从厦门质谱推出MALDI-TOF看国产质谱研发——访厦门大学何坚教授

　　序言 长久以来，中国质谱市场基本处于被进口质谱垄断的状态。近十年间，我国的质谱企业逐渐起步，一些有实力的仪器厂商也开始投入到质谱的研发生产中来。国产厂商逐步推出了商品化GC-QMS、GC-TOFMS、LC-MS、工业在线质谱和气溶胶质谱等产品。

　　自2010以来，在国家的大力支持和实际需求快速增长的推动下，国产质谱迎来了一个前所未有发展新浪潮。厦门质谱仪器仪表有限公司(简称厦门质谱)是发展势头正劲的国产质谱公司之一。2012年6月，厦门质谱公司成立;2013年10月，江苏天瑞仪器股份有限公司(简称天瑞)向厦门质谱首期增资1000万，双方开始合作质谱研发项目;2014年8月厦门质谱就推出了全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GC-TOFMS);2015年6月厦门质谱又推出了MALDI-TOF( microTyper) MS，并刚刚成功通过中国分析测试协会的专家鉴定。

　　MALDI-TOF质谱的特点是灵敏度高、测定速度快、易于实现高通量，可对蛋白进行大规模鉴定及对生物大分子进行分子量测定。在测定大分子化合物，尤其是蛋白、核酸、多糖、脂类等生物大分子方面它的作用是其他质谱无法代替的。MALDI-TOF在蛋白质组学研究、基因组研究以及生物天然药物的开发等领域起到了重要的作用，并在包括微生物鉴定、多肽指纹图谱鉴定和基因检测等的生物医疗方面做出了突出贡献。

　　MALDI-TOF在近年来也逐渐得到各国医疗仪器监管部门的认可。2012年8月，梅里埃的MALDI-TOF获得了中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)的许可，批准其作为医疗器械产品上市，并于次年8月获得美国FDA上市许可。布鲁克的MALDI-TOF系统也于2014年6月获得了CFDA的上市许可，可作为医疗器械在中国推广和销售。

　　目前MALDI-TOF的市场由布鲁克、SCIEX、岛津等进口仪器厂商主导。国内研发团队在近几年也非常关注MALDI-TOF技术的开发。

　　厦门大学机电系(原科学仪器工程系)教授、厦门质谱公司总经理、microTyper MALDI-TOF研发总工程师何坚专注质谱研发20余年，他在2012年创建了厦门质谱公司。何坚教授带领其研发团队在此前不到两年时间内推出了国产GC-TOF和MALDI-TOF两款商业化质谱，实现了国产质谱的多个突破。借microTyper MALDI-TOFMS推出之际，仪器信息网编辑(以下简称Instrument)采访了何坚教授。

厦门大学机电系教授、厦门质谱公司总经理何坚

何坚谈microTyper MALDI-TOF的研发之路

　　Instrument：何教授，请您谈谈飞行时间质谱研发的关键技术难点。

　　何坚：关键技术难点主要包括所有系统结构及电参数的优化设计、仪器配件的精密加工和装配、调试与改进这三点。其中，前面两点是基础，调试与改进是最后一步，也是最重要的一个环节。仪器设计再好，没有经过调试和改进，仪器就像是一个半成品，甚至是一堆废铁。质谱仪器研发最难的一关也是调试，国内经验丰富的调试工程师非常少，国外也是一样。优秀人才对仪器研发有至关重要的作用。

　　Instrument：microTyper的推出实现了我国质谱研发的新突破，请您谈谈此次项目攻关的亮点。

　　何坚：第一个亮点是时间快：microTyper MS自去年(2014年)3月份刚刚开始设计，8月份就进入了装配阶段，到12月份正式调试成功，今年(2015年)5月份已经开始小批量生产。在软件开发方面，整个研发过程仅仅耗时7个多月。研发过程非常紧凑，为转产和销售争取了大量宝贵时间，团队的辛苦努力和工作的高效率是研发成功的关键。第二个亮点是耗资少：整个研发方案正确、安排合理并且组织高效，做到了人力和财力使用的最优化。

　　Instrument: microTyper的研发用时短、效率高，整个过程是一帆风顺吗，是否遇到了障碍和挑战?

　　何坚：在技术方面，硬件和软件的开发对我们来说不是最大的问题，国外配件的采购才是最大的难关。为了保证仪器的性能更好，我们对配件要求比较高，研发之初也不可能将型号一一确定，每次型号的更改都是耗时耗力的工作。我们的仪器配件有一些需从海外采购，有的需要定制。进口配件还涉及许可、进关、报关等问题，各种配件型号的确定花费了很长时间。除此之外，为了达到更高的效率，团队内部的协调也是一个不小的挑战。包括人员之间的配合，方案设计之间的衔接等等，一切都为高效率服务。

　　Instrument: 如果把此次推出的MALDI-TOF与国外同类产品进行比较，您有哪些观点?

　　何坚：此次 MALDI TOF的研发充分吸收了国外产品的优点，在国外产品的基础之上又进行了设计与创新。仪器的核心部件和许多关键零配件出自国产，有一些性能指标不如国外产品。但我们从总体设计方面做了一定的弥补，使得我们这款产品的分辨率、灵敏度和稳定性等主要指标与国外同类产品相当。另外，我们在软件方面，投入了更大的精力，使得我们的仪器软件要比国外产品功能更丰富、更实用、操作更方便，包括中英文菜单的同步显示等等，这些都使其更贴近中国用户。另外在软件的算法和软件架构方面也都非常出色。

　　我们的仪器不仅仅是一台仪器，而是一套完整的系统。从样品的采集，到最后的后处理，无论从方便性还是安全性，都是我们的特点和优势。我们还在不断的鼓励与用户间的紧密合作，希望在更多的应用领域得到与用户和专家的合作机会，共同把这款国产质谱做好和用好。

　　Instrument： microTyper将在哪些领域发挥它的优势?

　　何坚：我们的MALDI-TOF目前主要是用于微生物的快速高通量鉴定。在临床微生物检验、疾病控制、传染源溯源、微生物检验检疫、益生菌保健品和药物微生物检测等领域应用前景巨大。目前该仪器正在申请国家食品药品监督管理总局(CFDA)医疗器械许可证。另外，医疗尤其是体外诊断(IVD)目前已从传统模式转到分子诊断时代。质谱作为实用性，通用性、灵敏度俱佳的高端分析仪器，正在逐步被大家接受和认可，并成为IVD的主导。

microTyper MALDI-TOF

　　Instrument：microTyper将如何进行产业化?

　　何坚：目前microTyper MS已经在江苏天瑞进行批量生产。必要时，厦门质谱也可以进行小批量的生产，以满足产能的需要。

　　Instrument：继推出了GC-TOF和MALDI-TOF之后，您的研发团队接下来的产品规划是怎样的?

　　何坚：未来我们将会重点开发Q-TOFMS和ICP-TOFMS，让我们的TOF质谱产品更丰富。在研发新类型TOF的同时，我们也会对已经研发出来的GC-TOF和MALDI-TOF进行分领域、分档次地系列化。

何教授谈国内质谱研发条件

　　Instrument：在质谱研发人才培养方面您认为最重要的是什么?

　　何坚：首先，搞质谱研发的人一定要对研发感兴趣，一定要有坚持精神，不怕吃苦。第二，也要有扎实的基础，包括软硬件以及仪器仪表等知识。另外，最重要的是需要长期的锻炼实践，这就需要一个很好的平台：不仅要有合适的环境，还要有好的老师和团队。第四，需要具有坚持不懈的学习态度。

　　Instrument：国内质谱研发条件与环境与先进国家相比有何不同?

　　何坚：首先从“硬环境”讲，就像刚才提到过的，质谱研发使用的物料及配件在国外很容易买到，方便快捷且全面。而从国内采购这些硬件则具有很多限制，很多型号也无法买到，会给研发带来时间和质量上的损失。另外从“软环境”来讲，虽然国内质谱研发环境已经越来越好，但还是有待提升。质谱研发还需要得到更高的重视，目前在国内搞质谱研发比一些先进国家要艰难很多。现在已经有越来越多的国产企业加入到质谱的研发生产中，希望咱们国内的研发环境能更好!

　　Instrument：请您谈谈目前国产质谱研发中的创新情况。

　　何坚：其实这个问题的焦点在于国产质谱是全自主开发还是仿制。创新和开发一般存在四种类型。第一种是原始创新;第二种是集成创新;第三种是仿制研发;第四种即所谓的纯山寨。原始创新的团队一般主要来自高校、研究所和优秀的企业研发团队;集成创新和仿制研发主要是以新介入质谱的大企业为主。我个人认为，由于国产质谱的平均研发水平与国外差距还很大，特别是在人才资源方面严重匮乏。所以通过集成创新和仿制研发可能是目前最适合的方式。当然，通过收购外企可以迅速地培养出我们自己的高素质质谱研发人才，这也是一个非常好的做法。现在国家正在大力提倡知识产权成果转化，这对具有原始创新的高校研究人员来说是个非常好的契机。

　　Instrument：厦门大学对科研人员知识产权产业化持怎样的态度?

　　何坚：厦门大学鼓励科研知识产权产业化，校领导表示在这方面也希望能走在各高校的前列，并表示将对此会出台更好的规定措施。

　　Instrument：您更喜欢在高校还是在企业工作?

　　何坚：在学校里可以承担国家项目和课题，研究最前端的新技术和新方法。而在企业里能把一些技术转化为产品，更贴近于实用，使研究更有意义。这两者相互联系、不可割离。与搞研究比起来我更喜欢做仪器研发。

何教授谈国产质谱发展方向

　　Instrument: 请您谈谈国产质谱厂商面临的挑战。

　　何坚：“国产仪器应价廉物美”这个传统观念是加在我们国产仪器行业上的一个“紧箍咒”，特别是在发展初期阶段。其实国内许多产品的成本都比国外产品要高，国外企业配件的采购价格甚至只有我们的50%到60%，而且配件指标参数也更优，可以说国外质谱企业是以最优惠的价格定制最好的零配件。我们国产仪器的生产只在劳动力成本方面有些优势。在国产质谱发展的初期强调“价廉物美”，我想这是非常不现实也是非常残酷的。我们只能尽量地减少企业利润，减少我们的研发投入、减少我们的市场宣传成本来满足用户的这种需求，同时还要保证足够好的服务质量。我想这种要求对于国产厂家非常不公平，即使国外企业也很难做到。

　　现在有人已经提出来“政商产学研用”，这的确是一个现实的状况。但是我们深想一下，为什么会有“政”呢?这说明我们的国产质谱环境现在还处于初期阶段，还深陷窘境之中，也是一个很无奈局面。国内的许多专家对国外仪器进步付出了巨大贡献的，其初期的产品并不比我们的第一代产品好。国内专家给国外仪器研发提了很多的宝贵改进意见和开发应用方案，所以说国外质谱厂家需要感谢我们国内的这些应用专家。现在该到给国产质谱机会的时候了。国内专家是不是也能像对待国外初期产品一样，试一试国产质谱，帮一帮我们国家自己的质谱产品。使用过的用户就能给我们的研发提出意见和建议，一起合作开发适合于国产仪器的应用方案。我想，如果真能给我们机会，作为一线的国产质谱研发人员，我们有信心能在5到10年之后开发出可与国外同类产品相媲美的仪器。

　　同时也希望国家支持真正有研发实力的团队，鼓励高校、研究所等研发机构把技术拿出来与企业合作真正的将好技术转化为产品。

　　Instrument：近期出现了国内厂商收购国外质谱公司的热潮，您对此如何看?

　　何坚：国内企业收购国外质谱厂商是一种国力增强和企业实力增强的表现。这对我们质谱仪研发人员来讲，也是一个很好的事情。我们的研发人员将有更大的用武之地，也有更好的机会向国外专家学习。但是也存在一些潜在的问题：被收购的企业或产业线在收购前，一般是存在一定困境才会被出售的。所以，我们收购之后如何进行有效的整合和效益最大化、如何对国外技术进行消化和传承、如何把控好风险等，这些都是摆在我们的眼前不可回避的问题。

　　Instrument：请您谈谈国产质谱的产业化发展方向。

　　何坚：在应用市场方面，目前食品安全和环保市场非常火热，我想这是毋庸置疑的发展方向。除此之外，另一个重要的领域就是医疗。在中国，医疗市场尤为突出，具有巨大的市场发展空间。因为我们面临着很多诸如老龄化和食品安全及环境恶化带来的日益增长的健康问题，老百姓对健康质量的要求也在逐步走高。

　　从发展战略上讲，开发通用仪器技术难度高、投入大、回收周期长，但也是不能放弃的重要部分。通用仪器的发展进步可以从正面阻击国外仪器。另一方面，专用型仪器的开发则似迂回突破国外仪器围阻。中国的市场非常大，而需求也是多样的。每个国产质谱生产企业可以找出自己的一个突破口，从而确定新的市场定位。如此以来，我们国产质谱发展还是比国外产品有一定优势的。

　　编者按在采访中何教授对国产仪器研发的热情和信心深深的感染了编者。正是何教授这样把毕生所学致力于带动国产仪器研发的领军人物的存在，才令我们的质谱研发越来越有生机。万事开头难，厦门质谱等国产质谱厂商已经为后面的发展做好了例证，证明我们已经初步具备了生产高水平质谱的实力。国产质谱的实力进步也离不开国家的鼓励和人才能力的发展。何教授强调仪器研发中最重要的实力因素是人的能力，研发人员的素质决定研发团队的力量，也决定整个国家行业发展。愿何教授和他的团队能早日带给我们新的惊喜，愿我们的国产质谱越走越远。

　　采访编辑：郭浩楠

　　附录 何坚教授简历

　　1970年出生于江苏;1988年考入厦门大学科学仪器工程系;1992年，师从于国产质谱创始人之一的季欧老师;2002年获厦门大学分析化学理学博士;2004年赴美国Los Alamos National Laboratory开展博士后工作。从最早的磁偏转质谱到现在的飞行时间质谱，专注于质谱研发二十余年。期间以主要设计者和主要制作人的身份参加多项科技部的科技攻关计划、863项目和自然基金仪器重大项目。在2012年转入产业化之前研发完成包括国产首台高分辨ESI-TOFMS、LAI-TOFMS和EI/PI-TOFMS在内的十余台科研用质谱仪器，获授权多项发明专利，并给科研人员产出了许多优秀的科研成果。2012年创办厦门质谱仪器仪表有限公司。