ОБЗОР "ANALITIKA EXPO-2022"

20-я юбилейная международная выставка лабораторного оборудования и химических реактивов состоялась в Москве в период 19–22 апреля 2022 г. Участники демонстрировали лабораторное оборудование, химические реактивы, лабораторную мебель, лабораторную посуду, средства автоматизации лабораторных исследований, оборудование для биотехнологий и контрольно-измерительное оборудование (спектрометры, анализаторы размера частиц, плотномеры, pH-метры, оксиметры, иономеры и др.).

Кл. сл. : выставка, лабораторное оборудование, химические реактивы, контрольно-измерительное оборудование, средства автоматизации

УЧАСТНИКИ ВЫСТАВКИ

20-я юбилейная международная выставка лабораторного оборудования и химических реактивов состоялась в Москве в период 19–22 апреля 2022 г.

В мероприятии приняли участие 104 компании из Белоруссии, Германии, Израиля, Индии, Китая, России, США и Франции, которые представили новейшие достижения в области аналитической химии, лабораторного и контрольно-измерительного оборудования. Среди лидеров: BICASA, CATROSA, CHIMMED, CHROMATEC, CHRO-MOS, ECROSKHIM, HELICON, INTERANALYT, LABCONCEPT, LUMEX, MELITEK, MERCK, MILLAB, NETZSCH-GERÄTEBAU Gmbh, PETROTECH, TESCAN, WATERS.

Современный лабораторный анализ в любой отрасли (биологии, медицине, криминалистике, в многочисленных промышленных технологиях) требует наличия и использования значительного количества соответствующих приборов-анализаторов, приспособлений и аксессуаров. Все это многообразие было представлено на выставке: специальная мебель, лабораторная посуда, химреакти-вы, газоанализаторы, нагреватели, мешалки, титраторы, диспергаторы, сушилки, испарители, вискозиметры и, конечно, специализированное контрольно-измерительное оборудование (рис. 1).

ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Лабораторный анализ редко обходится без операций взвешивания, поэтому многие компании демонстрировали свои новые весоизмерительные средства для взвешивания больших масс с высокой точностью и микровесы.

Новинкой в семействе ViBRA (компания ВИБ-РА РУС) стали электронные влагозащищенные

Рис. 1. Выставочные залы

Рис. 2. Лабораторно-промышленные весы ViBRA HJ (а) и ювелирные весы ViBRA CT-603GCE (б)

лабора то рно-п ромы ш л е н ны е весы ViBRA HJ яп о нского п рои зв одителя "Shinko Denshi" (рис. 2). М а ксимальн ы й в з ве ш и в а е мы й в ес (в за в и с и м ости от модели ) — от 17 д о 33 кг, н о с ди с кретностью 0.1 г , к алибровк а в д в у х вари а нт а х: внеш н яя и встроенн а я. В ызв а ли ос об ы й интерес ювелирные в е сы ViB R A CT-603GC E с акустическим датчиком Tuni ng -Fork и с амой низкой за в и симостью пока з аний о т вне ш н и х в и бра ц ий и и з ме н ен и я температуры. Ма к с и м альный в ес 120 г, д и с к р етность 0 .00 02 г.

Все об орудов а ние Vi B RA и меет свидетельства об у тв ержде н и и типа сре д ства и з мере н и я, мировое на у чное призн а ние в ви д е 27 Г ран-при за инновации, а также российс к ого Зн ак а кач е ства "За обеспе ч ение вы с окой точности измере н ий в ан а литичес к о й хими и " (серия HT и серия GZII/GZH). По российс к ой к л а с си ф ика ц и и в с е взры в обе зоп асные в е сы Vi BRA FZ соответствуют категории в зр ыв об езопас н ости 0 Exi a I I B T4(X).

Рис. 3. Анал и затор влажнос т и

А В Г - 60 (компания "Гос м е тр")

Анализатор влажности серии АВГ — первый отечественный п р ибор такого к лас с а с в е с ов ым ус т рой с твом, в ыполн е нным н а ос нове технологи и э л ектромагн и тн ой комп е нс а ции , что п озв оляет значите ль но ул у чши ть повторяе м ость измере н ий, а также снизить погрешность. В ос н ов е ра б оты анализатора влажности АВГ-60 и с п ол ьзуе тс я термог ра виметрическ и й п ринцип и зм ер е н и я, при котором изме ряе тся ма с са о б разца, производи т ся е го су шк а в за данном реж и ме с пос ле дую щи м и зме рением массы оста тк а и в ычислен и ем о тн осительного измен е н и я массы. На д ис п лее в ц иф ров ом в и д е отображается результат изме р е н и й , а имен н о: ма ссов а я д ол я в лаги в проц е нта х от м а ссы образца до или после сушки (рис. 3).

СПЕКТРОМЕТРЫ

ИК-спектрометры

Ср е ди мн ог очисленных ана ли тич е ских ме тодов кон трол я и ди а г н остики ма тери а лов и в ещ е с тв преобладают спектральные м е тоды, осн ов ан н ые на ис п ользова н и и ш и рокого эл е ктромагнитного спектра. Спектрометрия излучений позволяет п р оан а ли зи ровать с труктуру в е щес т в а путем его взаимодействия с излучением, к оторое о но пог л ощает , рас с еив а ет или и с п у ска е т. Сред и разн ы х видов спектроме тров б ыли п ре дст а в ле ны а томн оэ ми сс и он н ые сп е ктрометры, спект ро фотометры, спектрофлуориметры, ИК-Фурь е спектроме тры , спектрометры ЯМР, спектрометры комб и н а ци о нного рассеяния и многие другие.

Проводя презентацию, компания "Диаэм" демонстрировала свое сов ре мен н ое оборуд ов ание для анализа методами ИК-сп е ктрометри и . ИК-спектрометрия — это в осн ов н о м абсорбционна я спектрометрия, определяющая характер хи ми ческих с вя зе й, присутс тв ующих в молеку л а х, а сле-

Рис. 4. ИК-спектрометр FT-IR EM27 (Bruker Optics, Германия) для экологических приложений довательно, может быть применена для идентификации материалов и молекул. В ИК-спектрометрии используется широкий участок инфракрасного диапазона электромагнитного спектра: от 2 до 50 мк. Инфракрасный спектрометр подходит для анализа поверхностей в полупроводниковой промышленности или для быстрого определения количества воды в семенах для сельского хозяйства. Он также позволяет идентифицировать сырье и компоненты в химической, косметической, пластмассовой и фармацевтической промышленностях. ИК-спек-трометр используется для контроля сильно впитывающих твердых веществ и предоставления информации по содержанию белка, жира, клетчатки и крахмала.

Р я д под о бн ы х ИК-спектроме тров (рис. 4) можно б ы л о у в и д еть на с тендах к о мп аний ЛАБТЕСТ, М ИЛ ЛАБ и ТЕРМ ОТЕХ НО — для решения приклад н ых з а да ч в б иоме д и ц и н е, ма те ри а л ов еден и и, пищевой промы ш л е нности, к л инических иссле д ов а ни я х , ф а рмак ол оги и , безопасн ос ти , в обла с ти мониторин г а за г ряз н ения воздуха . Общим для в с ех п ри боров яв л я е тся в ысокий урове н ь прогр а ммного о б еспече н ия, в ос н ов е к оторог о лежит матема ти че с кий а ппара т спектра л ьн ых пре об разов а ни й Ф урье.

Эмиссионные спектрометры

Эмиссионные спектрометры (комп а н и и I M C) с и н д уктив н о с вя за нной пла змой Exp e c 6000

Рис. 5. Спектрометр Expec 6500

и Expec 6500 (рис. 5) п ре дн а зн а чены д л я и зме р ения массовой концентрации элементов в растворах после необходимой пробопод г отовки в соотв е тствии с о станд а ртизованн ы ми и а ттестованными метод и ка ми вы п олнения изм е рен и й в диапазоне от 1×10^–9 до 99.995%. К о нструк ц и я п ри бора в кл ючает двумерный малогабаритный эш е лл е -поли-х ро мат ор , те рмост а б и лизиро в анный до + 36 °С, с двойным п рохож де н и е м луча че ре з призму п ерекре с тной дисп е рси и с ди а па з о н ом дл и н волн 160 – 900 нм и со сп е ктра л ьн ым раз р е ш ен и е м < 0.007 нм н а 200 нм. Отно с ител ьн ое с ре дн е квадратическое отклон е ние от ча с тоты выходн ог о с и гна л а с оставляет не более 1.0% за 8 ч. При измер е нии кон ц ентрации, п ре в ы ш а ющей более че м в 500 раз предел обнаружен и я, отн осительное отк ло н ение выходного сигнала не превышает 0.5%. Да н ные спектрометры позво ляю т оп ред е лять д о 7 2 элементов одновре ме н н о. Спец и али зи ров а нное ПО Element V включает в себя встрое н н у ю библиоте к у н а б олее чем 50000 спектральных линий.

Масс-спектрометры

Квадрупольный масс-спек тр оме тр с и н ду к тивно связанной плазмой SUPEC 7000 ( р и с. 6) является новейше й ра зрабо тк ой фирмы F oc us e d P hot onics, г д е воплощен ряд п е ред ов ых и н ж е н ерных и т ех н и че ских реш е н и й в е д ущих п р оизводите л е й а н алитиче с кого оборудован и я. К омпактный узел ввода образца с полностью разборной гор е лкой. Устранение вторичного разряда п ла змы без и с пользов а н и я экрана между индук то ром и горелкой. Ле г к и й и удоб н ый досту п к кон у сам для их осмотра , с нятия и ус та н ов ки. Открытая архи те ктура отклоняющей системы для пр е дотвращения попадания нейтральных частиц в реакционную яче й ку . Возможнос т ь вк л ю ч ен и я а э розольного раз б авл е ния для анали з а п ро б с высоким с одер ж анием растворенного вещества.

Рис. 6. Масс-спектрометр SUPEC 7000

Рис. 7. Искровой оптико-эмиссионный спектрометр Foundry-Master Smart (стенды компаний Ме-литэк, IMC)

Оптико-эмиссионные анализаторы

Для контроля металлопродукции используются спектрометры совсем другого типа. Так, для решения задач по входному контролю металлов, определению полного химического состава материала, включая все легирующие элементы и примеси, мониторинга качества изделий машиностроения получил распространение искровой оптикоэмиссионный метод спектрометрии. Примером реализации может быть компактный настольный спектрометр Foundry-Master Smart, разработанный компанией Hitachi High-Tech Analytical Science Gmbh (Германия) (рис. 7).

Спектрометр определяет практически все химические элементы, включая C, S и P. Возможны измерения сплавов на основах: Fe, Al, Cu, Ni, Ti, Zn, Pb, Sn, Mg, Co. Оптическая система работает в диапазоне длин волн от 165 до 700 нм и продувается аргоном. Время анализа 5–10 с. Пределы обнаружения элементов, точность и сходимость показаний соответствуют всем отечественным и зарубежным стандартам. Запатентованная система обтекания электрода аргоном позволяет анализировать даже маленькие образцы без применения адаптеров. Опыт внедрения спектрометра на разных предприятиях машиностроительной, авиастроительной и литейной отраслей свидетельствует о его универсальности и востребованности на российском рынке.

В последнее время для энергетического возбуждения образцов материалов стали применять лазерные технологии. Так, компания НПП "Структурная Диагностика" разработала портативный лазерный анализатор металлов ЛИС-01, предназначенный для оперативного входного контроля металлопроката, определения марок сталей, лома цветных и черных металлов и сплавов. Анализатор металлов обеспечивает высокую скорость при определении таких химических элементов, как C, Be, Mg, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Nb, Mo, Sn, Sb, W, Pb. Лазерный спектрометр ЛИС-01 внесен в Государственный реестр средств измерений под № 69700-17 (рис. 8, а).

Другой вариант — портативный лазерно-искровой эмиссионный спектрометр ЭЛАНИК, разработан специалистами компании "Лазер-Экспорт" (входящей в ГК "Лазер-Компакт"). Прибор способен измерять концентрацию углерода (до 0.01%) в сталях и чугунах без использования инертного газа (рис. 8, б).

а

б

Рис. 8. Лазерные спектрометры металлов и сплавов ЛИС-01 (а) и ЭЛАНИК (б)

Рентгенофлуоресцентные спектрометры

Большую конкуренцию оптико-эмиссионному методу анализа с искровым или лазерным источниками возбуждения образцов материалов составляет рентгенофлуоресцентная спектроскопия, основанная на применении источников радиации (рентгеновской трубки, определенных изотопов или источников электронов). В результате воздействия радиации вещество эмитирует излучение, которое анализируется по волновому или энергетическому спектрам. Рентгенофлуоресцентный спектрометр является неразрушающим экспрессным методом определения элементного состава. С ростом порядкового номера элемента чувствительность метода растет, а ошибка определения количественного элементного состава снижается. Рядовые приборы могут определять содержание элементов со средними атомными номерами с ошибкой 0.1%.

Рис. 9. Рентгенофлуоресцентные спектрометры X-MET 8000 (Hitachi High-Tech Analytical Science Gmbh, Германия) (а) и VANTA (Olympus, Япония) (б)

Приборы позволяют анализировать все элементы от бериллия до урана в жидких, твердых и порошкообразных пробах. Уровень измеряемых концентраций от долей ppm до 100%. Объекты исследования — металлы, концентраты, руды, огнеупоры, шлаки, золы, топлива, сточные воды и многие другие вещества и среды. Самым легким ручным рентгенофлуоресцентным спектрометром в мире на текущий момент является спектрометр серии Vanta компании Olympus (рис. 9).

ПРИБОРЫ СТЕНДА "СОЛАР"

Необходимо отметить заслуги ЗАО "Спектроскопия, Оптика и Лазеры — Авангардные Разработки" (бренд "СОЛАР"), белорусского инновационного разработчика и производителя спектрально-аналитического оборудования для клиникодиагностических лабораторий медицинских учреждений, научно-исследовательских и производственных лабораторий многих областей науки, техники, промышленного и сельскохозяйственного производства (лабораторий химии, биологии, экологии, ветеринарии, агрохимии, криминалистики и судебной медицины, энергетики и др.) (рис. 10). Приборами бренда СОЛАР оснащены практически все лечебно-профилактические учреждения Республики Беларусь, многие университеты и научные институты, а также организации в странах ближнего и дальнего зарубежья.

Метрологическая поверка анализаторов металлов и сплавов, рентгенофлуоресцентных спектрометров, внесенных в Государственный реестр средств измерений, проводится в соответствии с методикой поверки МП 66-251-2019 и выполняется один раз в год (компанией "А3 Инжиниринг").

Рис. 10. Стенд ЗАО "СОЛАР", Беларусь

РАЗРАБОТКИ МИФИ

Особый подход предъявляется к анализу взрывчатых, наркотических и отравляющих веществ. И здесь могут быть использованы предложенные выше методы анализа. Однако практика показала необходимость разработки специальных методов. Так зародилась спектроскопия ионной подвижности. Суть ее заключается в отборе проб, ионизации, дрейфе ионов в электрическом поле и измерении их массо-временн ы х параметров. В результате специалистами МИФИ был разработан ионно-дрейфовый детектор "КЕРБЕР" (спектрометр ионной подвижности), предназначенный для обнаружения следовых количеств малолетучих органических веществ (взрывчатых, наркотических и отравляющих веществ), находящихся в воздухе вблизи контролируемых объектов, на поверхности предметов, на пальцах и одежде людей (рис. 11).

Прибор обеспечивает обнаружение паров взрывчатых веществ, боевых отравляющих веществ, наркотических веществ и других опасных веществ в сверхмалых концентрациях (до 10–14 г/см3).

ДЕЛОВАЯ ПРОГРАММА ВЫСТАВКИ

Впервые в рамках многочисленных мероприятий деловой программы был организован специальный семинар по современным масс-спектрометрическим методам для биомедицинских исследований. Вызвал интерес доклад "Оптические мультисенсорные системы как новое направление в спектральном анализе" (Суркова А.А., к.х.н., доцент Самарского ГТУ). О перспективах "Маломощных тонкопленочных химических сенсоров с наноструктурированными газочувствительными слоями на пористом анодном оксиде алюминия" рассказал Горох Г.Г., к.т.н., заведующий научноисследовательской лабораторией "Нанотехноло-

Рис. 11. Спектрометр ионной подвижности "КЕРБЕР" (МИФИ, "Южполиметалл-Хол-динг")

гии" Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (г. Минск, Беларусь).

В процессе Большого лектория состоялся круглый стол "Обеспечение работы аналитических и испытательных лабораторий в условиях санкций", на котором эксперты обсудили возможные последствия введения санкций для сферы лабораторных исследований и меры федеральных органов исполнительной власти по преодолению кризиса. Модератором выступил А. Лоцманов, зам. председателя Комитета по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия Российского союза промышленников и предпринимателей.

В рамках выставки прошел ежегодный конкурс на соискание Знака качества "За обеспечение высокой точности измерений в аналитической химии". Организаторы конкурса — ФБУ "Ростест-Москва" и Ассоциация "Росхимреактив". С результатами можно ознакомиться на сайте "Рос-тест-Москва":

В завершение выставки на площадке Большого лектория состоялась торжественная церемония награждения лауреатов общего конкурса среди участников. Победителей в пяти номинациях определили члены экспертного жюри во время работы выставки. Ими стали: компания "Петротех" — "За стенд, привлекший наибольшее внимание посетителей"; компания Qualitest — "За активную работу персонала на выставке"; компания "Прайм-кемикалс групп" — "За отлично продуманное расположение экспонатов на стенде"; компания "Хроматэк СКБ" — "За эффективные визуальные коммуникации"; компания "Химмед" — "За наибольшее количество привлеченных посетителей на выставку при помощи промокода".

Рис. 12. Заслуженные награды

Благодарственные письма за экспертную поддержку и многолетний вклад в развитие научноделовой программы выставки получили эксперты ряда организаций, среди них Ю.А. Золотов — академик РАН, д.х.н., проф., зав. кафедрой аналитической химии Химического фак-та МГУ им. М.В. Ломоносова.

Дипломы, за многолетнее участие в выставке вручены компаниям: "Биохиммак СТ", "Вибра рус", "Диаэм НТК", "Катроса Реактив", "Лабтест", "Люмэкс-Центрум", "Мелитэк", "Мерк", "Миллаб", "Неохром", "Соктрейд", "Спектр ОКБ", "Уотерс", "Химмед", "Хроматэк", "Хромос", "Шелтек", "Эк-росхим", "Энерголаб", "Эпак-Сервис" (рис. 12).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, спектроскопия во всех ее проявлениях явилась неотъемлемым атрибутом современной аналитической науки и техники. Вы- ставка продемонстрировала многообразие методов и методик спектроскопии и высокий метрологический уровень приборов и оборудования в целом. В последнее время в спектрометрах в качестве энерговозбудителей все чаще стали использоваться лазерные технологии.

НИИ Интроскопии МНПО "Спектр", Москва

Материал поступил в редакцию 12.05.2022

ISSN 0868–5886

NAUCHNOE PRIBOROSTROENIE, 2022, Vol. 32, No. 3, pp. 30–40