科學儀器設備是科學研究和技術創新的基石。2022年9月，國產質譜儀迎來好消息。由中國計量科學研究院院長方向領銜研制的“液相色譜串聯質譜系統”獲批我國醫療器械注冊證。

該系統主要由液相色譜儀、四極桿—線形離子阱串聯質譜儀和配套軟件組成，這也是我國首臺基于離子阱質譜實現醫療器械注冊的自主創新質譜儀器。

質譜儀是按照離子的質荷比不同，分離不同的帶電粒子并進行分析的一種精密、高效的多功能分析儀器。它根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理，按原子、分子或分子碎片的質量差異將物質進行分離、檢測物質成分。質譜儀應用范圍非常廣。在食品、環境、臨床、藥物、國家安全等領域，它都因在分析檢測過程中準確的定性和定量能力而備受青睞。近幾年，全球市場對質譜儀的需求增長超過10%，中國市場的需求增長率更是遠高于這一數字。

然而，長期以來，我國的質譜儀存在核心技術不足、“空心化”現象。“面對我國經濟社會發展的需求，迫切需要研發具有自主知識產權的質譜儀器。”方向說。

方向長期從事質譜理論及儀器工程技術和化學、生物測量技術研究，他深知，研發自主可控的質譜儀，關鍵在于自主研制高水平質量分析器、高效離子源等核心部件和穩定的系統集成。近二十年如一日潛心科研，研發團隊實現了多個創新。圍繞質譜核心技術創新和整機工程化，團隊先后攻克了高水平四極桿質量分析器、離子阱質量分析器、高效離子源、高性能射頻高壓電源、專用模塊化測控系統等多個關鍵部件和核心技術，突破了可靠性、電磁兼容、電氣安全、環境適應性、軟件智能化等工程技術難題，實現了系列高可靠關鍵部件模塊和質譜整機的工程化和產業化，整機性能指標達到國內領先水平。

尤其是在離子阱高準確定量方面，團隊提出了四極場預分離和氣相離子選擇性富集新技術，實現目標子離子定向富集，有效降低了離子阱內空間電荷效應，將離子阱質譜儀的定量準確性發展到與國際“金標準”三重四極串聯質譜同等水平，同時保持了離子分離富集的巨大優勢，兼具優異準確性和靈敏度。

“通俗地說，離子阱體積小，就像一個陷阱一樣，把離子給囚禁起來，從而實現對離子的同時捕獲、富集和碎裂，而且還可以進行多級碎裂，提升測量準確性。”方向解釋。

目前，該儀器已成功應用于系列生物標志物準確測量，入選中國科協2022年度優秀科研儀器案例。業界普遍認為，該儀器的獲批，將高端色譜質譜聯用儀全面國產化進程向前推進一大步，開辟了我國質譜儀器自主研發整體實力與國產化飛躍發展新局面。（來源：《科技日報》2023年3月7日07版，記者：付麗麗）