今天，記者從中國計量科學研究院了解到，該院聯(lián)合清華大學等單位，歷時8年完成的“小型質譜儀關鍵技術創(chuàng)新及整機研制”項目獲得了2010年度國家科技進步獎二等獎。該項目攻克了質譜聯(lián)用儀相關核心技術和關鍵部件，成功研制出實驗室質譜、車載質譜、生物質譜和小型便攜質譜等6種質譜儀及其研發(fā)技術平臺，并實現(xiàn)了四極桿質譜儀的產業(yè)化，開啟了中國質譜事業(yè)的新局面。其中3項核心技術成果為國際首創(chuàng)，3項成果達到國際先進水平，填補國內空白。
圖1 便攜式質譜儀
圖2 離子阱質譜儀
質譜儀是將物質粒子（原子、分子）電離成離子，通過適當電場或磁場將它們分離，并檢測其強度進行定性、定量分析的儀器。因具有直接測量的本質和高分辨、高靈敏、大通量、高準確度的特性，質譜儀在生命科學、材料科學、食品安全、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、國家安全等領域具有不可替代的作用和舉足輕重的地位。近年來，隨著國內外質譜技術飛速發(fā)展，質譜儀市場需求迅猛，成為分析領域最重要的儀器。
圖3 四極桿質譜儀
在我國，受質譜儀核心技術“空心化”的制約，國內質譜儀市場一直被國外公司壟斷，限制了相關領域的創(chuàng)新。在國家科技支撐計劃和國家自然基金項目的支持下，中國計量科學研究院于2002年開展了此方面的研究。
圖4 車載質譜儀
據(jù)了解，課題組從開放式質譜儀研究實驗平臺、關鍵技術及關鍵部件入手，突破國外的技術封鎖，解決長期以來困擾我國質譜儀研究與自主制造的瓶頸問題，建立多項達到國際先進水平的專利技術，并在質譜儀的關鍵核心領域——質量分析器和離子源方面提出了3項填補國際空白的重要發(fā)明：首次提出了“基于可獨立調節(jié)射頻電壓的多電極結構來平衡機械誤差帶來的高階場”和“用機械形狀逼近來獲得近似完美的電場”2種質量分析器發(fā)展新思路，首次提出利用介質阻擋放電技術實現(xiàn)低溫等離子體電離新方法和新裝置。目前，在6種開放式質譜儀研發(fā)技術平臺基礎上，3種型號質譜聯(lián)用儀工藝樣機，已進入產品工藝化階段。
圖5 LC單四極桿質譜儀
小型質譜儀關鍵技術創(chuàng)新及整機研制，打破了發(fā)達國家對質譜儀領域核心關鍵技術的壟斷，改變了國內質譜儀器研制落后的狀況，帶動了我國質譜儀產業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，將在我國公共安全、生命科學、生物安全、航天科技等領域發(fā)揮重要的支撐作用。
圖6 研究團隊：方 向（左3）、張新榮、熊行創(chuàng)、江 游（前排右1）、黃澤建（左1）、張小華（左2）等
