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表一:
国内质谱制造商及其产品
公司名称
类型
型号
上市时间
东西分析
单四级杆气质联用仪
GC-MS3100
2006年
普析通用
单四极杆气质联用仪
M6
2009年
舜宇恒平
在线过程质谱仪
SHP8400pms
聚光科技
便携式气质联用仪
Mars-400
2010年
禾信
气溶胶飞行时间质谱仪
SPAMS05
车载式气质联用仪
GC-MS3110
台式离子阱气质联用仪
Mars-6100
2011年
毅新兴业
(与英国科学仪器公司合作)
液体芯片飞行时间质谱仪
Clin-TOF
天瑞仪器
GC-MS6800
2012年
单四极杆液质联用仪
LC-MS1000
电感耦合等离子体质谱仪
ICP-MS2000
在表一所列的国产质谱产品中,东西分析的GC-MS3100、聚光科技的Mars-400、禾信的SPAMS05等产品具有里程碑的意义。
GC-MS3100标志着中国质谱的再次出发,并且由于她的推出,国外仪器公司的相关产品不得不降低价格;
据东西分析项目经理苏岩松先生介绍,目前该产品已经销售了30-40台。
Mars-400是我国首台便携式离子阱气质联用仪,她的出现打破了国外公司在该市场长期垄断的局面,并且在BCEIA2011上Mars-400获得了BCEIA金奖。
SPAMS05是周振博士历经六年研发推出的质谱产品,独特的应用市场使其成为世界上该类质谱产品唯一两家供应商之一,并且该产品已为禾信带来了千万元的销售额。
中国质谱发展的机遇
当然在中国庞大的质谱市场中,目前中国厂商的声音还很弱小,在对中国大陆、美国、中国台湾、中国香港四地华人质谱学会理事长的访谈中,四位均表示,中国质谱还有很长的路要走,要做好打“持久战”的准备,“突出重围”还需时日。
不过我们欣喜地看到越来越多的国产厂商将目光投向了质谱,计划加入中国质谱大军;
并且国家也对质谱有了更多关注,在2011年启动的《国家重大科学仪器设备开发专项》中,涉及质谱的项目达8项,已披露的资助金额约达3.3亿元人民币(详细情况见表二)。
因此,我们有理由对中国质谱的再次突围充满信心。
表二:
国家重大科学仪器设备开发专项2011年部分质谱立项项目
序号
项目名称
牵头单位
经费
1
新型高分辨杂化质谱仪器的研制与应用开发
昆山禾信质谱技术有限公司
6581万元
2
基于质谱技术的全组分痕量重金属分析仪器开发和应用示范项目
中国环境监测总站
5449万元
3
同位素地质学专用TOF-SIMS科学仪器
中国地质科学院地质所北京离子探针中心
7400万元
4
三重四极杆串联质谱系统的研制及其在痕量有机物分析中的应用
国家环境分析测试中心
4155万元
5
精确操控离子反应质谱科学装置的研制及应用研究
中国计量科学研究院
6
ICP痕量分析仪器的研制与应用
北京纳克分析仪器有限公司
9381万元
1
2
3
∙国内外质谱继续创新
众所周知,离子源是质谱的核心部件之一,它很大程度上决定了质谱的灵敏度。
2002年,两项诞生于上世纪80年代的软电离—电喷雾电离源(ESI)和基质辅助激光解析电离源(MALDI)技术—分享了当年的诺贝尔化学奖,其革命性在于使得生物大分子的质谱分析成为可能,随之质谱也被应用到更广阔的领域中。
近几年,一些厂商围绕经典的电喷雾电离技术做了一些改进及创新。
如美国AdvionBioSciences公司2002年推出了基于纳米芯片技术的全自动纳升电喷雾离子源TriVersaNanoMate®
。
据NanoMate®
发明人JackHenion教授介绍,“NanoMate®
集馏分收集和芯片电喷雾技术于一体,把质谱和液相技术结合在一起,可为分析复杂样品提供更多的信息,特别适合蛋白质鉴定、药物分析、代谢组学、脂质组学等涉及复杂基质和分析物的研究。
布鲁克2011年推出的CaptiveSpray电喷雾离子源,该离子源技术来自布鲁克2011年收购的MichromBioresources公司。
据布鲁克蒲海博士介绍,“CaptiveSpray技术的关键点是气体流量聚焦技术,无需喷嘴调节装置,即可获得纳升喷雾灵敏度;
同时,CaptiveSpray技术可直接使用空气,喷雾稳定,重现性好,是蛋白质鉴定和定量的理想分析技术。
在这方面,中国厂商也有突破。
2010年底才创立的好创生物于2011年就推出了封闭式可调气氛电喷雾离子源,好创生物董事长朱一心先生说,“ESI很大的缺点就是无法屏蔽周围气氛的干扰,全封闭的概念就是由此而生的。
该技术是通过对电喷雾离子源电离气氛进行控制,产生了场致蒸发氢离子、极性分子在高电场中的极化和静电吸附的组合现象,该技术具有比传统电喷雾离子源更加广泛应用领域和更高的性能。
此外,直接分析离子源是质谱离子源近年来的又一主要创新。
据台湾质谱学会理事长谢建台教授介绍,“可以在非真空状态下检测离子是质谱的一个发展趋势。
目前,只有离子源可以置于大气状态下。
”2002年,普渡大学R.GrahamCooks教授首次推出直接分析离子源DESI,随后很多科学家也加入到直接分析离子源研发中,其中也包括中国科学家,如清华大学张新荣教授、东华理工大学陈焕文教授等,而直接分析离子源种类也拓展至DART、DBDI、EESI、DCBI、ELDI和ASAP等。
在这些技术中,目前商品化最成功的是DART离子源。
DART离子源2005年由JEOL和IonSense联合将其商品化;
同年,该产品获得Pittcon撰稿人金奖和R&
;
D100创新大奖。
据IonSense总裁兼首席执行官BrianMusselman博士介绍,“目前,DART离子源已经发展到第四代产品IDCUBE™,其更加小型化、操作简便,运营成本更低。
2012年Pittcon撰稿人铜奖产品ProteaBiosciences公司的LAESIDP-1000系统也是一款直接分析离子源。
LAESI(激光烧蚀电喷雾)采用聚焦的红外激光束产生一个小体积的非电离材料,这个材料被电喷雾电离,并用质谱分析。
据北卡罗来纳州大学质谱专家GaryL.Glish介绍,“其他商业化的大气电离源没有使用激光这一步,该方法简化了非挥发性和热不稳定化合物的分析,并可改善成像能力。
此外,R.GrahamCooks教授团队新近研发的QuantIon离子源又是一款新的直接分析离子源。
据普渡大学欧阳正助理教授介绍,“QuantIon是一种纸喷雾电离源,其可以满足生物液体样本快速直接分析的需求,无需进行样品前处理。
质谱市场未来格局
十年前,质谱供应商的数量还屈指可数,而今天,随着分析物质的日益复杂,质谱的需求也日益增长,庞大的市场吸引着越来越多的厂商加入到质谱供应商行列,可以预见未来质谱市场的格局将是“群雄激战”。
∙目前在质谱市场上,主流的供应商有赛默飞世尔、安捷伦、沃特世、布鲁克、ABSCIEX、岛津、PerkinElmer等,而三重四极杆质谱及Q-TOF质谱是各类质谱中应用较为广泛,需求量较大的类型,同时其市场竞争也最为激烈。
此外,赛默飞世尔的Orbitrap质谱、ABSCIEX的QTRAP质谱、岛津的IT-TOF质谱是三家厂家在市场上独一无二的产品。
上文提及的七家中国本土质谱供应商都是在2006年之后加入的,并且近几年,也有几家国外公司通过研发或收购加入到质谱市场或拓展到新类型质谱市场中(详细情况见表三)。
表三:
部分新近加入质谱细分市场的国外公司
进入时间
岛津
三重四极杆液质
LCMS-8030
PerkinElmer
单四极杆液质
(源自AOB技术)
FlexarTMSQ300MS
飞行时间质谱
AxION2TOF-MS
力可
CitiusTM
LC-HRT和Pegasus®
GC-HRT
布鲁克
单四极杆气质
(源自瓦里安技术)
SCIONSQ
三重四极杆气质
SCIONTQ
电感耦合等离子体质谱
auroraM90ICP-MS
2010年以前,岛津并没有三重四极杆液质产品,正是看到了三重四极杆液质市场巨大商机,岛津推出了LCMS-8030。
岛津美国分公司生命科学市场总经理ScottA.Kuzdzal先生认为,“在很短的时间内,三重四极杆质谱的需求将会呈现爆炸式增长,在各类质谱市场中成为份额最大的一部分,并且三重四极杆质谱的市场竞争不论是在全球还是在中国都将加剧,应用领域也将持续扩大,例如临床领域等;
很多质谱厂商的重点也会放在UHPLC和三重四极杆质谱上。
2012年,岛津在ASMS(美国质谱年会)上一气推出三款三重四极杆质谱产品GCMS-TQ8030、LCMS-8040及LCMS-8080。
PerkinElmer和布鲁克也正是看到质谱细分市场的机会通过收购进入到质谱市场新领域。
2009年,PerkinElmer收购了ESI发明人JohnB.Fenn教授创建的AOB公司(AnalyticaofBranford),随后在2010年推出了PerkinElmer首款液质产品FlexarTMSQ300MS,2011年又推出了飞行时间质谱仪AxION2TOF-MS。
而此前,PerkinElmer只有无机质谱产品ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)。
而布鲁克多年来一直专注于高端质谱市场,2010年因安捷伦收购瓦里安的反垄断限制,布鲁克收购了瓦里安三重四极杆气质联用、气相色谱及电感耦合等离子体质谱三条产品线,由此也进入到气质联用及ICP-MS市场,并于2011年先后推出auroraM90ICP-MS,及气质联用仪SCIONSQ、SCIONTQ,而其三重四极杆气质联用仪SCIONTQ新近获得了2012年Pittcon撰稿人银奖。
布鲁克•道尔顿公司执行副总裁IanSanders博士表示,“Q-TOF和TOF/TOF肯定是我们主要发展的产品,另外我们收购原瓦里安三条产品线以及MichromBioresources之后,我们在气相三重四极杆质谱方面的实力大大增强,三重四极杆液质也是我们研发的重点。
最后要提及的新近加入者是力可公司。
众所周知,力可公司是元素分析仪器的领先者,但在Pittcon2011上,力可公司却因质谱产品“大放异彩”,力可公司的飞行时间液质联用仪CitiusTMLC-HRT获得了当年度的Pittcon撰稿人金奖。
据力可公司亚太及非洲区域副总裁庄皓谨先生介绍,“力可的多反射通道技术(FoldedFlightPath,FFPTM)可以实现离子在LC-HRT质谱中经过64次反射之后,离子的损失一般不超过40%,从而达到了很高分辨率。
对于力可公司未来质谱发展战略,庄皓谨先生说到,“我们认为未来在分离领域的需求将会有较大的增长,所以我们加强在色谱、飞行时间质谱、四极杆质谱以及MS/MS方面的投入。
在下一个3-5年,我们会有更多新的质谱类产品推出。
但是我们暂不发展目前竞争比较激烈的产品,比如Q-TOF等,我们的产品有自己特色和市场定位,所以目前只发展TOF类产品。
从中国质谱年会看质谱技术与市场四大特色
中国教育装备采购网2012-08-2112:
02
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由中国质谱学会主办,中国工程物理研究院核物理与化学研究所承办的“第32届中国质谱学会学术年会”于2012年8月13日至18日在昆明召开。
此次大会收到报告、论文200余篇,涉及有机质谱、生物质谱、无机质谱以及同位素质谱、质谱仪器与教育等方面,内容基本反映了近期及最近一年国内国际质谱学工作的进展概况,约超过300位质谱工作者出席了此次大会。
本文将在大会期间了解到的质谱技术与市场信息汇总成文,供读者参考。
一、全球质谱市场年增长率超过10%,中国市场增长更快
近十年来,质谱行业发展突飞猛进,各种质谱新品的推出也是令人眼花缭乱。
据仪器信息网统计,2008~2012年期间各大质谱仪器厂商推出质谱新品已经超过了90台,液质占据了绝大多数;
其中三重四极杆质谱最多,约占24%,四极杆飞行时间约占14%。
同时质谱市场表现出了强劲的增长势头,据统计,质谱仪在国际市场上每年的增长率超过10%,2012年市场规模预计达到45亿美元。
我国属于发展中国家,加上特殊的国情,对于质谱仪的需求增长更快,预计2012年进口各类质谱数量超过6000台;
其中绝大部分要依赖进口,大型高端质谱仪基本完全依赖进口。
二、跨国公司大多拥有核心技术,未来竞争日趋激烈
目前市场需求量较大的质谱类型有三重四极杆质谱、单四极杆质谱、四极杆飞行时间质谱以及离子阱质谱。
就质谱本身技术而言,各大质谱厂商都有自己的优势,例如:
ABSCIEX的QTRAP技术,显著提高三重四极MS/MS的灵敏度;
赛默飞革新的Orbitrap技术,小体积轨道阱结构和高场使其分辨率和速度大幅提高;
安捷伦ifunnel双级离子漏斗离子传输器、90度弯曲线性加速碰撞池和六孔惰性毛细管接口,灵敏度大幅提升;
WatersStepWave偏轴片状离子透镜组,减少透镜清洗,加大了气容量,离子传输效率更好;
BrukermaXisQTOF质谱仪ioncooler六级杆离子冷却装置实现一级与二级质谱的全灵敏高分辨高精度质谱数据采集;
LECO公司CitiusLC-HRT飞行时间液质联用仪,采用多次往返离子飞行技术,分辨率高达10万;
岛津LCMS突出超快理念,正负离子切换15ms,扫描速度达每秒15000质量数;
珀金埃尔默FlexarSQ300MS强调高性价比,其专利的Field-FreeAPCI源在小流量下仍能保持很好的灵敏度。
三、质谱仪器拥有“光辉的未来”,国产厂商渐入角色
在此次第32届中国质谱年会,出乎很多专家意料的是一年以前还没有一台质谱的天瑞仪器竟然“天不怕地不怕”,一举拿下了冠名此次大会的“钻石赞助商”称号,这在全国性的大型质谱会议上尚属首次,而且刘召贵博士极具煽动性的演讲,也使各与会专家学者为之热血沸腾。
但是会场之内也不乏有冷静且持怀疑态度者,质谱仪器毕竟不是普通设备,涉及光、机、电、软件等方方面面,同时国内仪器企业面临精加工基础薄弱、经验不足、缺乏高端人才以及日益增加的劳动力成本等缺点,如何赶上已经有超过30年制造经验的赛默飞、安捷伦、ABSCIEX等国际巨头?
我们回过头来看,过去5年来国内质谱技术和产业的发展,可以用“国家支持力度在加大,企业步伐在加快”来形容。
在企业方面,2006年东西分析推出第一台国产商用单四极杆质谱仪,标志着国产商用质谱实终于现了零的突破,此后陆续有广州禾信、舜宇恒平、普析通用、聚光科技等国产厂商推出了商业化飞行时间、四极杆、离子阱以及在线等质谱仪器;
2012年上半年天瑞仪器推出了液质联用仪器,标志着国产厂商正式涉足液质联用市场。
在政府层面,2011年国家重大科学仪器设备开发专项资金达13亿元,如此支持力度是前所未有,其中对于质谱的仪器的支持占相当大的比例。
在此次大会上,中国质谱学会李金英理事长在致辞中表示,国内在精密制造和仪器制造方面有很多欠缺和不足,呼吁大力推进国内的质谱学术技术水平和仪器设备制造业。
显然,不论是在学术领域、政府层面还是企业单位,大家都看到了质谱仪器“光辉的未来”。
但是质谱仪器的研发的路上却充满艰辛,其中的酸甜苦辣只有造质谱的人自己知道。
禾信副总经理傅忠先生向仪器信息网表示,曾经有一段时间非常艰苦,常常是一笔融资到帐时,前一笔资金刚刚用完;
曾经在普析通用质谱新品发布会上,资深研发人员张小华先生当场落泪;
天瑞仪器刘召贵博士多次表示卖血也要造质谱。
四、国内研发团队如雨后春笋,聚焦离子源技术
根据对历年质谱大会报告的跟踪,会发现关于质谱研发方面的文章和研发团队越来越多,已经形成了数十个年轻的质谱仪器研发团队,例如复旦大学、厦门大学、清华大学、东华理工大学、中科院化学所、中国医学科学院药物研究所、中科院大连化物所、中国计量院等单位近几年在质谱仪器研发领域非常活跃。
那么在本次大会上关于质谱仪器研发的成果多数与离子源和质量分析器相关,下面将为大家做一简单介绍。
北京大学张成森报告中设计了一种新型常压敞开式质谱离子源,多通道旋转电喷雾离子源(MRESI),通过引入多通道和旋转机制来获得均匀混合的离子流,通过旋转可以使多个通道形成的电喷雾在空间分布均匀并同时进入到质谱检测器,并且多个通道之间的相互作用与所选样品的挥发性有关。
质谱多通道旋转电喷雾离子源这一特性可以使其用于在线调控蛋白质离子的电荷分布。
珀金埃尔默首席科学家沈世达博士在大会上介绍了直接进行离子化的离子源(DSA)。
新型的封闭式直接进样分析(DSA)离子源采用“fieldfree”APCI,与APCI相似,只是电晕放电针被探头保护着,所处于蒸汽流中合适的位置,并且与外部的离子入口的电场隔离开来。
DSA离子源使样品直接离子化,可作为质量控制快速筛选,适用于气体、固体、粉末、药片、液体、纸张等样品直接分析。
质谱成像技术正在成为质谱领域的前沿和热点,中国医学科学院药物研究所再帕尔.阿不力孜研究员课题组,针对整体动物大面积生物切片的质谱成像难题,采用课题组前期研发的空气动力辅助离子化(AFAI)技术,建立了一种新型免标记高灵敏的常压敞开式整体动物质谱成像(AFAI-IMS)新技术和新方法。
其主要特点:
无需在真空下操作,无需使用基质,无需标记和化学复杂前处理。
AFAI-IMS有望发展成为创新药物研发领域有力的分析工具和手段。
核工业北京地质研究院郭冬发研究员课题组自制了热电离飞行时间质谱仪(LA-TOF-MS),其中大气压飞行时间质谱仪由广州禾信分析仪器有限公司研制(垂直引入反射式)。
经过测试证明,该仪器可用于同位素快速测量,并在杂质检测等方面具有一定的应用潜力。
新型离子源、质量分析器,最终要能够经受住应用的考验。
东华理工大学陈焕文教授采用EESI-MS直接分析粘稠样品,并对其机理进行了解释;
复旦大学丁传凡教授利用阵列离子阱进行高通量质谱分析,并对通道间的干扰进行了研究。
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所承担着军民两用技术开发任务,该所刘兴宝项目主管在报告中介绍了四极杆质量分析器制造技术进展情况。
项目研究工作包括分析器理论模型建立、组建制造工艺、专用加工机床、组件装配工艺及装置、测量技术及装置,质谱测试平台等方面取得了阶段性的进展。
初步确定了两种金属极杆材料——特种不锈钢及高纯钼,通过消磨表面微观形貌及磨削过程中极杆受力分析等研究,对极杆磨削工艺参数、工艺流程进行了优化;
研究了极杆削磨高精度基准中心孔的制备工艺,实现了单杆圆柱度小于等于1微米,表面粗糙度小于0.1微米。
进行了钼极杆6个批次的加工实验,随着制造工艺的逐步优化,批加工产品合格率稳步上升,达80%以上。
来源:
仪器信息网责任编辑(xiaojiye)
国掌握小型质谱仪研制关键技术
2011-10-1915:
57:
17文章来源:
OFweek仪器仪表网我来说两句(0)
在我国,受质谱仪核心技术“空心化”的制约,国内质谱仪市场一直被国外公司垄断,限制了相关领域的创新。
在国家科技支撑计划和国家自然基金项目的支持下,中国计量科学研究院于2002年开展了此方面的研究。
o小型质谱仪
∙ 质谱仪是将物质粒子(原子、分子)电离成离子,通过适当电场或磁场将它们分离,并检测其强度进行定性、定量分析的仪器。
因具有直接测量的本质和高分辨、高灵敏、大通量、高准确度的特性,质谱仪在生命科学、材料科学、食品安全、环境监测、医疗卫生、国家安全等领域具有不可替代的作用和举足轻重的地位。
近年来,随着国内外质谱技术飞速发展,质谱仪市场需求迅猛,成为分析领域最重要的仪器。
四极杆质谱仪
在我国,受质谱仪核心技术“空心化”的制约,国内质谱仪市场一直被国外公司垄断,限制了相关领域的创新。
车载质谱仪
据了解,课题组从开放式质谱仪研究实验平台、关键技术及关键部件入手,突破国外的技术封锁,解决长期以来困扰我国质谱仪研究与自主制造的瓶颈问题,建立多项达到国际先进水平的专利技术,并在质谱仪的关键核心领域――质量分析器和离子源方面提出了3项填补国际空白的重要发明:
首次提出了“基于可独立调节射频电压的多电极结构来平衡机械误差带来的高阶场”和“用机械形状逼近来获得近似完美的电场”2种质量分析器发展新思路,首次提出利用介质阻挡放电技术实现低温等离子体电离新方法和新装置。
目前,在6种开放式质谱仪研发技术平台基础上,3种型号质谱联用仪工艺样机,已进入产品工艺化阶段。
LC单四极杆质谱仪
小型质谱仪关键技术创新及整机研制,打破了发达国家对质谱仪领域核心关键技术的垄断,改变了国内质谱仪器研制落后的状况,带动了我国质谱仪产业实现跨越式发展,将在我国公共安全、生命科学、生物安全、航天科技等领域发挥重要的支撑作用。
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质谱仪市场渐升温国产仪器徒有羡鱼情