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淺析生命科學(xué)儀器最新發(fā)展趨勢(shì)
來源: 網(wǎng)絡(luò) 類別:行業(yè)動(dòng)態(tài) 更新時(shí)間:2010-06-10 閱讀次
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類和生物面臨著越來越嚴(yán)重的環(huán)境和生態(tài)問題。據(jù)美國癌癥研究中心報(bào)道,人類癌癥的90% 來自有機(jī)物,其中主要是農(nóng)藥及其殘留物的危害。因此,認(rèn)真研究人類生活、生存、發(fā)展和生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)等問題,是當(dāng)代和今后時(shí)期全球性的、迫切需要解決的問題。而要研究人類生活、生存、發(fā)展和生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)等問題,必須要有相關(guān)的生命科學(xué)儀器。否則,將一事無成。這就是生命科學(xué)儀器發(fā)展的必然性。目前生命科學(xué)儀器已經(jīng)涉及到分析化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)、生物工程等學(xué)科。
上世紀(jì)八十代中期,人們只是把基因擴(kuò)增儀(P C R )、核酸蛋白分析儀、酶標(biāo)儀、細(xì)胞檢測(cè)儀、生化分析儀等為數(shù)不多的儀器認(rèn)定為生命科學(xué)儀器;今天,除過狹隘定義所包含的那些儀器外,科學(xué)家已經(jīng)把四大基礎(chǔ)儀器(紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、液相色譜儀、氣相色譜儀)認(rèn)定為生命科學(xué)儀器的主干產(chǎn)品;把光譜、色譜、質(zhì)譜以及有關(guān)的聯(lián)用技術(shù),都稱之為生命科學(xué)儀器。目前,人們對(duì)生命科學(xué)儀器的定義越來越明確,從很多文獻(xiàn)上都能看到“Live Scince Instrument(生命科學(xué)儀器)”這個(gè)引人注目的名詞。國際上越來越多的科學(xué)家認(rèn)可“Live Scince Instrument”
目前生命科學(xué)儀器以由原來的低速,緩慢,效果差的情況逐漸向新的方向發(fā)展。“三超”是目前生命科學(xué)儀器發(fā)展的趨勢(shì),所謂“三超”是指:超高速、超微量和超小型。
1(1)超高速:
目前世界上最快的DNA 合成儀,2 分鐘可合成一個(gè)堿基;2 小時(shí)的工作效率,相當(dāng)于過去25 個(gè)專業(yè)人員手工操作4-5 年的工作量。即它1 小時(shí)的工作量,相當(dāng)于人的手工操作9 萬小時(shí)的工作量。也就是說,工作效率提高了九萬倍。可以說, DNA 合成儀是生命科學(xué)儀器向超高速發(fā)展的典范。
特別值得注意的是,瑞典Phamacia 近幾年推出的時(shí)間分辨熒光免疫測(cè)試儀(DEFIA)每秒鐘可分析一個(gè)樣品,每小時(shí)可分析3600 個(gè)樣品,而且其靈敏度 可達(dá)10-17mol(Eu),這又是一個(gè)生命科學(xué)儀器向超高速方向發(fā)展的典型例子。
2006 年,日本島津推出了超快速的液相色譜(U F L C ),進(jìn)樣動(dòng)作僅需1 0 秒鐘,分析速度提高10 倍(2007 年10 月的BCEIA 上已經(jīng)展出)。這些都是值得注意的最新進(jìn)展之一。美國的Waters 近幾年推出的超高壓液相色譜(UPLCTM),其最大操作壓力達(dá)到15000psi,大大提高了分析速度,但不降低分離度。這種儀器更是值得科技工作者注目。
中國北京普析通用公司近年推出的MB5原子吸收分光光度計(jì),一只五元素?zé),一滴血? 秒鐘可以同時(shí)得到Cu 、Z n 、Ca 、M g 、F e 五種元素含量測(cè)試的結(jié)果,這也是值得重視的發(fā)展之一。
。2)超微量
原子吸收分光光度計(jì)(AAS)是近幾年發(fā)展特別快的分析儀器之一,檢測(cè)限可達(dá)到10 - 13 g。隨著科技的發(fā)展、人類生存環(huán)境的變化,AAS的應(yīng)用將越來越廣泛。近幾年,國際上的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),很多稀有元素是強(qiáng)致癌物質(zhì)。美國癌癥研究中心報(bào)道:人類癌癥90%來自有機(jī)物(包括微量重金屬元素)。而重金屬元素的檢測(cè),主要用AAS,所以它發(fā)展很快。例如:2006 年德國J e n a 公司正式推出了商品的ContruAA連續(xù)光源AAS,一只燈可分析60多個(gè)元素。目前已小批生產(chǎn)。因?yàn)橐话愠R?guī)的AAS,一只元素?zé)糁荒芊治鲆粋(gè)樣品。所以應(yīng)該說德國Jena 公司的ContruAA 連續(xù)光源AAS,是AAS 的一個(gè)革命性的突破。2007 年的BCEIA 已有展品。
還有,原子熒光光度計(jì)是我國發(fā)明的一種分析儀器,我國已有幾家公司在生產(chǎn)該類儀器。2005年,北京瑞利公司推出的的AF - 630/640 環(huán)保型多道原子熒光光度計(jì),獲2005 年BCEIA 金獎(jiǎng),它具有8 項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。是一種很好的生命科學(xué)分析儀器,很值得大家重視。
。3)超小型
超小型既要超高速、超微量,又要超小型,在同一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)是很困難的。而當(dāng)代生命科學(xué)研究工作和許多家用分析儀器,卻往往希望“三超”在同一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn),既要儀器穩(wěn)定可靠,又要求超小型、占地方小、便于攜帶。所以,近幾年國外陸續(xù)出現(xiàn)了茶杯里能放進(jìn)的水質(zhì)分析儀、口袋里可放進(jìn)的葡萄糖檢測(cè)儀等等超小型生命科學(xué)儀器。大家知道,紫外可見分光光度計(jì)是生命科學(xué)研究中必不可少的分析工具,它被認(rèn)定為生命科學(xué)儀器的主干產(chǎn)品之一。
2 聯(lián)用技術(shù)發(fā)展迅速
現(xiàn)代科學(xué)儀器的發(fā)展,與方法學(xué)的突破有密切關(guān)系。往往一個(gè)新的方法的突破,會(huì)帶動(dòng)一大片學(xué)科的發(fā)展,生命科學(xué)儀器的發(fā)展,可以說是一個(gè)典型例子。我們可以說:新的聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展,是當(dāng)前生命科學(xué)儀器發(fā)展的一大特征;往往一個(gè)方法、一臺(tái)儀器不能解決的生命科學(xué)領(lǐng)域中的分析測(cè)試問題,幾種方法或幾臺(tái)儀器聯(lián)用,問題就迎刃而解了。
常見的聯(lián)用技術(shù)比如:FIA 與原子吸收分光光度計(jì)(AAS)的聯(lián)用,AAS和H PLC的 聯(lián)用,以及各種聯(lián)用儀器使用,使棘手的問題更見簡(jiǎn)單話,困難的問題更加復(fù)雜話。聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展可以說是一個(gè)里程碑式的發(fā)展。
上世紀(jì)八十代中期,人們只是把基因擴(kuò)增儀(P C R )、核酸蛋白分析儀、酶標(biāo)儀、細(xì)胞檢測(cè)儀、生化分析儀等為數(shù)不多的儀器認(rèn)定為生命科學(xué)儀器;今天,除過狹隘定義所包含的那些儀器外,科學(xué)家已經(jīng)把四大基礎(chǔ)儀器(紫外可見分光光度計(jì)、原子吸收分光光度計(jì)、液相色譜儀、氣相色譜儀)認(rèn)定為生命科學(xué)儀器的主干產(chǎn)品;把光譜、色譜、質(zhì)譜以及有關(guān)的聯(lián)用技術(shù),都稱之為生命科學(xué)儀器。目前,人們對(duì)生命科學(xué)儀器的定義越來越明確,從很多文獻(xiàn)上都能看到“Live Scince Instrument(生命科學(xué)儀器)”這個(gè)引人注目的名詞。國際上越來越多的科學(xué)家認(rèn)可“Live Scince Instrument”
目前生命科學(xué)儀器以由原來的低速,緩慢,效果差的情況逐漸向新的方向發(fā)展。“三超”是目前生命科學(xué)儀器發(fā)展的趨勢(shì),所謂“三超”是指:超高速、超微量和超小型。
1(1)超高速:
目前世界上最快的DNA 合成儀,2 分鐘可合成一個(gè)堿基;2 小時(shí)的工作效率,相當(dāng)于過去25 個(gè)專業(yè)人員手工操作4-5 年的工作量。即它1 小時(shí)的工作量,相當(dāng)于人的手工操作9 萬小時(shí)的工作量。也就是說,工作效率提高了九萬倍。可以說, DNA 合成儀是生命科學(xué)儀器向超高速發(fā)展的典范。
特別值得注意的是,瑞典Phamacia 近幾年推出的時(shí)間分辨熒光免疫測(cè)試儀(DEFIA)每秒鐘可分析一個(gè)樣品,每小時(shí)可分析3600 個(gè)樣品,而且其靈敏度 可達(dá)10-17mol(Eu),這又是一個(gè)生命科學(xué)儀器向超高速方向發(fā)展的典型例子。
2006 年,日本島津推出了超快速的液相色譜(U F L C ),進(jìn)樣動(dòng)作僅需1 0 秒鐘,分析速度提高10 倍(2007 年10 月的BCEIA 上已經(jīng)展出)。這些都是值得注意的最新進(jìn)展之一。美國的Waters 近幾年推出的超高壓液相色譜(UPLCTM),其最大操作壓力達(dá)到15000psi,大大提高了分析速度,但不降低分離度。這種儀器更是值得科技工作者注目。
中國北京普析通用公司近年推出的MB5原子吸收分光光度計(jì),一只五元素?zé),一滴血? 秒鐘可以同時(shí)得到Cu 、Z n 、Ca 、M g 、F e 五種元素含量測(cè)試的結(jié)果,這也是值得重視的發(fā)展之一。
。2)超微量
原子吸收分光光度計(jì)(AAS)是近幾年發(fā)展特別快的分析儀器之一,檢測(cè)限可達(dá)到10 - 13 g。隨著科技的發(fā)展、人類生存環(huán)境的變化,AAS的應(yīng)用將越來越廣泛。近幾年,國際上的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),很多稀有元素是強(qiáng)致癌物質(zhì)。美國癌癥研究中心報(bào)道:人類癌癥90%來自有機(jī)物(包括微量重金屬元素)。而重金屬元素的檢測(cè),主要用AAS,所以它發(fā)展很快。例如:2006 年德國J e n a 公司正式推出了商品的ContruAA連續(xù)光源AAS,一只燈可分析60多個(gè)元素。目前已小批生產(chǎn)。因?yàn)橐话愠R?guī)的AAS,一只元素?zé)糁荒芊治鲆粋(gè)樣品。所以應(yīng)該說德國Jena 公司的ContruAA 連續(xù)光源AAS,是AAS 的一個(gè)革命性的突破。2007 年的BCEIA 已有展品。
還有,原子熒光光度計(jì)是我國發(fā)明的一種分析儀器,我國已有幾家公司在生產(chǎn)該類儀器。2005年,北京瑞利公司推出的的AF - 630/640 環(huán)保型多道原子熒光光度計(jì),獲2005 年BCEIA 金獎(jiǎng),它具有8 項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。是一種很好的生命科學(xué)分析儀器,很值得大家重視。
。3)超小型
超小型既要超高速、超微量,又要超小型,在同一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)是很困難的。而當(dāng)代生命科學(xué)研究工作和許多家用分析儀器,卻往往希望“三超”在同一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn),既要儀器穩(wěn)定可靠,又要求超小型、占地方小、便于攜帶。所以,近幾年國外陸續(xù)出現(xiàn)了茶杯里能放進(jìn)的水質(zhì)分析儀、口袋里可放進(jìn)的葡萄糖檢測(cè)儀等等超小型生命科學(xué)儀器。大家知道,紫外可見分光光度計(jì)是生命科學(xué)研究中必不可少的分析工具,它被認(rèn)定為生命科學(xué)儀器的主干產(chǎn)品之一。
2 聯(lián)用技術(shù)發(fā)展迅速
現(xiàn)代科學(xué)儀器的發(fā)展,與方法學(xué)的突破有密切關(guān)系。往往一個(gè)新的方法的突破,會(huì)帶動(dòng)一大片學(xué)科的發(fā)展,生命科學(xué)儀器的發(fā)展,可以說是一個(gè)典型例子。我們可以說:新的聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展,是當(dāng)前生命科學(xué)儀器發(fā)展的一大特征;往往一個(gè)方法、一臺(tái)儀器不能解決的生命科學(xué)領(lǐng)域中的分析測(cè)試問題,幾種方法或幾臺(tái)儀器聯(lián)用,問題就迎刃而解了。
常見的聯(lián)用技術(shù)比如:FIA 與原子吸收分光光度計(jì)(AAS)的聯(lián)用,AAS和H PLC的 聯(lián)用,以及各種聯(lián)用儀器使用,使棘手的問題更見簡(jiǎn)單話,困難的問題更加復(fù)雜話。聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展可以說是一個(gè)里程碑式的發(fā)展。
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