海能公司目前生产的全自动定氮仪，性能技术指标完全与目前国外同类仪器中（国际公认的、最好的FOSS公司和BUCHI公司）的同档次仪器相同，有些地方还优于FOSS公司和BUCHI公司的产品；该仪器的主要特征是：采用更先进的石墨炉加热、配有废气收集、过滤装置等；在这样一些方面都超过进口仪器。该仪器可完全替代进口的同类仪器；例如：替代进口的FOSS公司和BUCHI公司的产品。

  4）上海屹尧、山东海能公司，目前生产的各种微波炉，质量也居国际领头羊，主要指标优于进口的同类同档次的微波炉。该仪器的特点是：自动化程度高、微波泄漏小、安全性能好；也可完全替代进口的同类同档次的产品。

  三、结束语作者深深感到目前国家很看重分析仪器及其应用工作。我国的分析仪器及其应用正在蒸蒸日上，这对我们从事分析仪器和仪器分析的科技工作人员来讲，应该是福音，我们该感到高兴和自豪。

  从仪器学理论和应用实践的角度看，目前我国的常规型、普及型、基础型的仪器已能与国外同种类型的产品抗衡（即：与国外同类同档次的仪器中，国产仪器的主要技术指标优于或相当国外同类同档次产品的指标，特别在性价比、售后服务等方面，国产仪器大大优于国外同类同档次的分析仪器产品；只是在极少数非主要指的、不影响使用者的分析误差的技术指标上，稍差于国外同类同档次的产品）。但是，在我们正真看到整个分析行业的大好形势后，在高兴的同时，我们还必须看到我国分析行业的问题和分析仪器与国外的差距和瓶颈。咱们不可以盲目沾沾自喜，固步自封。我们既不能盲目迷外，也不能盲目排外。即使在常规、普及、基础型的仪器方面，我国的同类同档次的仪器，可完全与国外抗衡，但是我们也还必须看到与国外还有差距；特别是要看到工艺、附件、软件等方面的差距。

  我们还要看到我国的高档仪器与国外的差距很大。因此，我们的祖国目前还不能生产的高端仪器，一定要大胆引进、消化、吸收，为我所用。

  目前，大量高端仪器依赖进口，制约了我国在科学研究前沿领域的突破能力，应引起大家的高度重视。

  可以预计：随着生命科学、材料科学、能源科学、空间科学、海洋科学、环境科学、民生科学和公共安全科学的发展，以及新技术的不断出现，科学仪器会在微型、微量、快速、专用、高灵敏度、在线检测等方面，将面临着机遇和挑战。我国的分析仪器制造及其应用将不断的创新、将迎来一个崭新的、飞速的发展高潮。

  本文中所述有关仪器的资料，有的来自有关仪器厂商的产品说明书、有的来自作者参加各种专业会议所得、有的来自网路、有的是作者查到的文献。但是，这些只是作者了解的非常有限的振奋人心的信息，还有很多很多。因为篇幅所限、作者的接触面所限、作者的水平所限，所以对这些成就不能一一列举，请有关制造厂商和广大的读者谅解。

  中国科学院上海营养与健康研究所李昌厚教授，文中观点为作者所有，不代表本网观点

  作者简介：李昌厚，中国科学院上海营养与健康研究所原仪器分析室主任、生命科学仪器及其应用研究室主任、教授、博士生导师、华东理工大学兼职教授，1992年开始，终身享受国务院政府特殊津贴。长期从事各类光谱、色谱仪器及其应用研究；以第一完成者身份完成科研成果15项；其中13项达到国际领先水平；获得国家级和省部级科技成果奖5项（含国家发明奖1项）；发表论文280篇，出版专著5本；曾任中国仪器仪表学会理事、中国仪器仪表学会分析仪器分会第五届、第六届副理事长、全国光谱仪器专业委员会副主任、全国高速分析专业委员会副主任、国家认监委计量认证/审查认可国家级常任评审员、《光学仪器》、《生命科学仪器》等多种学术刊物的副主编、上海化工研究院院士专家工作站成员、国内外十多家高科技公司的技术顾问、专家组组长等。

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