质谱仪器研发与应用

一、项目背景

        质谱仪——分析仪器的皇冠,作为最高端的科学仪器之一,它是迄今为止能直接检测物质分子量、确定分子式的唯一手段。质谱仪具有高分辨、高灵敏度、高准确度、高通量和高普适性的特点,所有分析测试领域都要用到质谱仪器,其在生命科学、材料科学、食品安全、环境监测、医疗卫生、国防军事及国际反恐等领域具有不可替代的作用和举足轻重的地位。

        由于质谱仪是高新技术大集成的精密仪器,长期以来依赖于国外进口,因此质谱的国产具有非常重要的意义。厦门大学的国产质谱研发始于1983年,历史悠久,成果斐然。首先要归功于厦门大学科学仪器工程系的创系主任、中国国产质谱的奠基人之一——季欧教授,多次填补国产质谱的空白,现已逐步实现了产业化。

二、项目负责人

        项目负责人——何坚教授师承质谱专家季欧教授,自1992年开始,专注于质谱仪的研发与应用二十余年。2012年创建了厦门质谱仪器仪表有限公司,专注于飞行时间质谱仪技术的成果转化,现已完成国内首台全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GCxGC/Fast GC-TOFMS)和基质辅助解析电离源-质谱仪(MALDI-TOFMS)等商业化质谱仪产品; 

三、研发成果

        研发成果从最早的磁偏转质谱到现在的飞行时间质谱,从便携质谱到色谱-质谱联用仪;研发的离子源包括电子轰击源(EI)、单光子电离源(PI)、激光溅射离子源(LAI)、电喷雾离子源(ESI)和基质辅助激光解析/电离源(MALDI)。参与或主持了多项科技部的科技攻关计划、863项目和自然基金仪器重大项目,完成了包括国产首台高分辨电喷雾离子源飞行时间质谱仪(ESI-TOFMS)的研制,并获国家鉴定成果证书。目前掌握的飞行时间质谱技术处于国际先进,国内领先水平,核心技术具有完全知识产权。

                   研发各型质谱仪十余台                 国内首台高分辨电喷雾离子源飞行时间质谱仪(ESI-TOFMS)

  • 2002年成功研制出国内首台“高分辨率电喷雾离子源—垂直引入反射式飞行时间质谱仪”(分辨本领达15,000),并取得了国家教育部科学技术鉴定成果,达到国际先进水平;

  • 2003年,成功研制国内首台“高分辨率液相色谱-飞行时间质谱联用仪”;

  • 2004-2005年,成功研制出“高分辨激光溅射离子源-飞行时间质谱仪”,进入国际同类仪器研究的先进行列;

  • 2012年,研发成功EI和PI复合离子源便携式过程气体分析质谱仪;

  • 2014年,研发成功国内首款具有自主知识产权的“全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GCxGC/Fast GC-TOFMS)”;

  • 2015年,研发成功国内首款具有完全自主产权的商品化基质辅助激光解析离子源-飞行时间质谱仪(MADLI-TOFMS)。

四、产业化成果

1.EI和PI复合离子源便携式过程气体分析质谱仪

        主要指标:飞行器总长23cm,最佳分辨率2000

        应用领域:工业过程气体在线分析,有害气体在线监测等

2.全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GCxGC/Fast GC-TOFMS)

内首台全二维气相色谱/快速气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GCxGC/Fast GC-TOFMS)

        2014年8月经过中国仪器仪表学会专家组评议:该仪器设计先进合理,加工和制作精密可靠,测试方法严密有效;仪器的质量范围、分辨率、灵敏度、采谱速度和测试重复性等各项指标均已达到目前国际同类产品的先进水平。该产品获得2014年优秀新产品奖。

        全二维气相色谱-飞行时间质谱联用技术(Comprehensive Two-dimensional Gas Chromatography-Time of Flight Mass Spectrometry, GCxGC TOFMS)是近十年以来,国际上发展最迅猛的色质联用技术之一,是色谱-质谱联用技术发展的一个最新趋势。相比于常规气质联用具有高通量、高分离度和高灵敏度等显著优势,是解决复杂体系中全组分和痕量组分分析的最佳方案,逐渐成为石油化工、香精香料、烟草酒业、食品安全、环境监测和中药鉴定等领域的必备分析仪器。

3.基质辅助激光解析离子源-飞行时间质谱仪(MADLI-TOFMS)

        microTyper MS微生物质谱快速鉴定系统具有高通量、高质量精度、高灵敏度和高鉴定准确率等优点。不仅操作界面友好、功能强大,而且运用了优秀的人工智能模糊控制和机器视觉算法,能够完成从信息登记、谱图采集、处理、检索到报告的全自动化。2015年6月通过中国分析测试协会专家组鉴定,同年获得BCEIA金奖。它也是迄今为止继德国布鲁克和日本岛津公司之后,全球第三套微生物质谱快速鉴定系统。microTyper MS微生物质谱快速鉴定系统广泛应用于临床微生物鉴定、药物分析、疾控及检疫等领域,填补了国内同类仪器的空白,应用前景和市场前景十分广阔。目前该仪器已经进入小批量生产阶段。


版权所有 © 厦门大学仪器与电气系