流動分析技術（Flow Analysis）是20世紀50年代開發(fā)的一種濕化學方法，最初應用于生化分析，可顯著降低勞動強度，提高檢測效率；整個檢測過程由儀器自動完成，精密度比手工檢測更高。
隨著“國潮興起”，國產(chǎn)流動分析儀打破了國外產(chǎn)品的質量和價格優(yōu)勢，使得流動分析檢測成本大幅度降低，為我國水質及環(huán)境監(jiān)測多點布局提供了技術保障，并廣泛應用于食品檢測、臨床化驗、藥物分析、材料檢測等領域。下邊，我們就流動分析技術的前世今生及主要廠商產(chǎn)品的情況，為大家做一個分享，為大家選擇儀器時做一個參考。
兩種流動分析方法的主要特點和優(yōu)勢
快速、準確、自動化、在線是現(xiàn)代分析儀器的發(fā)展方向。流動分析技術是將復雜的化學分析操作過程如消解、蒸餾、萃取、透析及離子交換等技術組合到流路體系中在線完成，將原來化學分析中間歇的手工操作自動化；在平衡或非平衡狀態(tài)下，用各種測量手段高效率地完成試樣的在線處理與定量測定，使一些反應過程復雜、檢測條件要求苛刻及操作繁瑣的分析方法變得簡單易行，形成的測定方法。目前主流的流動分析技術分別為氣泡間隔連續(xù)流動分析（Segmented Continuous Flow Analysis，SCFA。國內稱為連續(xù)流動分析，即CFA）與流動注射分析技術（Flow Injection Analysis, FIA），兩者遵循的化學反應原理相同，區(qū)別在于儀器技術原理與適用范圍。
首先，讓我們從這兩種流動分析技術的前世今生說起，了解每種分析方法的技術特點和優(yōu)勢：
連續(xù)流動分析 (CFA)
1957 年，美國的Technicon公司的工程師Skeggs提出了連續(xù)流動分析方法，該技術第一次把分析試樣與試劑從傳統(tǒng)的試管、燒杯容器中轉入管道中，試樣與試劑在連續(xù)流動中完成物理混合和化學反應。20世紀60-70年代，CFA在西方得到過一定程度的普及。
CFA的反應過程如下：通過蠕動泵壓縮不同內徑的彈性泵管,將取樣器自動吸取的樣品和試劑按比例吸入管路系統(tǒng)中并在一定條件下混勻、分離干擾物,保溫反應，顯色全后測吸光度，用峰高定量，計算機處理分析結果。
分析過程中注入空氣或氮氣氣泡，將樣品流分隔成不同的片段流，每段發(fā)生相同的反應提高分析精度。氣泡的引入起到了間隔和清洗作用，降低了樣品之間的交叉污染，并獲得足夠長的時間使化學反應全，從而確保了好的靈敏度和精度。適用范圍廣泛。反應條件的微小變化，如：溫度、流速、時間等，不會影響測試結果。
圖1 連續(xù)流動分析原理圖
流動注射分析 (FIA)
流動注射分析是基于連續(xù)流動分析技術建立的一項新技術。丹麥科學家Ruzicka和Hansen于1975年提出了流動注射分析，以滿足樣品量稀少、試劑昂貴、快速分析的市場檢測需求。
FIA把一定體積的試樣注入到一個連續(xù)的、無氣泡間隔的載流中，保證混合過程與反應時間的高度重現(xiàn)性，在非平衡狀態(tài)下高效率地完成了試樣的在線處理與測定，打破了幾百年來分析化學反應必須在化學平衡條件下完成的傳統(tǒng)。
FIA的分析過程是將樣品與試劑按照特定的順序和比例混合，在非全反應的條件下進入流通池進行比色，用峰高或峰面積定量；試樣與試劑雖然不全混合，但只要流速和留存時間全一致，依然可得到重現(xiàn)性良好的分析結果。FIA反應速度快，可以在＜1min時間內完成對水質樣本的分析；而且FIA系統(tǒng)的反應管路較細，可以滿足進樣量小的要求，但儀器設計精密、復雜，對反應條件要求嚴格。作為一種新興的技術，F(xiàn)IA雖然對檢測樣本和檢測環(huán)境要求相對嚴格，但瑕不掩瑜，毋庸置疑FIA在流動分析流域的優(yōu)勢和發(fā)展前景。值得一提的是，F(xiàn)IA國內市場主要是國產(chǎn)品牌，價格較低，性價比高，
圖2 流動注射分析原理圖
兩種流動分析技術的特點與區(qū)別
下邊，就兩種流動分析技術的特點和區(qū)別，做一個簡單的介紹：
樣品注射方式和管路
圖3 CFA注入方式
CFA把樣品和試劑通過蠕動泵帶動直接轉到管道中，對樣品類型和試劑要求不高，適用面相對較廣，樣品和試劑在連續(xù)流動中全物理混合與化學反應。使用的管路較粗（≥1mm）。
圖4 FIA注入方式
FIA把一定體積的樣品通過進樣閥加入到無氣泡的流動試劑中，利用混合過程與反應時間的重現(xiàn)性，在非平衡狀態(tài)下完成樣品的在線測定。FIA管路較細（≤1mm），系統(tǒng)壓力無需太高，同時可以節(jié)約試劑和樣品消耗，但管路細也帶來了檢測前處理的更高要求。
是否引入氣泡
圖5 CFA注入氣泡分散情況
CFA注入空氣氣泡，使反應更加直觀，利于觀察操作的正確性；氣泡之間形成微循環(huán)，加快全反應進程和減少樣品殘留、避免了樣品間的擴散與帶過，提高分辨率。氣泡間隔大大降低了管路的壁源效應，降低了攜帶污染。氣泡間隔可以獲得足夠長的時間和使用大的反應管內徑使化學反應全。一般來說，氣泡需要在到達流通池之前去掉（即物理除泡），增加了儀器構造的復雜性。但Seal的產(chǎn)品主要推薦用軟件自動識別，即軟件屏蔽了氣泡經(jīng)過光度計時的信號。
FIA沒有氣泡會造成樣品散開，對生產(chǎn)廠家在儀器設計的精密性提出更高的要求。
圖6 FIA無氣泡分散情況
反應是否全
圖7 兩種流動分析檢測點
由上圖可知，CFA是全反應后的穩(wěn)態(tài)檢測，反應流中的物質濃度是穩(wěn)定的，不隨時間變化而改變，穩(wěn)態(tài)是流動分析達到高穩(wěn)定性和靈敏性的重要因素，與傳統(tǒng)化學分析的平衡體系一樣，這個時候測量的是最大吸光值，低濃度分析靈敏度好，樣品的空白和混濁影響很低。但達到穩(wěn)態(tài)是需要時間的，這在一定程度上影響了CFA的檢測效率；FIA拋棄了傳統(tǒng)的建立在平衡體系基礎上的穩(wěn)態(tài)概念，樣品在檢測時尚未達到化學和物理的平衡，是非全反應的非穩(wěn)態(tài)檢測，通過控制流速和留存時間及環(huán)境溫度來獲得穩(wěn)定、快速的檢測結果；但FIA短的反應時間容易造成低濃度測值不可靠；而樣品的背景干擾和混濁也會影響檢測結果。
流動分析儀的市場預測
在應用領域，流動分析儀是在線水質監(jiān)測儀器的必要補充，它可以在實驗室準確、快速對不同水樣進行分析檢測。
連續(xù)流動分析和流動注射分析各有特點和優(yōu)勢，不分仲伯，以滿足不同細分領域的技術檢測需求。
根據(jù)“中國政府采購網(wǎng)”發(fā)布的中標信息顯示，不全統(tǒng)計，在過去的半年里，有800多個政府采購項目發(fā)布了關于流動分析儀（包括CFA和FIA）的招標公告，涉及水質監(jiān)測（包括自來水公司和水文局）、環(huán)境監(jiān)測、高校、疾控中心、煙草、土壤、植物、肥料、紅酒、啤酒、食品、醫(yī)院等分析領域。這里不包括第三方采購數(shù)據(jù)。
2020疫情之下，流動分析儀市場比較火爆，各級疾控采購了不少儀器。但在一般情況下，國內市場的年銷售量大約是1000臺（模塊）左右，銷售額在2~3個億以上，市場還會再進一步發(fā)展擴大。我國流動分析儀器市場目前僅被少數(shù)幾個國外品牌和國產(chǎn)品牌所占有，目前國內品牌的價格平均三四十萬/臺，而進口品牌平均價格七八十萬/臺。
流動分析技術的標準建設
建立流動分析儀器的技術標準，是推動我國流動分析儀器市場健康發(fā)展的必然需求。
近十年來，流動分析技術相關標準的制修訂在有條不紊地持續(xù)進行。據(jù)統(tǒng)計，已頒布流動分析技術相關的推薦標準有30余項，涉及國家（推薦）標準和方方面面的行業(yè)標準，包括：GB/T（主要針對肥料和食品）、SN（出入境）、HJ（環(huán)境）、NY（農(nóng)業(yè)）、YC（煙草）、EJ（核）、SL（水利）、YS（有色）、CJ（城建）、（HY）海洋、地方標準（DB）和團體標準（T），以及ISO（國際標準）。
目前頒布的標準對兩種流動分析技術有所側重。如，中科院發(fā)布的《中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡觀測與分析標準方法》推薦使用連續(xù)流動分析方法（即書中提及的各類自動比色法），該標準方法主要用于生態(tài)調查，在高校和科研單位相關領域具有一定影響力。此外，今年頒布實施得2項應用于地下水質檢測的DZ（地質）行業(yè)標準推薦的是流動注射在線蒸餾法。環(huán)境監(jiān)測是流動分析儀的主要應用領域，HJ行業(yè)標準方法支持連續(xù)流動-分光光度法和流動注射-分光光度法在環(huán)境監(jiān)測領域的應用，但流動注射技術的標準有8個，連續(xù)流動分析技術的標準只有3個。FIA雖然擁有眾多行業(yè)標準，但卻缺乏煙草和農(nóng)業(yè)標準，直接影響了該技術在這些檢測行業(yè)的應用，相信FIA的生產(chǎn)企業(yè)也在秣馬厲兵為進軍這些行業(yè)做標準上的準備。
值得關注的是，雖然流動分析技術來源于生化分析儀，但在生物醫(yī)藥領域的應用很少，僅有的應用方向是原材料的抗生素等指標的檢測，所以目前尚無醫(yī)藥行業(yè)的標準頒布。需要有關部門牽頭推動相關標準的制定，以規(guī)范該行業(yè)檢測市場。
更新時間：2025-10-29
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