目前高分辨质谱的技术发展概况

       业内通常把分辨率在10000（FWHM）以上的质谱称为高分辨质谱，主要包括双聚焦磁质谱、飞行时间质谱、轨道阱质谱及傅里叶变换离子回旋共振质谱。

用于高分辨质谱的四种质量分析器

        ①双聚焦磁质谱

       同位素定量能力最准。正向双聚焦磁质谱最高分辨率可以达到40,000（FWHM），反向双聚焦磁质谱最高分辨率可达到100,000（FWHM）。

       ②飞行时间质谱

       检测速度最快。随着多次/圈离子反射技术的引入，飞行时间质谱的最高分辨率已经突破600,000（FWHM）。

       ③傅里叶变换离子回旋共振质谱

       质量测量精度最高。分辨率可达数百万甚至更高，价格昂贵，同时傅里叶变换离子回旋共振质谱需要在液氦低温环境中运行，液氦价格高昂，操作维护成本高。

       ④轨道阱质谱

       静电场轨道阱是一种全新商品化的质量分析器，最高分辨率可达1,000,000（FWHM），比FTICR稍逊一些，但无需复杂的冷却装置。

我国高分辨质谱的应用需求情况

       月球研究、地质科学、生命科学、核工业、材料科学等领域对高分辨质谱的需求日益旺盛，并且还在不断提出更多的新要求。 

嫦娥五号月球样品研究揭示月球演化奥秘

       ①月球研究

       我国规划2030年前建立国际月球科研站，需要把质谱仪送到月球上探测地外生命，希望质谱仪的分辨率更高、灵敏度更高、体积更小、质量更轻。此外，月球样品中元素含量与地球的不一样，某些元素含量变高，干扰峰变强，希望二次离子质谱的分辨率进一步提升。

       ②地质矿产

       地质矿产中的伴生元素比较复杂，而且含量比较低，伴生元素及痕量元素的检测特别需要高分辨质谱。

       ③生命科学

       目前生命科学研究已经发展到了干细胞范畴，轨道阱质谱也成为了蛋白质组学、代谢组学、脂质组学研究的必备利器，生命科学、药物开发、临床质谱的未来发展，必然离不开高分辨质谱。

       ④核工业

       核工业必需的磁质谱一直遭受国外禁运和技术封锁，而核工业的高质量发展急需发展自主高分辨磁质谱。

       ⑤材料科学

       “上天入地”科技的飞速发展，地矿、半导体、高温合金等领域对材料纯净度的高精度检测需求增多，因材料基体比较复杂，某些痕量或超痕量元素的测量需要高分辨质谱。

当前高分辨质谱的市场垄断格局

       近年来，我国质谱仪器市场需求日渐旺盛，同时，多个国产质谱机种实现了商品化，并有了小批量生产和销售。然而，国产高端质谱仪的发展仍处于起步期，特别是高技术含量的高分辨质谱产品至今空白，国内市场长期依赖进口。

2020年中国质谱仪器市场需求情况

       ①全球最大质谱市场在中国

       我国是全球最大的质谱市场，却也是国产占比最低的分析仪器市场。2020年我国进口质谱仪器13889台/套，销售总额约105亿元，占比92%，国产质谱销售额仅占8%。

       ②磁质谱受国外禁运严重

       磁质谱市场规模不大，但受国外禁运最为严重，就目前数据来看，国外禁运的80%高分辨质谱都是磁质谱。

       ③FTICR独家供应商：布鲁克

       傅里叶变换离子回旋共振质谱（FTICR MS）的最高售价超过1000万，是目前最贵的高分辨质谱，并且全球只有一家生产商——美国布鲁克·道尔顿。

       ④赛默飞独家专利：Orbitrap

       静电场轨道阱技术是美国赛默飞世尔的独家专利，并推出了商品化的高分辨质谱Orbitrap。目前Orbitrap几乎成了轨道阱质谱的代名词，并对FTICR、TOF等高分辨质谱产生了替代或刺激作用，市场存在一定垄断态势。

       ⑤二次离子质谱开启国产化之路

       原来全球只有法国CAMECA和澳大利亚ASI生产大型二次离子质谱。后来美国AMETEK收购了法国CAMECA，仪器售价从原来2000万元涨到4500万元，形成了技术垄断。ASI是澳大利亚国立大学的校办企业，2018年刘敦一教授创办的敦仪科技与澳大利亚国立大学及ASI签署技术转让协议，因此获得部分核心技术。目前全球大型二次离子质谱装机量约50台，今年我国预计安装3-4台，还有2-3台在咨询阶段。