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日本的制造装置为何强大

2013年04月11日 16:37中国机床商务网点击:5961

  JC35导读:东北电子产业(总部:仙台市)凭借独特的方式,拿到了铁饭碗。该公司开发的装置,是检测极弱光线的“化学发光分析仪”。其卖点在于超高感度,能够检测大约相当于50个光子发光的强度。50个光子大约相当于萤火虫发光的万分之一。
  
  该公司于1980年制造出了第一台装置,之后,该装置在树脂及涂料、化妆品、药品、生化、基础医学、油及食品等多个领域售出了近600台。该公司代表董事社长山田理惠介绍说,“在能够捕捉光子的超高感度检测领域,我们的份额接近100%”。而“以其他公司无法企及、能够捕捉微弱光的技术为基础,逐步扩大装置的使用范围”便是该公司的基本战略。
  
  通过检测微弱的光线,可以了解有机物的氧化状态。上面提到的领域都是以有机物为研究对象的,所以氧化是影响品质和耐久性的一大因素。但在装置的开发之初,该公司并未设想得如此长远,“能用在什么地方呢?”当时对于自己的技术,并没有准确抓住需求。
  
  与东北大学合作研究
  
  极微弱发光检测装置的诞生要追溯到1970年代。进行开发的是该公司的创始人、山田的父亲佐伯昭雄(时任社长,现任会长)。佐伯曾在NEC作为主任研究员从事无线技术的开发。37岁离开NEC后,次年,也就是1968年创办了东北电子产业。主营激光驱动器的OEM(贴牌生产)。其目标是成为一家以开发能力为发展动力的技术风险公司。
  
  当时,东北大学一位研究激光的教授邀请该公司合作开发微弱光检测装置。大约1年之后,现在产品的原型成功问世。因为实现了独一无二的高感度,怀着推出检测器产品的愿望,佐伯经教授的介绍,找到了东北大学的农学部商量用途。按照农学部的建议,这种装置可以用来捕捉油氧化时发出微弱光的现象。于是,佐伯做出了决定——生产检测食用油,特别是方便面劣化度的装置。
  
  有机物氧化时发光
 
 
  油发生氧化会生成过氧化物。如果对此加热,过氧化物将会分解,分解过程伴随发光(化学发光)。不只是油,这是绝大多数有机物的共同性质。东北电子产业开发的装置能够捕捉到化学发光。简单来说,就是使用光电倍增管检测试样发出的微弱光线。
  
  原理虽然简单,但制造具有实用性的装置却要费不少功夫。其中包括:[1]确定采购的光电倍增管的参数,按照装置的需要进行调整;[2]装置内完全遮光;[3]通过-25℃的冷却控制电子噪声,等等。
  
  实际检测时,试样要盛放在培养皿中放入样品室,一边通入氧气(O2),一边使用加热器进行加热。这样一来,试样中的过氧化物首先将会分解,出现发光峰。这代表试样的氧化程度。比方说,通过准备树脂的新材料和回收材料,对比二者峰值的高低,就可以知道回收材料的氧化程度。
  
  随着检测时间的推移,试样中的过氧化物将全部分解,发光变弱。但是,因为加热是在氧气环境下进行的,氧化会催生新的过氧化物,在几个小时到1周之后,新的峰值便会出现。出现新峰值需要的时间代表试样是否容易氧化。过去使用氙气灯的加速试验需要几个月的时间,而极微弱发光检测装置能够在极其初级的阶段捕捉到氧化现象,最短只需几个小时。
  
  该装置虽然性能优异,但开发之初却无人问津。原因是没有找到发挥超高感度的用途。“听说在向食品企业介绍这种装置‘可以判断氧化程度’的时候,对方甚至很生气地拒绝说‘我们的商品不会氧化’”(山田)。
  
  然而,到了1991年,山田进入公司之后,情况一举得以扭转。该装置开始捧上了铁饭碗。对于这一改变,论文的功劳巨大。
  
  凭借论文赢得信赖
  
  山田在东北大学农学部完成博士课程后,进入了一家检测器企业。之后一直置身于研究的第一线,曾作为研究员,参加过科学技术振兴机构(JST)实施的科研项目,而后又来到了东北电子产业公司。
  
  山田根据积累的经验,首先把目标对准大学的研究室,就极微弱发光检测装置能够应用于哪些研究提出了建议。这些研究不只是食品,还包括了医疗领域的“检测血液中的过氧化脂质”等。为使用该装置判断高脂血症药物疗效的研究打下了基础。
  
  在这些建议的帮助下,以大学研究室为中心,该装置有了一定的销量。采用了装置的研究者也开始陆续通过论文和学会发表检测的成果。因为在此之前没有能够精密检测氧化程度的装置,检测成果自然具备发表的价值。引用该装置检测结果的论文多达450篇以上。在学术成果的印证下,该装置赢得了研究者的信赖。
  
  这带来了出乎意料的效果。在看到学会发表和论文之后,其他研究人员也纷纷前来咨询。也就是说,最尖端的需求是自己找上门来的。“他们都热衷于学习,查看论文是为了了解自己开发的领域的最新动向。在查看的过程中,对装置产生了兴趣”(山田)。
  
  车用树脂材料领域的需求
  
  从那以后,“按照多样化的需求定制产品开始变得重要”(东北电子产业利府事务所技术部部长熊谷俊彦)。因为在不同的领域,重点检测的波长和需要的感度各不相同。而这些参数与核心部件——光电倍增管的特性密切相关,因此需要进行精密调整。在此基础之上,“希望1次检测6个试样”、“希望在装置内部安装促进试样氧化的灯”、“希望在高温氧化环境下检测试样”等需求也一一得到了满足。
  
  在这样的过程中,该公司还成功孕育了新的产品系列。也就是光检测元件使用高感度CCD(电荷耦合元件)摄像头的类型,新产品已于2008年12月投产。其感度虽然低于使用光电倍增管的类型,但能够拍摄氧化进行程度的视频。因此可以用于揭示氧化原理、观测抗氧化剂效果的表现方式。而且,多数客户是同时购买CCD型与光电倍增管型,对于扩大业务的规模也大有帮助。除此之外,该公司还预定于2013年5月推出光检测间隔比过去的1秒少一位数、检测稳定性更高的新产品。
  
  今后,该公司还将大力推动化学发光分析仪在海外的发展。在迄今为止售出的约600台中,销往海外的仅为50台左右。为了扩大这一领域,该公司准备在韩国、台湾、新加坡、美国、英国签约代理商,把装置发往当地,首先让顾客实际体验检测的效果。
  
  山田充满期待地表示,“有关该装置使用成果的论文大都是用英文写的,所以对于赢得海外客户的信赖,这些论文应该能发挥较大的作用”。
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