我国掌握小型质谱仪研制关键技术

　　从中国计量科学研究院了解到，该院联合清华大学等单位，历时8年完成的“小型质谱仪关键技术创新及整机研制”项目获得了2010年度国家科技进步奖二等奖。该项目攻克了质谱联用仪相关核心技术和关键部件，成功研制出实验室质谱、车载质谱、生物质谱和小型便携质谱等6种质谱仪及其研发技术平台，并实现了四极杆质谱仪的产业化，开启了中国质谱事业的新局面。其中3项核心技术成果为国际首创，3项成果达到国际先进水平，填补国内空白。

　　图1 便携式质谱仪

　　图2 离子阱质谱仪

　　质谱仪是将物质粒子(原子、分子)电离成离子，通过适当电场或磁场将它们分离，并检测其强度进行定性、定量分析的仪器。因具有直接测量的本质和高分辨、高灵敏、大通量、高准确度的特性，质谱仪在生命科学、材料科学、食品安全、环境监测、医疗卫生、国家安全等领域具有不可替代的作用和举足轻重的地位。近年来，随着国内外质谱技术飞速发展，质谱仪市场需求迅猛，成为分析领域最重要的仪器。

　　图3四极杆质谱仪

　　在我国，受质谱仪核心技术“空心化”的制约，国内质谱仪市场一直被国外公司垄断，限制了相关领域的创新。在国家科技支撑计划和国家自然基金项目的支持下，中国计量科学研究院于2002年开展了此方面的研究。

　　图4车载质谱仪

　　据了解，课题组从开放式质谱仪研究实验平台、关键技术及关键部件入手，突破国外的技术封锁，解决长期以来困扰我国质谱仪研究与自主制造的瓶颈问题，建立多项达到国际先进水平的专利技术，并在质谱仪的关键核心领域——质量分析器和离子源方面提出了3项填补国际空白的重要发明：首次提出了“基于可独立调节射频电压的多电极结构来平衡机械误差带来的高阶场”和“用机械形状逼近来获得近似完美的电场”2种质量分析器发展新思路，首次提出利用介质阻挡放电技术实现低温等离子体电离新方法和新装置。目前，在6种开放式质谱仪研发技术平台基础上，3种型号质谱联用仪工艺样机，已进入产品工艺化阶段。

　　图5 LC单四极杆质谱仪

　　小型质谱仪关键技术创新及整机研制，打破了发达国家对质谱仪领域核心关键技术的垄断，改变了国内质谱仪器研制落后的状况，带动了我国质谱仪产业实现跨越式发展，将在我国公共安全、生命科学、生物安全、航天科技等领域发挥重要的支撑作用。