天美：这款荧光光谱仪横跨科研和常规分析市场——点亮光谱仪器“高光”时刻

2012-2021年，这十年，光谱仪器及技术突飞猛进。拉曼、近红外、激光诱导击穿光谱、太赫兹、高光谱、超快光谱、光谱成像......相关的新产品、新技术层出不穷。不仅给科研注入了新的活力，更是给企业带来了客观的经济效益。

光谱十年之际，仪器信息网特别策划《点亮光谱仪器 “高光”时刻》系列征文活动，以期盘点光谱仪器及相关技术的突出成果，展现光谱仪器及相关厂商的“高光”时刻。本期，我们特别邀请了天美公司分析产品线产品经理张轩给大家分享天美光谱仪器的“高光”时刻。

天美公司分析产品线产品经理 张轩

仪器信息网：过去十年间，哪些光谱技术的进步让您印象深刻？

张轩：光谱是人们借助光与物质发生的不同故事，以谱的形式进行表达，来获取物质的丰富、精细的物质结构、成分及含量等信息。过去十年，是光谱技术变革的十年。对于我而言，较为关注的是分子发射光谱领域，比如荧光光谱以及拉曼光谱技术的发展。

随着科学研究的推进，特别是各类新型发光材料的开发变得火热，荧光光谱仪的应用方向也是一直在延伸和变化，市场的需求也是在变化的，对于弱光探测能力和探测波段范围要求越来越高，对仪器功能和附件的要求也越来越多。以天美公司旗下爱丁堡仪器的稳态瞬态荧光光谱仪为例，一直致力于提升荧光光谱仪的性能、功能和使用便捷性，从未停止步伐。从十年前经典的FLS920到现在的FLS1000，爱丁堡仪器一直在对仪器硬件以及软件进行提升，利用最先进的光探测和噪音抑制技术，灵敏度一直处在行业领先水平，测试信噪比可达35000:1，相比较FLS920时代的测试灵敏度有了质的飞跃；测试波段目前也从原来的紫外可见近红外区（200-1700 nm）拓展到了低至120 nm的极紫外区以及高至20 um远红外区，探测范围有了一个极大的拓展；覆盖在一台仪器上同时搭载的光源、探测器、附件等功能模块也越来越多，例如荧光寿命成像模块、X-ray 激发的光谱及寿命测试模块等，都是针对用户新的研究需求进行的开发和定制，面对如此多的功能模块，仪器的自动化控制和数据分析的能力也一直在进步，来帮助用户从繁琐的切换各种模块中跳脱出来，回归顺畅高效地使用荧光光谱仪的各种功能模块。

拉曼光谱一直是非常火热的光谱技术，分析领域的应用不断拓展，科研群体的研究也不断深入，伴随着在生命科学、半导体及新能源等相关领域的火热，鉴于拉曼光谱特有的技术优势，特别是显微拉曼光谱仪，可以赋予样品空间维度信息，使其在应用上大放异彩。天美集团也是非常看好拉曼光谱的良好前景，旗下爱丁堡仪器，基于深厚的光谱研发和制造底蕴，在2019年和2020 年分别推出了两款针对不同用户群体的显微拉曼光谱仪，分别是一体化显微拉曼光谱仪RM5和模块化显微拉曼光谱仪RMS1000。历经多年的研发，目前两款显微拉曼光谱仪，在良好的测试信噪比的基础上，也具备了超快速拉曼成像、3D拉曼成像以及粗糙表面拉曼成像等优秀的成像功能。

仪器信息网：截至目前，贵公司有哪几款光谱仪器曾经获得“科学仪器优秀新品”奖 ？该仪器研发的背后有什么样特别的故事？

张轩：天美集团在2013年初收购专注于生产和研发高性能研究级光谱仪的英国爱丁堡仪器公司。同年，FS5一体化稳态瞬态荧光光谱仪重磅发布，这是英国爱丁堡被收购后发布的第一款新产品，该产品也荣获了科学仪器优秀新品奖项。

在这款产品发布之前，爱丁堡光谱仪专注于科研级别的全功能模块化搭建的稳态瞬态荧光光谱仪FLS系列产品，并受到各研究工作者的高度认可。但常规的日常分析应用等对于光谱仪的技术参数需求并不太高，尽管认可爱丁堡仪器的品牌技术，但往往因为价格问题望而却步。因此，打造一款既能满足科研需求又可以满足常规分析的产品，成为爱丁堡FS5新品设计的初衷。爱丁堡仪器希望能够为中档价位的荧光光谱仪在全球分析和科研市场上创立一个全新的标准。基于爱丁堡仪器多年稳态瞬态研发的研发制造经验，一款全新的紧凑型一体化荧光光谱仪FS5在中国全球首发亮相。

FS5光谱仪的发布，不但丰富了爱丁堡光谱系列产线，同时也为科研及常规分析市场提供超高性价比的选择。这款仪器同样采用单光子计数技术，具有同类型仪器中的超高灵敏度，快速数据获取，操作简单的特点。同时，FS5的专用软件Fluoracle在数据的操控性上具有独特的优势，Fluoracle是F900软件的升级，新版的Fluoracle能够完全控制爱丁堡仪器稳态和瞬态测试。此外，FS5荧光光谱仪保持了FLS系列灵活配置的特点，在标准配置上可以进行各种选项的升级。当选择升级选项的时候，FS5的所有标准功能都会留下来，而且很多升级的选项是可以兼容的。其升级选项包括NIR近红外光谱区域扩展、POL荧光偏振度和各向异性的测量、MCS微秒级到秒级寿命测试、TCSPC皮秒到微秒级别的寿命测试等。

仪器信息网：获奖产品的销售情况如何？解决了哪些关键问题？有哪些典型用户或典型的应用案例？行业影响力及用户的反馈情况如何？

张轩：自2013年发布以来，FS5一体化光谱仪的销售情况逐年上升，并于2020年创新历史年销售台数的历史新高。特别是在去年疫情的严重影响下，FS5光谱仪的销售业绩证明了该产品的产品设计及市场定位的成功。

FS5紧凑型稳态瞬态荧光光谱仪，在设计初衷希望既能够保留爱丁堡仪器灵活配置和高灵敏度的优势，同时增加自动化程度，提高用户的使用感。首先，从软件上来说有很大的提升，全新的软件能够实现在一个软件中进行稳态光谱、瞬态寿命测试以及数据分析等所有功能。同时，新增的Batch功能可以实现编辑、执行多种测试方法，进行批量测试样品，大力节省人力和时间操作等成本。此外，结合以往用户测试的问题，增加了由软件控制的全波段覆盖的自动滤光片轮，使用者无需再因为光谱测试时出现的倍频峰问题而苦恼手动添加哪块波长的滤光片。另外，近年来FS5软件不断更新升级增添了定量测试功能、多波长对扫描、偏振光谱动力学测试、色度与半峰宽等同时输出的功能，为客户使用提供更多的功能与选择。

随着科研需求的不断发展，光谱仪的扩展及联用耦合技术等也在不断深入，如近年来荧光探针在生物成像领域的应用，特别是近红外二区探针的应用，需要扩展至近红外波段的探测器，FS5光谱仪就能够满足需求，而这是常规荧光分光光度计无法实现的。此外，对显微微区的荧光测试需求也逐渐增加，如一些晶体材料、半导体材料等，FS5荧光光谱仪可以搭载多种科研显微镜实现PL以及TRPL和FLIM等高端测试功能。再如，一些闪烁体材料尤其是随着新型钙钛矿闪烁体材料的研究，对于耦合X射线源的需求逐渐增加，FS5可以轻松实现耦合主流X射线源厂家，实现整体X-ray 荧光测试。如：福州大学用户使用FS5荧光光谱仪耦合X射线源先后在顶级期刊Nature 上发表两篇[Nature 561,88-93(2018); Nature 590,410-415(2021)]关于闪烁体材料X射线探测的科研工作。

总体而言，爱丁堡FS5一体化稳态瞬态荧光光谱仪是一款横跨基础常规分析到高端科研领域的产品，同时可支持特殊需求产品定制化。目前，我们的客户覆盖如清华大学、北京大学、复旦大学、南京大学、中山大学等众多高校科研单位，以及广州某大型集团工业研究院、深圳某显示技术有限公司等多家半导体光电企业，以及多家三方检测单位及省级市级检测检验机构等等。每年天美和爱丁堡仪器会共同举办多场线上、线下的技术交流研讨会与培训班获得用户的一致好评。

仪器信息网：未来贵公司光谱产品线的发展规划，重点发展哪些类别的光谱产品？

张轩：天美集团的定位里光谱产品是一个非常重要的产品线，基于旗下爱丁堡仪器，以分子光谱为主，紫外吸收、荧光、拉曼光谱等领域均有覆盖，未来还会开拓更多的分子光谱类产品。

仪器信息网：从行业发展角度来说，您认为目前光谱仪器整体技术水平怎么样？未来最具前景的光谱仪器或者技术是什么？最具前景的应用将体现在哪些方面？

张轩：光谱技术是一个非常有魅力的技术，光谱仪器在科学仪器中占比很大，应用也是非常的广泛的。光谱仪器自从应用于分析及研究以来，一直在迅速发展。伴随着光谱技术发展，在未来的光谱仪检测中，检测极限和精度将进一步提高。另外，便捷化和智能化的趋势是非常明显的。现在已经开发出很多有潜力的应用，比如显微拉曼的单分子单光子声子探测技术，比如太赫兹光学在航空航天领域以及安检领域的应用；比如荧光光谱在新材料和生命科学领域的应用，都是非常有前景的。个人觉得最具有前景的领域还是在半导体以及新能源等领域，新材料的开发和检测都需要使用到光谱技术，需求增长旺盛，未来可期。