质谱仪器市场快速增长 方法创新是发展源泉

　　hbzhan内容导读：尽管我国仪器仪表行业近几年遭遇了“寒流”，但是质谱仪器却没有受到影响，并保持了20%左右的年增长率。在行业大背景如此的情况下，质谱仪器市场增长又是如何保持的呢？
　　
　　这与多方面因素有关，首先是质谱在定性和定量能力上拥有优势，使得成为很多分析检测标准中不可缺少的仪器设备。其次是国家对质谱仪器投入重视，政府采购也使得市场需求明显上升。此外，制约质谱行业发展的瓶颈——人才问题也得以突破，近年来质谱领域人才大增，推动了质谱行业发展。
　　
　　国家高度重视质谱产业的发展，尤其是国家重大科学仪器专项对多个质谱项目进行了扶持，总投入超过了3亿元。随着质谱产业的发展以及市场需求的不断增长，越来越多的海外留学人员选择回国，加上各大高校和科研院所培养的人才，使得我国已经形成了数十个年轻的质谱仪器研发团队，有效的推动了我国质谱行业的发展。
　　
　　质谱仪自诞生之日开始，就以其准确的定量定性分析能力，在分析仪器领域确立了不可动摇的地位。其后经过数十年的发展，质谱仪的技术与性能不断增强，应用也日趋广泛，越来越多的检测标准与检测方法采用了质谱法，质谱仪也逐渐发展成为一种主流的常规分析测试仪器。我国在质谱方面发展迅速，但是由于起步较晚，因此目前国产市场的市场占有率不足一成。但与此同时，国产质谱还是有很大的发展空间，因为国产质谱仪不仅在自身价格方面很有优势，而且由于质谱仪的调试维护需要密集的服务，国产仪器在维护服务成本方面要显著低于国外同类型产品，进而通过性价比高的服务打开市场。
　　
　　质谱学与质谱技术是当今分析科学领域为前沿、为活跃的学科之一，质谱行业将是充满朝气的行业，极大地推动着其它相关学科和重要研究领域的发展。当前，质谱仪器市场巨大，的市场需求年增长率超过10%。2007年达30.8亿美元，2009年销售量为39亿美元，2012年预计将达45亿美元。我国质谱仪器市场的需求年增长远大于10%。2003年我国质谱仪进口就达300多台，2007年就达到了1700台，2010年我国质谱仪进口了3400多台，2012年上半年已达2400台。业内专家估计今后五年的市场年增长率会达到20%以上。
　　
　　质谱是分析仪器中应用较广的一类仪器装置，在生命科学、临床诊断、食品安全、环境检测乃至各类材料研究中都有重要用途。但是，质谱仪器也是相对而言在结构和功能上较为复杂的一类仪器装置，在分析仪器小型化日益普遍的今天，质谱仪器相对光谱仪器、色谱仪器和电化学仪器小型化而言，发略显缓慢。一个重要的原因是，质谱仪器需要在真空下工作，因此小型化比较困难。
　　
　　目前，质谱研究工作者在质谱仪器小型化方面已有不少研究，尤其近几年，常压敞开式离子源的发展，在很大程度上促进了质谱仪器小型化的进程。在日前召开的“2013现场检测仪器及技术研讨会”上，清华大学张新荣教授对质谱离子源的现状与发展趋势进行了探讨。
　　
　　据张新荣教授介绍，关于常压敞开式离子源研究较早的例子应该追溯到ESI的发展，但DESI的提出对这一项技术的普及起到了很积极的推进作用，DESI作为一种基于ESI的改良技术，能够直接从固体表面将样品解吸附和离子化，大大降低了分析过程对样品预处理技术的需求，特别适合设计小型化与便携式的质谱仪器。随后又有人提出了一种基于等离子体技术的离子源DART。目前这两种技术以及由此衍生的各种技术都得到了快速的发展。
　　
　　我国学者在常压敞开式离子源技术上的发展与几近同步，目前已经有多个国内的研究小组开展了卓有成效的研究，也取得了领同行瞩目的研究成果。作为国内这一领域的研究成员之一，张新荣课题组在常压敞开式质谱离子源方面也做了一些探索，如2007年提出了一种简单实用、特别适合小型便携式质谱的离子源DBDI，并与国家计量科学研究院合作，研制了一台小型便携式质谱仪器，获得了国家科技进步二等奖。特别值得欣慰的是，这种新型离子源已经成为同行高度认可的离子源之一。
　　
　　但关于小型质谱仪器离子源研究，现在仍存在问题：（1）随着质谱仪器体积的减小，质量分析器和检测器接收到的离子的数目会大大降低，灵敏度成为小型质谱的一个瓶颈问题，这就要求有更高离子化效率的离子源加以补偿;（2）小型质谱仪器的主要用途是现场分析，样品预处理和分离过程在现场很难完成;这就要求离子源要能够在在常压下工作，并对样品有一定的选择离子化功能。
　　
　　此外，质谱小型化除离子源方面的研究外，质量分析器和检测器的小型化研究也不可缺少。目前，质量分析器的小型化研究技术已经日趋成熟，检测器的小型化可能是一个重要的研究方向。据张新荣教授介绍，清华大学精仪系已研制成功MEMS法拉第筒（FCA）离子检测器。实验证明，该检测器噪声水平很低，在0.1pA左右，且不受外界高压射频电压的干扰，灵敏度高。