我国质谱仪的国产化之路-我为什么研究质谱？

病理医师

因为我从小就喜欢造仪器，长大了也喜欢，我在大学的四年天天学习数学，物理，计算机等以及国外的open courseware，虽然我的专业是应用化学，刚毕业的时候天天在家上网，寻找我以后要做的仪器，当时选择了质谱，经过研究发现需要各种高端技术支持，我现在没法做，需要基础，要去外企历练。当时我还有一个理想就是用十年的时间学习代数几何，但是被残酷的现实打败了，安心的科研需要充足的经费啊，我到现在还是后悔的，毕业以后我有幸遇到了我的学术启蒙老师张工，他是我国第一代色谱专家，为以后的研究打下学术研究基础，，其次十年前我有幸进入了PAC公司，本来可以进Agilent的，当时我的经理极力推荐我去PAC，在PAC的两年是我全面学习仪器的两年，在PAC我学到了德国一个好的产品经理自身所需要的能力，一个需要掌握产品各个环节的能力，以及培养一个产品经理需要耗时一二十年以上，我自身结合我的特点，我几乎用了十多年的时间学习模拟电路以及门电路，为我以后的制造之路奠定了强有力的基础，其次在仿制thermo 全系列等气体分析仪以及西门子，ABB，horiba等各个厂家的核心零部件的过程中，我学到了大量核心技术，尤其在analog和门逻辑电路上，但不不代表其他的东西我不擅长，在疫情的三年我们更是做出来了众多的核心零部件，本来我预计会做到2030年前后，但是疫情让我的的计划提前了五年六年，至此在两年前我才开始做质谱零部件，我在最初的两个月中，经过整理发现，我做质谱的顺序应该是电源，检测器，精密加工，分子泵，集成电路等，我不做整机，重要的事情说三遍，为啥呢？环保医疗我没关系进不去，实验室部分被国产厂家玩坏了，我没法在当前下手！
质谱仪是处于科学仪器的金字塔顶端，需要众多底层高端技术的支持，如果我们的核心零部件没法实现国产化，只造外壳必将是死路一条！下面我将重点介绍质谱仪的各个核心环节，质谱仪简单的说就是带电粒子在真空电场中的运动，通过检测器检测其质量数，通过这句话我们知道首先要让粒子带电，那么就需要离子化，其次需要真空，再者需要电场，最好需要检测器，pc信号处理，读出谱图，（这里有个质谱原理示意图，没找到）

• 前处理 粒子的电离需要正负电压电源，来选择正离子还是负离子
  
• 离子导引 去除中性粒子，离子预处理，例如thermo的s- lens，waters的行波技术，以及四极杆 六极杆，八极杆等RF导引，以及各种离子光学。
  

• 质量分析 四极杆质量分析，LCQ，LTQ Orbitrap ，FT-ICR等
  
• 真空系统，无需赘述
  

• 检测器系统 电子倍增器 法拉第杯 荧光屏+PMT MCP ICD等
  
• 其它电路例如，pre-amp DAQ photon counter  Source Board ，digi board ，CPU等
  

无论哪种质谱都离不开这些东西，下面我将从质谱从简单到复杂的过程来讲解，
首先这里我不讲TOF 太简单了，适合教学使用，我会结合AB的5600 来讲。
其次例如QDA thermo的DSQ ISQ 他们使用s-lens ，质量分析RF 高压运算做ion guide ，RF-DC bias ，电子倍增器做信号检测，还有waters的QDA 它这里面好用到了行波技术，说白了就是一个RF，bias电压从DC升级到了pulser ，Agilent 和岛津的QDA中规中矩没什么亮点对我来说，还有最重要的质量分析的四极杆加工，加工精度并不是制约我们的主要原因而是工艺，不要拿国外卡脖子那套理论往这上面套，高端的加工是人家根据你的需要来做的而不是你把东西甩给机械加工的人！无论陶瓷杆石英杆还是钼杆，无论是圆杆还是曲面杆，以及表面镀金等都不是拿来主义以为找个高端一点的或者心存侥幸的把希望寄托在加工师父的身上，其实他们大概率不明白你在说什么，这个我是有体会的，之前做的一个产品看似简单，里面居然有十多道工艺，折磨了我三年多，才达到和国际一样的水平！
LCQ/LTQ 和QDA没有任何区别，无非就是质量分析器变了一个特殊形状，里面多了八极杆，我觉得我们国家的质谱厂家被thermo等阳谋害死了，几乎每个国产质谱厂家都有，为啥呢？因为thermo公布了图纸，就好比一个差学生，有个老师教你最难的题一样，你看着答案是懂非懂，但是其他简单的题目你都最不好！
再有就是QQQ，现在是一窝蜂的上，市场上最崇拜AB的4500/5500/5600 ，也有waters ，Agilent，和thermo的TSQ，其实就是QDA的升级以及多了一个碰撞池，waters还是把看家的行波技术用在了碰撞池上，AB的碰撞池需要高精度运算，和Agilent，thermo差不多，AB的5600做了一个triple TOF。
再有就是Orbitrap 系列，它里面有的技术例如他的质量分析器 ICD ，HCD，Dual pressure ion trap ，C-trap，看似眼花缭乱实则都是前面所有技术的应用
至于磁质谱DFS也差不多。
综上所述，如果我们不掌握质谱电源（DC，AC，Pulser，Opamp，这些我们已经掌握了），检测器（电子倍增，PMT，MCP），分子泵，采集卡，精密加工，就组装一个不稳定的外壳根本没法在市场立足，有人会反驳，能用就行呗，在质谱仪上你的零部件不是能用的那个层次而是非常好用，还有就是我们的零部件在国产的仪器上并不能体现其性能，你也不要指望有性能的提升，究其原因有很多，但是我们的零部件放在进口的仪器上100%要让它好用，为啥呢？不好用的话只有一个结果就是我们公司黄了。
最后借用别人的一句话，我们要做中国人自己的质谱，前提是做自己的核心零部件，我们要解放思想，不停的往前走，不要总认为国外做的就不可能完成，借用钱老的一句话就是，外国人能搞的，难道中国人不能搞？在这之前的二三十年你们遇不到我这样的公司，在这之后的二三十年你们也遇不到，珍惜吧，有且只有一次的机会！（吐槽一下 不知道为什么我的的销售去你们公司，半个多月了，天天在门口闭门羹，要是你们的大boss知道了，不知道会是什么结果呢？以及，，，WTF！）
灏科仪器设计大连有限公司，一个专注做各种国产厂家做不出来的核心零部件的公司！一个天天追逐Thermo Fisher的小公司！

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