深度锚杆长度监测仪

作者：邱世梁、王华君联系人：林子尧来源：浙商机械国防团队报告浙商机械国防团队：致力于做深、做好研究！如您认可我们的研究，恳请在打分派点上酌情支持！非常感谢！摘要投资要点：国产分析仪器龙头，积极布局生命科学、半导体等新领域公司2010-2019年营收CAGR约23%，2010-2018年归母净利润CAGR约18%。公司以环境监测仪器起家，旗下多技术产品适用于多细分领域，目前产品线已形成环境、工业、实验室、水利水务与生态综合发展 5大板块，同时加深渗透生命科学、诊断、半导体等新领域发展。分析仪器行业“长坡厚雪”，国产替代大势所趋1）长坡：全球科学分析仪器市场空间超4000亿元，其中欧美、中国占比约64%、12%，市场空间巨大。2）厚雪：公司质谱、色谱、光谱三款主打产品可应用于环境、工业、实验室、半导体、生命科学等赛道；3）国产替代：2018年国牌质谱/色谱/光谱市占率分别为15%/27%/20%，国产替代空间巨大。公司作为国产分析仪器龙头，在国内环境监测设备仪器中2019年市占率约10%，超过可比同业约5个百分点。伴随相关仪器政策推广实施，公司有望依靠环保累计的技术优势，在高端分析仪器进口替代进程中持续受益。海外巨头美国赛默飞世尔、丹纳赫成长路径；公司开始布局生命科学领域分析仪器全球分析仪器巨头——美国赛默飞世尔（市值2000亿美元）与美国丹纳赫（市值1700亿美元）2019年净利润为33、30亿美元，2005-2019年扣非归母净利润CAGR分别为21%、9%。成长路径：1）深度布局生命科学与诊断板块业务。生命科学（含诊断）业务分别占比总营收76%（丹纳赫）与64%（赛默飞世尔）；2）寻找高附加值企业进行并购。巨头们善于挑选高附加值、行业壁垒较高的优质赛道，通过不断并购构筑深厚的护城河；3）重视并购后的管理与协同；4）重视现金流质量，不断“创造价值”。我们认为中国优质分析仪器企业目前较为分散，持续研发投入，坚持技术突破才是破局之道。公司成立18年研发投入20余亿，国内同业无人能及，2021年布局生命科学领域有望获得新突破。“重研发+业务全+技术力强”三大优势助力公司稳固龙头地位与国内同业相比，公司具备三大核心优势：1）重研发：尽管体量已为国内同业第一，但公司仍持续10%以上的高研发占比投入，公司仍将自身阶段定位为“成长”而非“成熟”；2）业务全：国内同业多为专注1-2个细分领域，公司自成立起布局全品类且力争做各门类龙头，目前已初具雏形；3）技术强：旗下子公司谱育为公司研发精锐，产品多次获全国首创及国家重点奖项，目前公司已完成研发适用于多领域的高端质谱仪以及全门类的检测仪器，在技术上成功打破国外垄断，已拥有与国际巨头掰手腕的能力。盈利预测及估值预计公司2020-2022年归母净利润分别为5.1/4.2/5.0亿元，同比增长1174%/-18%/20%，对应PE 13/16/13X。参考海外同业20-30X P/E，给予2021年25X估值，6-12月股价23元/股，首次覆盖，给予“增持”评级。风险提示：1）商誉减值；2）公司新品开发进展速度不及预期；3）生命科学、诊断、半导体板块切入速度不及预期；4）市场竞争加剧，国产品牌渗透力度不足；5）大股东股权质押比例较高。投资案件盈利预测、估值与目标价、评级1）预计公司2020-2022年归母净利润分别为5.1/4.2/5.0亿元，同比增长1174%/-18%/20%，EPS为1.12/0.92/1.10元/股，分别对应PE 13/16/13X。2）公司为国内龙头，产品对标全球龙头丹纳赫、赛默飞世尔，海外龙头PE估值约20-30X，丹纳赫/赛默飞世尔2020-2022年彭博预测PE分别为36/30/27与24/22/22。公司短期受益“十四五”环境新政，环监仪器等老业务拉动营收保持稳健增长。中长期受生命科学、诊断、半导体仪器领域突破，打开新业绩增长点。我们认为公司作为仪器龙头，具备高成长性与高成长空间，被市场低估。3）首次覆盖，给予 “增持”评级。给予公司2021年25倍的估值，6-12月对应目标股价23元/股。关键假设、驱动因素及主要预测1）2020-2025年科学仪器在生命科学板块渗透率提升。我们与市场观点的差异：科学仪器行业需要大量研发投入，公司在早期科学仪器碎片化市场求生存选择环境作为突破口，环境监测设备占收入较大比重，市场经常将公司归类为环保行业公司，公司成长空间有限。我们认为科学仪器作为人类科研发展的基石，公司作为国内科学仪器巨头，技术护城河高（国内少有的三重四极杆技术）。目前公司多技术平台产品可应用于多细分领域，“多对多”格局形成的产品线全面对标海外巨头丹纳赫与赛默飞世尔。伴随公司业务逐渐转型，大力布局生命科学、诊断、半导体等环保外的领域，公司原市场空间有望从环境监测领域的400亿量级提升为千亿市场空间，增量巨大。股价上涨的催化因素：1）新品发布对应新应用领域带来增量空间；2）高端仪器贸易逆差逐渐缩小；3）医学、检测行业对物质成分出现新的需求。投资风险1）商誉减值；2）公司新品开发进展速度不及预期；3）生命科学、诊断、半导体板块切入速度不及预期；4）市场竞争加剧，国产品牌渗透力度不足；5）大股东股权质押比例较高。正文1. 国产科学分析仪器龙头，积极布局新赛道1.1. 高端科学仪器龙头，不断扩容下游细分领域公司2002年成立，2011年上市，是我国高端分析仪器龙头。公司以高端分析仪器及相关耗材为核心，同时结合数字化与智能装备，为多领域提供多技术平台的“多对多”整体解决方案。公司以近红外半导体激光气体分析技术在钢铁、石化的过程分析起家，高端分析仪器为技术基石，打造多领域全面发展。公司目前已实现环境监测产品线全线打通，并逐渐切入工业、食品、生命科学、诊断、半导体、实验室等诸多领域。1.2. 前十大股东合计持股约46%，实控人控股合计近34%聚光科技的控股股东为浙江睿洋科技有限公司以及浙江普渡科技有限公司。截止2020年12月28日，两者分别占比总股本的21%以及13%，合计持股34%。公司实控人为王健与之一致行动人姚纳新，前十大股东目前合计持股占比约46%.1.3. 业务格局清晰，深度布局仪器、软件及耗材按产品线划分，公司产品线可分为智慧环境、智慧工业、智慧实验室、智慧水利水务以及生态综合发展五大类。2020年经过项目整改及合并，按业务划分，目前公司业务分为四大类：1）仪器、相关软件及耗材；2）运营服务、检测服务及咨询服务；3）环保设备及工程以及4）其他主营业务。根据2020年中报显示，四项业务分别占比总营收的67%、11%、20%、2.6%。公司产品技术体系齐全，可分为科学仪器耗材、智能装备、智慧管理平台以及第三方服务四大类。其中科学仪器耗材可细分通用科学仪器、环境监测仪器以及工业细分仪器，智能装备可细分环保、工业装备等。1.4. 行政处罚影响逐渐减弱，盈利能力有望回升1.4.1. 2010~2018年营收和净利润的CAGR为25%和18%公司近年来营收和净利润都保持高速增长态势。营业收入由2010年的6.52亿上升到2018年的38.25亿元，8年CAGR达到25%。净利润由2010年的1.62亿上升到2018年的6.01亿，8年CAGR为18%。2019年公司受2018年8月惠州招标事件行政处罚影响，营收基本与2018年持平，同比增长1%，业绩大幅下滑，同比下滑93%。2018年惠州行政处罚事件已于2019年胜诉影响正在逐渐减弱，公司营收有望恢复至2018年前的正常水平。1.4.2. 2010~2018年公司毛利率和净利率中枢在50%和19%2010年~2018年公司平均毛利率和净利率为50%和19%左右。受PPP影响，19年整体毛利率下滑，为40%，这与公司希望通过一定的降价策略来提升市场份额，而主动做出的战略调整也有一定关联。2019年公司净利率为3%，与公司2019年部分产品成本增长以及商誉减值有关。除去19年，公司净利率常年维持在15%及以上的水准。1.4.3. 2019年前ROE处于上升通道，经营现金流稳定受PPP项目影响，2019年ROE大幅下滑，为1.2%。2019年前公司ROE持续提升，2011-2018年，ROE从11%提升至17%。19年ROE下降主要是受到公司PPP项目影响，导致公司净利润大幅下滑，资产周转率及权益乘数处于正常状态。整体来看，公司销售净利率的下降对ROE的下降影响最大。公司销售净利率的下降主要是因为公司采取降价扩张的战略主动向下调整产品价格导致毛利率下滑，叠加2019年商誉减值（1.7亿）所致。2. “长坡厚雪”好赛道，国产替代大势所趋公司每个技术平台可以应用于多个细分行业领域，以此形成“多对多”的业务形态。因此我们可以从多产品与多行业两个维度综合判断公司的行业增长空间。2.1. 长坡：科学分析仪器对应多技术平台，全球市场空间超4000亿元科学仪器创新与制造是促进科技进步的基石产业，是催生科技创新的重要要素。全球分析仪器市场空间超4000亿元，CAGR（2015-2020）为4.4%。根据SDI发布的《2015-2020全球分析仪器市场》数据，2020年全球分析仪器市场约637.5亿美元（折合人民币超4000亿），2015-2020CAGR约为4.4%。欧美地区份额最大，中国地区增速最快。按地区进行划分，SDI预计2020年北美及欧洲地区仍占据分析仪器市场销售主导地位，2020年销售额约占比分析仪器总量的64%，中国地区则只占比约12%。从发展速度来看，中国市场增速最快，预计2015-2020CAGR约为6.8%，其次是印度（5.6%）及亚太地区（5.5%）。中国市场增速分别高于美国及欧洲地区1.6、3.7个百分点。分析仪器市场中品类繁多，大致可分为质谱、色谱、光谱、生命科学仪器、表面科学仪器等9个产品技术。其中需求角度来看，生命科学仪器需求最大，其次是色谱、光谱及质谱仪器。市场发展速度来看，分析仪器中质谱仪器增速最高（CAGR2015-2020，7.1%），其次是表面科学仪器（5.6%）、生命科学仪器（4.9%）。2.1.1. 各仪器市场增速及规模分析2020年质谱仪全球市场规模有望达到71亿美元，近年来平均增速约7.6%。1）综合Zion Market Research（2015-2021，CAGR7.9%），TransparencyMarket Research（2018-2026，CAGR7.7%），SDI（2015-2020，CAGR7.1%）三方数据，我们预估全球质谱市场近年平均增速约7.6%；2）根据《化学分析计量》2016年04期数据，以2015年全球质谱市场约49亿美元进行测算，我们预计2020年全球质谱仪器市场规模有望达71亿美元。中国是质谱仪发展增速最快的区域。根据SDI数据分析报告，中国地区2015-2020质谱仪市场规模增速约9.5%，超过行业我们预估的全球行业整体增速（7.6%）。伴随科学技术水平不断提升，我们认为亚洲地区将会成为质谱仪发展速度最快的大区域，中国、印度有望成为亚洲中质谱仪市场中的佼佼者。2020年全球光谱仪市场规模有望达90亿美元，2015-2020年CAGR约4%。根据中国分析测试协会数据，全球光谱仪市场从2015年的73.5亿美元提升至2018年的82.8亿美元，年复合增速约4%。结合SDI光谱仪2015-2020CAGR约4.1%，我们预计2020年全球光谱仪市场规模约90亿美元。近年来中国光谱仪市场的比重不断提升。根据中国分析测试协会数据，2018年北美、欧洲、中国市场分别占比33%、26%、10%。相较2015年分别提升约0.3、-0.8、0.8个百分点。此外中国原子、分子光谱仪受益于工业、医疗、生物制药等相关领域发展，分别有望维持8%、7%的较高复合增速（CAGR2018-2023）。2020年色谱仪全球市场规模近100亿美元，2015-2020CAGR约4%。根据SDI数据显示，2020年全球色谱仪市场规模约100亿美元，其中欧美色谱仪市场约占比全球的57%，中国占比约16%。受益于生物制药、生命科学的发展，中国成为色谱仪增速最快的地区，2015-2020CAGR约7%，超过北美（4%）/欧洲（2%）/日本（3%）近3/5/5个百分点。2.1.2. 高端分析仪器被广泛应用于各细分领域质谱仪具有高灵敏度、高分辨率、分析速度快等优势，被广泛应用于医疗健康、食品安全、环境监测、工业分析、国家安全等多个细分领域。光谱仪应用范围广泛。作为科研和生产的“眼睛”，即可以用于生产过程的检验检测，也可用于产品和环境的检测与监督，其中环境中重金属检测是原子光谱仪的强项。根据前瞻网数据，2019年全球光谱仪主要被应用在工业（37%）、制药和生物（20%）、公用/政府（27%）以及实用（19%）四大领域。制药及生物领域有望成为光谱仪市场新式增长点。根据美析仪器数据显示，2019年全球原子光谱在工业市场中的应用额占比最高，达43%，其次为政府(27%)，环境(13%)，制药/生物(10%)、农业与食品(5%)、医院、临床及其他(2%)。2019年全球分子光谱在制药及生物领域应用的市场额占比最高，达32%，其次为政府(31%)、工业(20%)、农业与食品(9%)、环境(4%)、医院、临床及其他(4%)。色谱仪在生物制药方面占比最大，约34%，在公共环境（23%）、实用（23%）、工业（21%）领域应用占比较为均衡。制药和生物技术行业对液相色谱仪的需求极大的推动了制备HPLC市场，约占液相色谱仪市场40%以上，此外临床用HPLC为增速最快的细分子行业（2015-2020CAGR 8.7%）。2.2. 厚雪：各细分领域不断深入，从环境监测到生命科学层层渗透质谱、光谱、色谱三类产品均可用于环境、生命科学、工业、实验室等诸多领域，受益于此类下游细分领域的发展，高端科学仪器有望持续保持较高增速。因此我们将对环境、生命科学等热门领域进行进一步的展开，以判断行业市场空间。2.2.1. 2020年环境监测市场空间有望达477亿元，大气监测市场仍有余力环境监测行业体量仍然较小，有望维持16%高复合增速，预计2020年市场空间达477亿元。“十二五”以及“十三五”期间，各项国家政策助力监测行业快速发展，但在整个环保行业中，环监市场的体量依旧比较小，仍具有较大的发展空间。根据国家环境监测总站的数据，监测行业销售额从2011年的108亿上升到了2015年227亿，年复合增长率约16%，但整体规模只相当于水务处理的8%，固废处理的15%。我们认为伴随环保督查常态化，大气、水质等领域环境监测设备需求将不断提升，环境监测行业仍会保持较高增速，按16%的复合增速测算，2020年市场空间有望达477亿元。目前大气空气质量监测市场需求大，产品设备少。根据环保部“12369”环保举报情况以及智研咨询数据，2017年大气、噪声污染举报最多，分别占比总举报数的57%、35%，而环监设备市场中大气监测设备仅占比约13%，相较水质与烟气监测设备数量仍有较大差距，我们认为受群众举报驱动，大气监测设备市场有望持续扩容。大气空气质量监测市场空间40-56亿/年。根据2020年6月发布的《2019中国生态环境公告》数据显示，2019年国控点为1436个，相较于2015年数据没有增长。因此我们认为“十三五”规划中监测点增长数量主要来自于县级行政单位为主的“省控点”网络。粗略测算“十三五”期间我国大气监测市场平均每年的市场增量约40-56亿元/年。具体假设及测算如下：1）最小监测点数安排：根据2013年颁布的《环境空气质量监测点位布设技术规范》，对不同县级行政单位人口进行不同规格的最小监测点数安排。根据方舆数据，截止2020年7月我国县级行政单位调整为2844个；根据联合国贸易和发展会议数据，预估2020年我国人口总数约14.4亿人，计算可得每个县级行政单位约51万人，由于略超出50万人口的划分标准线，我们取最小监测点的均数作为预估值，即（2+4）/2 = 每各县级至少安排3个环境监测点。2）国控点新建、更换设备需招标，假设中并未按招标金额，新建/更换单台设备统一按100万/台测算，运维服务按每个点位运营成本约5万元/年进行测算，“十四五”期间每年约有5亿元的运维服务市场空间（1万个点位含国控点）。3）空气监测咨询服务：假设2018年全国重点城市空气质量排名中严重污染以上层级需咨询服务进行预估，我国约0.5%的乡级行政单位（200个乡镇）需要进行空气监测咨询服务，按每年服务费200万进行计算，则乡镇一级的监测咨询服务市场空间约4亿元/年。若将范围放宽到污染前十（约540个乡镇），则每年监测咨询服务市场空间约11亿元/年。4）网格化监测以沧州市为例，共有126个热点网格，对应368个监测点，因此推测1个热点网格约需3个监测点，80个城市约需配备130*80*3=3.12万个监测点。除大气外，环境监测中还包含地表水监测、VOCs监测、污染源监测以及土壤监测等。伴随我国环保督查常态化叠加排污水改环境税等相关法案落地，我们认为环监行业有望维持较高增速，市场空间仍未见顶。高端科学仪器在环境监测市场的应用有望逐步提升。2.2.2. 生命科学为分析仪器下一个风口浪尖， 未来10年国内市场CAGR有望达19%生命科学及医疗领域为高端仪器市场的下一个风口浪尖。2010年以来，世界高端科学仪器企业纷纷加大力度布局生命科学及临床领域。根据2014年全球生命科学仪器公司研发费用支出TOP20榜单，2014年榜单第一研发费用超出榜单最后一位4800万美元，相较2013年研发费用差距增加了1000万美元。而巨头们对生命科学业务螺旋式整合，业务拆分也体现了头部企业对该领域的重视程度，例如丹纳赫整合GEHealth，安捷伦瘦身分拆测量业务专注生物化学领域，赛默飞世尔收购Life Tech等。生命科学仪器领域（不含质谱等）2020年全球市场规模约165亿美元，2015-2020年CAGR约5%。其中中国地区为增速最快的地区，2020年市场规模约17亿美元，同期CAGR约6.1%，超出北美&加拿大/欧洲/整体行业0.1/2.2/1.1个百分点。伴随科研水平不断提升，除常规生命科学仪器（基因测序仪等），高端联用质谱（如LCP-MS等）也将用于生命科学与诊断领域。由于色谱、光谱多与质谱联用，此处我们暂用联用质谱仪测算未来10年国内生命科学/医疗诊断领域的市场规模（算上其他仪器规模可能更大）。具体假设如下：1）根据卫健委2020年6月数据，目前全国三级医院数量约2831家，同比2019年6月增长8%。国内质谱仪在医院应用尚未完全打开，因此2020-2024年仅考虑三级医院，按每个三级医院配套一台测算。2）根据SDI数据，质谱仪2020年在国内市场规模约36亿元（美元汇率1比7测算），临床生物占比约41%，因此大致判断2020年国内质谱在临床诊断领域市场规模约16亿元。2020年联用质谱仪均价约200万元/台，质谱行业价格竞争激烈，伴随仪器厂商逐渐降本，仪器整体降价，年均降价10万，则2025年左右进入二级医院（150万/台），随后在2030年逐渐渗透一级医院（100万以下/台）。3）引入渗透率概念，通过SDI数据测算，2020年质谱仪在一级医院渗透率约28%，伴随科研水平提升，假设质谱仪在降价过程中，每年渗透率+3%，二级医院渗透率每年+2%，2025大幅降价，使渗透率提升至+5%（一级）、+3%（二级）/每年。直到2030年质谱单价低于100万每台，三级医院入场（1%渗透率）。按此测算，我们预计2030年质谱在国内医疗诊断市场的需求约89亿元，2020-2030CAGR约19%。2.2.3. 下游应用行业不断完备，实验室、半导体、工业等领域竞相突破除环境与生命科学领域，高端仪器也被广泛应用于实验室、半导体、工业等领域。其中在实验室领域，根据 BBC Research《实验室通用设备全球市场研究报告》数据显示，2014年全球实验室通用设备市场规模近 49 亿美元，2015 年达到 54 亿美元，预计 2020年其市场规模将达到 94 亿美元，CAGR预计为 11.7%。中国是亚洲实验室设备的第二大市场，是世界上业务发展最快的市场之一，每年增长约 20%，根据国家统计局数据，截止2020年9月，我国实验分析仪器仪表制造业共有 232 家，行业主营业务收入达到187.6亿元，行业营收同比增长5.7%。2020年全球半导体测试机市场规模约30亿美元，2016-2020CAGR约9%。根据SEMI2019年7月预测数据，2020全球半导体设备市场规模约588亿美元，其中中国大陆地区约145亿美元。半导体测试设备约占比半导体设备市场的8-9%，而测试机占比测试设备的63%，则2020年全球半导体测试机市场规模约为588*8.5%*63%=31.5亿美元，同期中国大陆市场规模约7.8亿美元，2016-2019CAGR约22%。在工业领域，根据中国工控网市场研究部数据，“十二五”期间，我国工业过程分析仪器市场规模CAGR（2010-2015）约为15%，2015年工业过程分析仪器市场规模约300亿元。此外我国仪器仪表制造行业呈现逐年增长态势，根据国家统计局披露的工业增加值情况来看，2020年工业增加值累计同比于7月回正，10月已恢复至2.2%水平(制造业2.4%)，2019年累计增速达10.5%，高出同期制造业工业增加值累计同比约4.5个百分点。我们认为伴随检测指标不断深化，过程分析等仪器有望广泛应用于工业、石油、金属领域，市场规模有望持续提升。2.3. 贸易逆差收窄，国产分析仪器仍面临卡脖子现状高端分析仪器市场依赖进口，近年来贸易逆差改善，但仍处高位。根据海关总署数据，质谱、光谱、色谱2020年1-10月贸易逆差分别为72、32、50亿元，质、光、色谱2019年贸易逆差相较2018年均出现收窄，分别同比下滑4%、11%、5%，2020年出现小幅回升。从进出口数据对比来看，目前“三谱”进口均大幅高于出口金额，此外出口额细分中“其他质谱”以及气相色谱占比较大，分别占比其分类出口额的96%/89%，我们认为国产厂商仍发力于中低端分析仪器，如质谱联用仪、液相色谱仪等高端分析仪器仍面临“卡脖子”现状，伴随科研水平提升，高端分析仪器进口替代有望成为大趋势。质谱、光谱、色谱国产品牌市占率约15%、20%、27%。根据海关数据显示，2018年高端分析仪器市场进口额度均达到高峰，2019年出现不同程度的下滑，我们判断可能与中美贸易摩擦相关，因此我们认为相较2019年数据进行估算，2018年数据更能真实反应国产品牌市占率情况。根据智研咨询数据显示，2018年我国质谱仪市场规模约112亿元，进口额为95亿元，因此我们粗略预计国牌市占率约15%。根据前瞻网数据，2018年光谱仪国内市场规模约60亿元，进口额约48亿元，国牌市占率约20%；根据SDI数据，2018年国内色谱仪市场规模约94亿元，进口额约69亿元，粗略估计国牌市占率约27%。高端分析仪器的市占率均不足30%，部分如质谱、液相光谱等产品国牌市占率不足15%与5%，伴随相关政策发力，仪器逐渐进口替代，假设未来5年国产质谱、光谱、色谱市占率分别达30%、40%、50%，则三谱市场仍有约107亿元的增量空间。（质、色、光谱CAGR分别为7.6%、6.7%、7%）。3. 全球龙头赛默飞世尔、丹纳赫，学习巨头成长路径赛默飞世尔与丹纳赫为高端科学仪器碎片化市场中的两大巨头，通过分析对比两大巨头的成长路径、产品布局、管理方式以及盈利能力，我们认为两大巨头有以下相似之处：1）在碎片化的利基市场中，寻找高附加值、行业壁垒较高的优质赛道，构筑深厚的护城河；2）重视并购以及并购后的企业协同，以优质并购不断丰富自身的产品线；3）重视现金流质量，不断“创造价值”。3.1. 基因一：“并购”为两大巨头成长主基调赛默飞世尔与丹纳赫的成长史均离不开“并购”。两大巨头通过不断并购优质企业，同时剥离不良资产削减成本、偿还债务来实现业绩持续增长，其中：丹纳赫：前身为投资公司，通过并购硕士盾以及莫霍克橡胶公司逐渐转型为工业品综合管理集团，再通过自身集团优秀的管理方式“DBS”规范化并购管理，成长为高端仪器领域的巨头。丹纳赫的并购路径可分为三个阶段：1）财务导向型并购（1980-2000），该阶段的并购主要以大规模财务导向并购为主，此阶段不考虑业务补强或者相关性，但并非盲目收购（依然考虑并购公司的市场竞争力、业绩、管理能力）；2）更少但更好的并购（2001-2008），此阶段公司发展补强收购、邻近业务收购以及新平台收购，同时开始从行业角度筛选具有高增长特点的行业与该行业中的龙头公司或利基公司。值得注意的是该阶段公司开始逐渐切入生命科学、诊断等领域；3）市场领导型并购（2009-至今），该阶段公司依然保持较高的并购频率，将并购重心从80年代的财务导向型转型为强调市场领导力的并购。此外该阶段丹纳赫实行了自组建以来最大的公司拆分，将专业仪器仪表和工业技术两个部分纳入新工业企业Fortive，现有的生命科学和诊断、牙科、水质与Pall整合为“New Danaher”。赛默飞世尔（TMO）：发展路径按重大并购重组也可以划分为三阶段：1）Spin Out+大量并购（1956-2001），该阶段热电通过大量将旗下子公司分拆上市并控股的战略实现在各个子分类领域站稳脚跟，同时公司通过大量并购不断完善自身产品线，使自身业务横跨众领域；2）战略重组+并购飞世尔，一飞冲天（2002-2009），大量并购导致公司结构不清，管理难度提升，公司于1998年进行大刀阔斧的战略重组，并将分析仪器作为核心领域发展。此外该阶段公司通过并购飞世尔公司，一举完善了自身在实验室领域的补强，即使面临GFC， TMO也具备全球竞争力，保持较快增长（热电亚洲、欧洲市场，飞世尔在美有强大的销售网络，销售地域互补）。3）生命科学新增长（2010-至今），公司通过收购Life Technologies完成对生命科学领域布局，为公司带来新增长点。3.2. 基因二：产品深度布局生命科学及诊断行业从时间线来看，丹纳赫与赛默飞世尔前期（2000s前）均为大量并购，因此细分行业众多，但两大巨头均通过资产剥离与重组的形式最终使公司形成重点的几个细分产品领域。按2019年的产品类别划分来看，“新丹纳赫”与TMO均深度布局生命科学领域以及诊断行业。丹纳赫：2019年公司业务可分为生命科学/诊断学/环境及实用解决方案三类（2019Q3牙科分拆），分别占比2019年公司营收的39%/37%/24%。从销售地区来看，丹纳赫2019年销售地区可分为北美/西欧/高增长地区/其他发达国家，分别占比总营收的39%/23%/32%/6%。其中高增长地区包含东欧、中东、非洲、拉丁美洲以及除日本、澳大利亚、新西兰之外的亚洲地区。赛默飞世尔：2019年公司业务可分为分析仪器、诊断仪器、生命科学解决方案、实验室产品及服务四类，分别占比公司营收的21%、15%、25%、39%。从销售地区来看，TMO销售区域主要集中于欧美地区，2019年欧美地区的销售收入占比总营收的75%，亚太地区占比总收入的22%，其余地区占比3%。从产品销售领域来看，TMO业务可分为生物&制药、诊断&生命科学、工业实用/学术、政府领域，分别占比总收入的41%、20%、18%、21%。3.3. 基因三：不仅仅为并购，更重视并购后的精益管理从管理模式来看，两大巨头作为业内的并购王，均在具备强大的管理能力同时注重并购后的管理，在对产品、公司的精益化上也异曲同工。其中：丹纳赫：管理模式脱胎于1988年Kaizen原则，并将其发展为独特的“DBS”（丹纳赫商业系统），此外公司另一个重要机构DBSO（DBS办公室）配合参与全部新并购活动中的初期培训及持续改善，使新并购公司可以更快的与丹纳赫协同发展。丹纳赫圆环图标体现其企业文化内涵以及管理理念。图标整体为“D”与“C”的结合，其中“D”代表丹纳赫，“C”代表客户，圆环内部左下方“Customers talk，We listen”与右上方“Kaizen is our way of life”代表以客户为本与持续改善，不断挑战的企业文化。圆环上4P分别代表People（人才）、Plan（计划）、Process（流程）以及Performance（业绩），其中:People（人才）：人才测评是丹纳赫在进行收购前的尽职调查以及对现有公司不断评估的一个重要组成部分。公司对于并购公司管理人员的保留度与尽调过程中管理人员的面试情况与实际运行情况相关，一般而言，两年内高管的置换率约为0~50%，同时在接管公司后，丹纳赫会尽快拟定人事决策，以剔除和替换不能适合丹纳赫管理文化的管理人员。Plan（计划）：计划为丹纳赫旗下的每个公司制定战略计划，在丹纳赫收购的尽调过程后，丹纳赫的管理人员会为收购公司管理人员制定战略计划，使他们意识到现阶段应“如何与市场竞争以及如何改善绩效”，并帮助他们找出现阶段绩效改正存在的障碍。Process（流程）：整合流程的重点在实践过程中帮助新加入的管理人员了解DBS，以达到并购后能快速与丹纳赫达成协同。丹纳赫通常会对管理人员两周的培训与持续改善活动，在此过程中DBSO（由15-20个高管组成）同事每周都会不断的进行走访，来帮助所有的子公司进行培训和改善，以帮助新进者更快接受公司理念。Performance（业绩）：子公司战略达成一致后，丹纳赫会利用战略部署(PD)来推动和监督战略的实施。每个业务单元每个月都会就战略部署进行回顾，并且战略部署的目标将与战略计划直接相关。首先是一系列可以提高公司业绩的三到五年计划，随后是每年都必须达成当年的业绩目标以确保战略目标是按部就班的完成。赛默飞世尔相比丹纳赫独特的DBS文化，其管理也大相径同。例如TMO设计产品时，注重客户应用环境，是产品使用更便利高效。在制造时推行PPI（实际过程改进）和Lean生产制造（精益化流程管理），将质量关键融入各生产环节。对于并购管理，TMO认为多品牌对应多行业的多对多格局，需要发展更为整合的销售力量，做到交叉销售或销售可以贩卖全公司的产品；针对品牌多，公司定位不明等，公司保留核心业务，剔除其余部分；相较于丹纳赫的PD工具，TMO也有类似的战略计划考核，每年五月TMO都会做“三年规划”，以讨论收购企业的增长率情况。3.4. 基因四：重研发，现金流稳定持续“创造价值”TMO与丹纳赫为高端科学仪器界的泰山北斗，其各项盈利指标基本可视作该领域成熟企业的标杆。以下从营收、业绩、研发、期间费用率等角度来对比两大巨头，以探究高端科学仪器公司成熟期的收益情况。从营收角度来看，TMO与DHR 2005-2019年的CAGR分别为18%、6%，丹纳赫复合增速较低主要原因系近年来将子公司拆分导致，如加回2015年拆分的仪器业务（fortive）与2019年Q3拆分的牙科业务，则复合增速约有10%。从业绩角度来看，TMO与DHR 2005-2019年扣非归母净利润CAGR分别为21%与9%。TMO受益于并购Life Tech 业绩保持持续增长，而DHR由于分拆业务，复合增速近14年略有下滑。从研发费用来看，TMO与DHR均重视研发，2019年两大巨头研发费用支出分别占比总营收的4%(TMO)、6%(DHR)。2005-2019年期间，研发费用支出占比中枢也稳定在3.4%（TMO）、6%（DHR）。从期间费用率（除研发）来看，TMO与DHR管理能力均呈现稳定状态，其中TMO 2006-2019年期间费用率保持中枢27%，DHR期间费用率保持中枢29%，说明两大巨头经过自身的管理协同后，并购的公司文化输入较好。TMO与DHR盈利能力长期保持稳定，2005-2019年毛利率水平维持在中枢43%、50%，净利率水平维持在10%、13%。经营性现金流净额/归母净利润指标中均1，体现了巨头们在并购及资本支出实际上均充分考虑经营及筹资情况，保证整体现金流充足。从ROE与ROIC角度来看，TMO ROE保持稳定提升，2005-2019年几何ROE约7%，2019年ROE达12%，创历史新高，DHR同期几何ROE约12%，随近年来有所下滑，但仍维持10%左右，从ROIC均值角度来看，TMO与DHR2006-2019年均值分别为5%，8%，DHR ROIC 2001-2008年为13%，下滑主要系因为2009年后收购Pall、Bechman、GEHealth等投资回报期较长的公司所致。3.5. 竞争格局：全球TOP20仍为外强，国产替代亟需突围从体量来看，中国的高端分析仪器与欧美、日本等国家仍有较大差距。根据仪器信息网整理的全球仪器公司TOP20，至今没有出现中国企业的身影。三重四极杆技术是分析仪器技术的分水岭。从技术层面来看，三重四极杆是定量领域的不二之选，在定量方面有绝对优势，但是在高分辨、多级串级质谱等定性方面优势较弱。因此很多国外的实验室都采用装备数台QQQ并配备一台离子阱或者QTOF仪器，以弥补定性能力的不足。三重四极杆技术作为高端分析仪器企业的分水岭，目前国内ICP-MS产品基本为单四极杆型，且只有少数企业拥有自主研发能力，拥有三重四极杆技术的自研技术的企业更是凤毛麟角。三重四极杆质谱单价高，应用场景广泛。三重四极杆质谱作为售价数倍于普通GC-MS或LC-MS的高端产品，已经大量进入了我国市场，在科研、化工、环境、食品、地质、农业、临床等领域均有广泛的应用。目前主要由赛默飞、安捷伦、沃特世、岛津、Sciex、珀金埃尔默等大的跨国公司所占据，产品形态主要有三个类型：LC-MS/MS、GC-MS/MS、ICP-TQ MS。聚光科技作为国内少数具备三重四极杆串联质谱系统技术的公司，我们认为在多对多模式持续运作下，公司有望将技术协同到多细分领域中。在国内高端仪器市场高速发展下，公司具有技术与地域上的先发优势。4. “研发+产品+技术”三大优势助力公司稳固龙头地位4.1. 重研发：科研出身，18年研发投入20亿公司创始人科研出身，重视研发。公司创始人兼实控人王健博士先后在浙江大学与斯坦福大学获得博士学位，对国际前沿的检测技术有深入研究。领导人科研出身使公司自始至终将自主研发作为公司的核心发展战略，自2007年起，公司研发费用占比总营收始终保持在10%左右。从公司成立之初开始结算，截止目前研发投入累计已超20亿元。研发人数稳步增长，产品美誉度高。截止2019年年报，公司共有员工5512人，其中研发人员共1012人，占比人员总数的18%。此外，公司相关产品已取得授权发明专利214项，已授权实用新型325项，登记计算机软件著作权646项，目前公司已有国家级、省级创新平台8个，累计牵头、参与高端分析仪器及各行业（国家科技部、发改委、生态环境部、住建部、外专局等）应用科研项目100余项。其中单2019年，公司完成了科技部国家重大科学仪器设备开发专项的项目综合验收2个、新项目立项1个，创新研发中心1个。研发转换效率高，自主研发硕果累累。公司建立了以 IPD（集成产品开发）和 CMMI（能力成熟度模型集成）为基础的研发体系，上市十年间积累了包含光谱、色谱、质谱、前处理等二十余项新型技术平台，产品系列逐步创新和完善，其中2019年公司旗下新一代ICP-MS、ICP-OES、国内首台三重四极杆串联质谱仪、红外热成像测温仪、全自动石墨消解仪等多款高端分析仪器均已完成上市销售。综上数据显示，我们认为公司是典型的技术与研发驱动型公司，技术与产品品类已远超国内同业，伴随下游领域对高端科学仪器需求不断提升，公司有望以技术优势率先抢占市场。4.2. 业务全+技术强：平台化建设+营销多点突破，市占率不断提升打造产品技术平台化，实现单一技术入手，形成多技术平台对多产业链格局。公司在发展过程中加速核心技术的储备，同时进行质谱、光谱、色谱、生物分析等技术平台的布局及开发。基于这些平台深度开发了系列化的产品，实现以单一技术/产品形成技术平台/系列产品矩阵的跨越，实现了单一产品/平台对多产业链/价值链的突破。并购+自研发，打造子公司舰队群模式。仪器领域具备高碎片化的特征，公司自2007年起开始并购相关公司丰富自身产品矩阵，以舰队群模式不断横向拓宽产品线。目前公司已深度布局环境、工业、实验室、生态综合发展四大领域，其中以谱育、安谱（仍占30%股权）为首的优质研发部队正在积极开拓生命科学、试剂耗材、以及半导体产业。谱育为公司旗下重点研发的排头兵。2015年公司将原聚光研发团队精锐人员从母公司抽离组建为杭州谱育科技，针对高端质谱、色谱、光谱仪器进行专项突破。从研发人员配置来看，目前公司共有研发人员400余人，其中70%为硕士以上学历，成立至今累计获得专利超100余项。自2019年来，谱育产品完成多个产业瓶颈突破，目前公司明星产品三重四级杆串联质谱系统已于2019年完成验收，2020年9月自研发的光栅型近红外分析仪突破产业瓶颈，11月自激式全固态ICP射频源完成首个国产化。自成立以来，谱育科技几乎年年有首创产品发布，彰显公司强大的自研能力。谱育自成立以来营收与净利润保持高速增长态势。2019年营收、净利润同比增速分别为72%、57%，2017-2019年营收、净利润CAGR分别为155%、410%，从2020年H1增速情况来看，营收增速较2019年提升近95个百分点，净利润增速虽有下滑，但稳定在40%左右，我们认为子公司谱育业务正进入良性循环。谱育业务体系清晰，积极切入生命科学与半导体领域。公司依托现有的分析检测技术与进样前处理技术，逐渐开创便携检测、在线监测、移动检测、实验室自动化等项目，于2020年初切入半导体领域，目前公司ICP-MS, GC-MS等仪器可用于半导体硅片、光刻胶中痕量、微量元素的检测。此外，公司未来将进一步布局生命科学领域，目前公司的高端质谱仪器可用于生命科学领域蛋白质、细胞中的元素检测。4.2.2. 销售层次逐渐高端化，渠道有望下沉公司自上市以来不断加强营销端布局。从销售费用来看，公司自2011年上市以来销售费用保持高增长态势，2011-2019年销售费用率分别为15%、18%、18%、15%、14%、14%、15%、15%、15%。其中2011-2016年阶段销售费用快速攀升我们认为主要是公司在上市前阶段产品技术累计，上市后迅速放量所致。为使产品研发有效转化为实际销产出，公司于2017年大规模提升销售团队人数。从销售人员数量来看，2011-2019年销售人数负复合增长率约11%，公司2017年销售团队人数翻倍。我们认为2017年后销售人员快速增长配合公司产品研发逐渐落地，公司销售人员层次有望逐渐高端化，子公司不断运作有望使销售渠道快速下沉。销售人均产出与公司研发速度相关性高。从人均产出来看，公司销售人员价值产出从2011年的150万元/年提升至2016年的433万元/年。随2017年销售团队高速扩容，人均产出趋于345万元附近。从专利申请数量来看，公司于上市2011-2016年专利申请与公布均在高位，2017年后开始逐年下滑，与人均收入呈现较强的相关性。因此我们认为公司是典型的技术驱动型公司，2019年公司在业绩大幅下滑的局势下，仍坚持高比重的研发投入，伴随2-3年的研发投入逐渐转化为产出，叠加公司销售团队层次深化，庞大的销售团队对应的人均产出有望再次提升，公司营收有望持续提升。4.2.3. 环监设备市占率8年提升近7个百分点环境监测设备国产龙头市场集中度不断提升，公司市占率相较上市初期提升近7个百分点。根据国家统计局数据，2019年环境监测设备生产商约134家，计入统计的企业的销售收入约193亿元，国产环境监测设备龙头（聚光科技、天瑞仪器、雪迪龙、先河环保、皖仪科技、盈峰环境等）环境监测设备销售总收入约58亿元（2018年64亿元），占比行业总收入的30%（2018年39%），该数据相较2011年的9%提升21个百分点。其中聚光科技2019年（按2018年环监设备占比营业总收入50%测算）市占率约10%，相较2011年刚上市时提升近7个百分点。我们认为目前国产高端仪器大部分仍被用于环境监测领域，仅小部分用于生命科学、诊断和生物领域。公司拥有高端质谱技术，相较同业具有较强的技术壁垒优势，伴随科研用、医用高端科学仪器设备需求不断增长，公司强技术力和全门类检测属性有望持续被放大，市占率有望进一步提升。4.3. 财务指标对比：公司仍处于成长阶段公司虽然是国产科学设仪器龙头，但从各项指标来看，我们认为公司在拥有较大体量的情况下，仍处于成长阶段。从销售毛利率、销售净利率、ROE、期间费用率（除研费）4个指标来看，公司在2018年之前整体经营趋势向好，2018年ROE为同业最高（17%），毛利率尽管近年来有所下滑，但总体仍维持在行业平均水平。从三费情况来看（扣除研费），公司管理能力较强，领先同业，且公司研发费用显著高于同业，在高研费的基础上，公司仍能维持15%左右的净利率。公司虽为行业龙头，对比海外巨头，各项指标仍与国内同业未拉开较大差距，因此我们判断公司在管理、成本控制方面仍有后劲。在“多对多”属性加持，不断扩张下游产品线背景下，公司仍未到成熟期，处于成长阶段。5. 盈利预测与估值5.1. 关键假设预计公司2020-2022年仪器及耗材业务复合增速约15%。公司旗下仪器及相关耗材业务主要事业部和子公司可分为环境事业部、工业事业部、杭州谱育科技、北京吉天仪器、无锡中科光电、上海安谱实验（2021不计入并表）以及其他仪器企业。其中营收方面增速预测如下：1） 惠州事件影响逐渐消失，国家积极推进绿色发展，环境监测市场容量持续增长，预计2020-2022年环境事业部营收复合增速保持在17%水平。2） 工业检测指标有望不断深化，过程分析等仪器有望广泛应用于工业、石油、金属领域。伴随公司深化各部门协同发展，工业过程分析系统有望结合自研“三谱”仪器，预计2020-2022年工业事业部营收增速高于“十三五”行业复合增速（15%），有望达15-20%水平。3） 谱育科技为公司研发精锐部队，产品不断切入生命科学、诊断、半导体等领域。考虑到谱育2019年营收同比仍接近77%，旗下三重四级杆产品完成验收，未来有望有效应用于生命科学、诊断、半导体等高增长板块。我们认为公司2020-2022年营收复合增速仍能保持在60-65%水平。4） 吉天仪器重点布局实验室仪器领域，主要产品为AFS原子荧光仪。原子荧光仪被广泛应用于环境、卫生、食品、检疫等细分领域。受新冠疫情影响，各疫情防控实验室加大原子荧光仪等疫情检测设备的购置。因此我们给与吉天仪器2020年25%的营收增速，伴随疫情影响逐渐消退，预计维持20%的营收增速。5） 安谱实验是实验用品供应链管理服务商，是公司实验室耗材销售主要平台。2020年11月4日，聚光科技公告转让20.14%股权于广州德福，5.04%股权于杭州青丘，交易完成后公司预计获得利润总额约3.9亿元，安谱实验于12月底出售，2021年不再合并入报表，预估2020年增速维持2019年（9%）。 6） 其他仪器企业，鉴于仪器市场高度碎片化的特点，公司目前已推出网上销售平台， “多对多”属性有望渗透各利基市场，因此我们预估2020-2022年该部分业务增速维持在10%水平。服务、环境工程以及其他业务暂预估此三项业务保持不变。毛利率有望恢复到2018年水平。仪器仪表及耗材业务受益于各细分行业景气度回升与新产品不断推出，部分高毛利子公司有望维持高速增长，毛利率整体有望呈现每年1-3个百分点的回升，未来有望恢复到2018年的毛利水平。环境工程、服务以及其他业务变化幅度不明显，预计维持现状。5.2. 盈利预测公司作为国产高端科学仪器龙头，产品在环境监测、工业、实验室等多项领域做到第一或前三。此外公司产品矩阵清晰，内生+外延并购不断拓宽产品线，逐渐切入半导体、生命科学领域，未来业绩有望获得持续性增长，预计公司2020-2022年归母净利润分别为5.1/4.2/5.0亿元，同比增长1174%/-18%/20%，EPS为1.12/0.92/1.10元/股，分别对应PE 13/16/13X。鉴于公司已为国内龙头企业，产品全面对标国外龙头丹纳赫、赛默飞世尔，海外龙头企业PE范围约20-30X，给予2021年25倍的估值，对应目标股价23元/股，首次覆盖，给予公司“增持”评级。6. 风险提示1）商誉减值；2）公司新品开发进展速度不及预期；3）生命科学、诊断、半导体板块切入速度不及预期；4）市场竞争加剧，国产品牌渗透力度不足；5）大股东股权质押比例较高，合计占总股本约26%。法律声明及风险提示本报告由浙商证券股份有限公司（已具备中国证监会批复的证券投资咨询业务资格，经营许可证编号为：Z39833000）制作。本报告中的信息均来源于我们认为可靠的已公开资料，但浙商证券股份有限公司及其关联机构（以下统称“本公司”）对这些信息的真实性、准确性及完整性不作任何保证，也不保证所包含的信息和建议不发生任何变更。本公司没有将变更的信息和建议向报告所有接收者进行更新的义务。本报告仅供本公司的客户作参考之用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅反映报告作者的出具日的观点和判断，在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议，投资者应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求。对依据或者使用本报告所造成的一切后果，本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本公司的交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告版权均归本公司所有，未经本公司事先书面授权，任何机构或个人不得以任何形式复制、发布、传播本报告的全部或部分内容。经授权刊载、转发本报告或者摘要的，应当注明本报告发布人和发布日期，并提示使用本报告的风险。未经授权或未按要求刊载、转发本报告的，应当承担相应的法律责任。本公司将保留向其追究法律责任的权利。浙商证券研究所上海市杨高南路729号陆家嘴世纪金融广场1号楼29层邮政编码：200120电话：(8621)80108518传真：(8621)80106010浙商证券研究所：http://research.stocke.com.cn

近日，约翰霍普金斯大学医学院Carol W. Greider团队在Science发表了题为“Human telomere length is chromosome end–specific and conserved across individuals”的文章，介绍了一种基于纳米孔测序技术的端粒分析方法——Telomere Profiling，可以单核苷酸分辨率测量细胞中每个端粒的长度。Carol W. Greider曾与Elizabeth Blackburn、Jack Szostak以”发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的“这一研究成果，获得2009年诺贝尔生理学或医学奖。研究团队利用这一新方法对 147 个个体的染色体端粒长度进行分析，发现端粒中位长度为 4.7kb，但不同染色体端粒长度差异极大，平均值相差超6kb。特别地，这种染色体末端特异性端粒长度差异具有个体保守性，在出生时就已确定，随年龄增长也得以保持。这一发现对于理解端粒生物学、衰老过程以及相关疾病的发生具有重要意义。综上，Telomere Profiling方法易于实施、结果精确并且成本较低，可广泛应用于科学研究和临床诊断，将使探索端粒生物学的全新领域成为可能。文章发表在Science主要研究内容:1.纳米孔端粒分析准确且可重复报告端粒长度为确定人类端粒是否在所有染色体上保持共同的长度分布，或者特定的染色体末端是否保持自己独特的长度分布，研究团队开发了一种富集、分析端粒的方法Telomere Profiling：首先使用生物素化的寡核苷酸（TeloTag）标记端粒末端；随后用链霉亲和素分离标记的端粒，并通过限制性内切酶酶切将其释放；最后通过牛津纳米孔技术（ONT）长读长测序方法对端粒进行测序。据悉，使用该方法检测每个样本的成本约为75美元。此外，研究团队还开发了新生物信息学分析流程来确定染色体末端特异性端粒长度。接下来，研究团队通过对0岁至90岁人群的外周血单核细胞（PBMC）进行了端粒分析，并将其与Southern印迹法、FlowFISH检测的结果进行对比。结果显示，经不同方法所检测的端粒长度高度一致，表明Telomere Profiling方法具有高度准确性及优异可重复性。此外，研究团队还通过检测7个样本的端粒长度来检测实验室间的差异性，确认了该方法的广泛适用性和可靠性。图1. 纳米孔技术进行端粒分析是准确和精确的2.端粒长度随年龄增长而发生变化已知端粒长度随着年龄的增长而缩短，但先前方法无法在核苷酸分辨率上测量端粒长度。为检测端粒长度动态范围，研究团队使用Telomere Profiling对11个个体（0-84岁）的DNA样本进行分析，并根据端粒长度进行排序；通过Southern印迹法对相同的DNA进行测量，并将其作为验证。结果显示，Telomere Profiling预测了端粒长度的等级顺序，捕获了Southern印迹的动态范围，并测量端粒随年龄增长而缩短的情况，这对于理解衰老过程中的生物学变化至关重要。此外，Telomere Profiling还确定了端粒长度的第1、第10和第50百分位数。研究团队还将该方法与FlowFISH进行了比较，使用先前诊断为短端粒综合征的特发性肺纤维化（IPF）患者的5μg存档DNA样本进行分析。结果显示，大多数IPF样本的整体端粒长度与FlowFISH测量结果相似，表明Telomere Profiling能够检测出患病个体，有望助力临床诊断和治疗。图2. 纳米孔端粒分析检测端粒长度随年龄的动态变化3.人类端粒具有染色体末端特异性长度和单倍型特异性长度差异为确定人类是否具有染色体末端特异性端粒长度，研究团队分析了来自二倍体HG002细胞系的端粒，从HG002细胞系中分离DNA，并对端粒进行测序，将平均总长度为16.4 kb的reads映射到HG002参考基因组中，共有77个染色体末端通过质量筛选。结果显示，每条染色体的末端表现出不同的端粒长度分布；端粒中位长度为 4.7kb，有66个端粒的长度分布与均值有显著差异，平均长度差异超过6kb。除染色体末端特异性长度外，一些端粒在母系和父系单倍型之间也存在显著差异。上述结果表明，人类端粒具有染色体末端特异性长度分布。图3. 染色体末端特异性端粒长度4.染色体特异性端粒长度在个体间是保守的研究团队将150个个体的端粒序列与最近发布的泛基因组中的亚端粒序列进行了比对，将300个单倍体基因组的全基因组序列与3个高质量单倍体参考T2T基因组CHM13、HG002母基因组和HG002父基因组的序列进行比对，以确定每个参考基因组中相同亚端粒的可重复性。在所有reads中，87%在泛基因组和CHM13中定位到相同的染色体末端，90%在泛基因组和HG002母系中定位到相同的染色体末端，88%在泛基因组和HG002父系中定位到相同的染色体末端。这些数据表明，经Telomere Profiling检测的reads均可映射到一个特定的泛基因组染色体图谱，具有很高的可信度。研究团队建立了相对平均端粒长度，分析了147个个体PBMC样本每个染色体末端端粒长度，并根据端粒的相对长度对染色体末端进行排序。结果显示，17p、20q和12p往往是群体中最短的端粒，而4q、12q和3p往往是最长的端粒。因此，虽然在单个个体中可以看到端粒长度的单倍型特异性差异，但在整个群体中，某些染色体末端更有可能比总体平均值短，而其他染色体末端更有可能比总体平均值长。研究团队还分析了不同年龄段的样本，在婴儿脐带血样本发现了同样的端粒长度差异，说明随着年龄增长，端粒长度普遍缩短，但长度差异保持不变。这些结果表明，个体端粒长度的差异是在出生时就已存在，且在不同个体间是保守的。图4. 染色体特异性端粒长度在人群中是保守的综上所述，研究团队开发了一种简单通用的端粒富集分析方法Telomere Profiling，并跨越了广泛的年龄范围，基于该方法发现了染色体特异性和单倍型特异性的端粒长度分布，其中一些端粒长度之间存在显著差异，拓展了端粒长度的临床意义。综上，Telomere Profiling将帮助人们更深入地了解端粒生物学，并有望推动相关领域发展，从而有望找到治疗疾病的新方法。研究团队指出：“Telomere Profiling可使精确的端粒长度研究广泛应用于实验室、临床和药物发现工作中。因此，在未来的研究中，应该加强不同人群的检测，以证实某些染色体末端是否始终是最短的还是最长的。”原文链接：K. Karimian et al., Human telomere length is chromosome end–specific and conserved across individuals. Science (2024). https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado0431

激光痕量气体监测仪的新进展：性能和噪音分析（Recent progress in laser?based trace gas instruments: performance and noise analysis ，J. B. McManus M. S. Zahniser D. D. Nelson J. H. Shorter S. C. Herndon D. Jervis M. Agnese R. McGovern T. I. Yacovitch J. R. Roscioli， Appl. Phys. B (2015) 119:203–218）摘要我们用一些近来的数据回顾了使用中红外量子级联激光器，带间级联激光器和锑化二极管激光器的发展。这种监测仪主要用于高精度和高灵敏度测量大气中的痕量气体。在高性能软件的控制下，利用吸收光谱进行快速扫描，集成和高精度拟合。通过中红外波段，实现了出色的灵敏度。Aerodyne监测仪证明了在自然情况下痕量气体的测量精度达到1012级别，可实时测量CO2，CO，CH4，N2O和H2O的同位素。我们还描述信号处理方法，以识别和降低测量噪音。光谱信息分析的原理是将光谱加载到数组中并利用滤波片，傅立叶分析，多元拟合和成分分析进行处理。我们提供一个仪器噪音分析的实例，噪音是由电子信号与光干涉条纹混合形成。引言随着各种中红外单片固态激光器的问世，使用基于中红外激光仪器，对大气痕量气体的高精度测量已经成为常规，包括量子级联激光器（QCL），带间级联激光器（ICL）和基于锑化物的二极管激光器（TDL）。在3μm附近的波长范围内有缺口，但现在，设计人员有更多选择，在3μm附近的波长区域频率使用混合技术。在本文中，我们回顾Aerodyne Research，Inc.（下称ARI）公司使用中红外激光监测仪测量不同的痕量气体，并达到高灵敏度和/或高精度水平。这些仪器基于快速扫描和精确光谱拟合的直接吸收光谱，在高性能软件的控制下，在中红外波段，利用长光程，在减压情况下，通过热电冷却的激光和探测器实现出色的灵敏度。这里介绍了两种仪器：单激光仪器，光程长度最大为76 米；双激光仪器，光程长度最大为210 米。通过仔细选择波长，我们可以用单激光器同时测量多种气体。根据吸收率来说，仪器噪音在1 s的平均值为?5×106，可以测量1012级别大气中的气体]。这些仪器可以在多种环境中使用，包括实验室，偏远现场和移动平台（如卡车，轮船和飞机）。ARI公司仪器介绍及其性能一般来说，对于高浓度气体，几毫米的测量光程可能就足够了；但对于痕量气体来说，则需要数百米光程。Aerodyne气体监测仪仪器使用中红外快速频率扫描，直接吸收光谱并进行精确光谱拟合。仪器在减压池中利用较长吸收光程的新型红外激光源，对多种气态分子提供灵活而直接的高精度测量。光谱仪的基本配置比较简单：首先是激光源，然后是多反腔，最后是探测器。图1显示了这种装置。多反腔有确定的路径长度，符合标准的激光可以传输到检测器，对样品气体的测量基于比尔-兰伯特定律。在许多情况下，激光扫描气体出现多个吸收峰，从而测量多个不同气体。让两道或更多激光通过吸收室，或者使用单个检测器时分复用，可以测量更多的气体。Aerodyne监测仪尽可能使用反射光学元件，光学系统几乎没有色散。通过选择不同波段激光和激光驱动，选择峰值灵敏度不同的检测器来匹配，测量给定单一气体或一组气体。对于不同的测量目的，选择不同的吸收光程。一般多反腔的光程为7–76 米，一般使用宽带透镜；对于浓度非常低的气体，210米光程的窄带高反射率透镜可以提高灵敏度。仪器的优化在过去的几年中，我们持续对仪器进行了改进，比如使用了新型的电流驱动器，它提供了QCL高顺从电压情况下的低噪音电流。我们还设计了低噪音激光驱动和其他电子设备，降低整个系统的噪音。使得平均1s采样情况下，吸收噪音为?5×106，在均时100 s具有更高的精度，这相当于约5×10-7的最终吸收噪音。很多因素使得噪音超过检测器限度，特别是窄带电子噪音和光学干涉条纹。中红外激光微量气体仪器由Aerodyne Research，Inc.生产的操作软件“ TDLWintel”控制，让每条激光可以设置为时分复用。TDLWintel可控制监测仪的操作并实时处理数据。两种激光电流斜率由TDLWintel定义，然后对检测到的信号采样（16位A / D在?1-1.5 MHz下运行），同步求平均，基于HITRAN参数以及测得的温度和压力的曲线，与计算出的吸收值拟合，可以对多达16种气体混合比实时记录。数据可以以10 Hz采样频率记录，最大有效数据率由泵抽速和吸收池的大小决定。实验过程中一些情况，比如阀门开关或背景消减，也可由TDLWintel软件控制。我们展示了单激光（76米光程）和双激光监测仪（76米或者210米光程）的气体测量噪音结果（平均1s），分别在表1和表2中，测量噪音为以空气中的混合比表示，同时提供了噪音的不确定性。根据不同的吸收路径和测量情况，吸收噪音最佳的结果在1s内约为?5×106。仪器适用在各种环境中，无论是在实验室还是在野外实验中。野外现场包括偏远位置或在移动平台（例如轮船，卡车和飞机）上。我们在最近20年在许多野外现场使用过这些仪器。在过去的几年中，Aerodyne “移动实验室”已配备了多种气相仪器（单激光和双激光监测仪）以及测量颗粒物和较重的有机化合物配套仪器。如测量天然气中的甲烷排放，或者测量两种气体示踪物（例如，亚硝酸盐氧化物和乙炔），移动实验室可以直接开到附近，测量示踪气体以及甲烷。另外，通过测量乙烷（常见天然气的成分），我们可以区分来自天然气设施的甲烷和来自生物来源的甲烷。仪器的噪音分析 了解测量噪音源对于保持仪器性能水平至关重要，通常将重点放在最终的噪音源分析和讨论上，例如探测器噪音，激光噪音或散射噪音。其他噪音源，统称为“技术噪音”，可能来自光学和电子方面，并可能是噪音的主要来源。而在在短时间尺度上的噪音可能是更长的时间范围的漂移。不同的噪音源可能表现出不同的功率谱密度（PSD），例如检测器噪音，而Johnson噪音通常具有平坦的PSD（即白噪音），而激光噪音会表现出闪烁噪音（1 / f PSD）。噪音可能会在频谱中产生随机波动，或者它可能具有窄带频率。另一个复杂因素是信号处理算法对噪音信号的响应。对于Aerodyne，混合比噪音是对噪音信号，以及压力和温度变量中多元拟合的结果。了解和减少噪音的第一步是使用Allan–Werle方差工具分析混合比噪音图（方差作为平均时间的函数）以及功率谱，并将噪音划分类型。Allan-Werle方差工具是一种通用工具，可以评估短时噪音和平均时间极限。按类型划分噪音有助于指示其来源。三种常用噪音包括是暗噪音，轻噪音和成比例噪音。 “暗噪音”（即，在检测器被堵塞的情况下报告的混合比）包括检测器噪音，基本电子（Johnson）噪音以及其他多余的电子噪音。“轻噪音”（正常光照水平但吸收深度很小）包括所有暗噪音加激光噪音（1/f，即闪烁噪音和散射噪音），激光驱动电流噪音（产生幅度波动）和干涉条纹的变化。 “比例噪音”（吸收深度较大时看到的多余噪音）包括激光驱动电流噪音，压力和温度噪音以及峰值位置运动结合调谐率误差。频谱数组处理将频谱分解为许多部分，并显示出较多变量。通常应用于频谱数组的处理工具包括减去偏移量，平均值，拟合度，统计量度，变量[p]，[q]或这两者的傅立叶变换，相关性，和主成分分析。尽管有很多处理的实例，但是很难提出一个通用的分析方法，帮助我们了解所看到的一切。即使我们“解剖”光谱并找到大的干涉条纹，这不一定意味着干涉条纹是多余噪音的来源，比如干涉条纹不动或它们的频率太高而无法影响拟合。为了确定，我们需要确定导致多余的噪音因素，该因素的短期波动应与混合比的波动匹配。我们通过一个噪音分析的例子说明了分析过程。结果表明，多余噪音是由两种波的混合，即光学干涉条纹和电子信号混合导致的，产生的低频成分，明显影响混合比的测定，而任一单一波则对结果几乎没有影响。结论 我们对当前Aerodyne Research，Inc.生产的微量气体激光测量仪器进行了综述。提供了一组气体，以及同位素比的测量结果。仪器在性能上的改进包括降低了电源和激光驱动噪音。另外，制造工序变得更加精简。目前吸收噪音在1s内达到?5×106。然而，为获得最佳性能，仍然需要对噪音做进一步的探索。本文中的实例显示，多余噪音是由两种波的混合，由光学干涉条纹和电子信号混合导致。仪器的相关优势1. 持续对仪器的改进及噪音的分析，测量痕量气体的精度更高，测量气体达到ppt级别，甚至在10Hz的频率仍然保持极高的精度；2. 一次同时测量多种气体，消除了多台仪器测量时气体产生的系统误差并大大提高效率；3. 仪器适用于多种环境，满足实验室测量，野外远程测量和移动测量需求。 欲了解该产品的更多特点，欢迎咨询联系澳作生态仪器有限公司