質譜儀自誕生之日開始,就以其準確的定量定性分析能力,在分析儀器領域確立了不可動搖的地位。其后經過數十年的發展,質譜儀的技術與性能不斷增強,應用也日趨廣泛,越來越多的檢測標準與檢測方法采用了質譜法,質譜儀逐漸由高高在上的“少數派”、“貴族化”儀器,發展成為一種主流的常規分析測試儀器。
質譜儀的發展非常迅速, 在全球市場,質譜儀每年都有著兩位數的增長率,2012預計市場規模將達到45億美元,占分析儀器市場的三成以上。而在中國市場,質譜儀的發展更加迅速,2003年中國質譜儀市場只有300多臺的規模,2010年時已增長約10倍,達到3000多臺, 2012年上半年質譜儀銷量已超過2000臺,全年質譜儀銷量可能超過4000臺,總值超過4億美元。但是這樣一個極其重要而且高速發展的市場,在長達數十年的時間里卻幾乎沒有國產儀器的參與,整個市場基本都是進口儀器的。
實際上,這幾十年來我國在質譜方面的研究生產并非真的是一片空白,上個世紀六十年代,北京分析儀器廠曾經研制成功中國最早的同位素質譜計;在上個世紀七十年代,北京分析儀器廠和北京科學儀器廠也分別自主研發了氣質聯用儀,使我國成為美國之外第二個能研發生產質譜儀的國家;改革開放以后,北京分析儀器廠和北京科學儀器廠也曾經分別從惠普和島津引進技術組裝質譜儀。但由于種種原因,我國在質譜儀方面的研發生產一再被割裂和中斷,這些前輩們的研究成果都變成了孤立的,無法延續下來,僅是曇花一現。而在此后,質譜的相關技術如質量分析器等有了長足的進步,差距逐漸被拉大到難以想象的地步。形成了我國只有質譜儀市場,卻缺乏質譜儀產品的局面。
國產質譜面臨的各種困難
在質譜領域,國產儀器面臨的主要問題,一是技術,二是資金,三是人才,四是以上要素的綜合運用,即大家通常所說的,把研究成果產品化、商品化。
盡管質譜儀已經逐漸普及,但其仍是分析儀器行業的高端產品,是整合光、機、電、算等多領域科技的系統工程,其中離子源、四極桿等質量分析器、真空泵等子系統技術含量都比較高,即使有全部現成的各種研究成果擺在面前可供使用,如何設計集成,如何讓其達到實用化,性能盡可能高,還要把成本控制在儀器用戶能滿意的程度,這都不是容易的事,何況如果沒有至少一部分核心技術的話,完全依賴外購,成本就是難以控制的。由于質譜儀的整個研發是這樣一個很大的系統工程,不僅僅對技術力量有很高的要求,研發成本也同樣如此,質譜儀需要長期的投入高額的研發費用,超出了大部分國內儀器廠商的承受能力。儀器儀表學會及分析測試協會曾經對儀器儀表行業進行的調研表明,國際著名儀器公司用于科技創新的開發資金一般都超過年銷售金額的10%。而我國一般儀器企業用于研發的資金一般不超過年銷售金額的3%。
人才和技術則是雙關的問題,沒有人才技術也無從說起,儀器行業一直都缺乏人才,尤其是高端人才,質譜領域由于我國的空白期很長,這方面也是比較大的問題,相信有志于質譜領域的國產儀器企業和科研機構,這方面可是沒少操心。
即使萬事俱備,科技產品的誕生也并不容易。我國的科研成果很多,但能轉化形成產品的就比較少,據國內權威部門統計,“九五”、“十五”科技攻關計劃與“863”計劃共安排科學儀器設備研發課題1251項,但攻克關鍵技術并轉化為市場化產品的課題僅為100多項,其中實現大量推廣應用的研發成果還不足30項。而在產品的生產過程中,很多國內企業面臨著工藝水平低和品質管控不力,往往導致產品的紙面指標優秀,實際上卻大打折扣;或是要實現預期的技術指標時,其成本和生產性又沒有可行性,這都是我國科技界的老問題,盡管政策在轉變,比如許多專項研發轉為以企業為主導,但一時還未能完全解決問題。在質譜這一高技術領域國內企業同樣也受制于類似問題。
天瑞質譜:三臺質譜,兩項突破
困難雖多,終究也只能困住國產儀器一時,進入二十一世紀后,各種國產質譜儀陸續誕生,使國產儀器重返質譜市場。
其中,天瑞于2012年3月發布了三款自行研發的質譜儀:氣相色譜質譜聯用儀GC-MS 6800,電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS 2000,液相色譜質譜聯用儀LC-MS 1000,其中ICP-MS 2000是中國首臺商業化的等離子體質譜儀,LC-MS 1000是中國首臺液質聯用儀,填補了我國在這方面的技術空白。作為目前最新的國產質譜儀器,天瑞這三種質譜儀的同時問世可以說是國產儀器在質譜領域最突出的一次表現。
據了解,天瑞本來就非常重視研發團隊建設和投入,而為了研發質譜產品,天瑞董事長劉召貴博士曾親自“圍著地球轉了幾圈,拜訪了好多專家,發了很多的信件,就為了一件事——尋找人才。這種高端的人才在國內比較緊缺,在國外也比較緊缺,但是還可以找得到的。最終功夫不負我,我們從美國、日本都招來了一些人才。”天瑞不斷的尋覓匯集優秀人才,逐漸建立了近40人的質譜研發團隊,專責研發質譜產品。其中包括3名“海歸”博士等,整個團隊都是來自全球和中國各所名校的高端人才。
即使有了一支強有力的研發隊伍,質譜的研發也絕非易事,和國外廠商不同,國產儀器廠商在此領域仍然缺少技術積累,很多技術都要從頭開始研發。從立項開始到產品上市,天瑞歷經五年的努力終于使得三種新型質譜儀順利問世。
這5年里,天瑞為此投入了自有資金數千萬元,即使天瑞是科學儀器行業中實力出眾的一家企業,也是少數上市企業之一,仍然感到相當吃力。劉召貴博士曾有一句轟傳業界的名言“賣血也要造質譜”,就是在那段困難時期的感慨。
當然,現在大家都知道結果了,還沒有困難到那種程度,天瑞就完成了質譜系列產品的開發。不過不得不說,天瑞這三款質譜產品的誕生,說來簡單,實際上從技術研究到產品設計、生產制造,從無到有的過程每步都來之不易,沒有半分僥幸。