應(yīng)用加速器質(zhì)譜儀定量檢測生物基塑料含量的探討

常松

摘 要：在當(dāng)今世界，各個國家的生物基塑料產(chǎn)品大多為生物基塑料與石油基塑料相互混合的產(chǎn)品，然而這其中的生物基含量可以依靠西南在的技術(shù)所推算的現(xiàn)代碳含量在碳總量中占的百分比來表示。但是加速質(zhì)譜儀有著高效、精確這樣的特點，所以說加速器質(zhì)譜儀在生物基塑料產(chǎn)品監(jiān)測領(lǐng)域中有很光明的市場前景?，F(xiàn)在，世界上其他國家已經(jīng)有很多機構(gòu)在開展相關(guān)的研究，我國國內(nèi)的研究工作現(xiàn)在也在剛剛起步的階段。

關(guān)鍵詞：加速質(zhì)譜儀 生物基塑料檢測 應(yīng)用情況

中圖分類號：TQ320.77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）04（a）-0085-02

根據(jù)目前世界上已知的加速器質(zhì)譜儀在生物基塑料檢測中的應(yīng)用情況來看，加速器質(zhì)譜儀在我國的發(fā)展是很有必要的，以下筆者將從加速器質(zhì)譜儀的原理以及優(yōu)勢、生物基塑料的優(yōu)勢、加速器質(zhì)譜儀的發(fā)展等方面闡述一下我對加速器質(zhì)譜儀在生物基塑料檢測中的應(yīng)用的觀點。

1 加速器質(zhì)譜儀與生物基塑料簡介

加速器質(zhì)譜儀在我國尚是一種新型的檢測儀器，而生物基塑料也尚在發(fā)展階段，與傳統(tǒng)的方式方法有著很大的不同，下面我將從兩個方面進行闡述。

1.1 加速器質(zhì)譜儀的原理以及優(yōu)勢

加速器質(zhì)譜是1977年美國和加拿大大學(xué)的科學(xué)家應(yīng)用一臺離子加速器作為高能質(zhì)譜計，它是一種基于加速器技術(shù)與質(zhì)量分析器技術(shù)建立的一套高靈敏度質(zhì)譜分析的方法，它指的是將加速器與質(zhì)譜分析結(jié)合在一起的一種核分析技術(shù)。該技術(shù)是指將準備測驗的樣品在加速器的離子源中電離，然后將離子束從離子源中引出并加速，然后再借助電荷態(tài)、能量、荷質(zhì)比和原子序數(shù)的選擇，以此來鑒別被加速的離子并加以記錄，實現(xiàn)同位素比值的測定。一般而言，加速器質(zhì)譜儀主要是由五個大部分組成的，首先是注入系統(tǒng)，然后是低能質(zhì)量分析系統(tǒng)，加速器，高能質(zhì)量分析器，在這說一下高能質(zhì)量分析器是通過電分析與磁分析等技術(shù)來派出干擾的，對待測驗同位素進行鑒別和測量，最后是計算機控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是綜合了低能量質(zhì)量分析系統(tǒng)與高能量質(zhì)量分析系統(tǒng)的兩套數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理以及分析。這就是加速器質(zhì)譜儀的主要原理以及系統(tǒng)構(gòu)造，在下面我將分列三條詳細的介紹加速器質(zhì)譜儀法的優(yōu)勢。

1.1.1 加速器質(zhì)譜儀精確度高

加速器質(zhì)譜儀與LSC、BI這兩種方法的優(yōu)勢在于加速器質(zhì)譜儀擁有三者之中最高的精確度，根據(jù)測試的樣品的量的不同，測試生物基含量精確度最高能達到±5%。加速器質(zhì)譜儀在使用石墨靶固體進樣的條件下，加速器質(zhì)譜儀的測試精確度能夠在±3%之間，明顯的要優(yōu)于LSC、BI這兩種方法。

1.1.2 加速器質(zhì)譜儀效率最高

另外加速器質(zhì)譜儀法的測試效率是最高的，LSC與BI兩種方法需要的時間長達3d左右，并且一次只能測試單個樣品，而加速器質(zhì)譜儀能夠在不到30min的時間內(nèi)測試單個樣品，如果按照這樣的效率計算的話，一臺應(yīng)用加速器質(zhì)譜儀的儀器每年可以測試的樣品將超過10000個。

1.1.3 加速器質(zhì)譜儀消耗少

加速器質(zhì)譜儀還有的一個優(yōu)點就是加速器質(zhì)譜儀法消耗的樣品少，與BI和LSC消耗樣品數(shù)量基數(shù)不同，加速器質(zhì)譜儀以毫克計算，加速器質(zhì)譜儀進行一次測試所需要的樣品的數(shù)量大約需要10～100μg之間，然而另外的兩種方法以克計算，他們需要數(shù)10g甚至是數(shù)千克的樣品才能提供足夠一次測量的二氧化碳氣體。這是加速器質(zhì)譜儀的又一大優(yōu)勢。加速器質(zhì)譜儀的巨大優(yōu)勢在很多方面都得到了展示，加速器質(zhì)譜儀同樣可以應(yīng)用在醫(yī)藥、生物、考古等領(lǐng)域，并且具有廣泛的應(yīng)用前景。

1.2 生物基塑料的優(yōu)勢

生物基塑料的發(fā)展時間雖然沒有那么長，但是在現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景下，已經(jīng)生產(chǎn)出來很多的產(chǎn)品，生物基塑料，是指部分或者全部以淀粉等天然的、可再生的為基礎(chǔ)的在微生物的作用下而生成制作的塑料。目前主要有兩種被廣泛接受的分類方式，其中之一是以合成途徑和制備方式區(qū)分，還有一種就是以生物降解性區(qū)分。生物基塑料中的生物基含量指的是其中的生物基原料所占的比重，生物基塑料與傳統(tǒng)的塑料依靠石油化工原料不同，因為生物基塑料是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)隨處可見的植物秸稈、淀粉等自然植物為原料，生物基塑料的研制都是從純植物中獲取，植物含有大量的淀粉和蛋白質(zhì)，生物基塑料在很大程度上避免了對環(huán)境的污染和破壞，它有傳統(tǒng)塑料無法比擬的優(yōu)越性。它不僅具有很強的可再生性，而且生物基塑料十分具有環(huán)保性。目前有許多國家都在對這一領(lǐng)域進行研究，而我國在2016年的規(guī)劃中就已經(jīng)提出，推動我國的生物制造技術(shù)向這種環(huán)保、持續(xù)的領(lǐng)域滲透，實現(xiàn)可再生的方式逐步替代傳統(tǒng)的高能耗、高污染的方式，這是我國轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式，推動我國的經(jīng)濟向著更快更好發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。目前，生物基塑料已經(jīng)成為現(xiàn)在科研領(lǐng)域的熱門，其在推動我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1.3 生物基塑料的發(fā)展前景

根據(jù)有關(guān)的報告指出，全球的生物基塑料的科技發(fā)展是極快的，全球的生物基塑料市場前景十分明朗，市場的需求在快速增長，預(yù)計每年的增長速度將達到8%。在現(xiàn)在全球都在追尋新能源，發(fā)展綠色科技，在不久的未來，類似于生物基塑料技術(shù)的科技將會占據(jù)很大的席位，雖然目前生物基塑料在包裝方面的市場前景很好，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物基塑料技術(shù)的改進，以后在汽車、醫(yī)療和電子技術(shù)等領(lǐng)域都會有涉及。所以說，生物基塑料在我國乃至全世界都有著很大的發(fā)展空間。

2 加速器質(zhì)譜儀國內(nèi)的發(fā)展情況與發(fā)展前景

目前在世界上主要是荷蘭、瑞士和美國的三家公司在商品化加速器質(zhì)譜儀設(shè)備的制造方面處于領(lǐng)先地位。經(jīng)過很長時間的發(fā)展，世界上的加速器質(zhì)譜儀已經(jīng)有很多。而我國的加速器質(zhì)譜儀起步較慢，國內(nèi)的產(chǎn)品出口還面臨著各種各樣的貿(mào)易壁壘，我國的生物基塑料技術(shù)仍還有待發(fā)展，企業(yè)要想馬上發(fā)展會有很大的困難，但我們不能因此而被擊退，雖然近幾年，我國的加速器質(zhì)譜儀發(fā)展速度較快，因為我們也已經(jīng)認識到了生物基塑料的優(yōu)勢，通過這幾年的發(fā)展，我國陸續(xù)有廈門、天津等地建設(shè)。這表明生物基塑料在我國開始收到了重視，我們的發(fā)展將會越來越好，盡管現(xiàn)在可能會受到來自國外的技術(shù)方面的封閉，但是依靠我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展能力，一定能逐步追趕到世界領(lǐng)先水平。

3 結(jié)語

綜上所述，生物基塑料的發(fā)展會越來越受到那些追求發(fā)展與環(huán)境相適應(yīng)的國家的重視，發(fā)展前景十分光明，而隨著生物基塑料的快速發(fā)展，生物基塑料的評級與檢測服務(wù)的市場需求量也將會大大的增加。而目前我國的加速器質(zhì)譜儀發(fā)展仍然在起步階段，我國現(xiàn)在的檢測能力完全無法滿足生物基塑料這一領(lǐng)域的需要。但我國已經(jīng)在積極研究并且引進設(shè)備，相信在不久的將來，我國現(xiàn)在所研究的加速器質(zhì)譜儀能夠為生物基塑料這一行業(yè)發(fā)展提供更多的幫助。

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