淺析生命科學儀器最新發(fā)展趨勢
瀏覽次數:16464 發(fā)布日期:2010-6-25
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隨著科學技術的發(fā)展,人類和生物面臨著越來越嚴重的環(huán)境和生態(tài)問題。據美國癌癥研究中心報道,人類癌癥的90% 來自有機物,其中主要是農藥及其殘留物的危害。因此,認真研究人類生活、生存、發(fā)展和生態(tài)平衡、環(huán)境保護等問題,是當代和今后時期全球性的、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)境保護等問題,必須要有相關的生命科學儀器。否則,將一事無成。這就是生命科學儀器發(fā)展的必然性。目前生命科學儀器已經涉及到分析化學、生物醫(yī)學、實驗室技術、生物工程等學科。
上世紀八十代中期,人們只是把基因擴增儀(P C R )、核酸蛋白分析儀、酶標儀、細胞檢測儀、生化分析儀等為數不多的儀器認定為生命科學儀器;今天,除過狹隘定義所包含的那些儀器外,科學家已經把四大基礎儀器(紫外可見分光光度計、原子吸收分光光度計、液相色譜儀、氣相色譜儀)認定為生命科學儀器的主干產品;把光譜、色譜、質譜以及有關的聯用技術,都稱之為生命科學儀器。目前,人們對生命科學儀器的定義越來越明確,從很多文獻上都能看到“Live Scince Instrument(生命科學儀器)”這個引人注目的名詞。國際上越來越多的科學家認可“Live Scince Instrument”
1、目前生命科學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!叭笔悄壳吧茖W儀器發(fā)展的趨勢,所謂“三超”是指:超高速、超微量和超小型。
(1)超高速
目前世界上最快的DNA 合成儀,2 分鐘可合成一個堿基;2 小時的工作效率,相當于過去25 個專業(yè)人員手工操作4-5 年的工作量。即它1 小時的工作量,相當于人的手工操作9 萬小時的工作量。也就是說,工作效率提高了九萬倍?梢哉f, DNA 合成儀是生命科學儀器向超高速發(fā)展的典范。
特別值得注意的是,瑞典Phamacia 近幾年推出的時間分辨熒光免疫測試儀(DEFIA)每秒鐘可分析一個樣品,每小時可分析3600 個樣品,而且其靈敏度 可達10-17mol(Eu),這又是一個生命科學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(UFLC),進樣動作僅需1 0 秒鐘,分析速度提高10 倍。這些都是值得注意的最新進展之一。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,一只五元素燈,一滴血,3 秒鐘可以同時得到Cu、Zn 、Ca 、Mg、Fe 五種元素含量測試的結果,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(AAS)是近幾年發(fā)展特別快的分析儀器之一,檢測限可達到10 - 13 g。隨著科技的發(fā)展、人類生存環(huán)境的變化,AAS的應用將越來越廣泛。近幾年,國際上的科學家發(fā)現,很多稀有元素是強致癌物質。美國癌癥研究中心報道:人類癌癥90%來自有機物(包括微量重金屬元素)。而重金屬元素的檢測,主要用AAS,所以它發(fā)展很快。例如:2006 年德國Jena公司正式推出了商品的ContruAA連續(xù)光源AAS,一只燈可分析60多個元素。目前已小批生產。因為一般常規(guī)的AAS,一只元素燈只能分析一個樣品。所以應該說德國Jena公司的ContruAA 連續(xù)光源AAS,是AAS 的一個革命性的突破。
還有,原子熒光光度計是我國發(fā)明的一種分析儀器,我國已有幾家公司在生產該類儀器。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,它具有8 項自主知識產權。是一種很好的生命科學分析儀器,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,在同一臺儀器上實現是很困難的。而當代生命科學研究工作和許多家用分析儀器,卻往往希望“三超”在同一臺儀器上實現,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)出現了茶杯里能放進的水質分析儀、口袋里可放進的葡萄糖檢測儀等等超小型生命科學儀器。大家知道,紫外可見分光光度計是生命科學研究中必不可少的分析工具,它被認定為生命科學儀器的主干產品之一。
2 聯用技術發(fā)展迅速
現代科學儀器的發(fā)展,與方法學的突破有密切關系。往往一個新的方法的突破,會帶動一大片學科的發(fā)展,生命科學儀器的發(fā)展,可以說是一個典型例子。我們可以說:新的聯用技術的發(fā)展,是當前生命科學儀器發(fā)展的一大特征;往往一個方法、一臺儀器不能解決的生命科學領域中的分析測試問題,幾種方法或幾臺儀器聯用,問題就迎刃而解了。
常見的聯用技術比如:FIA 與原子吸收分光光度計(AAS)的聯用,AAS和H PLC的 聯用,以及各種聯用儀器使用,使棘手的問題更見簡單話,困難的問題更加復雜話。聯用技術的發(fā)展可以說是一個里程碑式的發(fā)展。
以下是優(yōu)秀生命科學儀器生產廠商的銷售額。
Thermo Electron和Fisher Scientific合并后大大提升了其產品的銷售量,銷售業(yè)績明顯提升。在液相和氣相方面,安捷倫與島津依然獨占鰲頭。如此之外,Becton Dickinson,Varian,GE Healthcare BioScience,Hatachi和JEOL,還有Invitrogen,Spectris pic,Smiths Detection和Mettler-Toledo也有不錯的銷售額。
誠然國產儀器在生命科學方面與國外品牌的差距還很大,但是科學是世界的,是屬于我們人類的,希望更多的人做出更多的優(yōu)質實驗。同時,我們國產儀器的發(fā)展也要再接再厲。