質譜法具有優(yōu)異的定性分析和定量分析能力,國內外大量檢測標準都是基于質譜法制定。小型化、專用化、便攜化是質譜儀器發(fā)展的一個重要趨勢,是質譜市場下一階段的新增長點。
傳統(tǒng)質譜儀占地面積大、對工作環(huán)境要求苛刻、操作復雜、成本高昂,使用場景局限于實驗室中。通過場景專用化、方法簡單化、儀器集成化、操作智能化設計理念,小型質譜儀具備優(yōu)異的定性能力、快速的分析能力、廣泛的適用能力、良好的機動能力、簡單的操作特性、低廉的成本投入,以及具備一定的定量能力等特點,使得小型質譜儀在現(xiàn)場檢測分析領域具備鮮明的優(yōu)勢。
在一些對定量要求不高的應用場合,可以采用“小型質譜儀直接質譜分析”方案進行現(xiàn)場快速檢測,例如工業(yè)檢測、食品中化學添加檢測、爆炸物檢測、毒品檢測、環(huán)境監(jiān)測、應急檢測等應用。
在對定量有需求的場景,可以采用“小型色譜+小型質譜儀”方案進行精準定量分析,如醫(yī)療診斷、工業(yè)過程控制領域。在對痕量檢測有需求的場景,可以使用“樣品前處理方法+小型色譜+小型質譜儀”方案進行痕量檢測,如食品中農殘檢測。小型質譜儀使用方法靈活、定制程度高、價格優(yōu)勢明顯、適用范圍廣,必將顛覆現(xiàn)場檢測諸多方法,直接推動質譜檢測市場放出巨量。
“比如,在農殘檢測、非法添加劑檢測等場景中,即使是在田間地頭,小型質譜儀也能夠在現(xiàn)場對瓜果蔬菜做檢測。傳統(tǒng)大型質譜儀一般需要1個小時,小型質譜儀3分鐘就能夠輸出結果。再如,對吸販毒檢測,只需要在嫌疑人或者物品上擦一下進行微量取樣直接質譜分析,就可以判斷是否涉毒,整個過程不到1分鐘。”至秦儀器總經(jīng)理多英昕博士表示。
目前,至秦儀器攻克了小型離子阱質譜儀和四級桿質譜儀所有關鍵核心技術,推出了麒麟系列小型質譜儀、蜂鳥系列微小型質譜儀、鳳凰系列小型氣相色譜質譜聯(lián)用儀,覆蓋工業(yè)檢測、醫(yī)療檢測、毒品檢測、食品快檢、大氣VOC檢測等多個場景。近期,動脈網(wǎng)和至秦儀器總經(jīng)理多英昕博士進行了對話。
小型質譜儀以國產(chǎn)品牌為主導
至秦儀器創(chuàng)始人王曉浩博士是國內最早一批開始質譜儀小型化研究的專家。
王曉浩博士在清華大學精密儀器系畢業(yè)之后留校任教。2005年,王曉浩博士與多位學者在清華大學啟動了小型質譜儀的研究,并于2009年在清華大學推動成立了質譜研究中心。2018年,憑借著在質譜儀小型化底層核心技術的多年積累,成立了至秦儀器,開始了科研成果得產(chǎn)業(yè)轉化之路。
特別是,大型質譜儀進口壟斷現(xiàn)象嚴重,在小型質譜儀賽道上,則是以國產(chǎn)品牌為主導。中國和國外小型質譜儀上的差距并不十分明顯,都處于起步階段??梢哉f,小型專用質譜儀產(chǎn)業(yè)化是國內廠家在原創(chuàng)科學儀器上彎道超車的有效路徑。
在小型質譜儀開發(fā)上,至秦儀器聚焦儀器系統(tǒng)設計和核心技術突破,申請了50余項專利。公司在質譜儀各個模塊均擁有核心自主知識產(chǎn)權,取得了創(chuàng)新突破。例如,在真空系統(tǒng)方面進行了系統(tǒng)化設計,通過腔體內流體優(yōu)化,搭配脈沖進樣和氣壓同步技術,保證儀器更加緊湊、穩(wěn)定、可靠。在離子源上,公司通過自吸式電噴霧和真空電噴霧兩項核心技術,進一步縮小儀器,同時保證高性能。儀器雖小、性能優(yōu)異。
至秦儀器已經(jīng)推出了麒麟系列小型質譜儀、蜂鳥系列微小型質譜儀、鳳凰系列小型氣相色譜質譜儀聯(lián)用儀,在工業(yè)檢測、食品快檢、大氣VOC檢測、毒品檢測領域實現(xiàn)了落地應用。針對醫(yī)療領域的產(chǎn)品正在研發(fā)階段。
醫(yī)療領域是 大型質譜為主,小型質譜為輔
醫(yī)療領域是質譜儀最有想象空間的一塊市場。
雖說是國內小型質譜儀的先行者,但對于小型質譜儀在醫(yī)療領域的應用,至秦儀器沒有盲目自信。
“經(jīng)過我們調研,現(xiàn)階段質譜在醫(yī)療領域是存量市場,現(xiàn)有項目都是依賴大型質譜儀,采用液相色譜三重四極桿質譜的技術路線,對系統(tǒng)的‘定量能力’要求極高,小型質譜儀精準定量能力不足,無法替代。像現(xiàn)在已經(jīng)落地應用的新生兒篩查、維生素檢測等項目,小型質譜儀在這些項目上有先天技術劣勢。這導致小型質譜儀在醫(yī)療領域的應用相對較慢,還沒有成熟的落地應用。”多英昕博士談道。
在大型質譜儀方面,醫(yī)療市場里有接近10家海外企業(yè),進口品牌占據(jù)絕對優(yōu)勢,國內企業(yè)在大型質譜儀上的技術儲備至少和海外存在5年差距。不過,醫(yī)療領域特別是體外診斷領域要求高通量和檢測報告的統(tǒng)一性、及時性,這是進口大型質譜儀目前無法滿足的。高昂的進口設備,也限制了質譜檢測向更多醫(yī)療機構滲透,大型質譜儀國產(chǎn)化迫在眉睫,這是留給國內企業(yè)的機會。
在醫(yī)療領域,大型質譜儀是存量市場,落地場景較明確,小型質譜儀是增量市場,必須找到合適的創(chuàng)新應用場景才能廣泛落地,基于質譜儀在醫(yī)療領域落地應用的特殊性,至秦儀器制定了大型質譜儀為主,小型質譜儀為輔的產(chǎn)品策略,在其余領域,則是小型質譜儀為主,大型質譜儀為輔。
多英昕博士透露:“至秦儀器2021年開始布局醫(yī)療領域,已經(jīng)啟動了三重四極桿大型質譜儀的開發(fā),樣機已經(jīng)開發(fā)完成,正在產(chǎn)品化階段。同時也已經(jīng)找到適合小型質譜儀的獨特應用場景,正在進行樣品測試和驗證?!?/span>
在商業(yè)策略上,至秦儀器聚焦儀器研發(fā)和產(chǎn)品化,著力推動質譜儀國產(chǎn)化、小型化,同時公司與試劑廠商和檢測服務企業(yè)廣泛合作,希望共同完善國產(chǎn)質譜儀生態(tài),提升國產(chǎn)質譜競爭力。
雙向發(fā)力,加速 國產(chǎn)質譜儀在醫(yī)療領域應用
多英昕博士表示,2021年中國小型質譜儀的市場規(guī)模在1000萬人民幣左右,相較整個質譜市場180億的規(guī)模,小型質譜儀還處于剛剛起步的階段,有很大的成長空間。未來,小型質譜儀將向更低成本、更小型、應用場景更專用方向發(fā)展。
目前,行業(yè)標準、價格因素和各類技術平臺間的優(yōu)勢比較,是小型質譜儀面臨的較大痛點。小型質譜儀的對手不僅僅是質譜,還面臨和試紙條、光譜、色譜等多個技術平臺的競爭,企業(yè)需要持續(xù)降低成本、提高精準性、推動行業(yè)標準建立,使得小型質譜儀成為食品、環(huán)境、醫(yī)療領域現(xiàn)場快速檢測的主流方法。
針對醫(yī)療領域,多英昕博士判斷:“預計5年之后,小型質譜儀能夠占到質譜在醫(yī)療領域市場規(guī)模的三分之一,大概20-30億的市場。”
接下來,至秦儀器將以離子阱技術為核心,持續(xù)布局工業(yè)檢測、食品檢測、大氣VOC檢測、部分醫(yī)療儀器領域等細分場景,同時依托三重四極桿技術,深入全面布局醫(yī)療領域。
具體而言,未來在醫(yī)療領域,面對存量市場,至秦儀器將加快三重四級桿大型質譜儀的開發(fā),實現(xiàn)質譜檢測高通量化、智能化、國產(chǎn)化、專用化,進一步加速大型質譜儀在醫(yī)療機構廣泛普及;面對增量市場,公司會加快挖掘新興應用場景,推動小型質譜儀在醫(yī)療領域落地。
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