我國掌握小型質譜儀研制關鍵技術，整機研制獲得進展

今天，記者從中國計量科學研究院了解到，該院聯合清華大學等單位，歷時8年完成的“小型質譜儀關鍵技術創新及整機研制”項目獲得了2010年度國家科技進步獎二等獎。該項目攻克了質譜聯用儀相關核心技術和關鍵部件，成功研制出實驗室質譜、車載質譜、生物質譜和小型便攜質譜等6種質譜儀及其研發技術平臺，并實現了四極桿質譜儀的產業化，開啟了中國質譜事業的新局面。其中3項核心技術成果為國際首創，3項成果達到國際先進水平，填補國內空白。

圖1 便攜式質譜儀


圖2 離子阱質譜儀

       質譜儀是將物質粒子（原子、分子）電離成離子，通過適當電場或磁場將它們分離，并檢測其強度進行定性、定量分析的儀器。因具有直接測量的本質和高分辨、高靈敏、大通量、高準確度的特性，質譜儀在生命科學、材料科學、食品安全、環境監測、醫療衛生、國家安全等領域具有不可替代的作用和舉足輕重的地位。近年來，隨著國內外質譜技術飛速發展，質譜儀市場需求迅猛，成為分析領域最重要的儀器。

圖3四極桿質譜儀

       在我國，受質譜儀核心技術“空心化”的制約，國內質譜儀市場一直被國外公司壟斷，限制了相關領域的創新。在國家科技支撐計劃和國家自然基金項目的支持下，中國計量科學研究院于2002年開展了此方面的研究。

圖4車載質譜儀
      

       據了解，課題組從開放式質譜儀研究實驗平臺、關鍵技術及關鍵部件入手，突破國外的技術封鎖，解決長期以來困擾我國質譜儀研究與自主制造的瓶頸問題，建立多項達到國際先進水平的專利技術，并在質譜儀的關鍵核心領域——質量分析器和離子源方面提出了3項填補國際空白的重要發明：首次提出了“基于可獨立調節射頻電壓的多電極結構來平衡機械誤差帶來的高階場”和“用機械形狀逼近來獲得近似完美的電場”2種質量分析器發展新思路，首次提出利用介質阻擋放電技術實現低溫等離子體電離新方法和新裝置。目前，在6種開放式質譜儀研發技術平臺基礎上，3種型號質譜聯用儀工藝樣機，已進入產品工藝化階段。

圖5 LC單四極桿質譜儀

       小型質譜儀關鍵技術創新及整機研制，打破了發達國家對質譜儀領域核心關鍵技術的壟斷，改變了國內質譜儀器研制落后的狀況，帶動了我國質譜儀產業實現跨越式發展，將在我國公共安全、生命科學、生物安全、航天科技等領域發揮重要的支撐作用。

圖6研究團隊：方 向（左3）、張新榮、熊行創、江 游（前排右1）、黃澤建（左1）、張小華（左2）等