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儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】飛行時間
質(zhì)譜(Time of Flight Mass Spectrometer (TOFMS))是一種常用的
質(zhì)譜儀，早由Stephensen在1946年提出。該質(zhì)譜儀可以將
樣品離子化，再利用靜電場加速離子，根據(jù)離子飛行速度差來分析離子質(zhì)核比。比起其他質(zhì)譜儀，飛行時間質(zhì)譜具有測定對象質(zhì)量不受限、靈敏度高、分辨率高、分析速度快等優(yōu)勢，是基因、蛋白質(zhì)、生物化學、醫(yī)藥學、病毒學等領域中不可或缺的實用工具。
穿荊度棘 飛行時間質(zhì)譜的發(fā)展歷程
1948年，國外科學家研制出了世界上第一臺飛行時間質(zhì)譜儀的實驗樣機，飛行時間質(zhì)譜技術正式從理論階段邁入了實踐中。
初的飛行時間質(zhì)譜有著許多問題，其中讓科學家們頭疼的便是分辨率過低。由于離子在進入飛行區(qū)時，初始條件不可能完全一致。離子產(chǎn)生的時間、位置、初速動能和速度方向的差異，都會對飛行時間造成影響，導致質(zhì)譜峰擴寬，分辨率下降。受制于分辨率與信號接收處理技術等因素，自1955年之后的20年里，飛行時間質(zhì)譜的發(fā)展一直處于低谷。
1973年，蘇聯(lián)科學家B.A.Marmylin發(fā)明了質(zhì)量反射器，該技術為飛行時間質(zhì)譜的能量分布問題提供了解決方案，使其分辨率得到了大幅提升。此后隨著電子技術、計算機技術以及機械加工工藝的進步，飛行時間質(zhì)譜儀的性能不斷提高。1998年首次出現(xiàn)了垂直引入反射式飛行時間質(zhì)譜儀，其質(zhì)量分辨率高達20000以上。這一技術的出現(xiàn)大大加速了飛行時間質(zhì)譜的發(fā)展進程。
如今，飛行時間質(zhì)譜儀日漸成熟，配合各類離子源，可以說是當今有發(fā)展前景的質(zhì)譜儀。在大通量、要求分析速度快的生物大分子分析中，飛行時間質(zhì)譜儀是現(xiàn)今可以實現(xiàn)的分析手段。
國內(nèi)設備依賴進口 科研人員力圖打破技術壟斷
目前，飛行時間質(zhì)譜儀的主要生產(chǎn)商是美國應用生物系統(tǒng)公司和美國布魯克公司等，商品化的飛行時間質(zhì)譜儀的制造幾乎完全由國外廠商壟斷。國內(nèi)高分辨率質(zhì)譜依賴進口，價格較為昂貴，而國內(nèi)對質(zhì)譜儀的需求量又在不斷上升。若是能自主研發(fā)出性能優(yōu)良、適合國內(nèi)企業(yè)單位使用的飛行時間質(zhì)譜儀，就可以在很大程度上降低設備購買使用成本，并為研發(fā)單位帶來豐厚的回報，繼而提高我國質(zhì)譜研制水平，形成良性循環(huán)。
上世紀80年代中期，國內(nèi)的科研人員邁出了我國飛行時間質(zhì)譜儀研制的第一步，先后有近十家科研單位研究并制造出數(shù)種儀器樣機，填補了國內(nèi)自制飛行時間質(zhì)譜儀的空白。但是儀器總體的性能還與國外產(chǎn)品有著一定差距，飛行時間質(zhì)譜儀的研制工作仍處在起步階段。
從上世紀末到21世紀初，我國科研人員對飛行時間質(zhì)譜的研制工作從未止步。2000年，周振博士設計研制的高分辨垂直引入式飛行時間質(zhì)譜儀分辨率達到了20000，技術指標為當時同類儀器的水準。到2006年，復旦大學與上海精密科學儀器有限公司聯(lián)合研制的LC-TOFMS儀器便已經(jīng)通過驗收并開始出售。我國飛行時間質(zhì)譜的研制經(jīng)過多年發(fā)展正逐漸走向成熟，個別技術已達到先進水平，在儀器市場中的競爭力不斷提高。
隨著科技水平的不斷進步，質(zhì)譜儀的應用范圍也不斷擴展。想要參與瓜分質(zhì)譜儀產(chǎn)業(yè)這塊大蛋糕，需要政府與各企業(yè)群策群力，積極交流經(jīng)驗成果，一同攻克難題，改變國內(nèi)質(zhì)譜行業(yè)落后的局面。相信在不久的將來，我們可以沖破外國的技術封鎖，真正讓飛行時間質(zhì)譜儀制造水平全面提升到世界一流水準。
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