广州禾信做中国人的质谱仪器

2019-08-15 18:57:08 来源: 临沧信息港

  创新驱动发展

  羊城。马年春节的喜气越来越浓。

  位於广州开发区的广州禾信分析有限公司连日来喜事不断。由禾信公司牵头中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院安徽光学精密机械研究所共同承担的2014年国家86 计划资源环境技术领域重大课题 低成本高性能环境质谱监测仪研制 日前正式启动,而同样是今年新立项的环保部公益项目中,还有两项是支持禾信公司单颗粒气溶胶质谱仪的应用研究,项目将分别开展环渤海地区大气灰霾特征与控制途径研究、大气颗粒物中重金属监测研究。

  环境污染,灰霾漫天。建立起我国条高端质谱仪器的生产线广州禾信,通过反复试验、建模、数据分析,总结出灰霾源解析的方法,将传统源解析方法速度提高了1000倍,费用降低100倍,作为我国灰霾污染治理的关键技术保障,将发挥巨大的社会效益和经济效益。

  目前,这项成果在广州、北京、石家庄、南京等城市的大气PM2.5污染源解析、大气联合监测、空气质量保障中发挥关键作用。单颗粒气溶胶质谱仪器(SPAMS 05型)已累计实现销售收入超过 000万元、签订采购意向合同1亿元、国内市场占有率100%。据估算,SPAMS 05型质谱仪所提供的精细数据,将为治理PM2.5节省近千亿元。

  千呼万唤的创新

  质谱仪是直接检测物质分子量或原子量的手段,也是国际上的科学仪器之一,已成为现代科学研究重要的工具。质谱技术在水质检测、土壤分析、空气质量检测、食品安全、新生婴儿产前筛查、药物合成、过程控制、石油化工、核工业、探月工程等领域都会用到,是多个重要产业的战略支撑。

  十一五 之初,我国质谱仪整体研制水平远远落后於国外发达国家,缺乏核心技术,以模仿、逆向开发为主,无整机工程化能力、无批量化产品,高端质谱仪器更是完全依赖进口。进口仪器价格昂贵,操作复杂,严重影响了国内科学研究和实际应用的发展。因此,打破国际技术垄断,立足国内,加强自主研发,发展适合我国国情的大气环境分析和监测仪器尤为迫切。

  为改变我国质谱技术的落后现状,2006年,科技部在国家高技术研究发展计划资源环境技术领域设立了 单颗粒气溶胶实时监测高分辨飞行时间质谱研制 课题,并在此基础上,2009年又滚动设立了 气溶胶质谱仪分析器工艺化及数据处理系统优化课题,连续支持由广州禾信分析仪器有限公司,联合中国科学院广州地球化学研究所、上海大学等单位,开展气溶胶质谱仪研制。

  然而,自主研发质谱仪器谈何容易。质谱仪主要由离子源、离子传输系统、质量分析器、离子探测器以及相关的真空、电子、软件系统组成,其研发及产业化的关键技术难题至少有三个方面:

  仪器原理复杂,离子的产生、传输、分离、探测等涉及深层次的物理化学及电子离子光学原理,要求对离子长距离传输进行精确操控、对几十万分子量的离子实现微秒级的分离、对微弱电信号(小电荷单位1.6 库仑)实现纳秒级的检测﹔

  技术综合性强,要求几百个零件的机械加工精度同时达到微米量级、几十个电源的稳定度同时达到万分之一、仪器真空度跨越9个数量级﹔

  整机集成难度高,开发周期长。

  2006年,次承担国家86 计划项目的禾信公司,当时刚成立两年。8年来,这个年轻的项目团队渡过了怎样的艰苦卓绝可想而知。

  中国质谱的骄傲

  8年来,在 做中国人的质谱仪器 的信念支撑下,海归博士周振带领着他的禾信团队,系统地攻克了小到200nm的单个颗粒物精确激光打击电离、正负离子质量同时检测、4GB海量数据采集及快速数据分析等多项关键技术,并取得了自主知识产权。

  更重要的是,项目团队在此基础上工程化的单颗粒气溶胶质谱仪器(SPAMS 05型)产品,成功攻克了 快速弄清PM2.5污染物的来源 这一世界性难题。SPAMS 05型质谱仪是目前国际上能实现大气PM2.5实时源解析的关键工具,也是我国整体性能达到国际水平的高端、大型商品化质谱仪器。该仪器不仅能告诉我们 空气污染有多严重 ,还能告诉我们 污染是什麽、从哪里来 :可以在几个小时里获得北京市某监测点PM2.5中汽车尾气的贡献有多大,传统技术则需要几个月的时间。

  由於SPAMS 05型质谱仪在检测范围、检测速度、准确性等关键指标上与国际先进水平相当,在可靠性、软件友好性等方面则优於国外同类商品化仪器,具有明显的性价比优势,因而实现了对同类进口仪器的全面超越和替代。

  2011年,广州禾信以超过 00万元的单台价格,实现了国产高端质谱仪器首次中标 政府公开招标采购项目 。2012年,禾信更实现了首台国产高端质谱仪器出口美国。

  创新从未止步

  创新从未止步,新的目标更在远方。周振介绍,目前禾信连续成功开发了不同应用领域的8种质谱仪,1项为国际首创,1项达到国际商品仪器水平,1项达到国内水平,多款产品打破国际封锁﹔经过10年的技术储备,禾信团队规模已至近200人,正在研制开发的质谱仪器已经规划至2018年。今年,禾信还将计划推出2 款商品化质谱仪器,整体技术水平都属於国内首台或国际首创。

  在谈到刚刚启动的86 项目 低成本高性能环境质谱监测仪研制 时,周振说,该项目基於国际先进的飞行时间质谱、离子迁移谱、快速色谱及其联用技术,开发具有自主知识产权的系列高端环境监测质谱仪器,实现多种挥发性有机物和半挥发性有机物的精确、快速、实时检测,将为我国大气环境监测提供科学、准确的数据支持,同时,进一步推动我国环境监测质谱仪器研制整体水平。

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