（报告出品方：光大证券）
1、质谱技术及质谱仪市场发展现状
1.1、质谱技术介绍
质谱技术是一种通过测量离子质荷比，从而确定其质量与数量的定性定量分析办法，通常意义上是指广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物的一种专门技术。质谱法在一次分析中可提供丰富的结构信息，将分离技术与质谱法相结合是分离科学方法中的一项突破性进展。在众多的分析测试方法中，质谱学方法被认为是一种同时具备高特异性和高灵敏度且得到了广泛应用的普适性方法。在仪器检测过程中，不同质荷比阳离子会在不同位置留下短直线影像，类似光谱线。又因为这些影像与它们的质量有关，所以被称为质谱，这种检测仪器就叫质谱仪。
质谱分析具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、分离和鉴定同时进行等优点，因此，质谱技术目前已经广泛应用于科研、工业、环境、能源、医学、刑侦等领域。按照应用划分，质谱的具体应用领域包括制药、环境监测、食品和饮料检测、生物技术、工业化学等。
1.2、质谱技术发展历程
19世纪末，Goldstein在低压放电实验中观察到正电荷粒子，开启了质谱技术的发展历程，年J.J.Thomson在实验中发现带电荷离子在电磁场中的运动轨迹与它的质荷比有关，并于年制造出第一台质谱仪。年，Aston设计出第一台速度聚焦型质谱仪，年，Mattauch与Herzog阐述了双聚焦理论，并制造出双聚焦质谱仪，提高了质量分辨率及同位素测量精度，开创了高分辨率质谱仪的时代。年，Nioer设计出单聚焦磁质谱仪，被应用于曼哈顿计划中，用于分离铀的同位素。年，德国物理学家保罗提出四极杆质谱仪技术，因离子阱技术获得诺贝尔物理奖。年，Wiley和Mclarens设计出飞行时间质谱仪，各种离子按照飞行的时间及初始能量差异就能检测处理。年，气相色谱与质谱联用，质谱技术首先被用于鉴定有机化合物。20世纪80年代，三重串联四极杆质谱、电感耦合等离子体质谱、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术先后问世，创新技术的进一步发展推动质谱的快速运用，质谱开始应用于生命科学及临床医学领域，用于检测生物多肽组、蛋白组、DNA、RNA等成分，在基础及临床方向对人体健康、疾病等方面的研究中发挥了重要的支持作用。
1.3、质谱仪技术原理介绍
仪器构成
质谱仪是一种通过分析待测物质量获取其结构信息的仪器，基本原理为将分析样品（气体、液体、固相）电离为带电离子，这些离子被检测器检测后即可得到质荷比与相对强度的质谱图，进而推算出分析物中分子的质量。通过质谱图及分子量测量可以对分析物进行定性分析，利用检测到的离子强度可以进行精确的定量分析。质谱仪器主要由五部分组成：样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器、数据处理系统。样品导入系统通过合适的进样装置将样品引入并气化，气化后的样品引入到离子源进行电离-离子化过程，电离后的离子通过适量的加速后进入质量分析器，按不同的质荷比分离，数据处理系统对其进行分析，获得结果。质谱仪器中重要的两个部分是离子源和质量分析器。
离子源
随着各种离子化方法不断发展，质谱分析技术广泛地应用于许多领域。多种离子化方法在分析应用价值上各具独特之处，其中既包括传统离子源如电子电离（EI）和化学电离（CI）技术，也包括新兴并广泛应用的电喷雾电离（ESI）、大气压电离（API）、激光解吸电离（LDI）与基质辅助激光解吸电离（MALDI）等技术，这些技术除了有宽广的样品适用范围与高灵敏度，还可与色谱仪联用以降低干扰。使用者可根据样品与被分析物的物理化学特性选用适当的离子化方法。
质量分析器
不同的质量分析器均有其不同特性，质量分析器分为磁场式与电场式。磁场式分析器有扇形磁场质量分析器与傅里叶变换离子回旋共振质量分析器，电场式分析器有飞行时间、四极杆、轨道阱等质量分析器，每种质量分析器都具有不同的特性与功能。根据《质谱仪通用规范》，质谱仪根据核心部件质量分析器的不同，可以分为飞行时间质谱仪、四极杆质谱仪、离子阱质谱仪、离子回旋共振质谱仪、磁质谱仪等类型。
质谱组合方式——串联质谱
串联质谱（MS/MS）通常是指两个以上的质谱分析器借由空间或时间上联结在一起所组成的分析方式，常以英文缩写MS/MS表示。在常见的串联质谱技术中，第一个质量分析器的功能通常为选择与分离前体离子，分离出的前体离子碎裂可产生离子群，传送至串接的第二个质量分析器中进行分析，这些产物离子的质荷比信号在第二个质量分析器中被扫描检测后，即可获得串联质谱图以进一步分析。目前串联质谱技术有两大主流应用，其一为应用于蛋白质组学中以自下而上的方式对酶水解后的多肽进行氨基酸的序列分析。另一主要应用在于对特定化合物进行定量分析。一般而言，串联质谱分析法有两种不同的串联方式：一种为连接两个实体的不同的质量分析器，为空间上的串联方式，另一种则是在同一子储存装置内进行一系列的离子选择、裂解与质量分析步骤，依时间先后顺序进行不同分析步骤，为时间上的串联。
空间串联质谱
三重四极杆质谱仪（QqQ）是目前最广泛使用的空间串联质谱仪，由三重四极杆质量分析器组成。其中第一与第三重四极杆质量分析器具有质量分析功能，第二重四极杆作为碰撞室，仅以射频电位方式操作。由于三重四极杆的碰撞室中的气体压力十倍高于磁场分析器的碰撞室中的气体压力，在三重四极杆中离子束与中性气体分子具有较高的碰撞次数，用于定量分析具有较高灵敏度，因此这是目前串联质谱最广泛使用的形式。另一种常用的是飞行时间串联质谱仪（TOF/TOF），具有为高能量碰撞解离的优点。
时间串联质谱
串联质谱法也能在某些具离子储存功能的质量分析器上进行时间串联，其离子在不同时间点可分别进行前体离子选择后储存、离子活化、产物离子分离、扫描后排出等模式，反复进行离子选择、储存与解离的步骤，即可在此类具有离子储存功能的串联质谱仪上得到不同阶段的MS结果。目前具有离子储存及活化解离功能的质谱仪，以傅里叶变换离子回旋共振分析器与离子阱为主。
杂合质谱仪
在串联质谱仪中，如果不同种类的质量分析器串接，则称为杂合质谱仪。杂合的主要目的是撷取各式不同质量分析器的特点，经组合后可获得更佳的串联质谱分析结果。四极杆飞行时间杂合质谱仪（Q-TOF）是杂合质谱仪的主流形式，因为其结合了四极杆分析器具有较高碰撞裂解效率的特点，以及飞行时间分析器具有高质荷比分辨率、非扫描式及高灵敏等优势，具有高解析与高灵敏度的优点，被广泛应用于蛋白质组定性分析。此外还有离子阱飞行时间（IT-TOF）杂合质谱仪等各类杂合类型。
色谱与质谱技术的结合
色谱是一种利用分析物在流动相与固定相两种不互溶相之间的选择性分布的物理性分离方法。复杂样品可利用柱色谱技术分离，而分析物在色谱分离中的峰面积与保留时间可分别作为定量与定性依据。色谱若进一步搭配质谱仪，则可获得分析物分子量与该分析物碎片离子而得到灵敏与准确的定量与定性信息。色谱-质谱技术已成为复杂样品分析中主要的方法。目前主流的三种色谱-质谱联用技术为气相色谱-质谱（GC-MS）、液相色谱-质谱（LC-MS）与毛细管电泳-质谱（CE-MS）技术。
气相色谱-质谱（GC-MS）
在气相色谱-质谱法中，挥发性样品或气态样品借由样品注射针穿透橡胶隔垫而被注入样品加热区，样品在此区会快速气化，并经由载气推动而进入气相色谱柱，不同分析物在柱中因作用力不同而被分离，最终到达检测器端被检测分析。高分离效率的气相色谱与高灵敏度和高定性能力的质谱仪联用已成为分离与鉴定的主流方法之一，常应用于环境分析、植物代谢物分析、农药检测、脂肪酸与有机酸检测等。
液相色谱-质谱（LC-MS）
若分析物本身因高沸点、高极性、热不稳定性与高分子量而无法经由加热形成气态，就无法使用气相色谱-质谱技术测定。然而只要分析物可溶于液相样品，就可以利用以液体为流动相的液相色谱技术分离，并可在柱末端直接检测或回收。由于液相色谱-质谱法中的电喷雾界面极适合分析极性小分子、多肽与蛋白质大分子，因此液相色谱-质谱法也成为代谢组与蛋白质组的主要分析方法。
毛细管电泳-质谱（CE-MS)
毛细管电泳-质谱拥有比液相色谱更好的灵敏度与分离效率，因此也常被应用在生物医学临床诊断、植物代谢物分析、环境分析与食品分析等领域。毛细管电泳-质谱已被逐渐应用于疾病生物标志物的寻找与验证。
1.4、质谱行业发展现状
1.4.1、全球质谱行业发展现状
质谱仪在全球各领域应用范围广泛，包括药品研发、临床治疗、食品质量监测、环境检测等领域，随着全球在药品研发上不断增加的投入，药品安全相关法规的不断完善；消费者对食品质量日益增长的