質譜儀器具有精準的定性、定量分析能力，是獲取物質成分、確定成分質量，認識和探索客觀規律，進行基礎研究不可或缺的高效工具。質譜儀器應用場景涵蓋了約60%以上的國民經濟領域，屬于國家戰略性產業。隨著科學技術的不斷發展，質譜儀器不斷地升級迭代，并以其高特異性、高精準性、高通量的特點，成為科學突破與技術創新的必備條件，是從源頭和底層解決關鍵技術問題，加強我國基礎研究的重要手段[1]。工信部制定的《產業關鍵共性技術發展指南》，明確將質譜分析檢測技術列為具有應用基礎性特點的產業關鍵共性技術。

隨著我國科學研究的高質量發展，質譜儀器快速增長的市場需求，與研發生產較低水平的供給現狀，產生了較大的結構性矛盾，高端質譜儀器嚴重依賴進口，面臨著“卡脖子”的現實風險。國產替代和自主可控，成為我國質譜儀器創新發展的重要方向。國家市場監管總局《關于計量促進儀器儀表產業高質量發展的指導意見》提出，到2035年，國產儀器儀表的計量性能和技術指標要達到國際先進水平，突破一批關鍵技術，涌現一批具有領先測量水平和研發設計能力的儀器儀表創新企業。

近年來，針對質譜類典型儀器技術發展及應用研究層出不窮[2]。如傅里葉變換離子回旋質譜[3,4]、二次離子質譜[5]、離子阱質譜[6]、四極桿質譜[7]、飛行時間質譜[8]等儀器的技術發展與應用。本文將在概述質譜儀器發展歷程和產業布局的基礎上，分析我國高校和科研院所質譜儀器配置現狀及產業發展的困境，并針對質譜儀器自主研發提出策略和建議。

1 質譜儀器概況

1.1 質譜儀器發展概況質譜儀器的基本工作原理是將樣品分子或原子電離為帶電離子，檢測后得到質荷比（m/z）與相對強度質譜圖，對分析物進行定性和定量的分析。同位素的發現、原子量的精確測定、元素和分子結構特性的確立等重要成果發現均離不開質譜儀器。近百年來，已有十余位科學家因其在質譜儀器原理及應用方面的卓越貢獻而獲得諾貝爾獎（表1）。

表1 與質譜原理及技術發展相關的諾貝爾獎項

1.2 質譜儀器結構及技術發展質譜儀器一般由進樣系統（Inlet System）、離子源（Ion Source）、質量分析器（Mass Analyzer）、檢測器（Ion Detector）、計算機系統（Computer）五部分構成（圖1）。分析物通過進樣系統進入到離子源離子化，產生帶電的物質離子，然后進入質量分析器，按照離子的質荷比依次到達離子檢測器進行檢測，最后形成分析物的圖譜[9]。其中，離子源、質量分析器是整臺儀器的核心部件。

圖1 質譜儀器的主要結構組成