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几秒钟检测水果农药残留:宁大研发出新型质谱离子源,应用前景广阔
发布日期:2016/3/2 8:52:56  作者:李九伟 毛正萍  点击量:1957

 

 

     前不久,宁波大学科学仪器创新团队研发的“介质阻挡放电质谱离子源”成果通过专家鉴定,鉴定认为,该成果属国际首创,处于国际先进水平,具有良好的应用前景和市场前景。

 

    专家的理由
    由中国科学院大连化学物理研究所张玉奎院士、中国分析测试协会副理事长张渝英、中国质谱学会理事长李金英、北京大学教授刘虎威、浙江大学教授潘远江、湖南师范大学教授陈波和中国分析测试协会研究员汪正范七名国内科学仪器行业著名专家组成的鉴定会专家组一致认为:
    1、DBDI-100型介质阻挡放电离子源采用了具有自主知识产权的介质阻挡放电离子化技术、单电极放电技术和真空辅助技术。
    2、DBDI-100型介质阻挡放电离子源具有免试剂、结构简单、操作方便、离子化效率高等特点,能够在几秒钟内实现气体、液体和固体样品离子化,可与各类质谱仪联用进行原位、实时、快速分析,获得的质谱图背景噪声小,检测灵敏度高,便于质谱解析和定量分析,在敞开式大气压质谱离子源中,处于国际先进水平,具有良好的应用前景和市场前景,该成果是国际首创。
    3、该成果已授权发明专利2项、实用新型专利7项,已受理发明专利7项。
    4、提供的鉴定材料齐全,符合鉴定要求。

 

    成果怎样解读?
    宁大科学仪器创新团队负责人闻路红博士介绍说,“介质阻挡放电质谱离子源”是一种非表面接触型的常压敞开式离子源,能够实现气体、液体和固体样品的离子化,并与质谱联用实现原位分析,无需耗时耗力的样品前处理过程,操作简单,性能稳定可靠,是近年来质谱离子源领域的一个重大创新,也是未来质谱技术发展的方向。
    如此高深的科技成果,普通人怎么弄得懂?它跟我们的生活有什么关系呢?对此,团队的胡舜迪博士做了通俗易懂的诠释。
    1,敞开式大气压
    胡博士举例说,质谱技术是生命健康和安全相关领域的一种检测手段,比如检测一个苹果上有没有农药,以往都是先切片、提取成分、制成样品,然后在密闭的真空环境下实现样品离子化,带电粒子再进入质谱进行检测。常规方法的前期准备时间长、操作复杂、分析时效性差。而利用该成果,可在敞开条件下对苹果进行直接检测,无需任何前处理,几秒内即可获得检测结果。
    2,原位检测
    胡博士说,假如检测土壤中污染物的成分,以往需要收集土样,分离、处理后再用设备检测。而通过该成果,可在现场实现土壤表面的原位检测。
    3,免试剂,结构简单,操作方便
    用该成果检测,不需要任何辅助试剂,只需一个便携式检测装置,配一台分析仪,设备结构简单,容易操作。
    4,离子化效率高
    胡博士说,如果对一个分子进行离子化,首先要有足够的电离能,使之发生质子转移而带电。在敞开式环境下,电离能的产生和维持相当困难,常规手段无法解决。而该成果可在样品区持续提供足够强的电离能,确保获得较高的离子化效率。从而能在几秒钟内实现气体、液体和固体样品离子化,并且能够与各类质谱仪联用进行原位、实时、快速分析,获得的质谱图背景噪声小,检测灵敏度高,便于质谱解析和定量分析。

 

    该成果有哪些应用前景?
    胡博士说,掌握这种方法,我们可以做更广泛的应用测试,如在食品药品安全检测、环境事故应急、爆炸物毒品检测、药物研发、早期疾病筛查、肿瘤成像检测、高分子材料分析、微生物鉴别等领域具有广阔的学术价值和市场应用前景。成果已申请专利16项,其中发明专利9项、实用新型专利7项,已完成产品样机研制。
    除了科学技术效益和经济效益以外,介质阻挡放电质谱离子源将带来巨大的社会效益,如:提升国产质谱离子源设备水准和国际竞争力;丰富国产离子源类型,促进质谱应用普及;利于国家和地方科学仪器产业结构升级,形成新经济增长点;替代进口,节约外汇;拉动内需,促进就业。

 

    成果转化1050万 5年后销售或超1.5亿
    闻路红博士带领的创新团队目前已完成产品样机研制,实现小批量生产和应用示范,并在清华大学分析测试中心、宁波大学海洋学院开展了比较长时间的测试应用,产品性能指标已完全达到设计预期,短期内将具备批量产业化推广条件。
    团队将这项质谱成果以无形资产作价1050万元,与华粤行企业集团共同投资成立宁波华仪宁创智能科技有限公司,公司致力于生命科学、药物研发、体外诊断等应用领域的高端智能仪器研发及产业化,争取3年内实现销售4000万元,5年后实现销售超过1.5亿元。
    2015年10月,团队的敞开式大气压原位电离质谱离子源项目正式落户鄞州,获得了鄞州区“一企一策”重中之重项目扶持政策的大力支持。宁波市及宁波鄞州区相关主管单位为华仪宁创这样的创新团队提供了优厚、便利的创业条件。同时,宁波大学从人员及场所等方面为该团队建设提供了很多宝贵的资源。


    高起点的二次创新

    据悉,DBDI由清华大学教授张新荣于2007年首次提出,并已得到到国际同行的广泛认可。为实时、快速的解决各种应用问题,质谱技术在向原位和小型化方面发展。在目前30余种现场离子源技术中,成熟的商品化离子源只有DESI(解吸电喷雾离子化)和DART(实时直接分析)。我国亟需自主知识产权的商品化现场离子源研发生产技术。
    在这种情况下,宁波大学和华仪宁创智能科技有限公司(简称华仪宁创) 基于介质阻挡放电离子化方法进行了二次创新,最终的DBDI技术具有以下关键创新点:其一,单电极放电技术令离子束源外喷射长度>4.5cm,提高了现场原位分析的适用性;其二,真空辅助离子化技术降低了背景噪声,从而提高了信噪比和检测灵敏度;其三,高温、高压安规保障技术消除了信号串扰和安全隐患,保证系统稳定和安全。
    DBDI离子化以潘宁电离为主,应用对比分析结果显示:与ESI相比,DBDI能离子化极性范围更大的化合物并提供更多的离子峰信息;对于一些难挥发、弱极性的化合物,DBDI的离子化能力是DART的10倍左右,信噪比超过DART。

 

    这是一个怎样的团队?
   
宁波大学科学仪器创新团队目前拥有多个学科专业背景研发人才和具有工程化、产业化经验的企业骨干人才44人,其中博士 6 人,硕士17人,本科20人,平均年龄不超过35岁。这是一支结构合理、研究背景互补、年轻、富有创新活力,同时具有多年成功产业化经验、具有承担国家地方重大科研项目经历的创新团队,不仅是国内科学仪器领域一支重要的创新力量,而且在国际同行中具有自己独特的地位。
    团队的主要发展方向包括:海洋、生命科学、环境与安全专用检测技术研究及仪器开发;科学仪器关键技术研究及关键部件研制;科学仪器机器人研究开发。 同时,团队将致力于促进高校成果转化效率提高、助推企业创新能力提升。
    团队负责人闻路红博士是浙江省“151”人才、中国仪器仪表学会理事,全国分析仪器标准化分技术委员会委员。曾荣获中国仪器仪表学会科学技术一等奖、中国分析测试协会 BCEIA 金奖、中国仪器仪表行业协会自主创新金奖等荣誉。



关键词:宣传部 高研院  责任编辑:李九伟


 
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