近年来,各类食品安全、环境污染问题日益频发,实验室仪器设备,特别是分析仪器及其相关的样品前处理等产品需求逐年增加,政府机关和各个分析检测机构对 分析测试实验室的投入力度也逐步加大,仪器设备市场增长迅速。根据中国仪器仪表行业协会统计,位于化学分析流程后端的分析仪器销售收入逐年增加,与化学分 析仪器配套使用的辅助设备也呈快速上涨趋势,部分实验室仪器设备生产厂商已开始注重关键技术的自主研发,提高我国仪器装备产业实力,特别是在以前化学分析 领域发展过程中未受到重视的领域,诸如样品前处理产品和其他实验室通用设备(实验室常规加热和冷却设备)在新一轮的增长中表现较为突出。
在典型的化学分析流程中,样品前处理环节占去大部分时间,据统计超过60%,此外,样品前处理也是分析误差的主要来源。由于行业标准的持续升高,新的样品前 处理技术正逐步成为提高分析结果速度和精度所必要的先决条件,国内样品前处理技术也因此迈进新的高度――特别是样品前处理技术的自动化趋势越来越明显。样 品前处理实现自动化可带来诸多优势,既可以显著减少人工操作成本和人为误差,还能有效大大降低操作人员接触化学品的风险,同时也能控制好溶剂和强酸等化学 品用量和排放量,有利于降低环境污染的风险。此外,强大的软件操作界面是自动化样品前处理的另一大优势,可以使操作者图形化管理样品,并灵活设置、保存和 调用不同的前处理方法,使样品前处理工作更加简单。因此,近十年来,自动化的样品前处理设备不但技术发展迅速,而且市场也在不断扩大。
在这种行业背景和产品自身特点的推动下,分析配套的样品前处理产品行业发展也迎来了新的历史机遇,以计算机应用为标志的化学分析及相关仪器正在进行新的行业变 革,计算机控制的分析数据采集,实现样品前处理及分析过程的连续、快速、实时和智能。分析仪器及样品前处理产品正在以更高的灵敏度、更高的准确率、更低的 成本、更专业化、智能化、自动化、简便的操作界面等趋势向新的方向发展。部分仪器生产厂商已开始注重前瞻性技术的研发,部分产品和技术已达到国际先进水 平。
全国样品前处理产品及各分析仪器厂商众多,市场竞争较为激烈,未来将沿着多维先进技术方向发展,大致涵盖以下方向:(1)沿着分析测试 流程整合更多的产品,提高产品功能和档次;(2)总结国内近十年实验室自动化产品的设计经验,提高自动化产品的适用性,改善用户体验;(3)推进新型技术 的产品化,创新性地研发新型产品,扩展现有市场;(4)从“绿色化学”的角度研发新型实验室设备。目前,自动化样品前处理的典型产品在有机分析领域主要有 全自动固相萃取系统,全自动GPC凝胶净化系统,自动化浓缩系统,高压溶剂萃取系统等,在无机领域则主要有自动电热消解仪和微波消解仪。
根 据对国内招标网和采购市场的不完全统计,上述产品市场规模在8亿元以上,按照近年来年均15%的增长速度测算,未来5年后,该领域市场容量可翻番达到16 亿元,产品的增长主要动力来自分析测试能力建设要求的提高,以及从手工操作向自动化操作转变所带来的产品换代。上述主要产品市场容量大致如下,全自动固相 萃取系统市场规模大致在30,000万元左右,全自动GPC凝胶净化系统规模在1,800万元左右,高压溶剂萃取系统市场规模在3,500万元左右,微波 消解仪的市场规模在15,750万元左右,半自动电热消解仪市场规模在2,400万元左右,全自动电热消解仪市场规模在2,000万元左右。未来,随着国 家产业政策的支持,下游行业需求的增加,上述产品市场容量会进一步增加。
此外,分析仪器及样品前处理产品领域的快速发展带动了相关实验室设 备的发展,如实验室分析活动中常用到的加热和冷却设备,以水循环冷却恒温器为例,据估计该产品的市场容量在20,000万元左右,每年的市场需求至少在 20,000台以上,随着国内实验室建设标准和下游用户体验要求的不断提高,这类产品的技术水平也随行业标准的提高而显著改善。
冷却产品主 要是为实验或仪器提供低温恒温条件,目前该产品的发展主要呈现以下趋势:(1)高能效性,高能效一方面要求传热、换热和热隔离设计要好,并减少能量损耗, 另一方面要求产品功率规格丰富,能很好地匹配下游用户的需求;(2)温度可控性,普通冷却设备要求温度波动在±1°C范围内,高恒温性能仪器则要求温控范 围在±0.1°C内,甚至更低,此外,开放冷却时要有合理的水流(以水作为载冷剂)分配;(3)耐用性,由于绝大部分致冷产品中有压缩机、水泵和电磁阀, 三者均为机械运动件,因此耐用性是产品技术的重要基础和保障;(4)低噪音性,同样由于有机械运动部件,对致冷过程中的噪音需要控制好,做好减震设计; (5)易维护性,换热器表面、水箱等处必须易于清理。
而加热产品主要为实验提供高温恒温条件,目前的技术趋势有:(1)安全性,由于加热温 度常高于60°C,最高可达450°C,因此产品设计必须考虑防火因素,同时应充分提示用户防止烫伤;(2)温度可控性,一方面,温度波动应足够小,另一 方面,温度升高的过程可由程序控制,即程序升温;(3)温度均匀性,由于加热为固体传热,加热体表面温度的均匀性非常重要,以免不同位置加热效果不一致, 影响实验结果;(4)温度范围宽,加热温度可高达450°C,因此加热体材质(主要性质有耐温和导热)非常关键;(5)耐腐性,实验室需要加热的情况中常 常用到强酸和强氧化剂,这就要求产品整体设计要能耐受或避免化学腐蚀;(6)自动化,特别是对化学接触风险较大的实验,自动化设计可显著降低化学接触风 险,同时相对人工还提高了操作的可重复性。
随着国家产业政策的支持、下游行业需求的增加、行业标准的提高,样品前处理及其他实验室仪器设备市场容量和空间会进一步加大。未来,行业会迎来新一轮的增长。 |