2022年质谱仪行业深度分析报告.pdf

2022年质谱仪行业深度分析报告录1质谱仪是科研仪器的重中之重.31.1 质谱技术：20世纪以来最重要的分析技术之一.31.2 产业链技术壁垒高，国产化程度低.62质谱仪市场稳步增长,国际巨头垄断行业.92.1 全球市场稳步增长，供需两端高度集中.92.2 国内市场国产替代空间大，多领域份额待提升.102.3 下游应用多点开花，重点关注生物医药.113政策引领国产替代，产品研发兑现奠定国产崛起.193.1 政策大力支持研发和采购，破冰国产质谱市场.193.2 砥砺研发二十年，质谱仪国产力量崛起正当时.224行业重点公司介绍.254.1 谱育科技：致力成为全球领先的科学仪器制造商.254.2 禾信仪器：专注质谱研发的高新技术企业.274.3 天瑞仪器：国内分析检测综合服务提供商.294.4 莱伯泰科：样品前处理领域引导者，ICP-MS放量在即.304.5 迪谱诊断-核酸质谱布局精准医学.314.6 皖仪科技-科技部项目助力技术跨越式发展.324.7 至秦仪器-小型质谱仪国产先锋.335投资建议.355.1行业投资建议.356风险提示.36插图目录.37表格目录.371质谱仪是科研仪器的重中之重1.1质谱技术：20世纪以来最重要的分析技术之一质 谱（MS）是一种用来鉴定样品中化学成分的分析技术，主要通过电离化合物生成带电分子或分子碎片，并测量其质荷比和丰度来完成鉴定。

分析样品进入质谱仪后，在离子源的作用下被转换为气态的阳离子（带正电）或阴离子（带负电），随后气态离子在质量分析器里磁场与电场的共同作用下，会产生不同的运动轨迹打在检测器上，进而由检测器将其转换为不同的电信号，再由计算机将信号转换为质谱图，质谱图为离子信号与质荷比的函数曲线图在质谱图中，分子离子和碎片的质量数可用于确定化合物的元素组成或同位素特征元素可通过其质量数进行唯一鉴别图1：质谱仪电离化合物图2:质谱图显示荷质比与信号强度资料来源：质谱分析技术原理与应用，民生证券研究院质谱仪分类标准繁多，质谱仪的分类标准包括应用角度、质量分析器类型、离子源类型等应用角度可将质谱分为有机质谱、无机质谱、同位素质谱、气体分析质谱按质量分析器可分为双聚焦质谱、四级杆质谱、飞行时间质谱、离子阱质谱、傅里叶变换质谱按离子源可分为日、FD、MALDI、ESI、AB等按质谱串联情况也可以根据质量分析器串联情况详细划分图 3:质谱有多种分类标准(应 用 角 度)一r气用色aM s a ro tw有机段通仪 I 液用色遇小道蝴仪L-基段U 3 I 光岬 飞 行 毋 何 质 眄(MAIDI-TOFMS).，副H5E换 质 舱(FT-MS)无机5部-火花闿晒疵质谖仪.二次禺于质透仪(SIMS)旃庸合等离子体质清收(CP-MS一向付点质请仪J 气体分析JS谓 枚-等P B i仪.却 SUI微 仪四极阡质港仪(质 量 分 禄 落 姬 _ 砌 邨-HTW BiKXJ傅果汁变换去:仪质谱仪(电子区击质arEl MS场骅阪匍质诺FD-MS(一 口 源 知 1)-s s w a is e iB W fi ia M 4 io(TotMsB=paisesi-Ms(v a a-i s s i n s M.TSHM冏&*.i w s*t j t 7 E i a!s .有=B!S S ff B i*lS*tS*k*K t mi s a a资料来源：民生证券研究院整理不同品类的质请在应用上有明确偏向1)电感耦合等离子质谱仪系统的考虑因素包括系统的数据处理能力、定制选项、灵敏度和动态范围，适用于微量金属分析，代表产品为赛默飞世尔的iCAP-TQ ICP-MS;2)基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱仪结合了 MALDI电离源和TOF质量分析器。

TOF质量分析仪测量离子的m/z比，M ALDI电离源确保样品挥发和电离，多用于生命科学和临床检测以 Bruker Daltonics 的 rapifleX MALDI-TOF/TOF 系统为代表3)LC/MS依靠液相分离系统和质谱仪来耦合样品分离和分析典型的LC系统包括HPLC、UPLC和 nano-LCo在 LC/M S中，柱流是连续的，因此必须配备能够跟上的快速质量分析器适合蛋白质组学和生命科学的液体样品分析LC/MS系统的代表是 Bruker Daltonics的 timsTOF Pro质谱仪；4)GC/MS将气相色谱与质谱仪相结合，以分离和分析气相分子适用于非极性化合物，如食品、环境、石化、法医学等GC/MS系统非常适合分析小型、相对非极性的化合物，代表是LECO的 Pegasus BT 4D GCxGC飞行时间质谱仪表1:各类质谱仪定位差异化明显质谱 组成应用 考虑因素 代表产品电感耦合等离子体质谱 使用电感耦合等离子体进行样品电离，使(ICP/MS)用质谱仪进行离子分离和定量适 用 于 微 量 金 属 分 系统的数据处理能力、定 赛默飞-iCAPTQ析、法医毒理学、临 制选项、灵 敏 度 和 动 态 范 ICP-MS床诊断和环境测试。

围基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪结合了 MALDI电离源和TOF质量分析仪TOF质量分析仪测量离子的m/z 比，生物科学串联配置、分辨率和质量范围的必要性BrukerDaltonicsr-(MALDI TOF MS)MALDI电离源确保样品挥发和电离apifleX MALDI-TOF/TOF液 相 色 谱/质 谱 LC/MS依靠液相分离系统和质谱仪将样品包括蛋白质组学和生电离方法、质量分析仪、Bruker(LC/MS)分离和分析结合起来典型的液相色谱系命科学分析在内的液扫描速度和分辨率Daltonics-统包括高效液相色谱、超高效液相色谱和体样品分析timsTOF Pro纳米液相色谱在 LC/MS中，色谱柱流动是连续的，必须配备快速质量分析仪资料来源：labcompare、民生证券研究院气 相 色 谱/质 谱 GC/MS结合气相色谱和质谱仪来分离和分非 常 适 合 分 析 较 小温度范围、电离方法、质LECO-Pegasus(GC/MS)析气相分子挥发性化合物被注入流动的的、相对非极性的化量分析仪和质量范围BT 4D GCxGC气流中，涂上固定相材料，并在气流流经合 物，并用于食品、长空心管时分离。

然后将分憎出的化合物环境、石化和法医学电离并注入质谱分析仪各类质谱中，串联质谱是重中之重，对应高端质谱需求，壁垒高，单价贵，是未来市场的主要方向串联质谱是指用质谱作质量分离的质谱方法，分辨率更高，对分析物结构信息的检测能力更强，并能够测定混合物中的痕量物质主要产品包括三重四极杆和Q-TOF质谱，在电感耦合等离子质谱和液相色谱联用质谱中串联质谱占90%以上，在气相色谱联用质谱中应用较少图4:三重四极杆质量分析器结构示意图资料来源：安捷伦,民生证券研究院资料来源：安捷伦,民生证券研究院赛默飞世尔、沃特世、安捷伦等公司在主流产品如三重四极杆，Q-TOF领域竞争最激烈，产品性能相近，在高端串联质谱上差异化布局表2:三重四极杆和飞行时间质谱是最主要的质请品类QqQLCMS-8030,Shimadzu6490,AgilentTriple Quad 5500,AB SCIEXTSQ Vantage,Thermo ScientificXEVO TQ-S,Waters岛津安捷伦SCIEX赛默飞沃特世QTRAP 5500,AB SCIEXSCIEXQ-Linear Ion TrapQTRAP 6500,AB SCIEXSCIEXmaXis 4G,Bruker Daltonics布鲁克micrOTOF-Q H,Bruker Daltonics布鲁克Q-TOFXEVO G2 QTof,Waters沃特世6550 QTOF,Agilent安捷伦TripleTOF 5600,AB SCIEXSCIEXSynapt G2-S HDMS,Waters沃特世Q-IMS-TOFMALDI Synapt G2-S HDMS,Waters沃特世Q-Orbitr 叩Q Exactive,Thermo Scientific赛默飞Q-ICRSolariX 15T,Bruker Daltonics布鲁克LIT-ICRLTQ FT Ultra 7T,Thermo Scientific赛默飞Orbitrap Elite,Thermo Scientific赛默飞LIT-OrbitrapMALDI LTQ Orbitr叩 XL,Thermo Scientific赛默飞资料来源：labcompare、民生证券研究院TOF/TOFTOF/TOF 5800 System,AB SCIEXUltrafleXtreme,Bruker DaltonicsAxima Performance,ShimadzuSCIEX布鲁克岛津Ion Trap-TOFLCMS-IT-TOF,Shimadzu岛津Axima Resonance,Shimadzu岛津1.2产业链技术壁垒高，国产化程度低不同种类质谱仪的基本结构相同，主要分成五个部分：样品导入系统、离子源、质量分析器、检测器及数据分析系统。

与样品离子化相关的零部件为核心零部 件，包括离子源和质量分析器离子源可产生分析物离子，质量分析器可根据离子的质荷比（m/z）对其进行处理，检测器系统可检测离子并记录离子形态的相对丰度图 6:离子源和质量分析器是质漕仪核心零件资料来源：安捷伦，民生证券研究院If HPLCl离子源ESIAPCI/APPIMAI DIEI/CIICP质量分析器SQ/MS/MS（QJTOF离子阱真空系统离子检测器MCP转换打拿极检测不数 据 系 统|断蚊件IULLUI质谱图数 触 出11.2.1 离子源-样品进行质谱分析的前提在质谱分析中，离子源的主要功能是为样品离子化提供能量，将样品分子或者中性原子进行电离，形成具有不同质荷比的离子束，分析物的极性决定了离子源的选择目前没有单一种类的离子化方法可以适用于所有的分析需求，需要根据样品的理化特性选择适当离子源目前最常见的离子化方法包括电子电离、化学电离、电喷雾电离、大气压化学电离及大气压光致电离，以及激光解吸电离与基质辅助激光解吸电离等表 3:离子源有多种类型适用于不同样品资料来源：质谱分析技术原理与应用，民生证券研究院样品离子源特点适用样品气态电子轰击电离（EI）结构简单、控温方便、发展最成熟、有标准化合物质谱库;稳定、电子流强度可精密控制；电离效率高、灵敏度高、结构信息丰富挥发性样品，分子量彳氐于1000的 样 品，热稳定性高、沸 点 低 化 至化学电离（C I）谱图简单；最强峰为准分子离子低沸点化合物；不适用难挥发试样快速原子轰击（FAB）样品无需经过特别的前处理;可检测多种类分析物高极性、难气化、大分子量以及热稳定性差的样品场致电离（FI）分子离子峰强，碎片离子峰少不适用于化合物的结构鉴定电喷雾电离（ESI）应用广泛，只产生分子离子，不产生碎片离子；产生的离子常常带有多电荷，尤其是生物大分子；主要用于液相色谱-质谱联用仪小 分 子（葡萄糖）和生物大分子（蛋白质、寡核昔酸）；适用于强极性，大分子量的样品分析，如肽，糖等液态大 气 压 化 学 电 离（APCI）仅有一个渠道产生离子主要为中低极性、分子量小于1500U的分子大 气 压 光 电 离（APPI）有分析低极性期E极性物质的能力非极性物质，在分析非极性芳香族化合物时尤为有用基质辅助激光解吸电离（M ALDI）基质当作化学反应的媒介；反应机理不完全清 楚；样品用量少非挥发性固态或液态样品，生物分子（DNA、蛋白质、糖 类）；有机大分子（聚合物）电 感 耦 合 等 离 子 体（ICP）高转化效率无 机 物；微量元素分析1.2.2 质量分析器-质谱分析核心零件质量分析器种类较多，在性能与功能及应用上有明显差异，质谱仪常以质量分析器种类命名。

质量分析器主要包括飞行时间质量分析器、四极杆、离子阱、离子回旋共振质量分析器及串联组合等类型图 7:质量分析器发展史超过70年。