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李昌厚：便攜式激光拉曼光譜儀在食品中的最新進展
[2018/6/28]
便攜式拉曼光譜儀是一種現場快速、非接觸檢測的重要工具，在液體樣品的檢測上具有明顯優勢。2018年6月23日，由國聯股份主辦、食品安全與檢測網承辦的第十一屆中國食品安全檢測技術高峰論壇在杭州召開，來自中國科學院上海生物工程研究中心的李昌厚教授就《便攜式激光拉曼光譜儀器及其在食品檢測中應用的最新進展》為題，向與會觀眾介紹我國便攜式激光拉曼光譜儀器運用現狀，鼓勵各位儀器采購單位代表要理性對待中外儀器。
報告一開始，李昌厚首先就儀器的最新進展做了一個簡單說明。他指出，化學計量學的發展，促進了激光拉曼光譜儀器的更新換代。目前科技工作者們都在關注便攜式激光拉曼光譜儀器及其應用的最新進展，世界各國也在積極的研發各類便攜式激光拉曼光譜儀器。我國現有20多家企業在研發、生產各類便攜式激光拉曼光譜儀器(含外資企業)。便攜式激光拉曼光譜儀器的最新進展主要表現以下幾個方面：
第一，儀器的S/N大幅度提高。從儀器學理論講，S/N與激光器的穩定性、單色器的SBW、雜散光、光棚和準直鏡、物鏡的口徑、CCD的靈敏度密切相關。因此，光源為785nm的便攜式儀器，直接測量的S/N一般在1000:1以內。北京西派特公司研發的785nm新型ExR510便攜式激光拉曼光譜儀采用了我國獨有的消除熒光背景和降噪的專利技術，測試的S/N優于2000:1以上，是國際上同類儀器中的佼佼者。
第二，儀器的分辨率大大增強。便攜式激光拉曼光譜儀器的分辨率在國際上的普遍水準是4-12cm-1之間。法國JY公司大型臺式激光拉曼光譜儀焦距為800mm，雖然儀器采用了優質光棚、三級光譜等構造，但分辨率都只在0.5-0.8cm-1之間，且很難提高。目前已知的是北京西派特的ExR510分辨率達到了2.8cm-1，處于國際領先水平。
第三，新型的激光拉曼光譜儀器不斷涌現。2017年安捷倫推出了最新的拉曼專利技術：空間位移拉曼光譜(SORS)和透射拉曼光譜(TRS)。其中SORS的用途非常廣泛，而TRS在做定量分析檢測時準確度更高。2018年3月，必達泰克推出新型透視拉曼光譜儀STRaman，獲得了美國匹茲堡分析化學和光譜應用會議暨展覽會的卓越金獎。而我國南京簡智儀器公司最近推出了首款便攜式差分拉曼光譜儀具有抗干擾、大信噪比等優點，值得期待。
第四，聯用技術大大發展。李昌厚指出，聯用技術的大發展已經成為當今世界上分析儀器發展的主要潮流之一。國家科技部“十二五”重大儀器專項中的《薄層掃描-便攜式激光拉曼光譜聯用儀器及其應用》已經通過技術驗收，該儀器具有體積小、重量輕、自動化程度高等特點，為國際首創。
在介紹應用技術的最新進展時，李昌厚強調，Sers效應的發現，使普通拉曼散射光譜方法很難開展研究工作這一難題出現了新的轉機。拉曼光譜具有高選擇性，使Sers在許多領域中得到廣泛的應用。目前已經完成了拉曼光譜在濃度低達10-8—10-10mol/L或含量低達ng至pg的蛋白質、核酸等食品中的測定工作。此外，五組分定性、定量分析也已經實現。最后，在食品藥品中，拉曼光譜能夠對出現在脂肪和油脂中的π鍵進行分析，預測飽和程度和確定油脂的異構化比例，還能對包裝材料中再生料的摻假情況進行識別。
最后，李昌厚教授表示，希望在座的諸位能夠正確對待進口和國產光譜儀器，要從民族的高度正視高端儀器的采購問題，并呼吁大家正確評價國產儀器和進口儀器。只有引進、消化、吸收國外先進儀器并為我所用，才能打破誤區，更好的實現國產儀器的發展。
報告一開始，李昌厚首先就儀器的最新進展做了一個簡單說明。他指出，化學計量學的發展，促進了激光拉曼光譜儀器的更新換代。目前科技工作者們都在關注便攜式激光拉曼光譜儀器及其應用的最新進展，世界各國也在積極的研發各類便攜式激光拉曼光譜儀器。我國現有20多家企業在研發、生產各類便攜式激光拉曼光譜儀器(含外資企業)。便攜式激光拉曼光譜儀器的最新進展主要表現以下幾個方面：
第一，儀器的S/N大幅度提高。從儀器學理論講，S/N與激光器的穩定性、單色器的SBW、雜散光、光棚和準直鏡、物鏡的口徑、CCD的靈敏度密切相關。因此，光源為785nm的便攜式儀器，直接測量的S/N一般在1000:1以內。北京西派特公司研發的785nm新型ExR510便攜式激光拉曼光譜儀采用了我國獨有的消除熒光背景和降噪的專利技術，測試的S/N優于2000:1以上，是國際上同類儀器中的佼佼者。
第二，儀器的分辨率大大增強。便攜式激光拉曼光譜儀器的分辨率在國際上的普遍水準是4-12cm-1之間。法國JY公司大型臺式激光拉曼光譜儀焦距為800mm，雖然儀器采用了優質光棚、三級光譜等構造，但分辨率都只在0.5-0.8cm-1之間，且很難提高。目前已知的是北京西派特的ExR510分辨率達到了2.8cm-1，處于國際領先水平。
第三，新型的激光拉曼光譜儀器不斷涌現。2017年安捷倫推出了最新的拉曼專利技術：空間位移拉曼光譜(SORS)和透射拉曼光譜(TRS)。其中SORS的用途非常廣泛，而TRS在做定量分析檢測時準確度更高。2018年3月，必達泰克推出新型透視拉曼光譜儀STRaman，獲得了美國匹茲堡分析化學和光譜應用會議暨展覽會的卓越金獎。而我國南京簡智儀器公司最近推出了首款便攜式差分拉曼光譜儀具有抗干擾、大信噪比等優點，值得期待。
第四，聯用技術大大發展。李昌厚指出，聯用技術的大發展已經成為當今世界上分析儀器發展的主要潮流之一。國家科技部“十二五”重大儀器專項中的《薄層掃描-便攜式激光拉曼光譜聯用儀器及其應用》已經通過技術驗收，該儀器具有體積小、重量輕、自動化程度高等特點，為國際首創。
在介紹應用技術的最新進展時，李昌厚強調，Sers效應的發現，使普通拉曼散射光譜方法很難開展研究工作這一難題出現了新的轉機。拉曼光譜具有高選擇性，使Sers在許多領域中得到廣泛的應用。目前已經完成了拉曼光譜在濃度低達10-8—10-10mol/L或含量低達ng至pg的蛋白質、核酸等食品中的測定工作。此外，五組分定性、定量分析也已經實現。最后，在食品藥品中，拉曼光譜能夠對出現在脂肪和油脂中的π鍵進行分析，預測飽和程度和確定油脂的異構化比例，還能對包裝材料中再生料的摻假情況進行識別。
最后，李昌厚教授表示，希望在座的諸位能夠正確對待進口和國產光譜儀器，要從民族的高度正視高端儀器的采購問題，并呼吁大家正確評價國產儀器和進口儀器。只有引進、消化、吸收國外先進儀器并為我所用，才能打破誤區，更好的實現國產儀器的發展。
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