我国高端质谱仪器长期依赖进口,作为元素分析最顶级手段的ICP-MS仪器和相关核心技术长期被美国、日本、德国企业所垄断,国防安全、科研创新、国计民生等领域的巨大需求无法得到保障。项目组历经数年,对ICP-MS的高精准检测技术、质量控制、检测技术等进行了系统研究,突破多个关键技术瓶颈,研制了基于ICP-MS、三重四极杆ICP-MS及四款环境现场在线自动监测设备,并实现了上述分析仪的工程化和产业化。项目研制的ICP-MS及相关设备在环境监测、环境安全、食品安全、地质地矿等重大领域已经得到了广泛的行业应用,尤其在环境监测行业,良好解决了大气颗粒物重金属、水质重金属、土壤重金属以及应急监测领域的铅、铬、砷、铊、锑、镉等多元素快速同时分析的难题,已经形成了良好的市场反馈和产业推广,形成了系列化的标准分析方法。
成果突破全固态自激式射频电源、高效碰撞反应池、高稳定度射频电源等关键技术,研制国产实验室用的具有高灵敏度、高精密度、多元素同时分析和价态分析能力的,具有自主知识产权的电感耦合等离子体质谱仪。
本项目通过掌握四极杆质量分析器、全固态自激式射频电源、高效离子传输等质谱关键技术,结合垂直炬管、直角偏转离子传输系统、三重四极杆、嵌入式气瓶等多个创新性的设计,研制出具有我国自主知识产权的电感耦合等离子体质谱仪,技术指标达到国外同类产品水平,能够胜任国内无机检测复杂的应用环境;同时根据用户的需求,实现多款创新应用产品的研发,目前该系列产品已经覆盖除台湾、西藏等省区以外的中国市场。
本成果由中国环境监测总站和杭州谱育科技发展有限公司的多名研究员、教授级高级工程师、高级工程师组成,是一支以顶级专家为技术带头人的梯次分明、学科合理、富有战斗力的技术团队。
评价单位:“科创中国”生态环境产业科技服务团 (中国环境科学学会)
评价时间:2022-11-23
综合评价
该成果根据环境在线自动监测的需求,突破了全固态自激式射频电源、高耐受性垂直等离子体、瀑布流式碰撞反应池、高稳定度自适应四极杆质量分析器等质谱关键技术,研制出具有自主知识产权的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和三重四极杆ICP-MS,并实现了产业化。
该成果获发明专利授权12项,主持(参与)制定并颁布国家标准1项、行业与地方标准2项,研制的ICP-MS、三重四极杆ICP-MS以及四款环境现场在线自动监测设备已在全国29个省(市)环境监测部门和社会检测机构开展了业务化应用,打破了国外垄断,具有显著的生态环境与社会经济效益。
该成果整体达到国际先进水平,其中基于ICP-MS的全组分痕量重金属分析技术达到国际领先水平。
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