微型分析仪器团队
来源:      发布时间:2016/3/22
团队信息
课题组名称:微型分析仪器团队
课题组网址:www.105.dicp.ac.cn
负责人:关亚风 工作单位:大连化学物理研究所 学科领域:科学仪器
课题组院地合作联络人员
姓 名:田静 办公电话:0411-84379590
手 机: E-mail:tianjing@dicp.ac.cn
科技处院地合作联络人员
姓 名:刘丹竹 办公电话:0411-84379178
手 机: E-mail:liudz@dicp.ac.cn
团队介绍

为满足环境监测、食品安全、反恐缉毒、生命健康等国家重大战略需求,微型分析仪器研究团队致力于复杂样品中痕量化合物的分析仪器攻关。紧紧围绕色谱分析技术平台,开展样品前处理、色谱分离、高灵敏色谱检测器系统研究,以及多种专用、微型化工业色谱仪开发。实现痕量有机物的高效萃取、富集、色谱分离、检测,大幅度提高分析结果的准确性与可靠性。团队在关键色谱材料、部件、检测器等方面已取得系统突破,并在石油化工产品分析、垃圾焚烧烟气现场监测、水体有机物在线监测、超快速大气VOCs分析、痕量植物激素检测、活体代谢分析等领域得到成功应用,显著提升了中国分析仪器的研制水平。

主要研究方向包括:

1.样品前处理:(1)加压溶剂萃取;(2)微池加压溶剂萃取;(3)在线自动固相萃取设备;

2.专用色谱仪:(1)生活垃焚烧炉圾烟道气中二恶英在线分析仪;(2)毒品现场定性定量分析仪;(3)大气VOCs分析仪;(4)总烃分析仪;(5)色谱和毛细管电泳检测器;(6)激光诱导荧光检测器。

3.现场传感器:(1)微量可燃气体报警器——公共场所非接触检测可燃溶剂、抑制毒品;(2)叶绿素传感器——水中富营养化监测。

典型转移转化项目案例

1.加压溶剂萃取技术开发与产业化

加压溶剂萃取技术,已经成为美国环保局EPA、食品药品管理局FDA、欧盟国家环境和食品中农残及有机污染物样品前处理的标准方法。萃取池的动态耐压和耐温密封设计技术一直为美国戴安公司垄断,另外,密封材料为特种PAEK,西方发达国家一直对我国禁运。本团队经3年努力,攻克了耐高压高温萃取池的动态密封结构设计问题,并且用常规含氟塑料就能满足密封要求。

该项成果为我国食品安全和环境监测领域提供了满足国际标准的样品前处理技术和设备,北京吉天仪器公司将这项成果商品化,其市场价格仅为进口产品的2/3、消耗品价格仅为进口的1/3-1/5,而使用性能与戴安公司产品相当,萃取重复性优于戴安ASE 200仪器。在2008年6月赢得国家质检总局的招标,把美国戴安公司的ASE 200挤出招标目录。



加压溶剂萃取仪APLE 3000(大体积24池)


APLE-2000(24池)


APLE-1000(单池)


2.固相微萃取器件和热解析器

固相微萃取是一种绿色无污染的样品前处理方法,其样品利用率可达100%、检出限比常规方法优1-2数量级,而且不使用有机溶剂,已经是欧盟和美国相关分析检测的标准方法。本团队发展了(1)系列固相微萃取:固相微萃取、固相萃取搅拌棒、毛细管内固相微萃取、样品瓶萃取棒、集束毛细管内萃取器等微萃取装置。(2)系列高性能微萃取材料:针对非极性物质的PDMS,以及针对弱极性和极性物质的PPESK、PI。(3)微萃取-色谱在线联用方法,包括热解析器以及毛细管内进样技术等。

基于以上技术,使我国可以直接采用发达国家的先进标准,使食品、环境样品的检测结果得到发达国家承认。相关技术已经部分转让给山东海诚高科、青岛盛翰、北京普析通用等公司,极大促进了国内环境、食品分析水平。



萃取纤维针SPME                             吸附搅拌棒


热解析控制器                           热解析器


3.高灵敏光电检测器件

弱光检测是分子荧光、原子荧光、化学发光等分析仪器的核心部件。微型分析仪器研究团队近期研制出AccuOpt 2000系列光电放大器模块,对弱光的检测敏感度达到2-5′10-8 lm,光谱响应范围320-1100 nm,响应线性范围达到5个数量级,在荧光检测中能够替代光电倍增管(PMT)应用在大多数的检测设备中。该器件工作中即使长期暴露室内光线也不会损伤器件性能,最大输出为3.5 V/±5 V供电,功率消耗仅0.2W,重量30-80克,耐受振动和冲击,抗电磁干扰,工作温度-40°C-50°C,存储温度-40°C-70°C,设计使用寿命15年。AccuOpt 2000的稳定性比PMT更好,其基线噪音<1.5×10-5 V、基线漂移<5×10-5 V/h。该器件已于2015年9月实现小批量生产,商品价格为PMT组件的1/2-1/3,彻底打破国外厂商对中国高端光电检测器件市场的长期垄断。



AccuOpt器件照片,其波长响应范围涵盖320 nm-1100nm


结合小功率LED作为光源,本团队同时研制了:(1)黄曲霉毒素荧光检测器,检测限0.07 ppb (AFB1),完全满足国标要求;(2)叶绿素a检测器/传感器,检测下限0.05 mg/L。其中黄曲霉毒素荧光检测器样机已在浙江省疾控中心、中粮集团营养健康研究院、国家风险评估中心应用测试,得到好评,完全能够替代进口荧光检测器。



黄曲霉毒素荧光检测器。检测下限6 ppt (w/w)

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