(5)發展趨勢
未來蛋白質組研究的技術與儀器將向著高分辨率、高準確度、高通量、自動化的方向發展。將高分辨率的分離技術與高靈敏度、高準確度的鑒定技術及更加友好、方便的計算機及軟件整合的一體化技術平臺,將對蛋白質組研究的發展起到推動作用。另外,蛋白質組研究科學家們也期待著新技術、新方法的突破,以及新儀器的問世。
3.代謝組學技術與儀器
代謝組學是通過考察生物體受到刺激或擾動后其代謝產物的變化來研究生物體系代謝途徑的一種技術。這項技術要求能對限定條件下特定生物樣本中的所有代謝組分進行定性和定量分析。在代謝組學的分析方法的選擇上,需要在分析速度、無偏性和靈敏度上綜合進行考慮。在各種技術中,核磁共振技術具備快速和無偏向性的特點,但與其它技術相比靈敏度則太低;其它方法(如CE/LIF)有著很高的檢測靈敏度,但為選擇性檢測。而色譜質譜聯用方法(GC/MS和LC/MS)能夠很好地兼顧靈敏度和無偏性。
在近兩年的代謝組學分析方法的研究集中于無偏性、靈敏度和通量三個方面性能的提高。如使用全二維氣相色譜技術和二維液相色譜技術與質譜聯用以提高分析方法的分辨率;使用傅立葉變換離子回旋共振質譜提高檢測的靈敏度和提供精確的分子量信息,使得代謝物的定性更準確,同時提高分析的通量;使用整體柱提高分析的通量;使用超高效液相色譜提高分析的靈敏度和通量;使用親水反應色譜柱來擴展檢測范圍,即應對無偏性的需求。
可用于代謝組學研究的新產品有:Waters UPLC-Q-TOF、Shimadzu IT-TOF、 Agilent 1200、Leco GC×GC-TOF、LC–SPE–NMR。
代謝組學技術分析方法將繼續關注分析方法的無偏性、靈敏度和通量三個方面,以滿足代謝組學對分析方法的要求。多維色譜及聯用技術仍將是這一領域的主要趨勢。
(十)環境監測儀器
1、國外的技術發展和趨勢
(1)環境監測分析儀器
日美等發達國家在環境監測分析儀器的開發、研制以及技術研究和發展方面處于世界領先地位。通用的大中型分析儀器對安裝應用的環境要求較高,因此,多用于實驗室的環境監測科研,以及難度較大而且技術性較強的監測分析。環境試樣基質復雜,故多采用一系列樣品前處理新技術。
開放式UV、IR和TOFMS是空氣有機污染物實時監測的新領域。此外,FTIR探測器對于突發性有機毒品泄漏、化學品恐怖的預警都已成為發達國家的首選。
如奧博生物公司的生物芯片技術,在歐洲和北美已用于排水的監控,以PCR、ELISA和SPR為機理的生物芯片檢測技術發展十分迅速,且在美國已把ELISA技術作為EPA標準。
(2)大氣污染探測技術與裝備
近年來,國外致力于發展基于激光光源的、監測靈敏度更高的、長光程吸收光譜儀,但目前尚處于試驗階段。在大氣污染探測激光雷達方面,近年來傾向于發展探測靈敏度很高的差分吸收激光雷達,用于城市大氣環境和城市污染源的高時空分辨率探測。德國、美國、意大利和瑞典等國已分別研制成功車載式差分吸收激光雷達樣機,并正在進行實用性試驗。考慮到差分吸收激光雷達的技術復雜、造價昂貴、可靠性尚待提高、對操作和維護人員的技術素質要求太高,估計近期內推廣使用有困難。因此世界各國也在發展拉曼激光雷達技術。拉曼激光雷達雖然探測靈敏度較差,但其結構簡單、造價較低、性能可靠,使用維護方便,使之很適合用于對城市大氣污染源的流動監測,正好彌補了常規光學監測手段對污染源監測能力的不足。
(3)我國環境監測與探測儀器的狀況
我國環境監測儀器多是出自于中小企業的中低檔產品,技術水平低,產品種類單一,故障率高,使用壽命短。從而致使監測頻次低、采樣誤差大、監測數據不準確,不能及時反映排污狀況,既影響環境管理的科學決策和執法的嚴肅性,又易挫傷企業治理污染、保護環境的積極性。國內最新研發的原位熱濕采樣法實現了煙塵在線自動監測和煙塵總量控制的要求。但還有多種污染排放在線監測系統對高溫、高濕、高顆粒物含量等帶來的測量問題還沒有很好的解決。排水、排氣污染項目自動監測的手工比對、數據質量的提高以及PM10、PM2.5的監測儀器開發和不同原理儀器監測數據的準確性把握,在我國都存在較大差距。
四、我國科學儀器發展的有關問題和政策方面的建議
1、我國科學儀器發展中存在的問題
(1)仍處于與我國科技,經濟和社會發展不相稱的幼稚期
科學儀器技術和產業屬于高科技領域和高技術產業,具有投資風險較高,尤其是進入產業化“門坎”之前,風險高而且投資回報較慢,市場總容量相對有限。但是對整個科技發展、社會進步、工農業生產和國防力量增長的拖動力又很大。我國科學儀器企業規模小,技術創新能力弱,同類產品多家生產,產品大同小異,技術趨同,低價競爭,品種有限,高端甚少,總體上我國科學儀器技術與產業處于與我國科技、經濟、社會發展不相稱的幼稚期。
(2)研發與產業化結合鏈上仍存在一定問題
承擔國家任務的科研機構、高校和一些重要領域與部門所應用的科研設備和測試儀器長期過度依靠進口,自行研制儀器意識薄弱,過去為企業提供原創性成果甚少,雖提供了一些技術集成性的原理型樣機,因與企業結合的鏈條上存在一定的問題,實現產業化的成功率低、周期長。
(3)存在著跨國科學儀器公司對我國科學儀器的擠壓
跨國科學儀器公司對我國科學儀器優秀人才實施有力的吸納舉措,同時又以先進的產品對我國科學儀器市場的搶占,對中國科學儀器企業的擠壓是很明顯的。