2024年中國(guó)環(huán)境質(zhì)譜大會(huì)：自主研發(fā)成果閃耀未來(lái)
2024年10月26日-28日，2024年中國(guó)環(huán)境質(zhì)譜大會(huì)在廣東省江門市鶴山市隆重召開(kāi)。大會(huì)次日的“質(zhì)譜環(huán)境分析新裝置”分會(huì)場(chǎng)上，核工業(yè)北京地質(zhì)研究院郭冬發(fā)研究員、南京大學(xué)劉震教授、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所李海洋研究員等 8 位專家學(xué)者帶來(lái)了精彩報(bào)告，展示了質(zhì)譜技術(shù)在環(huán)境科學(xué)研究中的深度應(yīng)用和廣闊前景，為推動(dòng)中國(guó)乃至全球環(huán)境質(zhì)譜技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)事業(yè)的進(jìn)步貢獻(xiàn)了重要力量。
“質(zhì)譜環(huán)境分析新裝置”分會(huì)
核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 郭冬發(fā)研究員
郭冬發(fā)做題為“國(guó)產(chǎn)多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀離子束調(diào)試方法研究”的報(bào)告，介紹了國(guó)內(nèi)首臺(tái)多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)的研發(fā)成果。該儀器專為核工業(yè)鈾等同位素精確測(cè)量而設(shè)計(jì)，旨在實(shí)現(xiàn)設(shè)備工程化，推動(dòng)從依賴進(jìn)口儀器到自主研發(fā)的轉(zhuǎn)變。
研發(fā)過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)掌握了全套設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試技術(shù)，確保了儀器的技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)，能夠滿足核領(lǐng)域的實(shí)際需求。這一成果標(biāo)志著我國(guó)在質(zhì)譜儀自主研發(fā)領(lǐng)域取得了重要突破，為核工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展提供了有力支持。
南京大學(xué) 劉震教授
劉震做題為“集成化質(zhì)譜聯(lián)用平臺(tái)用于靶向代謝組學(xué)分析”的報(bào)告，介紹了便捷、多功能的親和色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)取樣、富集、在線聯(lián)用等功能。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了硼親和固相微萃取-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，用于血清順式二醇代謝物分析，抗干擾能力強(qiáng)，在原發(fā)性肝癌精準(zhǔn)診斷中表現(xiàn)良好。此外，團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了時(shí)空分辨和化學(xué)選擇性的硼親和萃取-質(zhì)譜聯(lián)用平臺(tái)，用于單細(xì)胞及胚胎順式二醇代謝物分析，探尋潛在環(huán)境威脅。結(jié)論顯示，硼親和萃取-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)具有高效、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的特點(diǎn)，在精準(zhǔn)醫(yī)療、細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和環(huán)境分析等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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(qū)動(dòng)的真空紫外光電離新機(jī)制及應(yīng)用”的報(bào)告，基于小型 VUV-Kr 燈發(fā)展了一系列高靈敏、高覆蓋的復(fù)合光電離質(zhì)譜技術(shù)，直接進(jìn)樣檢測(cè)靈敏度達(dá)到 pptv量級(jí)，并研制了單次反射高分辨 TOFMS，分辨率超過(guò) 10000，提高復(fù)雜組分定性能力和定量精度。他還深入探討了氣壓驅(qū)動(dòng)的真空紫外光電離新機(jī)制，發(fā)現(xiàn)射頻電場(chǎng)和背景氣對(duì)電離的影響，并可實(shí)現(xiàn)P1-CI和Pen切換，為開(kāi)發(fā)高靈敏PI源提供新思路。最后，將高靈敏VUVPI-TOFMS應(yīng)用于煙氣中二噁英前驅(qū)體監(jiān)測(cè)，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(guān)聯(lián)模型，有望助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
中國(guó)原子能科學(xué)研究院 何明研究員
何明做題為“緊湊型加速器質(zhì)譜儀國(guó)產(chǎn)化技術(shù)研究”的報(bào)告，介紹了國(guó)內(nèi)首臺(tái)緊湊型AMS。AMS作為測(cè)量長(zhǎng)壽命核素靈敏度最高的分析技術(shù)，自1937年萌芽至今已有80余年歷史，小型化是其重要發(fā)展趨勢(shì)。在國(guó)產(chǎn)化研制方面，團(tuán)隊(duì)取得了顯著進(jìn)展。緊湊型AMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及離子源、注入系統(tǒng)、加速器、高能分析系統(tǒng)、探測(cè)器以及控制系統(tǒng)的研制與調(diào)試。目前所有核心部件均已實(shí)現(xiàn)自主研制，展現(xiàn)了我國(guó)在加速器質(zhì)譜儀領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力。
中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)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(zhì)譜原理、儀器及應(yīng)用”的報(bào)告。蛋白質(zhì)非共價(jià)弱相互作用對(duì)疾病認(rèn)知與治療至關(guān)重要。當(dāng)前常規(guī)質(zhì)譜已能解析蛋白質(zhì)序列與修飾，但直接探測(cè)蛋白質(zhì)變體、構(gòu)象及位點(diǎn)特異性非共價(jià)作用仍是挑戰(zhàn)。關(guān)鍵難題在于如何選擇性解離共價(jià)鍵而不破壞非共價(jià)作用。研究采用極紫外激光解離質(zhì)譜技術(shù)，取得六大進(jìn)展：研制可調(diào)波長(zhǎng)儀器、探測(cè)非共價(jià)位點(diǎn)與變構(gòu)區(qū)、精確識(shí)別關(guān)鍵共價(jià)點(diǎn)、精準(zhǔn)定量非共價(jià)作用變化、非共價(jià)作用探測(cè)和構(gòu)象異化、表征微納米塑料分子結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)單氨基酸殘基分辨質(zhì)譜表征，有望成為蛋白質(zhì)變體、構(gòu)象、位點(diǎn)特異性非共價(jià)作用的重要研究手段。
廈門大學(xué) 杭緯教授
杭緯做題為“質(zhì)譜‘照相機(jī)’的研制”的報(bào)告?，F(xiàn)有“顯微成像”商品化質(zhì)譜儀器/實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜儀器仍有應(yīng)用短板，亟需普適性的方法和普適性的顯微質(zhì)譜成像平臺(tái)。團(tuán)隊(duì)研發(fā)了激光解吸激光后電離顯微成像質(zhì)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(guò)程和電離過(guò)程在時(shí)間和空間上進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化，解決空間分辨率和靈敏度兩者不可兼得的問(wèn)題。該儀器就像一臺(tái)質(zhì)譜“照相機(jī)”，大大提升成像的分辨率和精確性，有望在單細(xì)胞化學(xué)、藥物代謝以及納米材料等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
上海大學(xué) 程平教授
程平做題為“飛行時(shí)間在線質(zhì)譜儀器的研制及其在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用”的報(bào)告。他介紹了團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的多種質(zhì)譜儀器及其應(yīng)用，包括SPAMS、SPI-TOF、PTRTOF、MTP-TOF和FSLL-TOF。微波等離子體質(zhì)譜（MPT-MS）用于毒品檢測(cè)；飛秒激光電離質(zhì)譜（fsLI-MS）則在煙霧箱大氣化學(xué)研究中發(fā)揮作用。目前，研究團(tuán)隊(duì)專注以基于自主研制的在線質(zhì)譜儀器在煙霧箱大氣污染模擬和低溫等離子體(NTP)技術(shù)降解VOCs領(lǐng)域中的應(yīng)用。最后，他還對(duì)未來(lái)質(zhì)譜發(fā)展方向進(jìn)行了展望，表示：雖然國(guó)外已經(jīng)陸續(xù)出現(xiàn)了少數(shù)較為完整的MEMS質(zhì)譜儀，是其研究主要還是對(duì)各組成單元單獨(dú)進(jìn)行微型化的階段，整機(jī)MEMS質(zhì)譜儀的開(kāi)發(fā)還初級(jí)階段!
中國(guó)原子能科學(xué)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(zhì)譜分析檢測(cè)研究”的報(bào)告。AMS是目前測(cè)量長(zhǎng)壽命核素靈敏度最高的分析技術(shù)，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(guó)內(nèi)自主設(shè)計(jì)研制了緊湊型AMS系統(tǒng)，從而開(kāi)展236U、239Pu的測(cè)量技術(shù)研究。自研AMS采用新探測(cè)器設(shè)計(jì)，電場(chǎng)梯度分布提高信號(hào)收集效率，高純異丁烷氣體介質(zhì)實(shí)現(xiàn)高信噪比。初步測(cè)量結(jié)果顯示，通過(guò)優(yōu)化剝離氣體選擇和輸入，緊湊型AMS已完成錒系核素測(cè)量。自研系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，結(jié)果穩(wěn)定可靠，有望為钚同位素測(cè)量提供新解決方案。
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