现代分析仪器及其应用的最新进展

AAS在生物金属科学中的应用大发展
近年来，继基因组学与蛋白组学之后，金属
组学和代谢组学的出现，正在成为光谱学家关注
的重点；近几年年，Williames提出“金属组” （Metallome）的概念，紧接着Haraguchi提出
“金属组学” （Metallomics）概念，也就是今
天大家说的“生物金属科学”（Biometal
★、我国 2010 年版药典共规定近 30 个品种，很多个个元素要求用 AAS
分析检测；例如：Pb、Cd、Hg、As、Cu 要求用 AAS 进行质量控制和 分析检测。
★、未上药典的、但用 AAS 检测的样品很多；如：腹腔透析液中的钾 K、
Na、Ca、Mg，复合维生素中的 Cu、Co、Fe、Mn，盘尼西林中的钯 Ba， 灵芝中的 Cu 和 Mn，阿胶中的 Hg，六味地黄丸和牛黄解毒丸中的 As、 Mo、Hg、Cu 等等，都用 AAS 分析检测。
Lmbda950 的 SL 为 8x10 ；N 为±0.0002Abs；它具有有 优异的光学性能、灵活的附件和独特的样品室设计，大 大提高了分析效率，缩短了分析复杂样品所需的时间。 Cary6000i 的 SL 也为 8x10 ；N 也为±0.0002Abs，采用 多种专利技术；为研究级的紫外光谱仪器确立了新的 标准！仪器最先采用 InGaAs 固体检测器，比 PbS 检测 器的灵敏度高 10 倍！目前国际上只有这两种仪器是 最高级的！尽管很多国内外公司宣称自己的 UVS 是世界 上最高级的产品，那是吹牛，大家不要相信！
入约31亿美元，同比增长6.1%；瑞士梅特勒-托利多公司（
Mettler Toledo）2010年销售额为19.68亿美元，增长
13.8%；美国沃特世公司（Waters）全年营收16.4亿美元 ，同比增10%；美国珀金埃尔默公司（Perkin Elmer） 2010年收入约17亿美元，同比增长10%。目前，赛默飞世 尔科技公司（Thermo Fisher Scientific）是当今世界最
Pb、Cd、Hg等都是致癌的，它们对人类的危害很
大！我们应该引起高度重视！但其检测工具目前
国内外大多用AAS！
·在生命科学领域（生物酶、蛋白质）中应用的进展
一些含有金属元素的生物酶及重要蛋白质，在生物
体内起到十分的作用。而要搞清楚这些含有金属元素的
生物酶及蛋白质的情况，原子吸收分光光度计又是最重 要的分析工具之一；人工合成、动植物中提取的生命物 质，有无重金属元素，都用原子吸收分光光度计分析。 所以，目前国内外的原子吸收分光光度计的应用技术发
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目前国内有近 40 家生产 UVS；批量产品 SL 最好的 UVS 是 0.001%、 N 最好的是±0.0004Abs。从决定分析测试误差的 主要技术指标 λ A 、SL、N、BF、SBW、LDR 等看， 中国最好的 UVS 如：1950（普析）、2200（瑞利） ，都优于国外同类、同档次的仪器（如：2450/2550 等）！但与国外同类同档次的产品还有一些差距：如 工艺比较粗糙、附件较少等；我们应该看到这些差距！ 目前在中国最活跃的国外光谱仪器企业是：岛 津 、 PE、 Varian、 Jena、 热 电 、 日 立 。 。 。 ； 他 们 的 有 些 仪 器 在 技 术 指 标 方 面 有 很 多 虚 假 ， 我们要正 确评价之。
①、粮食系统：维生素A、C、E、K、山梨酸、苯甲 酸、棉酸、甲脂、乙酸脂、胡萝卜素、烟酸、总氨基 酸等。还有微量元素，如：钾、铁、硒、碘、铜、磷 、锰等也可用紫外作；特别是对人体有毒有害的微量 元素的检测。 ②、标准片测试: SL、PA 等 ③、药检：药典规定许多药用紫外测试、药厂必备 ④、石油：芳烃杂质检测 ⑤、水质：氨氮、亚硝酸盐等 ⑥、环保：有害物质检测;环保材料检测;
⑦、生命科学：蛋白、核酸、氨基酸、糖类、多糖：
280、260、 230、 218、 206nm 等 ⑧、农药及其残留物：如:粮食（大米、小麦中的氧
化稀土）、食品添加剂（5,-鸟苷酸二钠）、蔬菜
（亚硝酸盐、甲胺磷、西维因、氨氮、敌敌畏）、 瓜果、茶叶等。
⑨、渔业（水产品）质量控制：海水、淡水鱼类、
贝类、虾类、海蜇类等的苯、总三卤甲烷、甲苯 基三唑、多氯联苯、氟、汞等。 据美国癌症研究中心报道，人类癌症的90％来自 有机物（天然有机和金属有机）！其中农残为主。
（3）、 “数学仿真法”问世
近几年，中国的吴玉田教授的研究组又提 出了“化学信息的数学修饰”方法，从理念上 有所创新；在技术上提出了“数学仿真法”；
即通过数学仿真，模拟向待测体系内添加新的
化合物，改变和调动可能的干扰；使干扰在指
定区域内符合被消除的条件。他们利用这种方
法对血竭中龙血素的含量测定，得到了满意的
-6来自百度文库
2)UVS的应用及其最新进展
应用领域： 食品药品、医疗卫生、化学化工、环保、地质、机械 、冶金、石油、粮食、商检、生命科学、海洋科学、 材料科学、计量科学、农业科学、林业科学、渔业科 学等领域中的科研、教学、生产工作中，使用最多、 覆盖面最广（75％！）的分析仪器。科领导：“无所 不在，无所不有”；“海陆空吃穿用。。。” 具体应用举例：
因为分析仪器非常重要，所以加速分析仪器的发展及其应用已 成为世界各国关注的重点之一。根据美国SDI公司（市场研究 和调查公司）统计，美国赛默飞世尔科技公司（Thermo
Fisher Scientific）2010年全年营收107.9亿美元（包括了
化学试剂），较2009年101.1亿美元增长了7%；美国安捷 伦公司（Angilent Telechnologies）2010年收入约55亿美 元，同比增长21%；日本岛津公司（Shimadzu） 2010年收
应用的最新进展： ⑴、多组分分析：不经分离直接分析；吴C.S.软件包；吴、223医院袁测复方降压片六 组 分 ： VB6 回 99.83 精 0.16% ； VB1 回 100.45 精 0.19％；利眠宁回99.49精0.43％；盐酸异丙 嗪回100.44精0.18％；硫酸双肼肽嗪回99.31 精0.09％氢氯噻嗪回99.23精0.41％ 美P－E Quset软件包 10组分
加：Aruona；英：K-Llink（可林）
。全日本没有！我们应该为中国有横向加
热石墨炉感到自豪！
（横向加热石墨炉有十大优点，任何纵向加热无可比拟！抗干扰、温度均匀、原子化效率高、所需温度低、 峰拖尾小、炉寿命长、原子蒸汽均匀、记忆小、原子化时间短、灵敏度高等)
2）AAS 的应用及其最新进展：
AAS 的应用发展很快！随着生命科学、材料 科学、食品科学、海洋科学、环境科学的大发展， 许多科学家预言：近几年内，AAS 仪器和应用将大发展！ 人类的生活、生存环境受到很大威胁，越来越大！ 特别是农残和重金属元素、微量元素两大致癌物质，对 人类威胁更大！目前国内外大多都用 AAS 检测这些致癌 的重金属元素！ AAS 在环保、疾控、食品药品领域将特别倍受重视！例如： 2010 年的中国药典增加了很多必须用 AAS 检测的药品项目！ 应该注意 AAS 应用的发展动向。
science）的概念。由此可见，原子吸收分光光
度计必然是生物金属科学的最重要的、最新的分 析手段之一。
一些重金属元素 进入人体内后，与体内蛋 白酶上的S-H和S-S，疏水键牢固结合，使蛋白质 变性，失去酶活性，使蛋白质高级结构改变或破 坏，最可怕的是会使人的基因产生突变－致癌。
所以，微量重金属元素的危害，特别是食品中的
现代分析仪器及其应用的最新进展
李昌厚
(中国科学院上海生物工程研究中心 上海 200233)
内容提要
一、前言 二、光谱仪器及其应用的最新进展 三、色谱仪器及其应用的的最新进展 四、如何评价和挑选分析仪器 五、几点体会
一、前言 科学仪器在科技、经济、国防、社会发展和民生等各个领 域，都具有非常重要的战略地位，分析仪器是科学仪器的主 体，是4两拨千斤的产业；它对化学学科的发展具有至关重 要的作用。在“国际化学年”里，山西省化学会等单位，隆 重举办“化学年在中国-山西仪器分析技术报告会”，具有 特殊重要意义！举办单位特邀本人来太原和大家讨论仪器分 析技术方面的问题，我感到很高兴！在此，我对举办单位： 山西省化学会、山西大学、北京普析通用仪器公司的邀请， 表示衷心感谢！
目前国内有近 30 家生产 AAS； 在国产 AAS 中，火焰法大 多都较好；甚至优于国外同类同档次的 AAS。如北京普析的 990、北京瑞利的 220 等！国产石墨炉 AAS 有喜有忧，但 绝大多数基本上能满足使用要求。
在石墨炉 AAS 中，北京普析公司的横向加热石墨炉 990 和 A3；北京瑞利公司的塞曼扣背景和国际首创的 WFX-910 便携 式 AAS 等都很好。特别是横向加热石墨炉 AAS，从仪器学 理论角度讲，它是 AAS 发展方向之一，全世界只有 6 家能 批量生产成熟的商品石墨炉 AAS（美：P-E；中：普析通用；澳：GBC； 德：JENA；
⑵、“高阶张量数据解析方法”问世：
由我国湖南大学俞汝勤教授独创；主要用于复杂体 系成分分析。国际领先。该成果已获国家自然科学奖。 复杂体系成分分析一直是分析化学研究的的前沿课题； 俞汝勤教授采用紫外可见光谱分析和电化学的方法，对 复杂体系进行研究，独创了多种新的化学计量学方法。 在新药开发、疾病诊断、食品科学、产品质控、环境毒 性分析等领域有广阔的应用前景。已用在中药分析、癌 症早期诊断中得到成功应用。
大的分析仪器生产制造商。
今天我主要讲《现代分析仪器及其应用的最新进展》；重 点讲光谱和色谱仪器。
二、光谱仪器及其应用的最新进展
光谱仪器是62类分析仪器中最重要的一类。光 谱仪器总共约有20种以上，但UVS、AAS和AFP都是 经典光谱仪器之一，也是使用最多、覆盖面最广 的分析仪器；又是最普及、最基础、最常规的分 析仪器！从仪器学理论，从仪器结构，从仪器的 应用、从维护保养角度来看，UVS、AAS和AFP都有 代表性。所以，今天我主要简单介绍UVS、AAS和 AFP等光谱仪器的应用、发展现状及其最新进展。 同时讲一些使用光谱仪器的体会。
★、另外，我国的《保健食品管理法》《药用植物及其制剂绿色行业标 、
准》等，都规定要对 As、Pb、Hg、 Cd、Cu 等有毒有害的重金属元 素的含量，用 AAS 进行限量检测。 目前，粮食 、种子、蔬菜、各类食品（肉类、鱼类、 酒类、口服液、奶类）中的微量重金属元素检测和水质中的 微量重金属元素的检测，国内外基本上都用 AAS。
目前，国外有些仪器的确很好；如： Varian 的 Cary-6000i（因为 SL 特别优秀， 8X10-7，所以可以测试很浓的样品--5.5Abs） ； 但有些进口仪器指标很虚！日本岛津公司宣传 他们 3X10-6 的 UVS（2550）仪器能测到 9Abs! 我研究的结果：3X10 ：9Abs 时绝对误差 3Abs;实 测也不行！所以我说岛津吹牛不打草稿！我们 要反对虚指标！反对吹牛！反对欺骗用户！
1、UVS 仪器及其应用的最新进展 1)UVS 仪器及其最新进展 UVS 仪器 1945 年问世（Beckman；原理） 。 发展快！今天 UVS 已是光机电计算机四位一体的…； 到今天为止，世界上最新的、最高档 UVS 是美国 PE 公司推出的 Lambda950 系列！和 Varian 公司的 Cary6000i。目前 Lambda950 和 Cary6000i 报价 约 10 万美金一台（附件配齐的报价）
结果。
2、AAS 仪器及其应用的最新进展 1）AAS 仪器及其最新进展
AAS 仪器 1961 年问世（PE） ；国外近百家生产 AAS；国 外的 AAS 已有报价 120 万元 RMB/台的仪器－PE 的 AA －800…； Varian 的 SpectruAA－DUO， 报价 100 万 RBM。 目前世界上的 AAS， 最新的是美国 Varian 推出的 AA280 和德国 Jena 的 contrAA（连续光源） 。最高档的是 Varian 的 AA280、PE 的 AA800、Jena 的 contrAA。