不僅僅是“燒錢(qián)” 科學(xué)儀器小型化沒(méi)那么簡(jiǎn)單

近日，日本島津制作所推出了一款長(zhǎng)寬高皆為30多厘米、重量低至25千克的臺(tái)式質(zhì)譜。它能夠詳細(xì)解析糖類(lèi)分子鏈狀物糖鏈、蛋白質(zhì)等分子結(jié)構(gòu)，即便是狹窄的實(shí)驗(yàn)室、研究所也可以輕松使用。值得一提的是，該儀器所用的離子化技術(shù)，由島津研究員、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主田中耕一研發(fā)。他希望，這款小型儀器可以幫助研究人員輕松分析，解決操作難題。
 

 
　　有別于二三十年前，科學(xué)儀器總是以大型、精密、嬌貴的特點(diǎn)呈現(xiàn)在大眾面前。近年來(lái)，科學(xué)儀器逐漸向智能化、化、小型化、聯(lián)用化方向發(fā)展，越來(lái)越多研發(fā)者傾向于將儀器產(chǎn)品設(shè)計(jì)得更加小型便攜。其主要目的在于，滿足用戶的三大需求：
 
　　其一，實(shí)驗(yàn)室空間，為儀器設(shè)備留存的空間有限，小型化儀器能夠提高空間利用率。相比于大型儀器，這種小個(gè)頭的儀器設(shè)備日常維護(hù)也會(huì)相對(duì)省力一點(diǎn)。其二，不管是日常的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，還是航天軍事等特殊領(lǐng)域，體積小、重量輕的儀器更容易攜帶和使用。譬如，航天器的空間有限，能搭載的物品重量也很有限。如果科學(xué)儀器可以盡可能小型化，那么太空研究的可能性就更大了。其三，傳統(tǒng)的大型科學(xué)儀器都用于政府部門(mén)、高校院所、企事業(yè)單位等場(chǎng)合，小微企業(yè)或者個(gè)人很難承擔(dān)得起昂貴的費(fèi)用。小型儀器的研發(fā)方向是節(jié)約成本、降低價(jià)格，有望滿足預(yù)算有限的用戶。
 
　　不過(guò)，儀器小型化的道路并不好走。即便是供職于島津的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，也花費(fèi)了不少心血去研發(fā)一款小型的臺(tái)式質(zhì)譜儀。日本濱松在推出指尖大小的微型光譜儀之前，也花了10年的時(shí)間去沉淀技術(shù)。一步步從掌上，縮小至指尖，力爭(zhēng)尺寸更小、價(jià)位更低。可以看到，一家企業(yè)缺少足夠的資金和時(shí)間投入，是無(wú)法研制出真正適用于的小型化儀器。更多的只是跟風(fēng)宣傳，打著小型化的噱頭，推出一些功能不完備、性能不、質(zhì)量不可靠的“小儀器”。盡管這些產(chǎn)品的體型和重量已經(jīng)滿足了用戶的要求，但是卻遠(yuǎn)沒(méi)有大型儀器那么有實(shí)用性。
 
　　那么，科學(xué)儀器企業(yè)應(yīng)當(dāng)如何走好儀器小型化之路呢？前面提到的資金與時(shí)間投入是*的，因?yàn)檫@是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的一種保證。在實(shí)際研發(fā)過(guò)程中，企業(yè)還需要處理好幾大矛盾，避免顧此失彼。
 
　　其一，小型化與功能性之間的矛盾。傳統(tǒng)的大型儀器通常擁有完備的功能，可以應(yīng)對(duì)不同科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究要求。想要讓儀器同時(shí)具備多種功能，勢(shì)必需要搭載更多配件，這與儀器小型化是相矛盾的。一般來(lái)說(shuō)，功能單一的儀器更容易做得輕巧，更能滿足成本低、性價(jià)比高的要求。但同時(shí)，這種儀器產(chǎn)品的適用面也小，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并不明顯。這意味著儀器廠商需要平衡小型化與功能性之間的矛盾，從角度出發(fā)好好斟酌，哪些儀器可以只做好單一功能，哪些儀器需要在保留多功能的基礎(chǔ)上盡量小型化。
 
　　其二，小型化與性能之間的矛盾。儀器小型化并不是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)儀器等比例縮小，也不是無(wú)下限地簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化勢(shì)必會(huì)影響到儀器的性能指標(biāo)，從檢測(cè)范圍、響應(yīng)速度、檢測(cè)精度，到儀器的穩(wěn)定性、可靠性、*時(shí)間等等。這就要求在研發(fā)小型化技術(shù)的時(shí)候，注重儀器性能的保持，甚至在一定程度上提升性能。因?yàn)樾⌒突瘍x器的應(yīng)用場(chǎng)景并不局限于條件良好的實(shí)驗(yàn)室，很多條件一般甚至較為惡劣的環(huán)境也需要用到，所以小型化儀器需要擁有更好的環(huán)境適應(yīng)性以及可靠性。
 
　　當(dāng)然，對(duì)于科學(xué)儀器廠商而言，研發(fā)和生產(chǎn)小型化儀器需要考慮到的一個(gè)重要問(wèn)題還是成本。資金充裕的企業(yè)經(jīng)得起“燒錢(qián)”，但是也不會(huì)希望研發(fā)出一款并不受歡迎或者經(jīng)濟(jì)效益不高的產(chǎn)品。所以說(shuō)，有別于升級(jí)原有產(chǎn)品或者研發(fā)新產(chǎn)品，儀器小型化對(duì)企業(yè)的挑戰(zhàn)往往更大。能否下定決心做好儀器創(chuàng)新，愿不愿意擯棄熟悉的技術(shù)框架，將是小型化的關(guān)鍵。