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      行業透視 六位專家論中國近紅外的“喜”與“憂”

      儀器信息網 2019/05/23 11:02:47 點擊 937 次
      [導讀] 經過幾十年的發展,目前我國近紅外的發展形勢如何?有哪些問題值得大家思考?日前,儀器信息網特別采訪了6位近紅外大咖,大家一起來分析中國近紅外的“喜”與“憂”。

        近紅外光(NIR)是介于紫外-可見光(UV-Vis)和中紅外光(MIR)之間的電磁波,其波長范圍為700nm~2500nm。從第一臺商品儀器開始,近紅外光譜儀的技術發展經歷了濾光片型、光柵型、聲光調制型、二極管陣列型、偏振干涉型、傅立葉變換型等。由于測試方便,儀器成本低、非常適用于在線分析,分析速度快速,分析效率高等優勢,近紅外光譜儀已經成為工農業生產過程質量監控領域中不可或缺的重要分析手段之一,且發展勢頭迅猛。

        QY Research的最新報告顯示,2016年,全球近紅外分析儀行業銷量約為5638臺,全球近紅外分析儀市場約4.38億美元。2018年,全球近紅外光譜(近紅外分析儀)市場價值4.6億美元,預計到2025年底,該市場將達5.6億美元,2019-2025年之間復合年增長率為2.7%。

        我國從20世紀80年代開始進行近紅外光譜的研究和應用工作,90年代后期以產業鏈的方式逐漸應用于農業、石化、制藥和食品等多個領域。經過過去幾十年的發展,目前的發展形勢如何?取得了哪些成果?又有哪些問題值得大家思考?日前,儀器信息網特別采訪了6位近紅外大咖,大家一起來分析中國近紅外的“喜”與“憂”。

        中國近紅外學科發展處在急劇上升階段 成績可喜

        對于當前我國近紅外光譜的發展態勢,北京化工大學袁洪福教授認為:“一個學科發展趨勢通常呈S型,我個人認為中國近紅外學科的發展處在急劇上升的階段。” 袁洪福介紹說,中國的近紅外走過了一個從了解、質疑,到認可的過程,經過長時間的努力,不斷磨合,現在近紅外光譜技術已經逐漸被各領域用戶接受、認可,并得到了很好的應用,為用戶創造了客觀的經濟價值。

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      北京化工大學袁洪福教授

        從整體需求來說,我國近紅外設備這幾年一直處于穩步增長的趨勢。據北京吉天儀器有限公司產品經理李德勇介紹。近紅外技術在糧油質檢系統的應用已經非常廣泛,無論國家級的糧食科學研究院還是政府各縣級單位,都有配備近紅外設備。同時,近紅外設備也為廣大一線的糧油加工廠創造了很多效益。

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      北京吉天儀器有限公司產品經理李德勇

        從儀器及技術發展的角度,我國近紅外光譜研究已經取得了一系列的成果。在采訪過程中,各位專家也分享了各自的研究成果:北京化工大學與西派特(北京)科技有限公司合作,并為企業量身定制了蠶蛹雌雄高速鑒別與分選設備,1秒鐘可以分選10個蠶蛹,1套設備一天可以分選1.2噸,正確率在98%以上,為企業節省用工成本的同時還提高了效率;南開大學邵學廣教授提出的溫控近紅外光譜技術已經開展了一系列的研究,比如根據血清的近紅外光譜對疾病的診斷等;劉燕德課題組圍繞水果的內部品質快速無損在線檢測和水果的成熟度便攜式儀器、水果表面質量安全方面開展了一系列的儀器研發和基礎應用研究工作工作。據悉,具有自主知識產權的,用于水果內外品質和內部缺陷檢測的動態在線分選儀器,并在多個水果主產區推廣應用,圍繞水果成熟度、糖度分析的便攜式儀器也已經開發到第四代。

        近紅外光譜“大有可為” 制約因素不容忽視

        無一例外,各位專家一致認為我國的近紅外光譜還依然“年輕”,未來大有可為。

        山東大學臧恒昌教授在采訪中特別介紹說,制藥領域對近紅外光譜技術的需求非常旺盛。藥品的質量直接關系到人們的生命健康安全,但質量是設計出來的,也是生產出來的,不是檢驗出來的。近紅外光譜技術就像是生產過程中長了一雙眼睛,可以準確的知道物料行為的變化,從而使物料行為顯性化,給與準確的控制,就可以實現產品的質量預期。從仿制藥的角度,能更好的忠實于產品的工藝過程,實現療效和質量的一致性。從創新藥物的研究以及藥物的生產角度,可以忠實的按照工藝設計的預期達到最終的質量預期。

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      山東大學臧恒昌教授

        珀金埃爾默企業管理(上海)有限公司應用與研發經理/在線產品經理倪勇提到了在線近紅外技術的應用前景,他特別用了用方興未艾、需求廣大、前景廣闊幾個詞來形容。據其介紹,他在線近紅外儀器未來一定是一個新的發展方向,發展潛力比實驗室近紅外儀器更加廣闊,特別是在中國快速發展的制造業,以及智能制造等的大背景下,在線分析技術的發展和應用更具優勢。

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      珀金埃爾默企業管理(上海)有限公司應用與研發經理/在線產品經理倪勇

        雖然前景美好,但當前的應用現狀也讓不少專家有所擔憂。“近紅外光譜的普及程度還很低,僅僅是有些企業采用了或者試用了。可以說,近紅外光譜儀在生產過程中的應用還處于初級階段。”山東大學臧恒昌分析到,“目前有不少制約近紅外光譜應用的因素,首先,人才是一個很重要的因素。現在從事近紅外光譜研究的人員還不是很多,許多單位想用近紅外光譜儀,但是苦于沒有或者缺少這樣的人才;其次,與一般通用分析方法不同,近紅外光譜是一種個性化的分析方法,不同樣品、不同應用場景對其模型的建立都有不同的要求,這種個性化的特點,在一定程度上增加了近紅外光譜儀的應用難度;再者,相對來說,近紅外光譜儀的價格還比較高,盡管需要近紅外解決的問題非常多,需求也非常旺盛,可是由于成本的問題很難普及使用。

        國產近紅外儀器的“當務之急”

        “在行業的廣度方面,國外近紅外技術發展歷史比較久,覆蓋的行業也比較廣泛。而國產近紅外發展歷史相對較短,目前還是集中在與糧食加工相關的行業,其他行業有應用但并不完善。在專業化程度方面,近紅外技術正朝著一個非常專業的設備方面走,國外的廠商都在努力淡化近紅外的概念,而國內廠商目前則還是圍繞近紅外的技術做。”李德勇介紹說。

        國產儀器與進口儀器的差距,是現階段逃不開的一個討論話題。面對現在的發展態勢,國產近紅外光譜儀器該如何破局?

        袁洪福在采訪中表示:雖已經取得了一定的成果,但國產近紅外光譜儀在硬件方面與國外相比還有一定的差距;在數據庫的建設、模型的建立和維護等方面需要一定的突破;應用拓展和標準建設也亟待加強。

        從儀器研發的角度上,南開大學邵學廣教授認為,“一方面,我希望中國在科研型近紅外光譜儀方面能有突破,做出領先的、從原理上創新的分析儀器;另一方面,從實際應用的角度出發,在線分析需要大量的儀器,因此我們要把重點放在價格便宜、小型的分析儀器上,特別是專用儀器。” 同時,邵學廣還強調說,“這些小型、專用儀器在功能上不需要特別全面,但對儀器的穩定性以及臺間的一致性要求比較高,所以希望生產廠家能在工藝上多下功夫;另外,為了配合大數據平臺的使用,數據傳輸的靈活性上也要加強。”

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      南開大學邵學廣教授

        基于多年在近紅外光譜儀研發的經驗,華東交通大學劉燕德教授說,目前中國的制造水平還不是特別高,如何解決重復性、穩定性和準確性是國產儀器走向實用性的關鍵;另外,當前國產儀器在核心光電部件方面做得還不是特別好,儀器的核心技術不少還依賴于進口,如何實現自主知識產權核心部件的研發和突破是國產近紅外光譜儀要解決的當務之急。

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      華東交通大學劉燕德教授

        寄語2021國際近紅外光譜大會

        袁洪福:2021年中國召開國際近紅外大會,標志著中國近紅外走向世界的舞臺。這是中國近紅外的盛事,希望中國近紅外人在科學研究、儀器制造、應用等方面扎扎實實工作,努力提高到一個新的水平,迎接2021國際近紅外光譜大會在中國順利圓滿地召開。

        邵學廣:China needs NIR , NIR needs China!2021國際近紅外光譜大會是我們經過很多次努力爭取得來的,我希望大家利用好這次機會,重點展現中國近紅外光譜創新性的研究成果、領先的技術,具有中國特色的研究領域等。

        臧恒昌:我參與了本次會議的申辦,非常期待會議的召開。我認為應該以此次會議為契機,掀起我國近紅外研究和普及的熱潮,大家要多投高質量的稿件,用學術文章、報告向世界展示我們的研究應用進展,證明中國的近紅外光譜研究已經走在了世界前列!

        劉燕德:現在是一個開放包容的世界,2021國際近紅外光譜大會能夠讓我們了解前沿,增進友誼,合作共贏,最后實現國產近紅外達到國際先進的水平。

      [來源:儀器信息網]
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