我国高校院所质谱仪器主要分布在化学、生物学、环境及资源科学以及食品科学领域,其中化学领域仪器数量占比超过1/4,数量约为0.29万(台/套),原值为47.8亿元;生物学领域质谱仪器数量约为0.17万(台/套),原值为39.0亿元(图3)。中国科学院建立了质谱与功能组学平台、清华大学蛋白质组学平台等聚集了一批高端质谱仪器支撑前沿科学研究。质谱技术的进步和质谱仪器的发明改进,都会对相关领域产生巨大的影响。清华大学科研团队追踪2004年诞生的直接电离快速质谱分析技术,发明了介质阻挡放电直接电离离子化技术。其市场化产品便携式毒品筛查质谱仪,应用于快速筛查毛发、体液等生物样本中的毒品成分,灵敏度达到0.2ppb以下,为国际首创。其成果应用报告评价道:“便携式质谱仪分析时间小于30秒,操作简便、科学有效,能够满足实际办案的需要,具有出色的实战应用价值。”
图3 不同学科领域质谱仪器数量分布图
2.3 大型质谱仪器的利用水平逐步提升
我国高校院所大型质谱仪器,除涉密仪器外,均已纳入重大科研设施和大型科研仪器国家网络管理平台,实现了开放共享。2021年,全国高校院所大型质谱仪器年平均年有效工作机时1406小时,平均每台(套)对外部用户提供服务372小时。1000万元及以上的大型质谱仪器的年平均有效工作机时3138小时,年平均对外服务机时达到891小时,明显于其他原值区间的质谱仪器(图4)。这不仅提高了精密仪器的利用效率,也有助于降低其他科研机构的研发成本。
图4 不同原值区间质谱仪器仪器利用与服务情况
3 我国质谱仪器的产业格局
3.1 国外企业在质谱仪器市场占据主导地位
截至2021年底,我国高校院所大型质谱仪器中,97.9%为进口仪器,国产仪器数量仅230套,占比2.1%。超七成的质谱仪器来自美国,数量达到0.75万(台/套),原值总额为134.7亿元。进口自德国和日本的质谱仪器数量也均超过1000台(套)(图5)。
图5 大型质谱仪器来源国分布