奥氏气体分析器

仪器信息网讯 2011年11月9日至10日，“第四届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会（CIOAE 2011）”在北京国际会议中心成功召开。在本届论坛的报道中，仪器信息网特别开设了视频报道形式，让广大网友跟随我们的镜头，近距离地了解本次论坛上各大仪器厂商展出的在线分析仪器新产品与新技术。以下是北京北分麦哈克分析仪器有限公司的产品专员刘维康先生介绍公司QGS-08C Ex红外线气体分析器等仪器的视频。　　刘维康先生为大家介绍了北京北分麦哈克分析仪器有限公司的四种主要产品。QGS-08C Ex隔爆型红外线气体分析仪属于不分光式红外线气体分析器，用于连续分析CO、CO2、SO2、CH4、NH3等一种气体在多种气体混合物中的含量，其中CO2监测气体分析仪的最小量程为0-20ppm。另外QRD-1102C热导式氢分析器采用全数字化处理技术，用于在线连续分析混合物气体中H2的含量，广泛用于化肥厂合成氨流程中氢含量的分析等。此外，刘维康先生还给大家介绍了QZS-5101C热磁式氧分析器及在线分析系统装置等仪器。　　北京北分麦哈克分析仪器有限公司　　北京北分麦哈克分析仪器有限公司是北京北分瑞利分析仪器(集团)有限责任公司(前身北京分析仪器厂)与德国CATIC开发公司、德国SICK公司共同建立的中外合资高新技术企业。成立于1993年，主要从事开发、生产、销售用于过程在线、污染源分析的全系列产品——红外气体分析仪器系列、氢气体分析仪器系列、氧分析仪器系列及分析仪器系统集成，产品广泛应用于化工、化肥、水泥、石油、冶金、电力、环保等各领域。　　公司始终专注于在线分析仪器领域，现有员工100余人，其中工程技术占40%以上。公司连续数年被北京市评为北京市高新技术公司，拥有自主知识产权20项，其中发明专利3项，实用新型13项，软件著作权4项，同时拥有一批高素质的在线分析仪器研发和生产团队。公司在在线分析行业率先取得了ISO- 9000、ISO-14000、GB/T-28001质量、环境、职业健康安全管理体系认证资格。

TOF和OrbitrapTM 双分析器融合系统，超高质量分辨（＞240000），高质量精度（＜1ppm）。适用于定性需求较高的蛋白、脂类等生物样本及未知有机物的定性。01 背景SIMS非常适合从亚微米样品区域获取有机和无机化学信息。这种能力对生命科学应用领域的研究人员来说尤其有趣。在过去的几年里，在亚细胞水平上成像和精确识别分子特征的愿景一直在推动仪器和应用的发展。虽然新的团簇离子源扩大了SIMS仪器在生物应用中的可用性，但使用中的质谱仪缺乏质量分辨率、质量精度和质谱联用能力。除了质量精度之外，高质量分辨率也是获得可靠结果的关键因素。下图中的这两个质量峰，它们的质量分数非常接近，但横向分布却截然不同，若想要解析这些峰，质量分辨率必须大于80000。02 Hybrid SIMS为了满足上述高质量分辨的需求，在现有TOF-SIMS M6的基础上搭载Q ExactiveTM扩展，IONTOF推出了首款商用Hybrid SIMS仪器，该仪器基于TOF和OrbitrapTM双分析器融合系统，可以实现最高质量分辨率( 240,000)和最高质量精度( 1 ppm)以及高质量分辨率SIMS成像。最新一代的气体团簇离子源可以结合亚微米成像与超高质量分辨率，即使在极端复杂的有机系统中（如组织或细胞），也能够很好地区分不同的特征物质。Hybrid SIMS 示意图：Hybrid SIMS 主要性能优势： - 使用ToF和Orbitrap TM双分析器配置 - 超越静态SIMS极限的高分辨成像和质谱测定 - 最高质量分辨率（ 240,000） - 最高质量精度（1 ppm） - 扫描频率高达18 Hz - 高传输率高质量分辨率的离子预选择 - 最佳质量分辨率的碎片全谱 - 高质量分辨MS / MS功能 - 包含Thermo完备的数据库03 Hybrid SIMS应用案例案例一：在以下例子中，代表骨髓内胶原纤维的肿块间隔用红色表示。蓝色为C5H15NPO4+的分布，对应于磷脂酰胆碱头基团。案例二：由于质量分辨能力和质量精度，根据Orbitrap分析仪的精确质量，从图中给出的类别中划分出140个不同的物种。案例三：因高质量分辨能力，可以通过共定位分析找到与这个质量为1121.5（番茄苷A）的信号相关的片段，从而判断番茄苷A的分配。案例四：在下列人体纹身皮肤的切片上，ToF-SIMS成像显示在红墨区域有318.14的增强信号。高分辨率Orbitrap的结果分析表明，此处的信号由至少3种不同横向分布的离子组成。案例五：对利用硅片和红/黑记号笔自制的样品进行分析，下图是结合双分析器的3D分析结果。04 总结Hybrid SIMS系统的特点总结为以下几点：1、高质量分辨率和质量精度，可以进行精确的信号识别，减少由于大量干扰而造成误判的风险2、即使是粗糙和绝缘的样品也可以在不影响质量分辨率和质量精度的情况下进行深度成像和分析3、基于双分析器的3D分析能够结质量分辨率、空间分辨率、成像速度和低质量离子的信息，使用TOF-SIMS具有Orbitrap&trade 测量的质量分辨率和精度，包括高性能MS/MS。

科学仪器被称作科学家的“眼睛”。质谱仪作为国际上最尖端的科学仪器之一，是直接测量物质原子量、分子量的唯一手段，被誉称为“科学仪器皇冠上的明珠”。 十多年前，质谱技术在国内基本还是一片空白。海归博士周振把“做中国人的质谱仪器”作为自己的终身奋斗目标。他创办了广州禾信仪器股份有限公司，并带领公司建成了我国第一个质谱仪器正向研发平台，实现了我国高性能飞行时间质谱仪国产化和产业化，使我国成为世界上少数几个掌握飞行时间质谱核心技术的国家之一。 2021年11月，在同一梦想与追求的驱动下，放射化学家、中国科学院院士柴之芳把院士专家工作站设立在禾信仪器。禾信仪器正联合院士团队向质谱仪的关键核心技术发起攻关。他们的目标是自主研制一款超高分辨率、快速分析的EIT质量分析器，质量分析器正是质谱仪的关键核心零部件。打响国产质谱仪“突围战”科学发现往往离不开新工具的发明与使用。相比于天文望远镜与显微镜，大众对于质谱仪却是陌生的。质谱仪便是最精密、最灵敏的科学分析仪器之一，可以准确测定物质的分子量以及根据碎片特征进行化合物的结构分析。 诺贝尔化学奖得主弗朗西斯威廉阿斯顿曾有一句名言：“要做更多仪器，要多加测量。” 阿斯顿便是质谱仪的发明者。质谱仪让阿斯顿在同位素的研究如虎添翼，他先后发现天然存在的287种核素中的212种，提出同位素的普遍存在性，证实“自然界中某元素实际上是该元素的几种同位素的混合体，因此元素的原子量是依据同位素在自然界的占比而得到的平均原子量。” 鉴于质谱技术对引领科学发展的巨大作用，不仅是弗朗西斯威廉阿斯顿，欧内斯特劳伦斯、沃尔夫冈保罗等多位科学家都曾因对质谱技术作出贡献而获得过诺贝尔奖。 高端科研仪器的创新、制造和应用水平，往往考验着国家科技实力和工业实力。质谱仪涉及精密电子、精密机械、高真空、软件工程、自动化控制、电子离子光学等多项技术及学科，研发难度大、周期长、投入大。而中国每年对质谱仪进口额达到上百亿元，这已成为制约我国自主创新能力提升的一个重要因素。 怀抱着质谱强国梦，海归博士周振2004年来到广州创办了中国第一家专业质谱仪器公司一一禾信仪器。“质谱仪是一项对国家科学水平具有标志性意义的尖端技术，中国发展自己质谱仪刻不容缓，这就是我创办禾信的原因。” 周振说。 禾信创立之时，基本没有人相信中国人能造出质谱仪。但是周振带领团队逐步攻克了单颗粒气溶胶在线电离源、双极飞行时间质谱技术、真空紫外光电离源、膜进样系统等核心技术，研发出单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪、VOCs在线监测飞行时间质谱仪、微生物鉴定质谱仪等多款产品。禾信已经成为少数掌握高分辨飞行时间质谱核心技术的企业之一。继续向关键核心技术发起冲击经过十余年的研发积累，禾信仪器已经构建了质谱研发、生产、测试、售后服务、品质控制及应用开发的整套技术创新链条，形成了从基础研究成果向产业化应用转化的技术创新能力体系，包括技术顶层设计能力、产品规划设计能力、产品创新优化能力等。质谱强国梦正逐渐照入现实，但是禾信仪器也面临着挑战。目前国内质谱行业上下游产业发展不成熟，精密电子、精密机械、特殊材料等上游产业的支撑能力还不足。沃特世、丹纳赫、布鲁克、安捷伦、赛默飞、岛津、生物梅里埃等巨头依然合计占据了全球质谱仪市场约90%的份额。“我头脑从来没有发热膨胀的时候。” 周振心里深知，禾信仪器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。为了在这场长跑中实现“反超”，周振正带领团队培育与发展整个质谱产业链，打造质谱生态圈。在2019年于广州举办的首届粤港澳大湾区高端科学仪器产业发展论坛上，禾信及国内科学仪器行业有关单位联合发起的广东粤港澳大湾区高端科学仪器产业促进会进入筹备阶段，禾信更宏大的愿景是推动粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心的建立。“我们希望创新中心十年内实现每年培育四五十家仪器制造企业，二三十家核心零部件企业。”周振说，这是一条覆盖“政产学研用金”的完整链条。同样是在这场论坛上，包括柴之芳院士在内的一批行业专家与禾信等产业链企业代表一同发起《关于支持高端科学仪器产业发展的建议书》，共同呼吁将高端科学仪器研发列入广东省各级政府“十四五”和中长期科技发展规划的重点发展领域，培育建立完整的高端科学仪器产业链，制定切实有效的国产科学仪器政府采购政策，支持高端科学仪器创新中心建设。2021年8月广东省政府印发了《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》，明确提出，支持广州加快建设粤港澳大湾区高端科学仪器创新中心，以质谱仪器开发为主线，重点攻克相关关键核心技术。攻克高端科学仪器关键核心技术同样一直是柴之芳院士的梦想。在2011年和2017年，禾信曾牵头承担2项国家专项，柴之芳院士担任项目总体组、技术专家组及用户委员会专家，为项目的应用研究及管理提供技术支持。在柴之芳院士看来，没有先进的仪器和方法，是无法做出重大原创性成果的。我国的科学研究高度依赖国外仪器的情况现在虽然正在改变，但仍十分严重，已成为制约我国攀登科学顶峰的一个瓶颈。自主研发EIT质量分析器柴之芳是著名的放射化学和核分析研究专家，曾在2005年摘得国际放射分析化学和核化学领域的最高奖一一乔治冯海维希奖。他将核技术、核分析和放射化学方法应用于一些交叉学科中，在若干重要元素的分子-中子活化分析、铂族元素丰度特征、金属组学、环境毒理学和纳米安全性、核试验快中子谱等方面取得了一批成果。质谱技术起源于同位素的发现，发展初期主要是为了满足核工业领域同位素丰度比值的测定要求，并伴随着物质组分分析技术的发展而逐渐得到完善。随着核工业的兴起和快速发展，质谱技术被应用于核燃料与核材料中杂质分析、核燃料燃耗的测定以及核反应过程中的裂变产额测定等。质谱测量技术的进步推动了核工业的可持续发展，核工业的发展也对质谱技术提出了更新的要求。铀资源勘查、铀矿治、铀同位素分离、同位素应用、核医学、乏燃料后处理和长寿命核素分离嬗变、核保障监督等都离不开先进的质谱测量技术。柴之芳院士专家工作站的研究项目是《超高分辨率、快速分析的静电离子阱质量分析器的研制》。质量分析器是质谱仪的核心，是决定质谱仪检测精度和准度的关键，但高端质量分析器仍被海外龙头企业垄断。而院士专家工作站要自主研发的静电离子阱质量分析器 (EIT质量分析器) 便是一种具备超高质量分辨率、高质量精度、高灵敏度、快速分析等特点的通用型质量分析器。该项目结合柴之芳院士在放射化学、核化学等研究方向中丰富的质谱应用经验，实现EIT质量分析器性能指标达到国际先进水平，并在核物理、放射化学、环境科学等领域的应用。基于该项目的研究成果，可以进一步开发以EIT质量分析器为核心的有超高分辨率、高精度质量分析需求领域的定制产品，也可以开发用于环境监测、食品检测、生物医疗等领域的通用在线超高分辨率大气压电离质谱产品。目前，院士专家工作站已完成EIT质量分析器的原理研究、质谱整机各模块的设计与制造，研制出原理样机，申请发明专利3项，与院士团队联合发表论文1篇。柴之芳院士常教导弟子，有志于科学研究的人要安心，要清净，要踏实。周振率领的禾信同样是一家愿意“十年磨一剑”的科技企业。如今两支有共同梦想的团队聚在一起，正在以共同步调向质谱强国梦继续进发。