微量元素检测仪的分析方法以及发展进程

微量元素检测仪 的分析方法以及发展进程

　　可用于人体微量元素检测的方法有:同位素稀释质谱法、分子光谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、 X 射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、生化法、电化学分析法等。但在临床医学上广泛应用的方法主要为生化法、电化学分析法、原子吸收光谱法这几种。其中原子吸收法和CIP属于高档产品，价位一般在十几万至二十几万不等，但随着医疗条件的发展，大部分医院及地矿、科研等部门都开始使用原子吸收法仪器，目前市场占有率最大。

　　生化法

　　锌原卟啉法、双硫腙法、其它比色法等

　　分析法

　　自1924年捷克化学家海洛夫斯基领导开发出第一代极谱仪以来至今已近百年，在我国第一代极谱仪为883出生于50年代，这种连续快速滴汞的仪器至今仍用于教育与演示极谱分析基本原理。以 单滴汞电极为工作电极，在汞滴产生后期最后2秒完成一次扫描的极谱分析方法(简称单扫极谱法)称之为近代极谱，在我国上世纪六十年代仿制国外开发成功的JP-1，八十年代开发成功的JP-2为 典型代表，这种极谱仪以分析速度快，重复性好，适应基础实验室需求，在地矿、冶金实验室大量装备，成为得力生产工具。但这种仪器也只是适应了那个年代，稍纵即逝的示波波型。无法详细地观察波形，功能单一只能用于单扫极谱分析。在其后的年代里泰县无电线厂、金坛分析仪器厂都推出过类似仪器，但受技术所限，都回避了显示技术的配合，仪器需另配函数记录仪作为终端显示记录，也注定了仪器走不远。另有厂家仿制JP-1、JP-2极谱仪，都形不成批量与规模。

　　1987年时任山东电讯七厂厂长的许建民带领技术人员开发新一代极谱仪，利用对示波显示技术熟悉的优势，在当时PC机尚不普及的条件下，用Z80单板机作为核心，开发成功JP3-1示波极谱仪。仪器最大特点为波形可冻结存储，可单条及多条曲线同时显示，可打印波形，打印标准曲线，在同类仪器中居领先水平，获得了用户认可。短短数年连同先期开发成功的MP-1溶出分析仪，成为八九十年代国内同类仪器最大生产厂商，用户遍布多行业。

　　极谱仪具有广泛的用途范围，可用于无机离子分析，也可用于有机物的分析，有诸多国标行业标准，地方标准都采用极谱分析，尤其是在地质、冶金、土壤、卫生防疫、理化检验。尽管极谱分析采用滴汞电极作为工作电极，在环保呼声日高的今天有些不合时宜，但处理得当，汞在封闭环境下运行，对环境并无影响，如同血压计，尽管多种方式都有，但许多大夫习惯使用水银血压计，且这种血压计的汞并不外泄，在封闭系统内使用。除此之外极谱仪的优势明显，分析范围从无机物到有机物，从微量到常量，价格适中，尤其适应基础实验室的分析检验工作。

　　国内同类仪器仿制多创新少，具有能力在新领域开拓的企业更为鲜见，因此国内同类仪器同质化严重，无特色，这是众所周知的事实，例如:国内凡是有极谱仪功能的仪器均使用传统的滴汞电极，而这种电极自海洛夫斯基发明极谱仪至今已近百年。

　　再如:极谱仪只有一种工作模式，这就是进行电压扫描，检测电流的工作模式。人们不知另有一种工作模式，还有所有的极谱仪都只有一种线扫极谱可用，有的虽标榜有其他功能，但受一些因素制约并不能实际使用。

　　再者:个别生产厂商对仪器性能指标中标注灵敏度很高，但实际上远远做不到，经不起认真考核。

　　通过多年的积累开拓，"从量到质"，该公司产品与国内同类产品比较，已发生巨大变化，已不在一个水平档次。 公司现开发成功静汞电极(实用新型专利 专利号ZL02268447.6)先人一步在产品上应用，仅此一项就拉开了与同类产品的距离(详见技术介绍:静汞电极)

　　光谱法

　　所谓原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy ) 又称为原子吸收分光光度法，通常简称原子吸收法( AAS )，原子吸收分析方法及仪器的奠基者是澳大利亚科学家 Walsh ，他在 1955 年提出了利用原子吸收现象作元素的化学分析的物理基础与化学实践并创造性地使用空心阴极灯作为实用的锐线光源，克服了技术难题，为原子吸收仪器的发展打下牢固的基础。他当时所倡导的分析方法主要是火焰原子吸收技术。其基本原理为:从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的光量大小，来求出待测元素的含量。

　　原子吸收光谱分析法的定量关系可用郎伯 - 比耳定律 A=abc 来表示。公式中， A 是吸光度， a 是吸光系数， b 是吸收池光路长度， c 是被测样品浓度。该法具有灵敏度高、精确高 ; 选择性好、干扰少 ; 速度快，易于实现自动化 ; 可测元素多、范围广 ; 结构简单、成本低等特点，也正因为如此，该法的发展也相当迅速。

　　所谓原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy ) 又称为原子吸收分光光度法，通常简称原子吸收法( AAS )，原子吸收分析方法及仪器的奠基者是澳大利亚科学家 Walsh ，他在 1955 年提出了利用原子吸收现象作元素的化学分析的物理基础与化学实践并创造性地使用空心阴极灯作为实用的锐线光源，克服了技术难题，为原子吸收仪器的发展打下牢固的基础。他当时所倡导的分析方法主要是火焰原子吸收技术。其基本原理为:从空心阴极灯或光源中发射出一束特定波长的入射光，在原子化器中待测元素的基态原子蒸汽对其产生吸收，未被吸收的部分透射过去。通过测定吸收特定波长的光量大小，来求出待测元素的含量。

　　原子吸收光谱分析法的定量关系可用郎伯 - 比耳定律 A=abc 来表示。公式中， A 是吸光度， a 是吸光系数， b 是吸收池光路长度， c 是被测样品浓度。该法具有灵敏度高、精确高 ; 选择性好、干扰少 ; 速度快，易于实现自动化 ; 可测元素多、范围广 ; 结构简单、成本低等特点，也正因为如此，该法的发展也相当迅速。

　　展进程

　　原子吸收光谱分析法(AAS)所使用的仪器为原子吸收光谱仪或原子吸收分光光度计。目前国内所见到的原子吸收光谱仪按照技术发展的水平，大致可分为两代:

　　第一代:单火焰原子吸收光谱仪(日立的Z500、 沈分厂的WYX-9004、华洋的AA2610、博晖的BH5100系列、北京东西分析仪器有限公司早期的单火焰型等)

　　第二代:火焰原子吸收光谱仪+外置石墨炉(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博晖的BH2100系列、普析的TAS990等)。其设计目的是为了弥补火焰吸收光谱仪灵敏度不够的缺陷，为了迎合国内早期客户的升级改造的需求。

　　测铅方法

　　血铅的测定是防疫部门一个老话题，对医院、妇幼保健部门是一个新课题。儿童血铅测定是一个热门话题。如果多取血，按常规方式消解之后用仪器测定，这并不费事，但如果只取微量20-40ul血进行测定就是一个难题，而有些群体例如儿童血铅普查，就很难取较多血，样品多时还需要常规的消解方法去处理样品这即麻烦还容易污染样品，因此需要一种快速、简便、灵敏、准确度分析方法。

　　测定血铅有即灵敏又准确的方法例如等离子体质谱，但这种仪器价格太高，一般实验室不能装备。

　　再就是普遍使用的原子吸收法，其采血少、精度高、操作简单、速度快的特点受到市场的认可，已经成为了铅检测的主流产品。公认的是有塞曼效应背景校正的石墨炉原子吸收，厂家有(日立的Z180-80、瑞利的WFX120A 、博晖的BH2100系列、普析的TAS990等)。

　　其次就是电化学法， 电化学法作为一种中低端产品曾经在九十年代广泛使用，由于技术手段上存在问题，采用头发标本检测血铅的电化学仪器其结果不准确被许多地区禁止使用。较新型号的仪器也开始使用末梢血作为检测标本，但还是由于结果偏差太大不稳定，一直没有受到主流市场的认可。只是作为一种费用低廉的血铅测定方法在偏远地区和基础卫生院使用。

　　市场分析

　　2002年前，微量元素分析仪主力市场是防疫站理化检验。整个市场容量非常有限，医院仅有个别用户，高校有零星用户。自2002年非典之后，受排铅保健品和补锌和补铁、补钙保健品的销售拉动，医院微量元素检测开始启动，仪器销售快速升温。由于医院单位总量巨大，一但启动，销售巨增。仪器销售全国市场从不足200台，迅速达到4000-5000台数量。并持续发展。

　　县级医院儿保科都已经开始普及微量元素检测，特别是县级妇幼保健院成为微量元素检测仪器的优质用户。并且在部分经济发展较好的地区，微量元素检测已经被列为0-6岁儿童的常规体检项目，具有很大的发展潜力。

　　发展前景

　　(1)首先，医疗体制改革启动，政府将加大基础公共卫生网络的投入。

　　(2)2007年，"新农村合作医疗"试点覆盖面将扩大到全国县(市、区)总数的60%，2008年在全 国基本推行，2010年实现基本覆盖农村居民的目标。

　　(3)"医改"提升中低端市场潜力 ，据权威调查报告显示，全国17.5万家医疗卫生机构拥有的医疗仪器和设备中，有15%左右是20世纪70年代前后的产品，有60%是80年代中期以前的产品。这也就预示着它们需要更新换代，而在这个过程中，将会保证未来10年甚至更长一段时间中国医疗器械市场的快速增长