博晖创新"原子荧光开发及产业化"重大专项启动

  我国是原子荧光光谱(AFS)技术、生产、应用的强国大国，如今，仪器生产商10多家、不同型号和用途的原子荧光光谱仪器上百种，其年销量在2500台以上，颁布的相关或行业标准有百余项。原子荧光光谱方法广泛应用于食品、环境等领域。

  不过，目前商品化的原子荧光光谱仪器主要是非色散型的，具有结构简单、操作方便等优点。当然，非色散型原子荧光光谱仪也存在着光谱干扰和散射干扰等问题。过去通常认为元素灯发出的光就是该元素的单色光，而实际上多数的元素灯是包含了杂质的，使得测量结果出现偏高等现象。有鉴于此，此次专项的目标是研制一种的原子荧光光谱仪，克服现有仪器存在的光谱干扰和散射干扰等问题，同时提高仪器长期稳定性、在食品农产品等领域开展应用示范。产业化方面，计划达到三年内实现3200万销售额的目标。

  据介绍，“原子荧光光谱仪器开发及产业化”专项选取了由凹面光栅+数字微镜 (DMD)+光电倍增管组成分光系统的技术路线，以克服光谱干扰等问题。这种结合的分光系统是首次提出。

  其中，凹面光栅起到分光的作用，当然，这里的凹面光栅并不是简单的凹面光栅，而是具有高紫外衍射效率。数字微镜起到选择待测光的作用。数字微镜是用数字电压信号控制微镜片执行机械运动来实现光学功能的器件，是微米/纳米技术和微型机电系统理论在投影设备领域的具体应用，是DMD投影设备的主要部件，之前并没有在分析仪器中应用的先例。本项目采用的是高紫外反射效率的数字微镜，是基于德州仪器公司(TI)的数字微镜器件所研制的。

  关于原子荧光光谱存在的散射干扰问题，项目组研制了一种散射干扰扣除方法——根据所采集的荧光谱图和非荧光谱图的强度变化关系，在样品测量过程中直接扣除散射干扰。

  当然，“原子荧光光谱仪器开发及产业化”专项的研制工作不止于此。由于采取了分光系统，原来使用的元素灯——空心阴极灯的光强等不能满足要求，所以，项目组开展了长寿命-高强度的无极放电灯及其漂移校正部件的研制工作。在国内原子荧光光谱发展早期，无极放电灯曾经应用过，不过当时的无极放电灯寿命短、稳定性较差，逐渐被空心阴极灯取代，但是无极放电灯也具有光强高等优势。如今，长寿命、安全性好、可靠的无极放电灯的研制再次被提出。

  另外，高稳定性的化学蒸汽发生器、数字微镜的控制系统、分析测试软件等也是该项目的研制内容。除了仪器设备的开发，还有针对应用的开发工作。“原子荧光光谱仪器开发及产业化”专项的应用开发主要聚焦在食品、农产品领域，建立基于原子荧光光谱仪的检测方法，形成标准操作规程、开展应用示范。

  “原子荧光光谱仪器开发及产业化”专项预期的经济效益是，在项目验收后三年内销售可达到80台左右，年销量成逐年递增趋势，三年内预期销售额为3200万元。专项以为食品和农产品等领域有毒有害重金属污染监控、普查提供测试准确和运营成本低的设备和方法支撑。

  “原子荧光光谱仪器开发及产业化”项目由质量检验检疫局，参与单位包括了负责“原子荧光光谱仪测控系统及软件开发”的吉林大学仪器科学与电气工程学，负责“原子荧光光谱仪光学系统开发”的中科长春光机所，以及承担应用开发的两家单位——检验检疫科学食品安全研究所和农业科学农业质量标准与检测技术研究所。项目牵头单位——北京博晖创新光电技术股份有限公司负责“原子荧光光谱仪体设计、系统集成及工程化”和“原子荧光光谱仪系统稳定性技术开发”。

上海秉越电子仪器有限公司