科學(xué)儀器設(shè)備是科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的基石。2022年9月，國(guó)產(chǎn)質(zhì)譜儀迎來(lái)好消息。由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院院長(zhǎng)方向領(lǐng)銜研制的“液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)”獲批我國(guó)醫(yī)療器械注冊(cè)證。

該系統(tǒng)主要由液相色譜儀、四極桿—線形離子阱串聯(lián)質(zhì)譜儀和配套軟件組成，這也是我國(guó)首臺(tái)基于離子阱質(zhì)譜實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械注冊(cè)的自主創(chuàng)新質(zhì)譜儀器。

質(zhì)譜儀是按照離子的質(zhì)荷比不同，分離不同的帶電粒子并進(jìn)行分析的一種精密、高效的多功能分析儀器。它根據(jù)帶電粒子在電磁場(chǎng)中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異將物質(zhì)進(jìn)行分離、檢測(cè)物質(zhì)成分。質(zhì)譜儀應(yīng)用范圍非常廣。在食品、環(huán)境、臨床、藥物、國(guó)家安全等領(lǐng)域，它都因在分析檢測(cè)過(guò)程中準(zhǔn)確的定性和定量能力而備受青睞。近幾年，全球市場(chǎng)對(duì)質(zhì)譜儀的需求增長(zhǎng)超過(guò)10%，中國(guó)市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)率更是遠(yuǎn)高于這一數(shù)字。

然而，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的質(zhì)譜儀存在核心技術(shù)不足、“空心化”現(xiàn)象。“面對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求，迫切需要研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的質(zhì)譜儀器。”方向說(shuō)。

方向長(zhǎng)期從事質(zhì)譜理論及儀器工程技術(shù)和化學(xué)、生物測(cè)量技術(shù)研究，他深知，研發(fā)自主可控的質(zhì)譜儀，關(guān)鍵在于自主研制高水平質(zhì)量分析器、高效離子源等核心部件和穩(wěn)定的系統(tǒng)集成。近二十年如一日潛心科研，研發(fā)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了多個(gè)創(chuàng)新。圍繞質(zhì)譜核心技術(shù)創(chuàng)新和整機(jī)工程化，團(tuán)隊(duì)先后攻克了高水平四極桿質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器、高效離子源、高性能射頻高壓電源、專用模塊化測(cè)控系統(tǒng)等多個(gè)關(guān)鍵部件和核心技術(shù)，突破了可靠性、電磁兼容、電氣安全、環(huán)境適應(yīng)性、軟件智能化等工程技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了系列高可靠關(guān)鍵部件模塊和質(zhì)譜整機(jī)的工程化和產(chǎn)業(yè)化，整機(jī)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

尤其是在離子阱高準(zhǔn)確定量方面，團(tuán)隊(duì)提出了四極場(chǎng)預(yù)分離和氣相離子選擇性富集新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)子離子定向富集，有效降低了離子阱內(nèi)空間電荷效應(yīng)，將離子阱質(zhì)譜儀的定量準(zhǔn)確性發(fā)展到與國(guó)際“金標(biāo)準(zhǔn)”三重四極串聯(lián)質(zhì)譜同等水平，同時(shí)保持了離子分離富集的巨大優(yōu)勢(shì)，兼具優(yōu)異準(zhǔn)確性和靈敏度。

“通俗地說(shuō)，離子阱體積小，就像一個(gè)陷阱一樣，把離子給囚禁起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)離子的同時(shí)捕獲、富集和碎裂，而且還可以進(jìn)行多級(jí)碎裂，提升測(cè)量準(zhǔn)確性。”方向解釋。

目前，該儀器已成功應(yīng)用于系列生物標(biāo)志物準(zhǔn)確測(cè)量，入選中國(guó)科協(xié)2022年度優(yōu)秀科研儀器案例。業(yè)界普遍認(rèn)為，該儀器的獲批，將高端色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀全面國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程向前推進(jìn)一大步，開(kāi)辟了我國(guó)質(zhì)譜儀器自主研發(fā)整體實(shí)力與國(guó)產(chǎn)化飛躍發(fā)展新局面。（來(lái)源：《科技日?qǐng)?bào)》2023年3月7日07版，記者：付麗麗）