新挑战下的质谱发展之路该如何走？——第七届质谱仪器研发及应用热点论坛燃情启程

仪器信息网讯 2024年7月18日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专家组、哈尔滨工业大学(威海)、广东省麦思科学仪器创新研究院、分析测试百科网主办的“第七届质谱仪器研发及应用热点论坛”在山东省威海市隆重召开。仪器信息网作为支持单位参加会议并对本次会议进行报道。

本次论坛以“新挑战下的质谱发展之路”为主题，邀请了多位质谱仪器研发、应用、产业专家共同探讨应该如何去解决质谱仪器“卡脖子”技术问题，推动国家核心关键领域质谱仪器的发展进程。

会议现场

“质谱仪器研发论坛”始于2018年，每年一届，今年已是第七届。而且，今年的论坛名称也发生了一些变化“质谱仪器研发及应用热点论坛”，从会议报告主题也可以看到，除了各种质谱技术研发进展，临床毒物、微塑料检测、单细胞代谢组学等热点应用的报告也占据了一定数量；确实，需求导向正是仪器研发的出发点。

哈尔滨工业大学（威海）校长谭忆秋教授致辞

科技部科技经费监管服务中心原主任吴学梯致辞

中国仪器仪表学会分析仪器名誉理事长刘长宽致辞

中国仪器仪表学会分析仪器理事长/质谱仪器专家组主任委员/中国计量科学研究院

方向研究员致辞

中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器学术组秘书长周志恒主持开幕式

大会开幕式由中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器学术组秘书长周志恒主持，哈尔滨工业大学（威海）校长谭忆秋教授、科技部科技经费监管服务中心原主任吴学梯、中国仪器仪表学会分析仪器名誉理事长刘长宽、中国仪器仪表学会分析仪器理事长/质谱仪器专家组主任委员/中国计量科学研究院方向研究员致开幕辞。

随着经济不断发展，质谱仪因其高特异性、高灵敏度的优势不断得到市场认可，应用领域涉及经济社会各个环节，对其他产业的发展具有巨大的带动作用。虽说，目前中国质谱市场大部分依赖进口，但是，经过时间的积累，近年来国内质谱研发团队、国产质谱企业、质谱研发成果呈现快速增长的趋势。此次论坛上，单细胞代谢组学质谱、颗粒质谱与成像、宽能标等离子体电离质谱、磁质谱、质子转移反应飞行时间质谱、光电离质谱、航天探测载荷的质谱仪器、小型离子阱质谱、化学电离在线飞行时间质谱、离子淌度质谱关键技术、质子转移反应质谱等研发进展集中进行了展示，可以看到，国产质谱多点布局，已初见成果。具体情况见以下大会报告内容：

报告题目《标准参考数据（SRD）——数字时代测量标准新范式》

报告人：中国计量科学研究院 方向 研究员

测量是从感知到认知的起点和关键，测量标准是保障科学数据的溯源性和可信任的依据。方向研究员从测量标准范式的历史演进、以D-SI为基础的数字时代的测量标准、标准参考数据（SRD）新范式三个方面进行了报告，指出科学研究四范式分别是经验科学、理论科学、计算科学和数据科学。其次，提到全球测量体系发生了“不变”的“巨变”，表现在稳定可靠、寰宇度量、数字转型三个方面。另外当前新范式具有四个优点：数据标准替代实物标准、数据标准能无限共享并有着极大范围应用、持续低成本扩大增强、标准数据+数字化+AI革新测量模式。最后，他呼吁质谱研究者共同建立可查找、可访问、可互操作以及可重用的标准参考数据制度体系，充分发挥标准参考数据在数字时代的威力。

报告题目《分析仪器行业发展态势分析》

报告人：中国仪器仪表学会分析仪器分会 吴爱华 秘书长

分析仪器行业近些年吸引了更多感兴趣的人关注，分析近年行业发展态势可以得出我国分析仪器行业发展速度高于全球整体水平，其得益于政府支持、新兴产业发展等主要驱动力，同时资本也更加青睐于分析仪器行业，尤其是质谱、生命科学仪器等。并且可以看出国产仪器正在向高端领域和原始创新方向发展，国有化率有所提升，市场占有率也稳步提升，出口显著增加。然而国外品牌本土化力度的提升也加大了国产品牌竞争压力。最后，她建议分析仪器研发工作者要抓住产业升级换道的机会，开拓新市场，向高端、高质量发展，抓住机会快速打通成果向产业转化的通道，为扩大海外市场做积极准备。

报告题目《宽能标等离子体电离质谱技术的研发及其在环境分析中的应用》

报告人：浙江大学 潘远江 教授

质谱技术的应用目前在海量数据总结归纳不够、未知物快速鉴定以及实验结果的准确预测等方面有着一定局限性，这就需要构建一种高通量智能分析系统去解决这样的应用问题。质谱在多个领域都有着广泛的应用，潘远江教授的团队构建了一种宽能标等离子体离子源，结合数字化能量调控，实现了单一离子源与ESI、APCI、EI等主流离子源相似的电离模式；通过数字化精确调控等离子体功率，实现了软/硬离子化、源内裂解和元素分析。在此基础上，依据该宽能标等离子体的特点，研究了四大类环境化合物的氧化过程，发现了潜在新污染物，揭示了该技术在环境污染物预测筛选中的良好应用前景。

报告题目《国产质谱仪器发展之管见——以临床质谱为例》

报告人：北京大学 刘虎威 教授

在国际形势严峻复杂，进口高端质谱仪受到影响的大环境下，国产质谱仪器客观上迎来了发展机遇。而根据当前国产质谱仪器研发现状，刘虎威教授提出：企业兼并势必行，资本集中大事成；高端仪器须国产，举国之力求生存；创新人才多延揽，工匠精神是灵魂；模仿过后须创新，性能稳定是核心；齐心合力谋发展，志同道合靠规章五条管见。报告中他也指出下一步的发展应该把蛋白质组学、脂质组学、代谢组学等大数据互通，形成证据链，进而与人工智能结合应用于肿瘤、心血管、神经等临床的实际应用研究中；对色谱-质谱在临床应用中面临的挑战，也指明做仪器研发行业，控制成本是关键。

报告题目《单细胞代谢物质谱流式分析》

报告人：清华大学 张四纯 教授

流式细胞仪作为单细胞分析的有力工具，已在细胞生物学和临床研究实验室获得广泛应用，但已有的流式细胞仪不适合单细胞中代谢物直接分析。代谢物作为细胞新陈代谢的终端产物能更值观地反映细胞表型，成为研究肿瘤微环境的关键技术应用，因此迫切需要研制可用于单细胞代谢物高通量检测的分析工具。张四纯教授的团队提出免疫标记质谱流式原理的单细胞代谢物分析方法，实现了高通量检测单细胞中数百种代谢物；还通过各种细胞的代谢物质谱图，成功区分了四种不同类型的肿瘤细胞以及不同亚型；突破了在单细胞水平上的代谢物小分子的高通量分析难点。

报告题目《颗粒质谱与成像》

报告人：中国科学院化学研究所 聂宗秀 研究员

测量起源各异、个体微小的生物粒子的质量及其在特定群体中的分布和变异情况，对于了解它们的结构和特性非常有帮助。而生物颗粒的质量远超现代质谱仪的测量范围，所以针对现代质谱存在的关键科学与技术问题，聂宗秀研究员的团队构建了纳米尺度颗粒质谱装置以及便携式颗粒质谱装置，为微纳尺度的金颗粒、不规则纳米颗粒等进行测量，且应用于病毒颗粒结构分析；构建了高空间分辨的MALDI基质超声喷洒装置，可使得灵敏度提高5-10倍，成像分辨率提高2-4倍，实现了在细胞层次空间分辨率成像技术；结合免标记纳米材料研究了在体内的代谢影响；构建了分离电离平台，获得了基于尿液的疾病快筛快诊。

报告题目《磁质谱仪器研制及应用进展》

报告人：西北核技术研究所 李志明 研究员

依据当前大型无机和同位素磁质谱仪器这一关键的“卡脖子”技术，严重制约相关领域发展的问题，李志明研究员报告中对目前国产磁质谱仪器的研发进展和应用进展做了分享。其团队所研发的双聚焦热表面电离质谱、高分辨辉光放电质谱已经处于产业化阶段，高分辨气体质谱、专用气体质谱处于工程化阶段，还有多款质谱仪器处于预研阶段。他还指出在“设计+材料+工艺”特殊需求下的仪器开发，需要满足更高丰度灵敏度、更高分辨率、更高精密度、更高灵敏度、更低检测限和更轻量化的要求，未来，他们团队将磁质谱仪正向设计与加工能力，结合新型应用需求，去开发更高水平仪器装置，进而推动同位素质谱更高水平发展以及磁质谱仪器和技术创新发展。

报告题目《质子转移反应飞行时间质谱仪的研制与应用》

报告人：四川大学 段忆翔 教授

段忆翔教授的团队自主研发了紫外光电离-飞行时间质谱仪（UVP-TOFMS）、质子转移反应-飞行时间质谱仪（PTR-TOFMS）、行波离子分子反应器-飞行时间质谱仪（TWIMR-TOFMS）以及液相色谱三重四级质谱仪（LC-MS-MS）等一系列具有高灵敏、高分辨以及快响应速度的质谱设备，突破了包括飞行时间质量分析器、行波离子迁移率分离器、行波离子导向器、常压离子源、常压质谱接口、离子漏斗及多级杆离子调制装置等多项技术难点，并广泛应用于癌症早筛、非入侵式医学诊断、现场环境监测及食品安全等领域，形成了具有鲜明国产化特征的质谱仪器研发制造体系。

报告题目《光电离质谱技术研究及应用新进展》

报告人：中国科学院大连化学物理研究所 花磊 研究员

针对低气压惰性气体放电VUV灯的输出光强和发射光子能量受限，导致对光电离截面低和电离能高的样品分子电离能力不足的问题，花磊研究员团队近年来基于VUV灯发展了一系列高灵敏、高覆盖复合光电离技术来提高检测灵敏度、拓宽电离样品范围，研究中探索了这种复合光电离技术的电离机理，研制了满足不同实际应用场景的光电离质谱仪器，并成功应用于非靶向快速筛查、复杂体系目标化合物快速定性和定量分析等方面。

报告题目《单细胞代谢组学质谱仪研制及应用》

报告人：宁波大学/宁波华仪宁创智能科技有限公司 闻路红 教授

单细胞代谢研究是当前生命科学领域的前沿和热点，闻路红教授从单细胞代谢研究的三大挑战出发，即如何从单细胞获得代谢物质、如何将获得的皮升级样本实现质谱分析、如何做到分析全流程自动化操作开始了他的报告。他的团队基于萃取式技术路线，实现了单细胞内源性代谢物质谱分析的全流程自动化，在皮升级样本的质谱仪器技术研究上取得了突破，并应用在膀胱癌等单细胞代谢组学的研究中。

报告题目《超高分辨质量分析器的现状及发展》

报告人：暨南大学/广东省麦思科学仪器创新研究院 李磊 副研究员

当前超高分辨质谱技术以傅里叶变换质谱（FT-MS）和多次反射飞行时间质谱（MR-TOF MS）为主，但是，基于傅里叶变换的商业化超高分辨质谱仪器存在分析速度较慢、常规MR-TOF MS存在离子容量较低的问题。麦思科学仪器创新研究院在超高分辨质谱分析器方面取得一定的进展，联合开发电喷雾解吸电离-多次反射飞行时间超高分辨质谱仪（DESI-MRTOF）、基质辅助激光解吸电离静电离子阱超高分辨质谱仪（MALDI-HHT）和大气压电离多次反射飞行时间质谱仪（API-MRTOF）等超高分辨质谱仪器，实现了国产高端质谱技术的突破。

报告题目《谱育质谱-海外市场的突破》

报告人：谱育海外事业部 朱嘉民 经理

从前期准备工作、寻找主要成功模式和应用-多方位投入市场和地区、市场拓展-参加知名国际大型展会到海外成果案例分享，朱嘉民经理介绍了谱育科技拓展海外市场的经验。下一阶段海外市场突破，谱育科技将从GC、HPLC等基础产品开始介入海外市场提高知名度，投入更多的质谱研发去提高产品与软件的性能、与当地代理商更紧密合作、提升适合当地环境的软件和硬件功能、借助国内企业和政府进入海外市场等维度进行突破。

参会代表合影

第七届质谱仪器研发及应用热点论坛得到了广东麦思科学仪器、Leybold、VALUE飞越、奥远电源、burkert、PFEIFFER VACUUM、航宇九天、EXDSENS、东文高压等真空泵、高压电源、真空电机等关键零部件供应商的大力支持。会议特别设置小型展览，以便于产品新技术应用的面对面直接交流。

此外，在会议正式召开前，主办方还特别组织了多位大咖专家进行了质谱技术及应用培训，包含四极质谱、飞行时间质谱技术以及质谱应用综述等，为提升从业人员的质谱素养贡献一份力量。

国家持续重视科学仪器研发，就在今年6月24日，习近平总书记在全国科技大会、国家科学技术奖动大会、两院院士大会上发表讲话时也特别指出，针对科研仪器等瓶颈制约，加大技术研发力度，为确保重要产业链、供应链自主安全可控提供科技支撑。科学仪器的发展影响着科技与经济的发展，仪器研发人肩负着责任感与使命感，首先，深入研究科技创新与产业创新，运用先进的技术和方法，研发高质量的科学仪器，形成高质量的科学仪器产品，服务于科技创新和经济发展。其次，强化企业的创新主体定位，加快科研成果转化，形成真正的生产力。最后，仪器创新，国家层面顶层设计需加大系统布局；关注关键技术、关注系统集成、关注市场需求，敢于研发别人没有的技术，引领国家产业发展。“十五五”即将开始，科学仪器未来如何发展需要我们所有人去思考！