實(shí)驗(yàn)室儀器領(lǐng)域的樣品前處理
 
 近年實(shí)驗(yàn)室儀器儀表領(lǐng)域，呈現(xiàn)出行業(yè)整體需求快速增長—增速放緩—快速增長—增速放緩的周期性規(guī)律變化。中國進(jìn)入世界經(jīng)濟(jì)體之初，各項(xiàng)建設(shè)蓬勃發(fā)展，底子薄弱的基礎(chǔ)科研對實(shí)驗(yàn)室儀器的需求開始增長，而國內(nèi)技術(shù)落后的實(shí)驗(yàn)室條件無法滿足科研工作的需求，進(jìn)口儀器設(shè)備不斷涌入中國市場，并在此后的二十年牢牢占據(jù)國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室**儀器市場;此后，基礎(chǔ)科研實(shí)驗(yàn)室建設(shè)逐步趨于完善，國內(nèi)市場對**實(shí)驗(yàn)室儀器的需求增速放緩，此時(shí)國內(nèi)儀器設(shè)備制造商在市場紅利下開始迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)出一批知名國產(chǎn)儀器廠商。近幾年，隨著食品**、環(huán)境污染問題的日益突出，各類檢測機(jī)構(gòu)如雨后春筍蓬勃發(fā)展，檢測市場的繁榮帶動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室儀器需求的又一次快速增長，此時(shí)市場選擇和政策導(dǎo)向使得實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備市場格局發(fā)生改變，部分實(shí)驗(yàn)室檢測儀器及設(shè)備被日趨成熟的國產(chǎn)設(shè)備所代替。近兩年，受整體經(jīng)濟(jì)增速放緩、政府采購疲軟、二手和租賃市場發(fā)展等眾多因素的影響，實(shí)驗(yàn)室儀器市場年增速呈下行趨勢。然而在整體需求萎靡的環(huán)境下，智能化、自動(dòng)化、高效化的實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備越來越受到市場追捧，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備的升級換代成為行業(yè)共識(shí)。
 
 其中樣品前處理設(shè)備的市場表現(xiàn)尤為搶眼，常年保持高于行業(yè)整體增長水平的態(tài)勢，且這一增長主要來自于國內(nèi)儀器廠商，這其中有技術(shù)固有因素也有市場發(fā)展因素。傳統(tǒng)的理化分析實(shí)驗(yàn)，樣品前處理步驟繁瑣，各步驟間連續(xù)性不強(qiáng)，前處理所耗費(fèi)的時(shí)間占整個(gè)分析過程的60%—70%，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和平行性往往依靠實(shí)驗(yàn)人員的操作習(xí)慣和技術(shù)熟練性，不同實(shí)驗(yàn)人員間實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在較大系統(tǒng)誤差。目前，實(shí)驗(yàn)室分析儀器已經(jīng)發(fā)展到了高度自動(dòng)化階段，且高靈敏度的分析儀器對樣品的純凈度要求越來越高，而前處理設(shè)備卻仍停留在傳統(tǒng)的手動(dòng)或半自動(dòng)時(shí)代，樣品處理效率及效果很難與高度自動(dòng)化的分析儀器同步，這嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)室分析技術(shù)的發(fā)展。基于此，國內(nèi)各大儀器設(shè)備廠商開始在樣品前處理設(shè)備領(lǐng)域發(fā)力，來解決這一矛盾，先后涌現(xiàn)出萊伯泰科、普立泰科、屹堯等一批樣品前處理儀器設(shè)備廠商，樣品前處理也逐漸成為理化分析實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究分支;而國際上實(shí)驗(yàn)室儀器行業(yè)巨頭大多將精力放在了附加值較高的質(zhì)譜類**設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn)中，放棄了利潤值較低的前處理設(shè)備，這給國內(nèi)儀器廠商快速發(fā)展并搶占該細(xì)分領(lǐng)域市場制造了良好時(shí)機(jī)。國產(chǎn)樣品前處理設(shè)備發(fā)展越來越精細(xì)，越來越**，越來越智能。
 
 顯然，樣品前處理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化所帶來的優(yōu)勢眾多，它既能顯著減少人工成本，降低人為誤差，還能有效降低操作人員暴露在危險(xiǎn)化學(xué)品中的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能控制好溶劑和強(qiáng)酸等化學(xué)品用量和排放量，有利于降低環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn);此外，擁有強(qiáng)大的軟件操作系統(tǒng)是自動(dòng)化樣品前處理設(shè)備的另一大優(yōu)勢，操作者借助軟件的輔助功能，可實(shí)現(xiàn)樣品圖形化、可視化管理，并可實(shí)現(xiàn)處理方法靈活設(shè)置，不同方法可隨時(shí)保存調(diào)用，簡單操作軟件便可完成以往高強(qiáng)度、高危性的樣品前處理工作。技術(shù)端的升級需求，導(dǎo)致市場對自動(dòng)化樣品前處理設(shè)備需求旺盛，越來越多的實(shí)驗(yàn)室渴望改變樣品前處理手段落后的現(xiàn)狀，自動(dòng)化、智能化甚至定制化的樣品前處理產(chǎn)品成為市場追捧的“香餑餑”MultiFlo FX 多模式分液器。
 
 
 與檢測技術(shù)相比樣品前處理方法的選擇是一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。一般認(rèn)為有機(jī)樣品前處理方法涉及：萃取、凈化、濃縮等，無機(jī)樣品前處理方法涉及：消解、灰化、熔融等;與之相關(guān)聯(lián)的全自動(dòng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備在有機(jī)領(lǐng)域有：全自動(dòng)固相萃取系統(tǒng)，全自動(dòng)GPC凝膠凈化系統(tǒng)，自動(dòng)化濃縮系統(tǒng)，全自動(dòng)快速溶劑萃取系統(tǒng)等，在無機(jī)領(lǐng)域則主要有自動(dòng)電熱消解儀和微波消解儀。根據(jù)對國內(nèi)招標(biāo)網(wǎng)和采購市場的不完全統(tǒng)計(jì)，上述產(chǎn)品市場規(guī)模在14億元以上，且市場需求在逐年增長，產(chǎn)品的增長主要?jiǎng)恿碜苑治鰷y試能力建設(shè)要求的提高，以及從手工操作向自動(dòng)化操作轉(zhuǎn)變所帶來的產(chǎn)品換代。隨著政府購買檢測服務(wù)政策的普及，第三方檢測市場成為未來拉動(dòng)實(shí)驗(yàn)室儀器市場的又一主力，追求“高效”成為這類企業(yè)的生存之道，實(shí)現(xiàn)樣品前處理自動(dòng)化則是實(shí)現(xiàn)檢測“高效”的重要一環(huán)。而傳統(tǒng)的政府、高校、科研機(jī)構(gòu)市場由于檢測儀器配備相對成熟，自動(dòng)化前處理設(shè)備也將成為這些單位設(shè)備采購優(yōu)先考慮的方面。
 
 樣品前處理市場前景廣闊加之低端產(chǎn)品技術(shù)門檻不高，國內(nèi)眾多儀器廠商紛紛向前處理設(shè)備發(fā)力，市場競爭越發(fā)激烈，而**樣品前處理設(shè)備需要廠商具備較強(qiáng)技術(shù)實(shí)力，市場競爭壓力較小。從長遠(yuǎn)看，未來前處理設(shè)備將沿著多維先進(jìn)技術(shù)方向發(fā)展，大致涵蓋以下方向：(1)沿著分析測試流程整合更多的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品功能和檔次;(2)總結(jié)國內(nèi)近十年實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高自動(dòng)化產(chǎn)品的適用性，改善用戶體驗(yàn);(3)推進(jìn)新型技術(shù)的產(chǎn)品化，**性地研發(fā)新型產(chǎn)品，擴(kuò)展現(xiàn)有市場;(4)從“綠色化學(xué)”的角度研發(fā)新型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備。
 
 此外，分析儀器及樣品前處理產(chǎn)品領(lǐng)域的快速發(fā)展帶動(dòng)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的發(fā)展，如實(shí)驗(yàn)室分析活動(dòng)中常用到的加熱和冷卻設(shè)備，以水循環(huán)冷卻恒溫器為例，據(jù)估計(jì)該產(chǎn)品的國內(nèi)市場容量在20,000萬元左右，每年的市場需求在20,000臺(tái)以上，隨著國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和下游用戶體驗(yàn)要求的不斷提高，這類產(chǎn)品的技術(shù)水平也將隨行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高而顯著改善ELx808 吸收光酶標(biāo)儀。
 
 冷卻產(chǎn)品主要是為實(shí)驗(yàn)或儀器提供低溫恒溫條件，目前該產(chǎn)品的發(fā)展主要呈現(xiàn)以下趨勢：(1)高能效性，高能效一方面要求傳熱、換熱和熱隔離設(shè)計(jì)要好，并減少能量損耗，另一方面要求產(chǎn)品功率規(guī)格豐富，能很好地匹配下游用戶的需求;(2)溫度可控性，普通冷卻設(shè)備要求溫度波動(dòng)在±1°C范圍內(nèi)，高恒溫性能儀器則要求溫控范圍在±0.1°C內(nèi)，甚至更低，此外，開放冷卻時(shí)要有合理的水流(以水作為載冷劑)分配;(3)耐用性，由于絕大部分致冷產(chǎn)品中有壓縮機(jī)、水泵和電磁閥，三者均為機(jī)械運(yùn)動(dòng)件，因此耐用性是產(chǎn)品技術(shù)的重要基礎(chǔ)和保障;(4)低噪音性，同樣由于有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，對致冷過程中的噪音需要控制好，做好減震設(shè)計(jì);(5)易維護(hù)性，換熱器表面、水箱等處必須易于清理。
 
 而加熱產(chǎn)品主要為實(shí)驗(yàn)提供高溫恒溫條件，目前的技術(shù)趨勢有：(1)**性，由于加熱溫度常高于60°C，*高可達(dá)450°C，因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)必須考慮防火因素，同時(shí)應(yīng)充分提示用戶防止**;(2)溫度可控性，一方面，溫度波動(dòng)應(yīng)足夠小，另一方面，溫度升高的過程可由程序控制，即程序升溫;(3)溫度均勻性，由于加熱為固體傳熱，加熱體表面溫度的均勻性非常重要，以免不同位置加熱效果不一致，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果;(4)溫度范圍寬，加熱溫度可高達(dá)450°C，因此加熱體材質(zhì)(主要性質(zhì)有耐溫和導(dǎo)熱)非常關(guān)鍵;(5)耐腐性，實(shí)驗(yàn)室需要加熱的情況中常常用到強(qiáng)酸和強(qiáng)氧化劑，這就要求產(chǎn)品整體設(shè)計(jì)要能耐受或避免化學(xué)腐蝕;(6)自動(dòng)化，特別是對化學(xué)接觸風(fēng)險(xiǎn)較大的實(shí)驗(yàn)，自動(dòng)化設(shè)計(jì)可顯著降低化學(xué)接觸風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)與人工相比還提高了操作的可重復(fù)性。
 
 據(jù)SDI報(bào)告顯示2018年全球科學(xué)儀器市場容量約為620美元，中國市場約占全球市場的15%將近100億美元，而樣品前處理設(shè)備所占比重少之又少，但技術(shù)端和市場端需求旺盛，未來成長空間巨大。隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的支持、下游行業(yè)需求的增加、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，樣品前處理及其他實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備市場容量會(huì)進(jìn)一步加大，未來必將迎來新一輪的增長。