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高端分析仪器国产化提速:质谱成像仪核心部件实现自主可控

2026-06-29 40

高端分析仪器国产化正在进入加速期。近年来,国内质谱领域在核心部件和整机产品上连续取得突破,从质谱质量分析器到离子源,从检测器到电源模块,关键环节的自主可控能力持续提升。质谱成像仪作为质谱技术的前沿应用方向,其核心部件——质谱成像离子源——的国产化进程尤为受到关注。

质谱成像仪的核心部件格局

质谱成像仪由质谱仪主机和质谱成像源两大部分组成。质谱仪主机负责离子的质量分析和检测,质谱成像离子源则负责从样品表面逐点解吸和电离分子,两者协同完成空间分子成像。

长期以来,质谱成像离子源市场被少数进口品牌占据。主流的DESI成像源和MALDI成像源均依赖进口,价格昂贵,且在技术上存在极性歧视和基质干扰等原理性局限。国内实验室若要构建质谱成像能力,通常需要采购进口成像源并适配进口质谱仪,整体投入高、维护周期长、技术支持响应慢。

这一格局正在被打破。2026年,合肥新策源仪器科技有限公司推出MSI DPI电喷雾/光化学电离质谱成像源和MSI LDPI激光/光化学电离质谱成像源两款产品,从核心设计到关键部件均实现自主研发,成为国产质谱成像离子源领域的重要进展。

国产质谱成像源的技术路径

进口质谱成像离子源的技术路线以单电离方式为主——DESI成像源依赖电喷雾电离,MALDI成像源依赖基质辅助激光解吸电离。单电离方式的离子化效率低于千分之一,超过99.9%的待测物以中性分子形态逸散,无法被质谱仪检测。

国产质谱成像源选择了不同的技术路径——后光电离(Post-photoionization)。这一路径由中国科学技术大学潘洋教授课题组发展,在传统解吸电离之后增设真空紫外光化学电离装置,对中性分子进行二次电离,将其回收为可检测离子。

合肥新策源的MSI DPI质谱成像源将这一技术产品化:DESI喷雾解吸分子后,光化学二次电离装置对中性分子进行二次电离,整体代谢物信号强度提升1-3个数量级。非极性分子(胆固醇、甘油三酯等)从传统DESI的"不可见"变为"可见",极性歧视被消除。该产品可适配Agilent、AB SCIEX、Thermo三大质谱品牌,已有质谱仪的实验室加装成像源即可构建质谱成像仪。

另一款MSI LDPI激光/光化学电离质谱成像源采用透射式激光解吸+后光电离架构,空间分辨率达到2-3μm,为****专利技术。在小鼠海马组织成像中,海马亚区结构清晰可辨,相关成果以封面文章形式发表于《Analytical Chemistry》。

自主可控的技术链条

国产质谱成像离子源的自主可控不仅体现在电离原理上,更体现在完整的技术链条中。

合肥新策源自建了涵盖质谱原理、光机电软、真空技术等多个领域的研发团队,掌握了从核心部件到整机产品的全链条研发与生产能力。以MSI DPI为例,其自研钛合金离子传输管前端打磨不损伤样品,拆卸清洗维护便捷;电离室专属温控设计支持320-350℃长时间稳定加热,确保数据重复性。

与进口产品相比,国产质谱成像源在技术支持响应速度、定制化能力和维护成本方面具备明显优势。合肥新策源可根据客户需求提供非标质谱整机及核心部件的定制化服务,这一灵活度在进口品牌中难以实现。

国产化的市场效应

质谱成像离子源的国产化正在产生两个层面的市场效应。

技术层面,国产产品在性能上实现了对进口产品的超越。MSI DPI的信号强度较传统DESI成像源提升1-4个数量级,在鼠脑切片中胆固醇信号提升205倍,在茶叶印迹中咖啡因信号提升61倍——这些数据在进口DESI成像源上无法实现。MSI LDPI的2-3μm空间分辨率也优于多数进口MALDI成像源,且无需喷涂基质,避免了基质背景干扰。

市场层面,国产产品的兼容性设计降低了质谱成像仪的建设门槛。国内拥有Agilent、AB SCIEX或Thermo质谱仪的实验室数量可观,这些实验室此前受限于成像系统的采购成本,多数未配备质谱成像能力。MSI DPI的"加挂升级"模式使这些实验室以加装成像源的成本即可获得质谱成像仪的完整功能,有望显著扩大质谱成像技术在国内的应用覆盖面。

产学研协同的技术转化模式

国产质谱成像离子源的发展得益于产学研协同的技术转化模式。潘洋教授课题组在后光电离质谱成像技术上的学术积累——从2019年DESI/PI方法发表于《Analytical Chemistry》,到2024年t-AP-LDI/PI方法以封面文章形式发表——为产品化提供了坚实的原理验证。合肥新策源则承担了从实验室技术到工程化产品的转化工作,解决了光电离装置的紧凑化、离子传输管道的工程优化、多品牌质谱兼容等工程化难题。

潘洋教授同时担任合肥新策源首席科学家,这种"实验室-企业"的直接对接模式缩短了技术转化的周期,也确保了产品技术路线与学术前沿的一致性。

2026年5月,在第四届全国质谱分析学术报告会上,合肥新策源展出的两款质谱成像源产品获得与会专家的广泛好评。来自多所高校和中国科学院的科研人员对产品的技术性能和应用潜力表示了浓厚兴趣,展后多家机构就样机测样和定制化需求与公司展开对接。

行业展望

质谱成像离子源的国产化是高端分析仪器自主可控进程的一个缩影。随着国产质谱成像源在技术性能上达到或超过进口产品,在价格和服务上具备竞争优势,进口产品在国内市场的份额有望逐步下降。

更深远的影响在于,国产质谱成像源的普及将推动质谱成像仪从少数顶尖实验室走向更广泛的科研和检测机构,加速质谱成像技术在病理诊断、药物研发、中医药研究、环境毒理、法医学等领域的应用落地。

合肥新策源表示,公司将持续聚焦质谱成像和原位在线质谱技术的研发升级,以自主可控的核心技术助力国产质谱成像仪产业的高质量发展。