質(zhì)譜儀基本構(gòu)造包括五大部件，其中離子源（電離樣品為離子）和質(zhì)量分析器（分離 離子）是核心零部件。質(zhì)譜儀種類繁多，但基本構(gòu)造大致相同，從工作流程來看：（1）樣 品直接或間接通過進(jìn)樣系統(tǒng)導(dǎo)入質(zhì)譜儀后，離子源會(huì)先將樣品電離為氣相帶電離子；（2） 不同質(zhì)荷比的帶電離子進(jìn)入質(zhì)量分析器，并在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下發(fā)生分離；（3）檢測(cè)器 識(shí)別不同離子的電信號(hào)并最終轉(zhuǎn)化為質(zhì)譜圖。此外，質(zhì)譜儀工作需要在渦輪分子泵提供的 真空系統(tǒng)中進(jìn)行，以保證離子間不會(huì)相互碰撞而損失。其中，離子源可將不同物質(zhì)電離成 帶電離子，為質(zhì)譜儀的“門戶”；質(zhì)量分析器可將不同離子分離，為質(zhì)譜儀的“心臟”；二者均 是質(zhì)譜儀的核心零部件。

質(zhì)譜儀目前主要應(yīng)用于生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)食品等快速成長(zhǎng)的朝陽行業(yè)，占質(zhì)譜儀總需求 比重分別為 42%、26%。從具體的應(yīng)用領(lǐng)域來看，根據(jù) SDI 統(tǒng)計(jì)，2020 年全球質(zhì)譜儀市 場(chǎng)中，生命科學(xué)、環(huán)境、食品/農(nóng)業(yè)和石汽工業(yè)分別占需求的 42%、24%、26%和 8%。其 中，生命科學(xué)及食品/農(nóng)業(yè)檢測(cè)均正處高速發(fā)展階段，2015 至 2020 年質(zhì)譜儀在這兩個(gè)領(lǐng) 域的需求復(fù)合增速分別可達(dá) 7.8%和 6.0%。

質(zhì)譜儀核心零部件具有較高技術(shù)壁壘，自研自產(chǎn)是國(guó)產(chǎn)企業(yè)的破局之路

1. 離子源是質(zhì)譜儀的“心臟”，國(guó)內(nèi)企業(yè)通過自研打破“卡脖子”局面。當(dāng)樣品發(fā)生了 離子化之后才能被質(zhì)譜檢測(cè)到，離子源的作用是使被測(cè)樣品分子電離，并把離子匯聚成具 有一定能量和幾何形狀的離子束。由于分析樣品的多樣性和分析要求的差異性，物質(zhì)電離 的方法和原理也各不同，為滿足多方位的分析要求，產(chǎn)生了一系列電離方法。質(zhì)譜儀常用 的離子源五種為電子轟擊源(EI)、化學(xué)電離源(CI)、電噴霧電離源(ESI)、大氣壓化學(xué)電離 源(APCI)和基質(zhì)輔助激光解吸電離源(MALDI)。根據(jù)中國(guó)化學(xué)會(huì)質(zhì)譜分析委員會(huì)，目前應(yīng) 用最廣泛、最成熟的離子源技術(shù)分別為 EI、ESI、MALDI。而國(guó)內(nèi)部分企業(yè)已實(shí)現(xiàn)自研，如禾信儀器的真空紫外光電離源技術(shù)可以對(duì) VOCs 分子進(jìn)行軟電離，解決復(fù)雜樣品同時(shí) 進(jìn)樣檢測(cè)、快速定性的難題，可實(shí)現(xiàn) ppt 量級(jí)（萬億分之一）的實(shí)際樣品檢測(cè)限；如皖儀 科技掌握高可靠離子源技術(shù)，設(shè)計(jì)了振蕩型的離子源雙燈絲結(jié)構(gòu)，研究了燈絲氧化釔涂覆 工藝，采用了抗氧化力強(qiáng)的銥帶燈絲，大幅度提高了離子源的電子發(fā)射效率、離子化率及 壽命，并結(jié)合電路保護(hù)和軟件應(yīng)用，使離子源的壽命能夠較原來提高 1 倍，達(dá)到 3 年，有 效提高整機(jī)的穩(wěn)定性和耐用性。

2. 質(zhì)量分析器：是決定質(zhì)譜儀檢測(cè)精度和準(zhǔn)確的關(guān)鍵，其作用是將電離室中生成的離 子按質(zhì)荷比(m/z)大小分開，進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。常見質(zhì)量分析器有雙聚焦質(zhì)量分析器、四極桿 質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器、傅立葉變換離子回旋共振（FT-ICR）以及飛行時(shí)間質(zhì)量 分析器（TOF）。目前，我國(guó)部分企業(yè)在中低端質(zhì)量分析器領(lǐng)域已基本實(shí)現(xiàn)自研自產(chǎn)，在 高端質(zhì)量分析器上也不斷突破；以禾信儀器為例，公司的雙極飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)正、 負(fù)離子的同時(shí)全譜檢測(cè)，縮小儀器體積，在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀 （SPAMS 系列）的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化；以譜育科技為例，在高端質(zhì)譜技術(shù)質(zhì)量分析器領(lǐng)域 掌握了離子阱、四極桿、三重四極桿、飛行時(shí)間等質(zhì)譜技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上迭代升級(jí)，推 出了質(zhì)譜流式細(xì)胞儀、12 寸晶元雜質(zhì)成分檢測(cè)專用質(zhì)譜儀器等產(chǎn)品，此外，公司先后量產(chǎn) 了國(guó)內(nèi)首臺(tái)商用便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）、首臺(tái)可車載電感耦合等離子體質(zhì) 譜儀（ICP-MS）等產(chǎn)品，性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際同類先進(jìn)水平。

3. 高端通用零部件：在高端通用零部件（高端激光器、分子泵、氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀） 方面，國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀制造商多采用進(jìn)口產(chǎn)品以降低自身研發(fā)成本。根據(jù)儀器信息網(wǎng)以及禾信 儀器招股說明書，公司高度重視核心關(guān)鍵部件的自主可控，通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研 發(fā)，掌握了一系列核心技術(shù)，形成了核心關(guān)鍵部件完整的制造工藝流程，逐步實(shí)現(xiàn)高端通 用零部件研發(fā)、生產(chǎn)的自主化、國(guó)產(chǎn)化，基本實(shí)現(xiàn)核心關(guān)鍵技術(shù)自主可控。

目前海外龍頭相對(duì)壟斷國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)，五大壁壘制約國(guó)內(nèi)企業(yè)發(fā)展

國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)常年被海外龍頭壟斷。根據(jù)中國(guó)政府采購(gòu)網(wǎng)披露的 2022 年 1-11 月招 標(biāo)/中標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在政府采購(gòu)中，海外質(zhì)譜儀龍頭占據(jù)壟斷地位，CR5 高達(dá) 69.22%，其 中安捷倫、島津的市占率分別為 20.24%、18.71%；而國(guó)內(nèi)廠商占有率不足 5%。根據(jù)禾 信儀器招股說明書、中國(guó)海關(guān)、智研咨詢數(shù)據(jù)，伴隨著國(guó)內(nèi)質(zhì)譜儀廠商自主創(chuàng)新能力不斷 增強(qiáng)，我國(guó)和海外市場(chǎng)的差距逐漸減小，進(jìn)口依賴程度（質(zhì)譜儀進(jìn)口金額/中國(guó)質(zhì)譜儀市場(chǎng) 規(guī)模）從 2014 年的 95%下降至 2020 年的 74%。