2024年中國環境質譜大會：自主研發成果閃耀未來
2024年10月26日-28日，2024年中國環境質譜大會在廣東省江門市鶴山市隆重召開。大會次日的“質譜環境分析新裝置”分會場上，核工業北京地質研究院郭冬發研究員、南京大學劉震教授、中國科學院大連化學物理研究所李海洋研究員等 8 位專家學者帶來了精彩報告，展示了質譜技術在環境科學研究中的深度應用和廣闊前景，為推動中國乃至全球環境質譜技術的持續發展和環境保護事業的進步貢獻了重要力量。
“質譜環境分析新裝置”分會
核工業北京地質研究院 郭冬發研究員
郭冬發做題為“國產多接收電感耦合等離子體質譜儀離子束調試方法研究”的報告，介紹了國內首臺多接收電感耦合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS)的研發成果。該儀器專為核工業鈾等同位素精確測量而設計，旨在實現設備工程化，推動從依賴進口儀器到自主研發的轉變。
研發過程中，團隊掌握了全套設計、制造和調試技術，確保了儀器的技術指標先進，能夠滿足核領域的實際需求。這一成果標志著我國在質譜儀自主研發領域取得了重要突破，為核工業等領域的發展提供了有力支持。
南京大學 劉震教授
劉震做題為“集成化質譜聯用平臺用于靶向代謝組學分析”的報告，介紹了便捷、多功能的親和色譜-質譜聯用技術，實現取樣、富集、在線聯用等功能。團隊開發了硼親和固相微萃取-質譜聯用技術，用于血清順式二醇代謝物分析，抗干擾能力強，在原發性肝癌精準診斷中表現良好。此外，團隊還構建了時空分辨和化學選擇性的硼親和萃取-質譜聯用平臺，用于單細胞及胚胎順式二醇代謝物分析，探尋潛在環境威脅。結論顯示，硼親和萃取-質譜聯用技術具有高效、強強聯合的特點，在精準醫療、細胞生物學、發育生物學和環境分析等領域具有廣闊應用前景。
中國科學院大連化學物理研究所 李海洋研究員/蔣吉春副研究員
蔣吉春做題為“氣壓驅動的真空紫外光電離新機制及應用”的報告，基于小型 VUV-Kr 燈發展了一系列高靈敏、高覆蓋的復合光電離質譜技術，直接進樣檢測靈敏度達到 pptv量級，并研制了單次反射高分辨 TOFMS，分辨率超過 10000，提高復雜組分定性能力和定量精度。他還深入探討了氣壓驅動的真空紫外光電離新機制，發現射頻電場和背景氣對電離的影響，并可實現P1-CI和Pen切換，為開發高靈敏PI源提供新思路。最后，將高靈敏VUVPI-TOFMS應用于煙氣中二噁英前驅體監測，證明了小分子芳烴作為二噁英指示物的可行性，建立了二噁英關聯模型，有望助力企業實現節能減排。
中國原子能科學研究院 何明研究員
何明做題為“緊湊型加速器質譜儀國產化技術研究”的報告，介紹了國內首臺緊湊型AMS。AMS作為測量長壽命核素靈敏度最高的分析技術，自1937年萌芽至今已有80余年歷史，小型化是其重要發展趨勢。在國產化研制方面，團隊取得了顯著進展。緊湊型AMS系統的設計涉及離子源、注入系統、加速器、高能分析系統、探測器以及控制系統的研制與調試。目前所有核心部件均已實現自主研制，展現了我國在加速器質譜儀領域的自主創新能力。
中國科學院大連化學物理研究所 王方軍研究員
王方軍做題為“極紫外激光解離質譜原理、儀器及應用”的報告。蛋白質非共價弱相互作用對疾病認知與治療至關重要。當前常規質譜已能解析蛋白質序列與修飾，但直接探測蛋白質變體、構象及位點特異性非共價作用仍是挑戰。關鍵難題在于如何選擇性解離共價鍵而不破壞非共價作用。研究采用極紫外激光解離質譜技術，取得六大進展：研制可調波長儀器、探測非共價位點與變構區、精確識別關鍵共價點、精準定量非共價作用變化、非共價作用探測和構象異化、表征微納米塑料分子結構，最終實現單氨基酸殘基分辨質譜表征，有望成為蛋白質變體、構象、位點特異性非共價作用的重要研究手段。
廈門大學 杭緯教授
杭緯做題為“質譜‘照相機’的研制”的報告。現有“顯微成像”商品化質譜儀器/實驗室質譜儀器仍有應用短板，亟需普適性的方法和普適性的顯微質譜成像平臺。團隊研發了激光解吸激光后電離顯微成像質譜儀，利用微透鏡光纖和后電離激光，打造激光解吸&激光后電離的組合，使解吸過程和電離過程在時間和空間上進行獨立優化，解決空間分辨率和靈敏度兩者不可兼得的問題。該儀器就像一臺質譜“照相機”，大大提升成像的分辨率和精確性，有望在單細胞化學、藥物代謝以及納米材料等多個領域發揮重要作用。
上海大學 程平教授
程平做題為“飛行時間在線質譜儀器的研制及其在環境檢測中的應用”的報告。他介紹了團隊開發的多種質譜儀器及其應用，包括SPAMS、SPI-TOF、PTRTOF、MTP-TOF和FSLL-TOF。微波等離子體質譜（MPT-MS）用于毒品檢測；飛秒激光電離質譜（fsLI-MS）則在煙霧箱大氣化學研究中發揮作用。目前，研究團隊專注以基于自主研制的在線質譜儀器在煙霧箱大氣污染模擬和低溫等離子體(NTP)技術降解VOCs領域中的應用。最后，他還對未來質譜發展方向進行了展望，表示：雖然國外已經陸續出現了少數較為完整的MEMS質譜儀，是其研究主要還是對各組成單元單獨進行微型化的階段，整機MEMS質譜儀的開發還初級階段!
中國原子能科學研究院 趙慶章副研究員
趙慶章做題為“錒系核素的緊湊型加速器質譜分析檢測研究”的報告。AMS是目前測量長壽命核素靈敏度最高的分析技術，但是儀器體積較大，成本高、效率低。為解決以上難題，研究原子能院國內自主設計研制了緊湊型AMS系統，從而開展236U、239Pu的測量技術研究。自研AMS采用新探測器設計，電場梯度分布提高信號收集效率，高純異丁烷氣體介質實現高信噪比。初步測量結果顯示，通過優化剝離氣體選擇和輸入，緊湊型AMS已完成錒系核素測量。自研系統操作簡便，結果穩定可靠，有望為钚同位素測量提供新解決方案。
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