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国家对于国产质谱研发加大支持力度
2016-3-7 来源:中国聚合物网 点击
关键词:质谱仪  分析仪器  国产质谱
  质谱仪是非常重要的一类分析仪器,在业内属于典型的明星仪器,但是普通大众只有在一些重大科学事件(如两弹一星研制、青蒿素发现等)和重要的司法案件偶尔会听到质谱仪的名字。质谱仪检测原理的清晰明了和检测结果的可靠性得到了世界公认,在产品进出口和司法鉴定中,质谱仪给出的检测报告被广为采纳,这也是近几年质谱仪之所以表现为“价格昂贵量又大”的主要原因。质谱仪相关的学术会议出席人数在逐年增加,美国ASMS每年参会人数达到了6000人,国内近期也出现了千人参会的壮观场面。

  据初步评估,2016年全球质谱仪市场需求规模会超过50亿美元;其在制药、化工、食品、环境等方面已经是主力军,在临床检测方面的市场需求也在逐步打开。质谱类仪器又是属于典型的“大型仪器”,单四极杆气质联用仪平均报价在70-100万元,近期增长比较快的三重四极杆液质联用仪和四极杆-飞行时间质谱联用仪平均报价在200-300万元之间,高分辨质谱Orbitrap和FT的价格在500万元以上甚至超过了1000万元。如此重要的仪器设备,几乎超过98%的市场需求依赖进口,中高端更是全部依靠进口。2014年全球产值排名前十的仪器厂商中,有七家厂商生产质谱仪,而且前五家全部都是质谱仪的主流生产厂商。在巨大的市场需求面前,国产仪器厂商纷纷涉足质谱仪相关产品,例如东西分析、普析通用、禾信、天瑞、聚光科技、舜宇恒平、毅新兴业、皖仪、中科科仪、厦门质谱、浙江好创、华仪宁创等;雪迪龙、博晖创新等通过收购国外厂商直接跨入质谱行列。

  在强大的市场需求和多位老一辈科学仪器工作者的强烈呼吁下,自2011年成立的重大科学仪器专项中,质谱仪相关的项目首当其冲成为了重点支持项目,得到前所未有的支持力度。具体立项见文后附表。

  质谱仪的关键核心部件涉及离子源、质量分析器、真空系统、检测器等。在质量分析器方面,TOF、SQ、TQ、Orbitrap、Q-TOF等都有重量级的牵头单位进行研发;在真空系统、高精度四极质量分析器都有立项。在科学仪器重大专项实施近5年来,相对于其他类型仪器的支持情况,对质谱仪器相关项目的支持最全面,力度最大;基本符合科技部于2016年02月05日布的《“重大科学仪器设备开发”重点专项2016年度项目申报指南(国科发资〔2016〕38号)》中阐述的国家科学仪器开发思路:通过本专项的实施,构建“仪器原理验证—关键技术研发(软硬件)—系统集成—应用示范—产业化”的国家科学仪器开发链条。

  最新发布的《“重大科学仪器设备开发”重点专项2016年度项目申报指南”(国科发资〔2016〕38号)》中,在质谱仪项目方面增加了“新型质谱离子源”项目(1.1.3),具体要求如下:

  研究内容:研究敞开式离子化新技术,研制新型电喷雾、介质阻挡放电、激光/气体辅助喷雾和高度集成化敞开式的离子源,开展新离子化应用方法开发和数据库构建,实施新离子源的工程化和产业化开发,满足原位实时快速分析、单细胞分析、质谱成像分析、超痕量样品分析需求,推动我国质谱离子化技术与装置的跨越式发展。

  考核指标:形成6种以上具有自主知识产权的新型敞开式质谱离子源产品,有力支撑食品安全、环境应急、新药研发、现场快检、生物研究、质谱成像、公共安全等质谱检测应用。形成敞开式质谱离子源工艺化、产业化基地,实现批量生产。发明专利3项,技术标准3项。项目验收后三年内年销售达到40套以上。项目实施年限不超过3年,每个项目形成5种以上不同的离子源产品。

  在支持方式方面,项目立项后前半段主要由承担单位自筹经费实施,资助20%的专项经费;经中期评估确认,项目进展顺利、能够达到预期目标、科研管理和项目经费管理规范的项目,后半段再主要由专项经费给予支持。

  据了解,国内主要的离子源研发科研单位及与离子源相关的工作如下(如有未列入者请与我们联系):

  清华大学张新荣教授课题组,在常压敞开式质谱离子源方面做了深入的研究,2007年提出了一种简单实用、特别适合小型便携式质谱的离子源—介质阻挡放电离子源(DBDI)。

  东华理工大学陈焕文教授课题组,致力于认识能量与电荷在各种典型复杂基体样品中传递的规律及特殊性,并据此发展相应的分析方法和关键部件,拓展质谱分析应用领域。

  中国医学科学院/北京协和医学院(简称院校)药物研究所再帕尔·阿不力孜教授课题组,研究气流在离子运输和电离过程中的作用,设计开发了具有自主知识产权的空气动力辅助离子源。

  北京大学刘虎威教授课题组,先后发展了两种新型敞开式离子化质谱技术:等离子体辅助多波长激光解吸附离子化质谱(PAMLDI-MS)和敞开式表面辅助激光解吸附/离子化质谱。

  四川大学段忆翔教授课题组,在新型质谱离子源方面,该课题组先后设计了微波诱导等离子体解吸附/电离离子源(MIPDI)及微型辉光放电等离子体离子源(MFGDP)。

  中国科学院大连化学物理研究所李海洋研究员课题组,研究各种形态有机物的直接电离新方法,大气纳米气溶胶的高效电离新方法,研究用于样品在线元素分析的原子化电离新方法。

  中国科学院合肥研究院储焰南研究员课题组,自主研制的用于挥发性有机物(VOCs)实时在线监测与预警的移动式高灵敏质子转移反应质谱仪(PTR-MS: 包括质子转移反应四极质谱仪(PTR-QMS)、质子转移反应飞行时间质谱装置(PTR-TOFMS))

  总之,虽然近年来在质谱项目的投入力度前所未有,但是通过横向比较会发现投入总金额甚至不及或者相当于国外一家主流厂商在质谱研发上的投入,因此支持力度还需要持续增加。由于投入的资金来源于国家,有专家也表示,“项目失败的几率也是很大的,拿到钱的重点研究单位,至少给行业内的同行有个报告,成功的经验和失败的教训都可以。如果大家都可以把阶段性的研究成果发布出来,相信国产质谱的水平提升会很快。”另外对于企业主承担的专项,建议尽快出台相关政策,企业一旦被国外厂商收购,应该有相应的应对机制。


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