向更高端升级，新型原子荧光光谱仪器研发将接轨世界

摘要：有毒有害重金属检测关系到经济、社会发展质量和公众的身体健康等各个方面。我国目前检测有毒有害重重金属主要依靠原子荧光光谱法制造的检测仪器，这类仪器基本满足各领域的检测需要，但随着行业技术的发展和相关检测对象复杂性的日益提高，从而对原子荧光光谱仪器产生了更高的要求。当前国产原子荧光光谱仪器已与国外发达国家存在一定技术差距。北京博晖创新光电技术股份有限公司联合多家科研单位，在先期预研可行的基础上申报2016年度“重大科学仪器设备开发”重点专项，获得“新型原子荧光光谱仪器开发及产业化”项目立项支持。该项目制定了详细研发实施方案，将针对技术升级做关键性突破，推动仪器的应用性、工程化和产业化开发，以期更好地符合国际相关标准并获得国际认可，使之成为“中国创造”的有力一笔。

有毒有害重重金属指标在食品安全、农产品质量、环境、水质监测等领域十分重要，关系国民经济的发展质量和公众的身体健康，而原子荧光光谱法是检测有毒有害重重金属的主要方法，该方法通过检测元素基态原子在特定频率辐射激发下产生的荧光强度进行定量分析。基于此方法设计生产的原子荧光光谱仪可对砷、锑、铋、汞等11种重金属进行检测分析。我国是原子荧光光谱仪生产和应用大国，在食品安全、环境污染问题受到社会和民众热切关注的当下，原子荧光光谱仪器的水平决定着我国在各个检测应用方面的能力。

当前，我国共有十余家原子荧光厂商和近百种不同型号的原子荧光光谱仪器产品，年销售量在2500余台。但是，现有的原子荧光光谱仪都采用非色散体系，存在光谱干扰、散射干扰和长期稳定性差等问题，从而对检测结果产生一定的影响。与此同时，国外发达国家对原子荧光光谱仪器适用领域和标准规定都较为严格，如美国环保署（EPA）标准目前只承认了原子荧光光谱法对汞的测定。因此，与国外标准对照相比，我国原子荧光光谱仪器技术水平在现有基础上应进一步升级，提高仪器检测结果的准确性和可靠性，而具备资金与技术的行业龙头企业更有责任与条件承担此项任务。

为提升国产原子荧光光谱仪器的技术水品，实现原子荧光光谱仪器经济与社会价值的最大发挥，从2012年起，北京博晖创新光电技术股份有限公司联合吉林大学和中国科学院长春光学精密机械与物理研究所针对现有仪器存在的问题，组建了研发团队，自筹经费开展了新型原子荧光光谱仪的研究并取得了关键性突破，研制了基于数字微镜器件的全谱色散光学系统，搭建出原理实验装置；通过该装置获得了激发光源的发射谱图、荧光谱图、标准系列的荧光谱图；对标准系列的相对荧光强度进行线性回归，相关系数达到0.9981，表明原理可行。这些研究成果意义重大，为进一步的深化研究和产业化打下了坚实基础。

为此，在博晖创新公司与其他科研单位通力合作在预研阶段取得关键技术突破的同时，又得到科技部2016年度“重大科学仪器设备开发”重点专项的支持 ，进而使“新型原子荧光光谱仪器开发及产业化”项目得以顺利启动。该项目计划实施5年，由北京博晖创新光电技术股份有限公司牵头，联合中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光栅制造与应用工程技术中心、吉林大学仪器科学与电气工程学院、中国检验检疫科学研究院食品安全研究所、中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所等单位共同承担。

项目目标为开发一种具有全谱、快速采集等特点的新型原子荧光光谱仪，克服光谱干扰、散射干扰问题，提高仪器长期稳定性，实现有毒有害重金属的高通量、多信息、高准确的快速测量。在食品、农产品等领域建立重点样品中重金属元素的新检测方法，形成标准操作规程，开展应用示范。为顺利实现既定目标，实现关键核心技术和部件的自主研发，以及进一步推动仪器应用性、工程化和产业化开发，该项目具体内容为：

第一，关键部件开发。研制长寿命-高强度无极放电灯及其漂移校正部件、高稳定化学蒸汽发生器，提高仪器长期稳定性；研制高紫外反射率数字微镜器件、高紫外衍射效率凹面光栅和全谱、高灵敏度、高传输效率色散光学系统，实现微弱紫外信号的高灵敏度提取和光谱干扰扣除；研制新型仪器测控系统，并开发分析测试软件，实现全谱、快速采集；研究散射干扰扣除方法，提高样品测量准确度。

第二，仪器集成开发。完成新型仪器的总体集成工作，包括集成新研制部件及原有部件，进行指标和可靠性测试等工作，不断改进，形成仪器工程样机。

第三，应用开发。在食品、农产品等领域，建立肉制品、水产品、果汁、粮食、饲料、土壤等重点样品中汞、砷、铅、镉的新检测方法，形成标准操作规程，开展应用示范，并对仪器改进提出建议，进行国内外实验室方法验证。

第四，工程化与产业化策划：仪器的工程化和产业化工作也将由北京博晖创新光电技术股份有限公司承担，并按照ISO9001质量管理体系，完善部件、接口协议、数据结构等标准化设计,进一步加强仪器可靠性、可维护性等设计；建立全部技术和质量文件，达到小批量试产要求。规划300平米生产场地，配置生产和测试设备，达到年产100台的生产能力。

整个研发团队将集中精力，调动各种配套资源，全力投入到新型原子荧光光谱仪的研制之中。而北京博晖创新光电技术股份有限公司更是毕其功于一役，依靠自己的资金与技术优势，在管理层正确的战略指导和研发部门缜密的计划下，与其他科研机构一道，以彻底克服现有仪器存在的光谱干扰、散射干扰问题为目标，努力提高仪器的长期稳定性，解决国产原子荧光光谱仪现有的技术缺陷，达到国际发达国家相关标准并获得国际社会的认可，使之成为“中国创造”的有力一笔。

                                                               周志恒

                                               2016.8.16