质谱技术在中国的发展状况与市场格局分析

质谱技术在中国的发展状况与市场格局分析

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2012-07-25 14:16:59 文章来源：仪器信息我来说两句(0)

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•导读: 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”。

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•质谱仪在中国

据不完全统计，2011年中国进口的各类质谱仪的数量达6000余台。然而如此庞大的市场上却鲜有中国厂家的身影，技术上的差距是主要原因。据北京东西分析仪器有限公司总工程师李选培先生介绍，“我国质谱仪的发展始于1959年，当时苏联援助筹建北京分析仪器厂（简称北分厂），而其主导产品就是质谱计，当时北分厂总共生产了数十

台磁式质谱。1965年以后的十来年，由于文化大革命，与质谱相关的生产科研全部陷于停顿状态，而此时，世界上质谱技术的发展异常活跃，特别是色质联用技术进入到了一个崭新的时代。改革开放以后，我国开始从国外引进相关技术，但通过引进发现，当时我们的差距实在是太大了。从此以后，大量的国外质谱产品开始涌入中国。”

2006年，中国仪器界值得铭记的一年，这一年，东西分析推出国产首台商用四极杆气质联用仪GC-MS3100，打破了中国在实验室质谱仪市场上近三十年的沉寂，由此吹响了中国质谱再出发的号角。随后，普析通用、舜宇恒平、聚光科技、禾信、毅新兴业、天瑞仪器等一批国内厂商也先后加入到中国质谱队伍中，产品种类也从单四极杆拓展到离子阱、飞行时间质谱，从实验室台式质谱拓展到在线、车载、便携式质谱。（详细情况见表一）

表一：国内质谱制造商及其产品

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SPAMS 05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BCEIA 2011上Mars-400获得了BCEIA金奖。SPAMS 05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

•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Advion BioSciences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TriVersa NanoMate®。据NanoMate®发明人Jack Henion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Captive Spray电喷雾离子源，该离子源技术来自布鲁克2011年收购的Michrom Bioresources公司。据布鲁克蒲海博士介绍，“Captive Spray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，Captive Spray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. Graham Cooks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Brian Musselman博士介绍，“目前，DART离子源已经发展到第四代产品ID CUBE™，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Protea Biosciences公司的LAESI DP-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Gary L. 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. Graham Cooks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、AB SCIEX、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、AB SCIEX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