淺析生命科學儀器最新發(fā)展趨勢

隨著科學技術(shù)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(jù)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(nóng)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(guān)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(jīng)涉及到分析化學、生物醫(yī)學、實驗室技術(shù)、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(shù)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(jīng)把四大基礎(chǔ)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(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”

　　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�超”是目前生命科學儀器發(fā)展的趨勢，所謂“三超”是指：超高速、超微量和超小型。

　　1（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（U F L C ），進樣動作僅需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 、Z n 、Ca 、M g 、F e 五種元素含量測試的結(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（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(xiàn)，很多稀有元素是強致癌物質(zhì)。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多個元素。目前已小批生產(chǎn)。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。2007 年的BCEIA 已有展品。

　　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(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，獲2005 年BCEIA 金獎，它具有8 項自主知識產(chǎn)權(quán)。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(xiàn)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(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)了茶杯里能放進的水質(zhì)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(chǎn)品之一。

　　2 聯(lián)用技術(shù)發(fā)展迅速

　　現(xiàn)代科學儀器的發(fā)展，與方法學的突破有密切關(guān)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(lián)用技術(shù)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(lǐng)域中的分析測試問題，幾種方法或幾臺儀器聯(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（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單話，困難的問題更加復雜話。聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展可以說是一個里程碑式的發(fā)展。