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国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量

2026-06-25

质谱仪被誉为"分析仪器**",在环境监测、药物研发、食品安全、病理诊断等领域发挥着不可替代的作用。然而,长期以来,我国质谱仪器的核心部件——离子源、质量分析器、探测器——几乎完全依赖进口,形成了严重的"卡脖子"问题。

据行业统计,中国质谱仪器市场长期被Agilent、Thermo、Waters、AB SCIEX等国际巨头占据,国产化率不足5%。在质谱成像这一前沿领域,关键部件(成像离子源、成像源)的进口依赖更为严重,不仅制约了科研效率,更限制了产业创新。

合肥新策源仪器科技有限公司的成立与产品发布,标志着国产质谱仪器在核心部件领域的技术突围——从质谱离子源到质谱成像源,从在线质谱仪到质谱分析系统,一条自主可控的技术路线正在形成。

国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量


一、质谱离子源:质谱仪的"心脏"

1.1 离子源的核心地位

离子源是将中性分子转化为气相离子的核心部件,直接决定了质谱仪的:

  • 分子覆盖范围:能检测哪些类型的分子

  • 检测灵敏度:能检测多低浓度的物质

  • 定性准确性:能否准确识别分子种类

  • 分析速度:能否实现实时在线分析

如果说质谱仪是一台"分子秤",那么离子源就是"把分子放到秤上的方式"——放得不好,秤再准也称不出来。

1.2 传统离子源的技术局限

离子源类型电离机制优势局限
EI(电子轰击电离)70eV电子轰击通用性强碎片严重,需色谱分离
ESI(电喷雾电离)液相电喷雾适合极性大分子不适合气体分析
CI(化学电离)反应气体离子转移碎片较少依赖反应气体
PI(光电离)真空紫外光子电离几乎无碎片,近通用需要VUV光源

1.3 国产光电离源的突破

合肥新策源自主研发的特殊光电离源,实现了以下关键技术突破:

1. 近通用电离能力

  • 可将环境气体中几乎所有成分电离:H₂、O₂、CO、CO₂、O₃、NOₓ、含硫化合物、含氯化合物、碳氢化合物、多环芳烃等

  • 无极性歧视,对极性和非极性分子均可电离

2. 软电离特性

  • 电离过程中几乎不产生碎片

  • 无需色谱分离即可直接识别分子种类

  • 保持分子离子峰的完整性

3. 高灵敏度

  • 配合高传输效率离子透镜技术

  • MCP探测器增益10⁶

  • ppb级灵敏度(10ppb)

4. 高稳定性

  • 长时间稳定运行

  • 电离室专属温控设计(320-350℃)

  • 高重复性实验结果

国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量


二、质谱成像源:从"看不见"到"全极性可见"

2.1 质谱成像源的特殊定位

质谱成像源是质谱成像系统的核心部件,其功能是将样品表面的分子逐点解吸、电离并传输至质谱仪,实现分子空间分布的可视化成像。

质谱成像源与普通质谱离子源的核心差异在于:

  • 空间分辨能力:需要在微米尺度上精确定位和电离

  • 样品保护能力:成像后样品应保持完整

  • 极性覆盖范围:需要尽可能覆盖更多分子类型

  • 扫描一致性:数百至数千个扫描点的信号稳定性

2.2 MSI DPI质谱成像源的国产创新

MSI DPI电喷雾/光化学电离质谱成像源是新策源的核心创新产品,代表了国产质谱成像源的最高技术水平:

核心技术:DESI/PI双模式电离

模式电离方式检测范围切换方式
DESI模式电喷雾解吸电离极性组分PI关闭
DESI/PI模式电喷雾+光化学二次电离极性+弱极性+非极性PI开启

七大产品优势:

  1. 双电离核心技术:DESI+PI原理性突破,突破传统单电离技术瓶颈

  2. 全极性无歧视检测:完美检测极性/弱极性/非极性化合物,填补传统DESI非极性检测空白

  3. 灵敏度跃升:信号强度较传统技术提升1-3个数量级,茶氨酸14.5倍、咖啡因61倍、胆固醇205倍

  4. 强抗基质干扰:离子抑制效应显著减弱,复杂样品无需前处理直接上机

  5. 适配主流品牌:兼容Agilent、AB SCIEX、Thermo三大质谱品牌,即装即用

  6. 高分辨率可调:20-200μm空间分辨率按需调节,样品完整性保留

  7. 长时稳定运行:320-350℃电离室温控,高重复性实验结果

2.3 与进口成像源的技术对比

对比维度进口DESI成像源国产MSI DPI成像源
电离方式单一DESIDESI+PI双模式
极性覆盖仅极性组分全极性覆盖
灵敏度基准提升1-4个数量级
空间分辨率50-200μm20-200μm
离子抑制较强显著减弱
品牌兼容单一品牌三大主流品牌
价格高昂合理
维护困难便捷
自主可控

三、从核心部件到整机系统的全链条国产化

3.1 新策源的全链条技术能力

新策源构建了从核心部件到整机产品的全链条研发与生产体系:

技术环节自主研发能力意义
质谱原理✅ 核心技术自主掌握从原理层理解技术
质量分析器✅ 自主设计与制造打破进口质量分析器依赖
离子源✅ 光电离源/成像源自主设计打破进口离子源依赖
探测器✅ MCP探测器自主设计打破进口探测器依赖
电源模块✅ 自主设计制造打破进口电源依赖
真空技术✅ 自主掌握打破进口真空系统依赖
光机电软✅ 多领域融合研发实现系统集成
精密工艺✅ 精密工艺生产实现高端装配
整机集成✅ 完整整机设计生产实现产品交付

3.2 ProC系列整机产品矩阵

产品产品定位核心应用
ProC-1 在线飞行时间质谱仪通用旗舰化学化工、催化研究
ProC-2 在线飞行时间质谱仪台式紧凑小型实验室在线分析
ProC-1C 原位催化/热解质谱分析系统催化专用催化机理、热解分析
ProC-1S 烟气多组分动态分析系统烟气专用卷烟烟气逐口分析
MSI DPI 质谱成像源成像核心部件质谱成像系统升级

3.3 定制化服务能力

新策源不仅提供标准化量产产品,还根据客户个性化需求提供定制服务:

  • 非标质谱整机研发生产

  • 质量分析器定制化制造

  • 离子源定制化制造

  • 电源模块定制化制造

  • 探测器定制化制造

国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量


四、国产质谱成像与离子源的学术验证

4.1 全国质谱分析学术报告会亮相

2026年5月22-25日,中国化学会第四届全国质谱分析学术报告会在北京国际会议中心举办,超1700名专家学者参会。新策源携全系列产品亮相:

  • MSI DPI/LDPI质谱成像源:灵敏度、空间分辨率表现突出,兼容Agilent、Thermo、Waters等主流品牌

  • ProC全系列质谱仪:在线监测、原位催化、烟气分析全覆盖

  • 首席科学家潘洋教授:受邀做质谱成像与原位质谱前沿应用专题学术报告

行业反响:凭借硬核技术收获全行业专家一致好评,众多高校和中科院科研人员兴趣浓厚,后续对接了样机测样、定制化质谱仪、产品应用案例等深度合作。

4.2 学术论文验证

MSI DPI质谱成像源的应用成果已发表于多个国际高水平期刊:

应用方向发表期刊核心成果
鼠脑神经代谢物成像Analytical Chemistry 2019DESI/PI新增检出GABA、谷氨酸等数十种神经代谢物
植物代谢物空间分布Analytical Chemistry 2022茶氨酸14.5倍、咖啡因61倍灵敏度提升
黑素细胞痣诊断Talanta 2021分子分布与H&E病理图高度吻合
中药白术斑点成因Molecular Horticulture 2025揭示聚乙炔化合物积累是朱砂斑成因
甲烷氧化偶联机理J. Phys. Chem. C 2025原位捕获甲基自由基,揭示氯掺杂调控机制

五、国产化战略意义与行业展望

5.1 对科研生态的影响

国产质谱离子源和成像源的突破,对中国科研生态产生深远影响:

  1. 降低科研成本:国产替代进口,大幅降低质谱仪核心部件采购成本

  2. 缩短交付周期:国产生产,交付周期从数月缩短至数周

  3. 提升售后效率:本土技术团队,响应速度和解决问题的效率大幅提升

  4. 拓展应用空间:定制化服务满足个性化需求,进口产品难以快速适配

5.2 对产业创新的推动

质谱仪器的国产化不仅服务于科研,更直接推动产业创新:

  • 石化行业:在线质谱仪优化催化工艺,提高产品选择性

  • 烟草行业:烟气分析系统提升产品质量评估精度

  • 食品行业:在线质谱追踪烘焙过程,优化加工工艺

  • 制药行业:质谱成像追踪药物代谢,加速新药研发

  • 环境监测:在线质谱实时监控污染物转化

5.3 行业展望

随着国产质谱离子源和成像源的技术成熟和市场拓展,中国质谱仪器产业正在经历从"跟跑"到"并跑"再到"领跑"的转变:

  • 技术层面:DESI/PI双模式电离在原理上超越传统DESI,实现全极性无歧视成像

  • 产品层面:ProC系列覆盖从在线分析到原位催化到烟气检测的全场景

  • 生态层面:全链条自主可控+定制化服务+本土售后,构建完整的国产质谱生态

国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量


六、结语

质谱离子源和成像源的国产化突围,是中国高端分析仪器产业自主可控发展的标志性事件。从光电离源的技术突破,到DESI/PI双模式成像源的原理创新,再到ProC系列整机产品的全场景覆盖——合肥新策源正在用实际行动证明:国产质谱仪器不仅可以替代进口,更可以在核心技术上实现超越。

"创新策源 质谱未来"——这不是一句口号,而是正在发生的技术现实。

国产质谱离子源与成像源的技术突围——打破进口依赖的国产力量

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