甲环唑质谱仪

前言：新华网1月27日（记者欧甸丘）对广州禾信分析仪器公司进行了相关布道。全文链接地址：http://news.xinhuanet.com/fortune/2014-01/27/c_119157183.htm 燃放爆竹对空气质量影响有多大？烧烤会否增加空气中的有害物质？PM2.5的主要来源是什么？随着广州禾信分析仪器有限公司开发的国产质谱仪技术推广应用，关于PM2.5的这些问题可望得到快速准确的回答。 在广州禾信分析仪器有限公司的产品展厅中，PM2.5在线源解析质谱监测仪备受参观者关注。禾信质谱销售工程师卓春锦说：“这台设备可以每个小时发布一次数据，告诉我们PM2.5中，汽车尾气、扬尘、燃煤、工业、农民的秸秆燃烧等分别贡献了多少，为PM2.5的治理指明了方向。” 质谱仪作为直接检测物质分子量或原子量的唯一手段，是尖端的科学仪器之一，已成为现代科学研究最重要工具之一。水质检测、土壤分析、空气质量检测、食品安全、新生婴儿产前筛查、药物合成、过程控制、石油化工、核工业、探月工程等都会用到质谱技术。 “质谱仪器的种类接近100种，中国能做的仪器只有五六种，几乎99％依赖进口。10年前，基本上没有人认为中国能自己做质谱仪器。”广州禾信分析仪器有限公司首席科学家周振说，“质谱仪技术综合性强，复杂程度高，涉及机械、电子、光学、真空等多个学科的知识。中国的中高端质谱仪器市场一直为国外公司垄断，国外质谱高端技术不扩散，几乎所有的研发、生产中心均在国外，中国有的仅是渠道销售商，核心技术甚至不教外国学生，涉及军事应用的更是严格封锁。” “我们希望能打破这一局面，发展自己的民族品牌。”周振说，“除了知识，当时什么都没有。没有资金，我们甚至把车卖掉，到处借钱。”2004年，周振带着一箱资料、一箱零件回国创业，在广州创立了禾信分析仪器有限公司。历经10年创新发展，禾信先后成功研制出国内首台大气压基体辅助激光解析离子源高分辨飞行时间质谱仪、国内现阶段最复杂的高端商品化大型仪器——在线单颗粒气溶胶质谱仪、在线挥发性有机物质谱仪等，使我国成为国际上少数掌握高分辨飞行时间质谱核心技术的国家，打破了国外技术垄断。 “我们的信念就是‘做中国人的质谱仪器’。”周振算了这么一笔账：“目前，我国每年进口质谱仪器已超过5000台（套）。我们项目的市场推广，打破了国外长期以来的产品垄断，逼迫相关产品进口价格的降低，直接抑制了国外仪器公司的超额利润。假设以每台质谱仪器单价降低5万元，每年将为我国节约2.5亿元。”

北京理工大学坐落在北三环西路，与中国人民大学与中国农业科学院彼此相邻。在一个深秋的下午，蝌蚪君来到了北京理工大学。　　徐伟老师的实验室就在这个狭长的校园里，这是一个位于延园餐厅附近的小平房，蝌蚪君进入实验室，发现里面宽敞明亮，有研究生正在电脑前做质谱仪中的离子飞行轨迹的模拟计算。徐伟老师在自己搭建的质谱仪器前　　徐伟博士毕业于美国的普渡大学——中国的原子弹之父邓稼先也是这个学校毕业的。徐老师的实验室主要是研究开发小型的质谱仪器。　　但质谱仪究竟长什么样?是用来干嘛的?可能很多人还不太清楚。　　什么是质谱仪?　　质谱仪，顾名思义就是用来检测原子或者分子质量的一种科学仪器，这种仪器通俗的说就好像是体重称——称的是微观世界里的粒子的体重。但是，微观世界里发生的事情比宏观世界要复杂一些。　　在宏观世界里，如果一个女生想要知道自己的体重，她可以直接站在体重秤上，就会得到她的受到的重力(其实是质量)。这里面其实是利用的是地球的万有引力，一个50千克的人会受到490牛顿的重力，所以可以通过重力的大小换算出质量来。　　但是，在微观世界，因为原子或者分子的质量很小，万有引力(它的大部分产生重力)又是宇宙中最弱的力，所以人类还无法测出原子受到地球的万有引力的大小(测量误差比较大，而且不容易把微观粒子的重力换算成质量，因为这需要考虑广义相对论效应)，因此，人类不能象女生称体重那样通过重力的方法来测量原子或者分子的质量，而需要另辟蹊径，这就是质谱仪的起源。　　一般流行的质谱仪，其体积都很大，价格也十分昂贵，动辄需要几百万人民币才能买一台。　　质谱仪的种类　　徐伟老师告诉蝌蚪君，质谱仪分为很多种类，都不是利用万有引力，而是利用电磁力或者其他别的物理效应来进行质量测量的。　　一般来说，质谱仪按照它的“称重方式”不同，可以分为磁质谱、四极杆、离子阱、飞行时间质谱与轨道阱等不同的种类。　　磁质谱利用的是磁场对离子的拐弯效果来进行离子质量检测的，不同质量的离子的拐弯半径并不一样。这就好像在学校操场的跑道上，内圈与外圈的拐弯半径是不一样的，不同不同的跑道可以对应不同的赛跑选手。　　四极杆质谱利用的是射频电场对离子的参数共振的作用来挑选出各种不同质量的离子，有点象是在荡秋千的过程中把人从秋千上振下来。　　离子阱质谱的原理与四极秆是一样的，只不过离子阱可以在空间体积上做得更小一些。　　飞行时间质谱是通过在同一电场中，不同质量的离子跑动速度不一样来分辨出各个不同的离子——这就好像汽车与飞机的速度是不一样的，所以我们可以从速度上分辨出汽车与飞机的质量是不同的。　　轨道阱利用的原理是不同质量的离子在轨道阱的电场中振动的频率不一样，这就好像是不同摆长的单摆，通过单摆的频率不同，我们可以反推出各个不同的单摆。　　在中国已经有一些大学与企业正在研究开发各种类型的质谱仪，都是一群年轻人奋战在第一线。徐伟老师的实验室主要是集中精力研究开发离子阱质谱仪。　　离子阱质谱仪的内部结构是由四块相对放置的带电电极组成，就好像是一个小房子，离子在那个小房子里不断运动，其质量被测出来——有点象是一个监狱里的囚徒，不断在牢笼里跑来跑去的样子。离子阱质谱仪示意图　　离子阱质谱仪的应用范围很广。　　徐伟说：“它的应用场合很多，比如医院的新生儿筛查，就可以用 比如一个地方发生了炸药爆炸，用质谱仪可以分析出这个炸药是什么种类的，是怎么合成出来的，从而确定这个炸药的来源 再比如瘦肉精的检测这些，与食品安全相关的，质谱仪都是可以做的。”　　目前正在做放在空间站上的质谱仪　　在上个世纪60年代，美国航天局与欧洲航天局开始把质谱仪放到了太空的卫星里用来检测太空中的各种有机物。在中国，徐伟老师也正在与中国科学院某个研究所合作放在空间站的质谱仪器。　　对于放在太空中的质谱仪，蝌蚪君也是非常好奇。　　蝌蚪君：“我们国家目前有把质谱仪放到卫星上吗?”　　徐伟：“有一个，放在环绕月球的卫星上了，是一个磁质谱。目前我们正在合作做小型的离子阱质谱，将来也会放到空间站上去。”　　蝌蚪君：“您提到的那个放到绕月卫星上质谱仪主要是用来测什么?”　　徐伟：“它主要用来测氦3，这是一种核聚变的原料。月球上的氦3比较丰富，在月球表面扬起的灰尘中也有氦3，可以用质谱仪测出它的含量有多少。”　　还有测神经毒气的质谱仪　　徐伟教授还提到，在纽约的地铁站有测神经毒气的质谱仪，这对于反恐是很重要的设备。但目前在北京的地铁站，还没有测神经毒气一类的质谱装置，在中国的地铁安检中多数采用的是灵敏度低一些的光谱仪或者离子迁移谱的方法。　　为什么质谱仪没有在地铁安检中大规模推广开来呢?原因有两个，首先是检测的时间稍长，其次是仪器整机太大，价格太昂贵。　　徐伟：“如果我们能把质谱仪做成低成本与小型的，那么也许可以在各个地铁站普及这种小型质谱仪，也可以用来检测各种神经毒气以及其他的危化品。”　　蝌蚪君：“你们目前做的小型质谱仪大概有多大?”　　徐伟：“目前做到的重量是6公斤，体积大概比一个台式电脑的机箱小一些吧。如果质谱仪可以做得象手机那样大，那么一定会有更多人来使用它!”　　研究开发质谱仪有什么困难?　　虽然质谱仪用途很广用处很大，但开发出一款方便实用的仪器并非易事。徐伟老师的在读研究生郭丹给蝌蚪君介绍说，开发一款质谱仪，一般一开始是做理论研究与数值模拟，徐老师的研究组有自己开发的模拟离子在质谱仪中运动的模拟软件，通过模拟以后，再进行机械结构与电路设计，然后就是采购相关的材料进行加工与组装，最后才是进行整机性能的测试。　　而整个流程中，最困难的就是中国国内的材料以及机械加工水平的制约，比如像轨道阱这样的具有不规则几何形状的电极，国内的机床还加工不出来。　　徐老师也提到，他希望国家能继续加大对质谱仪这种高端科学仪器的支持，虽然目前科技部等政府部门有一些重大科学仪器开发专项的支持，但质谱仪的研究与开发还需要更长时间更大力度的支持。中国人在1970-1980年代曾经做过质谱仪，当时国家还不富裕，支持力度不够，最后整个研究队伍还是散了。所以徐老师更期待到了21世纪的今天，“做质谱仪的中国人”这支队伍能在国家的支持下不断取得进步，茁壮成长。

p　　大洋网讯 20多年前，周振就决定把自己的名字和“质谱仪”紧紧地联系起来，“这就是我的梦想”。20世纪90年代，在德国深造的周振研制出垂直引入式飞行时间质谱分析器，分辨率达到20000，为世界最高水平。2000年他成功将高分辨技术引入国内，使中国成为目前世界上少数具有高分辨飞行时间质谱仪研发能力的国家之一。/pp　　这18年来，周振认真做到了一件事：把这一技术实现产业化，打破了国内逐年扩大的质谱仪市场一直为国外公司全盘垄断的局面。“不过，现在也只能说‘撕开了一条小口子’。”周振很清醒：“现在国家每年对质谱仪的采购仍有98%依赖进口，我们只占1%。”周振谨慎地谈到未来：“十年之后，我们希望这一份额提高到20%，逐渐进入全球前十质谱仪企业的行列。”/pp style="text-align: left "　　今年49岁的广州禾信分析仪器有限公司创办人周振习惯性轻蹙着眉头，每说一句话都要认真琢磨片刻，遇到突发的灵感，他会马上找到纸笔，像小学生一样趴在那里仔细记录下来。办公室里最显眼的，是周振的满头华发，和挂在墙上的“锲而不舍”四个大字。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/88c72a0a-f0e2-43b8-b801-b71a39f9b70e.jpg" title="1526619733772.jpg"//pp style="text-align: center "strongspan style="font-size: 14px "周 振/span/strong/pp　　strong十年“磨出”一款产品/strong/pp　　如果不靠“锲而不舍”的精神确实很难走到今天，“我们从2002年开始前期调研，2006年开始制造，到2013年推出市场，一款PM2.5飞行时间在线源解析质谱监测产品，用了十年。”周振说，他们研发推出一款产品的周期最快都是七年。当他2004年回国时，国内自主知识产权的飞行时间质谱仪产出基本上还是“零”。/pp　　在周振看来，当时的这一现实状况都是意料之中。“质谱仪研究技术难度高，市场应用范围比较专业，研发周期长，极少人愿意投入。”/pp　　这是一个提升国家科技实力，打破技术垄断，但不能短时间快速产生利润的行业。周振感叹，比起现在一些急剧发展的行业来说，他现在下的功夫更多是在积累核心竞争力、培养行业人才上，“赚的是‘慢钱’”。/pp　　“质谱仪是什么?可能现在很多人都不懂，放在十年前不懂的人更多。”周振说自己带回国的核心技术就是垂直引入式飞行时间质谱分析器，“飞行时间质谱仪的原理是由离子源产生的离子经加速后进入无场漂移管，以恒定的速度飞向离子接收器 通过测量各种离子到达飞行管的飞行时间，就可以得到离子的质荷比(m/z值)。飞行时间质谱仪具有可检测分子量范围大、扫描速度快、仪器结构简单等优点。”/pp　　他举例说，他们正是基于这一技术，花十年时间研发出来PM2.5在线测试检测质谱仪，就可以快速测出PM2.5的来源。/pp　　2017年，他们又推出了一款花了七八年时间自主研发出的快速微生物鉴定质谱仪，可用于蛋白质组学、代谢组学、基因组学、药物、聚合物等分析领域。/pp　strong　从没想过要办“绿卡”/strong/pp　　20多年前，周振就清醒地告诉自己，出国只是路径，“最后肯定是要回来的”。周振毕业于厦门大学，在学校时，受到老一辈质谱专家和教授的影响，他觉得，自己要坚定地走研究质谱仪这条路。/pp　　“在国外读书期间，我没有一刻动摇过‘一定要回国’的想法。从来没想过要办‘绿卡’之类的事。”周振说道。/pp　　德国吉森大学读物理学博士期间，周振得到了无网反射飞行时间检测器发明人H. Wollnik教授和垂直引入式飞行时间检测器发明人A. Dodonov教授的指导，在2000年成功研制出了分辨率达20000的高分辨垂直引入式飞行时间质谱仪，技术指标为当时国际同类仪器的最高水平。/pp　　从那时开始，他预感回国的时机到了。他一方面寻求志同道合的伙伴，一方面开始研究中国的质谱仪市场，同时也在中国留学人员广州科技交流会上寻找自己的“落脚点”。/pp style="text-align: left "　　周振感慨，最后让他启动回国的“临门一脚”，是中国科学院广州地球化学研究所傅家谟院士“踢”的。“当时所有人都不看好，唯有傅家谟坚定地相信我回来一定会做成。”这种信任的“魔力”，直到现在谈起来，都让他心潮澎湃。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/5a10e359-f988-4b2c-b9ce-588149ad689d.jpg" title="1103007a-bb1a-4050-8f73-f5c10be8df79.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-size: 14px "strong三代质谱人，后排左二为周振/strong/span/pp　　strong“不少人觉得我疯了”/strong/pp　　和造质谱仪一样，周振是一个喜欢把事情考虑得比较全面、精细的人，对于归国创业的困难，他估算得比较充分。首先是资金的问题。/pp　　周振记得当时出去找投入，“不懂行的人，转身就走了 懂行的人，一听说是做质谱仪，往往一脸惊讶地反问，你这至少都要投资一千万元以上吧?摆摆手就走了。”有一次，一个投资人听说要千万元投入和十年时间，“背地里怀疑是不是遇到了骗子”。/pp　　直到最后得到广州科技风险投资一笔500万元资金的助推，压力才慢慢缓和，“当时，的确有不少人觉得我疯了”。虽然周振对回国创业做了充分的准备，以防材料不齐全还特意带回来几大箱零部件。/pp　　不过他没想到，有些“坑”防不胜防。“就拿一个简单的材料来说。因为我们的仪器要抽真空，这就要求零部件的表面要非常光滑，只要有比头发丝细十分之一的划痕，我们的产品就会出问题。”周振说，“划痕事故”是不允许发生的，“所以，我们还要花费一定的时间去培养上游企业。”/pp　　同样难办的是：缺人。最初的研发团队看起来更像是一个“草台班子”小作坊。筹不到资金，周振凭着最初的100万元就开始干了起来。/pp　　“这100多万元还不够买齐一台质谱仪的所有零部件，以当时的实力去做质谱仪在很多人看来简直是天方夜谭。”周振说，缺钱买设备，更没钱请人。/pp　　当时公司上上下下加起来就是五个人，除了他自己，还有四个人：两个学生、一个助理，一位退休的老技工。公司常常发不出来工资，食堂就开在周振家里，“请了一个阿姨做饭”。每个来应聘的员工，周振都会事先告知，“这是一场长跑，要做好长期奋战的准备。”很多人一听他这样说，直接就吓跑了。“当然，经过这道检验，坚持留下来的几个年轻人，现在都成了行业的技术骨干。”/pp　　把高端质谱仪卖到美国/pp　　在业内都知道，2017年周振把一台在线单颗粒气溶胶质谱仪卖到了美国市场。这是一家美国的科研机构，当时在全球市场进行采购。周振说，负责采购的研究人员正是这款在线单颗粒气溶胶质谱仪原理发明人的学生，“可以想象他们的要求非常高。”周振说，“全球总共能做这台仪器的只有两三家，能够批量生产的只有我们一家。”/pp　　“最终他们通过国际学术论文上的线索找过来的。”周振说，“他们没想到中国还有这样一家企业”，经过仔细的技术考验，周振最后拿下了这个订单，成了第一台进入美国市场的“中国制造”高端质谱仪。/pp　　“虽然只卖了一台，也不是批量生产，但科技部认为这是一个‘零的突破’，20多万美元的仪器出口的不多。”这件事令中国的质谱仪行业颇为振奋，不过周振心里明白，“我们生产的这款质谱仪，质量上比国外好，但售价却低了不少，走‘低价’路线也并不是未来要走的路。”/pp　　“我头脑从来没有发热膨胀的时候。”周振平日里不苟言笑，似乎也是对自己的一种时刻提醒。周振说，现在只是打破了完全依赖进口的局面，要发展自己的民族品牌，推动国内质谱仪器行业良性发展，还要靠几代人的努力。/pp　　对自己企业的发展，他说：“现在的产值是一亿元，五年之后希望能达到五亿元。一个不争的现实是，国家每年百亿元的采购量，依然有98%来自进口。希望十年之后，我们能占到20%的份额。”/pp　　记者手记/pp　　strong人一定要有理想/strong/pp　　周振带领的团队已经从4人组合，50平方米办公场地发展到现在的240名员工，100多名技术人员，占地6000平方米的现代化办公区。他有意把自己办公室设在离两个仪器生产车间最近的地方。巧妙地构成了一个“实现理想”的空间格局：/pp　　从周振的办公室推门出去，不到五米就是第一个生产车间，里面装着正在构思的“酝酿品”、还未完成的“半成品”、即将完成的“调试品”。而与之相邻的生产车间则是已经推出市场的“成熟品”。这些散落成堆的零部件和材料，在周振的眼里，就是一个理想出发的地方。/pp　　就像2004年来到广州时，开启了实现梦想的旅程。周振的公司搬过两次家，“开发区发展到哪里，我就搬到哪里。”每次换地方，他都是最早“落户”的几家。故事说回到他的大学时代，这里是他最早播种理想的地方，“人不能光靠理想活着，但一定要有理想”。/pp　　“觉得听起来好像很虚，但当事情走到尽头的时候，其实就是这样。”周振说：“当一件事情需要理想的时候，一定是长期的追求，很重要的追求。”/ppbr//p