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   信息來源：儀器信息網

   質譜是分析儀器中應用較廣的一類儀器裝置，在生命科學、臨床診斷、食品安全、環(huán)境檢測乃至各類材料研究中都有重要用途。但是，質譜儀器也是相對而言在結構和功能上較為復雜的一類儀器裝置，在分析儀器小型化日益普遍的今天，質譜儀器相對光譜儀器、色譜儀器和電化學儀器小型化而言，發(fā)略顯緩慢。一個重要的原因是，質譜儀器需要在真空下工作，因此小型化比較困難。

  目前，國際質譜研究工作者在質譜儀器小型化方面已有不少研究，尤其最近幾年，常壓敞開式離子源的發(fā)展，在很大程度上促進了質譜儀器小型化的進程。在日前召開的“2013現場檢測儀器及技術研討會”上，清華大學張新榮教授對質譜離子源的現狀與發(fā)展趨勢進行了探討。

　　據張新榮教授介紹，關于常壓敞開式離子源研究較早的例子應該追溯到ESI的發(fā)展，但DESI的提出對這一項技術的普及起到了很積極的推進作用，DESI作為一種基于ESI的改良技術，能夠直接從固體表面將樣品解吸附和離子化，大大降低了分析過程對樣品預處理技術的需求，特別適合設計小型化與便攜式的質譜儀器。隨后又有人提出了一種基于等離子體技術的離子源DART。目前這兩種技術以及由此衍生的各種技術都得到了快速的發(fā)展。

　　我國學者在常壓敞開式離子源技術上的發(fā)展與國際幾近同步，目前已經有多個國內的研究小組開展了卓有成效的研究，也取得了領國際同行矚目的研究成果。作為國內這一領域的研究成員之一，張新榮課題組在常壓敞開式質譜離子源方面也做了一些探索，如2007年提出了一種簡單實用、特別適合小型便攜式質譜的離子源DBDI，并與國家計量科學研究院合作，研制了一臺小型便攜式質譜儀器，獲得了國家科技進步二等獎。特別值得欣慰的是，這種新型離子源已經成為國際同行高度認可的離子源之一。

　　但關于小型質譜儀器離子源研究，現在仍存在問題：(1)隨著質譜儀器體積的減小，質量分析器和檢測器接收到的離子的數目會大大降低，靈敏度成為小型質譜的一個瓶頸問題，這就要求有更高離子化效率的離子源加以補償;(2)小型質譜儀器的主要用途是現場分析，樣品預處理和分離過程在現場很難完成;這就要求離子源要能夠在在常壓下工作，并對樣品有一定的選擇離子化功能。

　　此外，質譜小型化除離子源方面的研究外，質量分析器和檢測器的小型化研究也不可缺少。目前，質量分析器的小型化研究技術已經日趨成熟，檢測器的小型化可能是一個重要的研究方向。據張新榮教授介紹，清華大學精儀系已研制成功MEMS法拉第筒(FCA)離子檢測器。實驗證明，該檢測器噪聲水平很低，在0.1pA左右，且不受外界高壓射頻電壓的干擾，靈敏度高。

　　張新榮教授認為，“從貴族走向平民”是質譜研究的未來趨勢，方法創(chuàng)新是質譜儀器發(fā)展的源泉，在報告中，關于如何促進質譜技術發(fā)展，他也給出了自己的觀點：

　　(1)質譜的許多創(chuàng)新概念不是儀器設計與制造專業(yè)的專家或工程師提出的，而是由具有分析化學背景的學者提出來的，且他們最初的研究都屬于分析化學方法學研究。因此，分析方法創(chuàng)新是分析儀器創(chuàng)新的重要源泉，這是分析儀器制造這門專業(yè)的獨特性質決定的。

　　(2)質譜研究的新技術大都成就了一種新的分析儀器的產業(yè)化，特別是ESI-MS,已經成為質譜分析儀器最具市場覆蓋度的商品。但是，上述技術多數沒有對精密加工提出太高的要求，雖然電噴霧取決于高壓電源，這些技術都是很成熟的。因此，我國分析儀器落后的原因并不是精密加工技術落后制約的，缺少創(chuàng)新思想是我國分析儀器真正落后的原因。

　　(3)許多質譜成果是大學教授完成的，如ESI、DESI、PTR，也有不少是公司下屬的研究所完成的，如MALDI與DART，因此，分析儀器的創(chuàng)新本身并沒有以誰為主體的問題，任何人、任何單位、包括大學、研究所、公司都能夠成為創(chuàng)新的主體。但是，有一點是共同的，即分析儀器創(chuàng)新都是由需求產生、由方法創(chuàng)新起步，產學研共同協作完成的。因此，調動所有與分析儀器應用部門、研究部門、產業(yè)化部門等各行各業(yè)的積極性，在一個政府搭建的平臺上進行有效地合作，才能形成一個國家分析儀器不斷創(chuàng)新的基礎。

　　最后，張新榮教授指出，質譜儀器的小型化和現場檢測將是國際質譜儀器發(fā)展的第三次浪潮，國內學者應該不失時機抓住機會，在競爭中勝出。（撰稿：蕭然寒秋）