質(zhì)譜儀作為分析儀器皇冠上的“明珠”，國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題一直備受關(guān)注，2023年，我國(guó)多種質(zhì)譜儀器研制實(shí)現(xiàn)了新突破。
近代物理所研發(fā)“磁剛度識(shí)別的等時(shí)性質(zhì)譜術(shù)”
歷經(jīng)十余年努力，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所原子核質(zhì)量測(cè)量團(tuán)隊(duì)基于蘭州重離子加速器冷卻儲(chǔ)存環(huán)研發(fā)了新一代等時(shí)性質(zhì)譜術(shù)，并將其命名為“磁剛度識(shí)別的等時(shí)性質(zhì)譜術(shù)”。新型質(zhì)譜術(shù)具有高精度、高效率、單離子靈敏、測(cè)量時(shí)間短、無(wú)測(cè)量本底等特點(diǎn)，在極短壽命與極低產(chǎn)額原子核的質(zhì)量測(cè)量上，是目前最先進(jìn)的技術(shù)和方法之一。
團(tuán)隊(duì)利用國(guó)際首創(chuàng)的新型質(zhì)譜術(shù)，精確測(cè)量了砷-64、砷-65、硒-66、硒-67、鍺-63等原子核的質(zhì)量，其中砷-64和硒-66的質(zhì)量是國(guó)際上首次測(cè)量，其他原子核的質(zhì)量精度均得到提高。本研究通過(guò)原子核質(zhì)量測(cè)量得到更精確的X射線(xiàn)暴光度曲線(xiàn)，和天文觀(guān)測(cè)比較，從新的角度約束了中子星的質(zhì)量和半徑的關(guān)系。相關(guān)成果于5月1日發(fā)表在《自然·物理》上。
大連化物所李海洋團(tuán)隊(duì)發(fā)展出常壓負(fù)離子質(zhì)譜方法
2023年5月4日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所儀器分析化學(xué)研究室快速分析與檢測(cè)研究組研究員李海洋團(tuán)隊(duì)基于自主研發(fā)的大氣壓負(fù)離子飛行時(shí)間質(zhì)譜儀器，提出了檢測(cè)呼出氣中氫氰酸（HCN）的氣流輔助光電離質(zhì)譜方法。該方法顯著提升了呼出氣中HCN直接測(cè)量的靈敏度和時(shí)間分辨能力，可實(shí)時(shí)跟蹤志愿者單次呼氣中HCN濃度水平，有望為肺纖維化病人早期篩查提供有效手段。
該團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上，提出了在質(zhì)譜電離源內(nèi)，采用氦氣反吹方法，降低高濕度樣品氣對(duì)電離的影響，同時(shí)提高離子傳輸效率，增強(qiáng)了HCN檢測(cè)的靈敏度。該團(tuán)隊(duì)在采樣系統(tǒng)中進(jìn)一步增加動(dòng)態(tài)吹掃，有效減小了HCN的吸附殘留，提升了該方法的時(shí)間分辨。該方法將HCN的檢測(cè)靈敏度提升了150倍，檢測(cè)限達(dá)到0.3ppbv，時(shí)間分辨達(dá)到0.5s。
合肥物質(zhì)院建立水中VOCs走航監(jiān)測(cè)的船載質(zhì)譜系統(tǒng)
2023年7月，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院健康與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所醫(yī)用光譜質(zhì)譜研究團(tuán)隊(duì)建立了水中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）走航監(jiān)測(cè)的船載質(zhì)譜系統(tǒng)，可快速獲取水中VOCs的時(shí)空分布圖像。
傳統(tǒng)的水中VOCs檢測(cè)技術(shù)和方法因前處理和檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，難以快速獲得水中VOCs的時(shí)空分布特征和排放源位置。鑒于此，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出水中VOCs走航監(jiān)測(cè)的船載質(zhì)譜系統(tǒng)，可通過(guò)噴霧提取-質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)質(zhì)譜技術(shù)，對(duì)水中VOCs進(jìn)行快速在線(xiàn)提取和質(zhì)譜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將其組分和濃度信息與地理信息系統(tǒng)（GIS）融合，實(shí)時(shí)展示水中VOCs的空間分布，實(shí)現(xiàn)水中VOCs分布的快速成像和污染溯源。通過(guò)在合肥南淝河下游和巢湖部分水域進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該團(tuán)隊(duì)已驗(yàn)證該系統(tǒng)對(duì)于環(huán)保執(zhí)法和水環(huán)境保護(hù)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
我國(guó)首套深海質(zhì)譜儀成功海試 填補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域空白
2023年7月，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機(jī)械研究所制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)深海質(zhì)譜儀，并完成多次專(zhuān)項(xiàng)海試。相關(guān)研究成果以《用于深海氣體原位檢測(cè)的水下質(zhì)譜儀的研制與應(yīng)用》為題，發(fā)表在《中國(guó)分析化學(xué)》上。
作為深海智能感知技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室共建單位成員，陳池來(lái)團(tuán)隊(duì)先后突破質(zhì)譜小型化設(shè)計(jì)集成、質(zhì)譜關(guān)鍵器件MEMS制造、水下膜進(jìn)樣快速定量標(biāo)定等關(guān)鍵技術(shù)，經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，成功研制出國(guó)內(nèi)首套深海質(zhì)譜儀，可在原位實(shí)現(xiàn)深海中N2、O2、Ar、CO2、CH4等小分子溶解氣以及烷烴、芳香烴等揮發(fā)性有機(jī)物溶解氣的定性及定量檢測(cè)。該工作推進(jìn)了國(guó)內(nèi)在深海質(zhì)譜儀研制領(lǐng)域的研究進(jìn)展，為我國(guó)深海、深淵探測(cè)戰(zhàn)略提供更多技術(shù)支持和保障，并為后續(xù)探尋海底油氣和礦產(chǎn)資源、探究生命起源和早期演化以及研究全球氣候變化等奠定了原位質(zhì)譜探測(cè)基礎(chǔ)。
國(guó)產(chǎn)熱表面電離質(zhì)譜儀順利通過(guò)儀器性能鑒定
2023年9月18日，西安交通大學(xué)組織專(zhuān)家在西安對(duì)西安交通大學(xué)、西北核技術(shù)研究院等聯(lián)合研制的國(guó)產(chǎn)熱表面電離質(zhì)譜儀進(jìn)行儀器性能鑒定。鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為：該儀器主要技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)商業(yè)儀器相當(dāng)，其中峰形系數(shù)、系統(tǒng)穩(wěn)定性和豐度靈敏度（帶阻滯過(guò)濾器）指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外儀器；突破了多工位熱離子源、磁-電雙聚焦離子光學(xué)設(shè)計(jì)、高穩(wěn)定磁場(chǎng)控制、多接收離子探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，在儀器設(shè)計(jì)與關(guān)鍵部件研制方面有多項(xiàng)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了同位素豐度高精密測(cè)量；自主開(kāi)發(fā)了點(diǎn)樣儀、樣品帶成型及焊接裝置、樣品帶去氣裝置等全套輔助設(shè)備，可滿(mǎn)足日常分析要求。
國(guó)產(chǎn)熱表面電離質(zhì)譜儀成功通過(guò)鑒定，將推動(dòng)我國(guó)高端磁質(zhì)譜儀器向國(guó)產(chǎn)化替代邁進(jìn)，打破關(guān)鍵領(lǐng)域儀器設(shè)備“受制于人”的被動(dòng)局面。
國(guó)內(nèi)首臺(tái)緊湊型加速器質(zhì)譜儀（AMS）研制成功
2023年11月，中核集團(tuán)中國(guó)原子能科學(xué)研究院核物理研究所成功研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)緊湊型加速器質(zhì)譜儀（AMS），標(biāo)志著我國(guó)在高端核分析設(shè)備研制方面取得重要進(jìn)展，為加速器質(zhì)譜的高靈敏分析應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
經(jīng)過(guò)近四年的努力探索，原子能院加速器質(zhì)譜研究團(tuán)隊(duì)對(duì)緊湊型加速器質(zhì)譜儀的核心難點(diǎn)——加速器緊湊化進(jìn)行了創(chuàng)新研究，并突破高壓饋入、氣體輸入、高壓絕緣、間隙加速、氣阻分布等系列關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)緊湊型串列加速器。其中，串列加速器長(zhǎng)度僅為1米，大小為傳統(tǒng)串列加速器1/3；整套譜儀占地面積約30平米，較傳統(tǒng)同性能的AMS裝置縮小2～3倍；可實(shí)現(xiàn)碳-14、鋁-26、碘-129、鈾-236等十余種核素的高效與高靈敏分析，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
510所工程產(chǎn)品替代項(xiàng)目“氣體質(zhì)譜儀”通過(guò)驗(yàn)收
2023年3月，由航天科技集團(tuán)五院510所承擔(dān)的一工程產(chǎn)品替代研制科研項(xiàng)目“氣體質(zhì)譜儀”順利通過(guò)項(xiàng)目鑒定驗(yàn)收。項(xiàng)目組歷時(shí)2年，克服了研制周期短、項(xiàng)目技術(shù)難度大等不利因素影響，高效完成了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、初樣機(jī)和正樣機(jī)研制，并通過(guò)了第三方環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、電磁兼容性、安全性等各項(xiàng)試驗(yàn)。該氣體質(zhì)譜儀產(chǎn)品由分析器、控制器、射頻電源升壓模塊和上位機(jī)應(yīng)用軟件等部分組成，不僅可以滿(mǎn)足航天器等領(lǐng)域?qū)捹|(zhì)量數(shù)氣體成分探測(cè)需求，還可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、大科學(xué)工程等眾多領(lǐng)域。
我國(guó)首套自研天然氣在線(xiàn)氣質(zhì)分析裝備發(fā)布
2023年10月30日，國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)發(fā)布消息，我國(guó)首套自主設(shè)計(jì)研發(fā)的天然氣氣質(zhì)分析裝備日前完成全部工業(yè)性試驗(yàn)正式發(fā)布，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)天然氣在線(xiàn)氣質(zhì)分析精密儀器儀表產(chǎn)品空白。該天然氣氣質(zhì)分析裝備包括在線(xiàn)氣相色譜分析儀、冷鏡面法水烴露點(diǎn)儀、激光法熱值儀、水露點(diǎn)儀、硫含量測(cè)定儀等5類(lèi)6種成套儀器及相關(guān)配套設(shè)備，可在線(xiàn)監(jiān)測(cè)天然氣熱值、水含量、硫含量等關(guān)鍵參數(shù)，已在西氣東輸管道、陜京管道、中貴線(xiàn)等多個(gè)站場(chǎng)完成了4000小時(shí)工業(yè)性試驗(yàn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，還具有模塊化、微型化等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天然氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)替代。
