2023年质谱研究亮点：国际首创、国内首套、国产替代

  冷却储存环研发了新一代等时性质谱术，并将其命名为“磁刚度识别的等时性质谱术”。新型质谱术具有高精度、高效率、单离子灵敏、测量时间短、无测量本底等特点，在极短寿命与极低产额原子核的质量测量上，是目前最先进的技术和方法之一。

  团队利用国际首创的新型质谱术，精确测量了砷-64、砷-65、硒-66、硒-67、锗-63等原子核的质量，其中砷-64和硒-66的质量是国际上首次测量，其他原子核的质量精度均得到提高。本研究通过原子核质量测量得到更精确的X射线暴光度曲线，和天文观测比较，从新的角度约束了的质量和半径的关系。相关成果于5月1日发表在《自然·物理》上。

  2023年5月4日，中国科学院大连化学物理研究所仪器分析化学研究室快速分析与检测研究组研究员李海洋团队基于自主研发的大气压负离子仪器，提出了检测呼出气中氢氰酸（HCN）的气流辅助光电离质谱方法。该方法明显提升了呼出气中HCN直接测量的灵敏度和时间分辨能力，可实时跟踪志愿者单次呼气中HCN浓度水平，有望为肺纤维化病人早期筛查提供有效手段。

  该团队在前期工作的基础上，提出了在质谱电离源内，采用氦气反吹方法，降低高湿度样品气对电离的影响，同时提高离子传输效率，增强了HCN检测的灵敏度。该团队在采样系统中进一步增加动态吹扫，有效减小了HCN的吸附残留，提升了该方法的时间分辨。该方法将HCN的检测灵敏度提升了150倍，检测限达到0.3ppbv，时间分辨达到0.5s。

  传统的水中VOCs检测技术和方法因前处理和检测时间长，难以快速获得水中VOCs的时空分布特征和排放源位置。鉴于此，该团队开发出水中VOCs走航监测的船载质谱系统，可通过喷雾提取-质子转移反应质谱技术，对水中VOCs进行快速在线提取和质谱实时监测，并将其组分和浓度信息与地理信息系统（GIS）融合，实时展示水中VOCs的空间分布，实现水中VOCs分布的快速成像和污染溯源。通过在合肥南淝河下游和巢湖部分水域进行的现场试验，该团队已验证该系统对于环保执法和水环境保护具有潜在的应用价值。

  作为深海智能感知技术联合实验室共建单位成员，陈池来团队先后突破质谱小型化设计集成、质谱关键器件MEMS制造、水下膜进样快速定量标定等关键技术，经过多年攻关，成功研制出国内首套深海质谱仪，可在原位实现深海中N2、O2、Ar、CO2、CH4等小分子溶解气以及烷烃、芳香烃等挥发性有机物溶解气的定性及定量检测。该工作推进了国内在深海质谱仪研制领域的研究进展，为我国深海、深渊探测战略提供更多技术上的支持和保障，并为后续探寻海底油气和矿产资源、探究生命起源和早期演化以及研究全球气候平均状态随时间的变化等奠定了原位质谱探测基础。

  2023年9月18日，西安交通大学组织专家在西安对西安交通大学、西北核技术研究院等联合研制的国产热表面电离质谱仪进行仪器性能鉴别判定。鉴定委员会一致认为：该仪器主要技术指标与国外先进商业仪器相当，其中峰形系数、系统稳定性和丰度灵敏度（带阻滞过滤器）指标优于国外仪器；突破了多工位热离子源、磁-电双聚焦离子光学设计、高稳定磁场控制、多接收离子探测等关键技术，在仪器设计与核心部件研制方面有多项创新，实现了同位素丰度高精密测量；自主开发了点样仪、样品带成型及焊接装置、样品带去气装置等全套辅助设备，可满足日常分析要求。

  2023年11月，中核集团成功研制出国内首台紧凑型加速器质谱仪（AMS），标志着我国在高端核分析设备研制方面取得重要进展，为加速器质谱的高灵敏分析应用奠定了坚实基础。

  经过近四年的努力探索，原子能院加速器质谱研究团队对紧凑型加速器质谱仪的核心难点——加速器紧凑化进行了创新研究，并突破高压馈入、气体输入、高压绝缘、间隙加速、气阻分布等系列关键技术，成功研制出国内首台紧凑型串列加速器。其中，串列加速器长度仅为1米，大小为传统串列加速器1/3；整套谱仪占地面积约30平米，较传统同性能的AMS装置缩小2～3倍；可实现碳-14、铝-26、碘-129、铀-236等十余种核素的高效与高灵敏分析，有关技术指标达到国际领先水平。

  2023年3月，由航天科技集团五院510所承担的一工程产品替代研制科研项目“气体质谱仪”顺利通过项目鉴定验收。项目组历时2年，克服了研制周期短、项目技术难度大等坏因影响，高效完成了关键技术攻关、初样机和正样机研制，并通过了第三方环境适应性、可靠性、电磁兼容性、安全性等各项试验。该气体质谱仪产品由分析器、控制器、射频电源升压模块和上位机应用软件等部分所组成，不但可以满足航天器等领域宽质量数气体成分探测需求，还可大范围的应用于半导体制造、大科学工程等众多领域。

  2023年10月30日，国家管网集团公布消息，我国首套自主设计研发的天然气气质分析装备日前完成全部工业性试验正式对外发布，填补了国产天然气在线气质分析精密仪器仪表产品空白。该天然气气质分析装备包括在线气相色谱分析仪、冷镜面法水烃露点仪、激光法热值仪、水露点仪、硫含量测定仪等5类6种成套仪器及相关配套设备，可在线监测天然气热值、水含量、硫含量等关键参数，已在西气东输管道、陕京管道、中贵线小时工业性试验，各项性能指标均达到国际领先水平，还具有模块化、微型化等优势，实现了我国天然气在线监测设备的国产替代。

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