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

質譜儀目前主要應用于生命科學、農業食品等快速成長的朝陽行業，占質譜儀總需求 比重分別為 42%、26%。從具體的應用領域來看，根據 SDI 統計，2020 年全球質譜儀市 場中，生命科學、環境、食品/農業和石汽工業分別占需求的 42%、24%、26%和 8%。其 中，生命科學及食品/農業檢測均正處高速發展階段，2015 至 2020 年質譜儀在這兩個領 域的需求復合增速分別可達 7.8%和 6.0%。

質譜儀核心零部件具有較高技術壁壘，自研自產是國產企業的破局之路

1. 離子源是質譜儀的“心臟”，國內企業通過自研打破“卡脖子”局面。當樣品發生了 離子化之后才能被質譜檢測到，離子源的作用是使被測樣品分子電離，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，物質電離 的方法和原理也各不同，為滿足多方位的分析要求，產生了一系列電離方法。質譜儀常用 的離子源五種為電子轟擊源(EI)、化學電離源(CI)、電噴霧電離源(ESI)、大氣壓化學電離 源(APCI)和基質輔助激光解吸電離源(MALDI)。根據中國化學會質譜分析委員會，目前應 用最廣泛、最成熟的離子源技術分別為 EI、ESI、MALDI。而國內部分企業已實現自研，如禾信儀器的真空紫外光電離源技術可以對 VOCs 分子進行軟電離，解決復雜樣品同時 進樣檢測、快速定性的難題，可實現 ppt 量級（萬億分之一）的實際樣品檢測限；如皖儀 科技掌握高可靠離子源技術，設計了振蕩型的離子源雙燈絲結構，研究了燈絲氧化釔涂覆 工藝，采用了抗氧化力強的銥帶燈絲，大幅度提高了離子源的電子發射效率、離子化率及 壽命，并結合電路保護和軟件應用，使離子源的壽命能夠較原來提高 1 倍，達到 3 年，有 效提高整機的穩定性和耐用性。

2. 質量分析器：是決定質譜儀檢測精度和準確的關鍵，其作用是將電離室中生成的離 子按質荷比(m/z)大小分開，進行質譜檢測。常見質量分析器有雙聚焦質量分析器、四極桿 質量分析器、離子阱質量分析器、傅立葉變換離子回旋共振（FT-ICR）以及飛行時間質量 分析器（TOF）。目前，我國部分企業在中低端質量分析器領域已基本實現自研自產，在 高端質量分析器上也不斷突破；以禾信儀器為例，公司的雙極飛行時間質譜技術實現對正、 負離子的同時全譜檢測，縮小儀器體積，在國內實現了單顆粒氣溶膠飛行時間質譜儀 （SPAMS 系列）的國產化和產業化；以譜育科技為例，在高端質譜技術質量分析器領域 掌握了離子阱、四極桿、三重四極桿、飛行時間等質譜技術，并在此基礎上迭代升級，推 出了質譜流式細胞儀、12 寸晶元雜質成分檢測專用質譜儀器等產品，此外，公司先后量產 了國內首臺商用便攜式氣相色譜質譜聯用儀（GC-MS）、首臺可車載電感耦合等離子體質 譜儀（ICP-MS）等產品，性能指標均達到國際同類先進水平。

3. 高端通用零部件：在高端通用零部件（高端激光器、分子泵、氣相色譜質譜聯用儀） 方面，國內質譜儀制造商多采用進口產品以降低自身研發成本。根據儀器信息網以及禾信 儀器招股說明書，公司高度重視核心關鍵部件的自主可控，通過不斷的技術創新和產品研 發，掌握了一系列核心技術，形成了核心關鍵部件完整的制造工藝流程，逐步實現高端通 用零部件研發、生產的自主化、國產化，基本實現核心關鍵技術自主可控。

目前海外龍頭相對壟斷國內質譜儀市場，五大壁壘制約國內企業發展

國內質譜儀市場常年被海外龍頭壟斷。根據中國政府采購網披露的 2022 年 1-11 月招 標/中標統計數據，在政府采購中，海外質譜儀龍頭占據壟斷地位，CR5 高達 69.22%，其 中安捷倫、島津的市占率分別為 20.24%、18.71%；而國內廠商占有率不足 5%。根據禾 信儀器招股說明書、中國海關、智研咨詢數據，伴隨著國內質譜儀廠商自主創新能力不斷 增強，我國和海外市場的差距逐漸減小，進口依賴程度（質譜儀進口金額/中國質譜儀市場 規模）從 2014 年的 95%下降至 2020 年的 74%。