由中國質(zhì)譜學(xué)會主辦，中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所承辦的“第32屆中國質(zhì)譜學(xué)會學(xué)術(shù)年會”于2012年8月13日至18日在昆明召開。此次大會收到報告、論文200余篇，涉及有機質(zhì)譜、生物質(zhì)譜、無機質(zhì)譜以及同位素質(zhì)譜、質(zhì)譜儀器與教育等方面，內(nèi)容基本反映了近期及最近一年國內(nèi)國際質(zhì)譜學(xué)工作的進(jìn)展概況，約超過300位質(zhì)譜工作者出席了此次大會。本文將在大會期間了解到的質(zhì)譜技術(shù)與市場信息匯總成文，供讀者參考。
一、全球質(zhì)譜市場年增長率超過10%，中國市場增長更快
近十年來，質(zhì)譜行業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種質(zhì)譜新品的推出也是令人眼花繚亂。據(jù)儀器信息網(wǎng)統(tǒng)計，2008～2012年期間各大質(zhì)譜儀器廠商推出質(zhì)譜新品已經(jīng)超過了90臺，液質(zhì)占據(jù)了絕大多數(shù);其中三重四極桿質(zhì)最多，約占24%，四極桿飛行時間約占14%。同時質(zhì)譜市場表現(xiàn)出了強勁的增長勢頭，據(jù)統(tǒng)計，質(zhì)譜儀在國際市場上每年的增長率超過10%， 2012年市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到45億美元。
我國屬于發(fā)展中國家，加上特殊的國情，對于質(zhì)譜儀的需求增長更快，預(yù)計2012年進(jìn)口各類質(zhì)譜數(shù)量超過6000臺;其中絕大部分要依賴進(jìn)口，大型高端質(zhì)譜儀基本完全依賴進(jìn)口。
二、跨國公司大多擁有核心技術(shù)，未來競爭日趨激烈
目前市場需求量較大的質(zhì)譜類型有三重四極桿質(zhì)譜、單四極桿質(zhì)譜、四極桿飛行時間質(zhì)譜以及離子阱質(zhì)譜。就質(zhì)譜本身技術(shù)而言，各大質(zhì)譜廠商都有自己的優(yōu)勢，例如：AB SCIEX的QTRAP技術(shù)，顯著提高三重四極MS/MS的靈敏度;賽默飛革新的Orbitrap技術(shù)，小體積軌道阱結(jié)構(gòu)和高場使其分辨率和速度大幅提高;安捷倫ifunnel雙級離子漏斗離子傳輸器、90度彎曲線性加速碰撞池和六孔惰性毛細(xì)管接口，靈敏度大幅提升;Waters StepWave偏軸片狀離子透鏡組，減少透鏡清洗，加大了氣容量，離子傳輸效率更好;Bruker maXis QTOF質(zhì)譜儀ion cooler六級桿離子冷卻裝置實現(xiàn)一級與二級質(zhì)譜的全靈敏高分辨高精度質(zhì)譜數(shù)據(jù)采集;LECO公司Citius LC-HRT飛行時間液質(zhì)聯(lián)用儀，采用多次往返離子飛行技術(shù)，分辨率高達(dá)10萬;島津LCMS突出超快理念，正負(fù)離子切換15ms，掃描速度達(dá)每秒15000質(zhì)量數(shù);珀金埃爾默F(xiàn)lexar SQ 300 MS強調(diào)高性價比，其專利的Field-Free APCI源在小流量下仍能保持很好的靈敏度。
三、質(zhì)譜儀器擁有“光輝的未來”，國產(chǎn)廠商漸入角色
在此次第32屆中國質(zhì)譜年會，出乎很多專家意料的是一年以前還沒有一臺質(zhì)譜的天瑞儀器竟然“天不怕地不怕”，一舉拿下了冠名此次大會的“鉆石贊助商”稱號，這在全國性的大型質(zhì)譜會議上尚屬首次，而且劉召貴博士極具煽動性的演講，也使各與會專家學(xué)者為之熱血沸騰。但是會場之內(nèi)也不乏有冷靜且持懷疑態(tài)度者，質(zhì)譜儀器畢竟不是普通設(shè)備，涉及光、機、電、軟件等方方面面，同時國內(nèi)儀器企業(yè)面臨精加工基礎(chǔ)薄弱、經(jīng)驗不足、缺乏高端人才以及日益增加的勞動力成本等缺點，如何趕上已經(jīng)有超過30年制造經(jīng)驗的賽默飛、安捷倫、AB SCIEX等國際巨頭?
我們回過頭來看，過去5年來國內(nèi)質(zhì)譜技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以用“國家支持力度在加大，企業(yè)步伐在加快”來形容。在企業(yè)方面，2006年東西分析推出第一臺國產(chǎn)商用單四極桿質(zhì)譜儀，標(biāo)志著國產(chǎn)商用質(zhì)譜實終于現(xiàn)了零的突破，此后陸續(xù)有廣州禾信、舜宇恒平、普析通用、聚光科技等國產(chǎn)廠商推出了商業(yè)化飛行時間、四極桿、離子阱以及在線等質(zhì)譜儀器;2012年上半年天瑞儀器推出了液質(zhì)聯(lián)用儀器，標(biāo)志著國產(chǎn)廠商正式涉足液質(zhì)聯(lián)用市場。在政府層面，2011年國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項資金達(dá)13億元，如此支持力度是前所未有，其中對于質(zhì)譜的儀器的支持占相當(dāng)大的比例。
在此次大會上，中國質(zhì)譜學(xué)會李金英理事長在致辭中表示，國內(nèi)在精密制造和儀器制造方面有很多欠缺和不足，呼吁大力推進(jìn)國內(nèi)的質(zhì)譜學(xué)術(shù)技術(shù)水平和儀器設(shè)備制造業(yè)。顯然，不論是在學(xué)術(shù)領(lǐng)域、政府層面還是企業(yè)單位，大家都看到了質(zhì)譜儀器“光輝的未來”。但是質(zhì)譜儀器的研發(fā)的路上卻充滿艱辛，其中的酸甜苦辣只有造質(zhì)譜的人自己知道。禾信副總經(jīng)理傅忠先生向儀器信息網(wǎng)表示，曾經(jīng)有一段時間非常艱苦，常常是一筆融資到帳時，前一筆資金剛剛用完;曾經(jīng)在普析通用質(zhì)譜新品發(fā)布會上，資深研發(fā)人員張小華先生當(dāng)場落淚;天瑞儀器劉召貴博士多次表示賣血也要造質(zhì)譜。
四、國內(nèi)研發(fā)團隊如雨后春筍，聚焦離子源技術(shù)
根據(jù)對歷年質(zhì)譜大會報告的跟蹤，會發(fā)現(xiàn)關(guān)于質(zhì)譜研發(fā)方面的文章和研發(fā)團隊越來越多，已經(jīng)形成了數(shù)十個年輕的質(zhì)譜儀器研發(fā)團隊，例如復(fù)旦大學(xué)、廈門大學(xué)、清華大學(xué)、東華理工大學(xué)、中科院化學(xué)所、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所、中科院大連化物所、中國計量院等單位近幾年在質(zhì)譜儀器研發(fā)領(lǐng)域非?；钴S。那么在本次大會上關(guān)于質(zhì)譜儀器研發(fā)的成果多數(shù)與離子源和質(zhì)量分析器相關(guān)，下面將為大家做一簡單介紹。
北京大學(xué)張成森報告中設(shè)計了一種新型常壓敞開式質(zhì)譜離子源，多通道旋轉(zhuǎn)電噴霧離子源(MRESI)，通過引入多通道和旋轉(zhuǎn)機制來獲得均勻混合的離子流，通過旋轉(zhuǎn)可以使多個通道形成的電噴霧在空間分布均勻并同時進(jìn)入到質(zhì)譜檢測器，并且多個通道之間的相互作用與所選樣品的揮發(fā)性有關(guān)。質(zhì)譜多通道旋轉(zhuǎn)電噴霧離子源這一特性可以使其用于在線調(diào)控蛋白質(zhì)離子的電荷分布。
珀金埃爾默首席科學(xué)家沈世達(dá)博士在大會上介紹了直接進(jìn)行離子化的離子源(DSA)。新型的封閉式直接進(jìn)樣分析(DSA)離子源采用“field free” APCI，與APCI相似，只是電暈放電針被探頭保護著，所處于蒸汽流中合適的位置，并且與外部的離子入口的電場隔離開來。DSA離子源使樣品直接離子化，可作為質(zhì)量控制快速篩選，適用于氣體、固體、粉末、藥片、液體、紙張等樣品直接分析。
質(zhì)譜成像技術(shù)正在成為質(zhì)譜領(lǐng)域的前沿和熱點，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所再帕爾.阿不力孜研究員課題組，針對整體動物大面積生物切片的質(zhì)譜成像難題，采用課題組前期研發(fā)的空氣動力輔助離子化(AFAI)技術(shù)，建立了一種新型免標(biāo)記高靈敏的常壓敞開式整體動物質(zhì)譜成像(AFAI-IMS)新技術(shù)和新方法。其主要特點：無需在真空下操作，無需使用基質(zhì)，無需標(biāo)記和化學(xué)復(fù)雜前處理。AFAI-IMS有望發(fā)展成為創(chuàng)新藥物研發(fā)領(lǐng)域有力的分析工具和手段。
核工業(yè)北京地質(zhì)研究院郭冬發(fā)研究員課題組自制了熱電離飛行時間質(zhì)譜儀(LA-TOF-MS)，其中大氣壓飛行時間質(zhì)譜儀由廣州禾信分析儀器有限公司研制(垂直引入反射式)。經(jīng)過測試證明，該儀器可用于同位素快速測量，并在雜質(zhì)檢測等方面具有一定的應(yīng)用潛力。
新型離子源、質(zhì)量分析器，最終要能夠經(jīng)受住應(yīng)用的考驗。東華理工大學(xué)陳煥文教授采用EESI-MS直接分析粘稠樣品，并對其機理進(jìn)行了解釋;復(fù)旦大學(xué)丁傳凡教授利用陣列離子阱進(jìn)行高通量質(zhì)譜分析，并對通道間的干擾進(jìn)行了研究。
中國工程物理研究院機械制造工藝研究所承擔(dān)著軍民兩用技術(shù)開發(fā)任務(wù)，該所劉興寶項目主管在報告中介紹了四極桿質(zhì)量分析器制造技術(shù)進(jìn)展情況。項目研究工作包括分析器理論模型建立、組建制造工藝、專用加工機床、組件裝配工藝及裝置、測量技術(shù)及裝置，質(zhì)譜測試平臺等方面取得了階段性的進(jìn)展。初步確定了兩種金屬極桿材料——特種不銹鋼及高純鉬，通過消磨表面微觀形貌及磨削過程中極桿受力分析等研究，對極桿磨削工藝參數(shù)、工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化;研究了極桿削磨高精度基準(zhǔn)中心孔的制備工藝，實現(xiàn)了單桿圓柱度小于等于1微米，表面粗糙度小于0.1微米。進(jìn)行了鉬極桿6個批次的加工實驗，隨著制造工藝的逐步優(yōu)化，批加工產(chǎn)品合格率穩(wěn)步上升，達(dá)80%以上。
