從中國計量科學研究院了解到,該院聯(lián)合清華大學等單位,歷時8年完成的“小型質(zhì)譜儀關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及整機研制”項目獲得了2010年度國家科技進步獎二等獎。該項目攻克了質(zhì)譜聯(lián)用儀相關(guān)核心技術(shù)和關(guān)鍵部件,成功研制出實驗室質(zhì)譜、車載質(zhì)譜、生物質(zhì)譜和小型便攜質(zhì)譜等6種質(zhì)譜儀及其研發(fā)技術(shù)平臺,并實現(xiàn)了四極桿質(zhì)譜儀的產(chǎn)業(yè)化,開啟了中國質(zhì)譜事業(yè)的新局面。其中3項核心技術(shù)成果為國際首創(chuàng),3項成果達到國際先進水平,填補國內(nèi)空白。
質(zhì)譜儀是將物質(zhì)粒子(原子、分子)電離成離子,通過適當電場或磁場將它們分離,并檢測其強度進行定性、定量分析的儀器。因具有直接測量的本質(zhì)和高分辨、高靈敏、大通量、高準確度的特性,質(zhì)譜儀在生命科學、材料科學、食品安全、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、國家安全等領(lǐng)域具有不可替代的作用和舉足輕重的地位。近年來,隨著國內(nèi)外質(zhì)譜技術(shù)飛速發(fā)展,質(zhì)譜儀市場需求迅猛,成為分析領(lǐng)域最重要的儀器。
在我國,受質(zhì)譜儀核心技術(shù)“空心化”的制約,國內(nèi)質(zhì)譜儀市場一直被國外公司壟斷,限制了相關(guān)領(lǐng)域的創(chuàng)新。在國家科技支撐計劃和國家自然基金項目的支持下,中國計量科學研究院于2002年開展了此方面的研究。
據(jù)了解,課題組從開放式質(zhì)譜儀研究實驗平臺、關(guān)鍵技術(shù)及關(guān)鍵部件入手,突破國外的技術(shù)封鎖,解決長期以來困擾我國質(zhì)譜儀研究與自主制造的瓶頸問題,建立多項達到國際先進水平的專利技術(shù),并在質(zhì)譜儀的關(guān)鍵核心領(lǐng)域——質(zhì)量分析器和離子源方面提出了3項填補國際空白的重要發(fā)明:首次提出了“基于可獨立調(diào)節(jié)射頻電壓的多電極結(jié)構(gòu)來平衡機械誤差帶來的高階場”和“用機械形狀逼近來獲得近似完美的電場”2種質(zhì)量分析器發(fā)展新思路,首次提出利用介質(zhì)阻擋放電技術(shù)實現(xiàn)低溫等離子體電離新方法和新裝置。目前,在6種開放式質(zhì)譜儀研發(fā)技術(shù)平臺基礎(chǔ)上,3種型號質(zhì)譜聯(lián)用儀工藝樣機,已進入產(chǎn)品工藝化階段。
小型質(zhì)譜儀關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及整機研制,打破了發(fā)達國家對質(zhì)譜儀領(lǐng)域核心關(guān)鍵技術(shù)的壟斷,改變了國內(nèi)質(zhì)譜儀器研制落后的狀況,帶動了我國質(zhì)譜儀產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展,將在我國公共安全、生命科學、生物安全、航天科技等領(lǐng)域發(fā)揮重要的支撐作用。