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　　Excellims公司是一家位于美國馬薩諸塞州的高科技公司，曾得到美國政府部門的資金支持，致力于新的、高端的離子遷移譜的研發和生產，是高效離子遷移譜技術的發明者也是現代離子遷移譜儀的領先者。Excellims還是馬薩諸塞州評選的加速發展科技企業。經多年研發，于2012年，首創電噴霧高效離子遷移譜產品問世。目前，Excellims公司除了獨立的高效離子遷移譜(GA2100 HPIMS)之外，高效離子遷移譜液相色譜檢測器 (IA3100)可以直接與液相色譜相連為分析化學實驗室提供二維分離;另外，高效離子遷移譜還可以與質譜聯用，如RA4100 HPIMS-MS以及與賽默飛Orbitrap MS 聯用的MA3100 HPIMS，其中IA3100高效離子遷移譜榮獲2014年R&D大獎。

　　Excellims公司的創始人兼CEO吳青博士畢業于華盛頓州立大學Herbert H.Hill實驗室，博士學位的研究課題就是離子遷移譜及質譜儀的原理及應用。畢業之后其先后在布魯克及GE從事質譜、離子遷移譜的研發，銷售和市場工 作，說起為什么選擇建立Excellims公司?又為什么會選擇高效離子遷移譜作為公司的主打產品?吳青博士談到，“我是一個偏技術的人，在我讀博士的時 候做了很多有關高分辨率離子遷移譜的研究工作，但很多技術并沒有被當時的生產廠家所采用，沒有真正成為產品供科學家和用戶來使用。從我個人的角度來說，我真的很想讓這些技術在產品上得以實現，而且我非常有興趣做這個事情。”

　　下面我們就來聽聽吳青博士對高效離子遷移譜的理解。

何謂高效?如何做到高效?

　　何謂高效?與傳統離子遷移譜相比，高效體現在哪些方面?

　　對此，吳青博士介紹到，“高效離子遷移譜與傳統的離子遷移譜相比，靈敏度差不太多;分辨率高2-8倍，傳統離子遷移譜的分辨率為10-30，而現在 Excellimss公司獨立的離子遷移譜的分辨率可以做到70-80，和質譜儀聯用的儀器分辨率可以做到更高，高分辨率可以做到120;線性范圍高出 兩倍，傳統離子遷移譜的線性范圍一般做到1-2個數量級，而高效離子遷移譜可以做到2-4個數量級。”

　　“此外，在進樣方式上也有很大的改進，傳統離子遷移譜應用面很窄，只能測揮發性及半揮發性物質，如爆炸物。Excellims采用了現代電噴霧源，配 置了三種互換的進樣方式(熱解吸、電噴霧、氣體直接進樣)。氣體、液體、固體三種類型的樣品都可以在幾秒鐘內進行檢測，鑒定。”

　　從傳統的離子遷移譜到高效的離子遷移譜，如何達到高效?在哪些方面進行了改進?

　　“這是一個很關鍵的問題，但是也是一個很難解釋問題”，吳青博士介紹到，“作為一個物理現象，離子遷移譜的峰寬跟擴散常數有關系，單純根據擴散來說， 離子遷移譜的分辨率理論上可以做到很高，但是由于儀器設備方面的一些局限，還有其它的一些因素，會造成峰變寬，只能做到一百或者幾十。”

　　“我在做博士論文的時候，做了很多分辨率改進的工作，有很多儀器設備方面的改進。其中重要的是電場要均勻。離子在飛行的時候如果遇到障礙就會導致飛行時間變化，峰變寬，所以要保證電場中飛行的離子有同樣的經歷，在設計儀器的時候這是一個很關鍵的因素，也是一個主要的因素。”

　　要做到高效，還有很多具體技術上的改進，吳青博士介紹到，“比如進樣方式的改進等，此外，我們還研究新原理的離子遷移譜、多維離子遷移譜，或者加不同 電壓的離子遷移譜。為此，Excellimss公司已經申請了五十幾項技術，其中主要的一個就是離子遷移譜、質譜和液相的三者聯用的儀器，增加 一個維度的分離，這是在美國今年剛剛批準的一個，可以給用戶提供更多的便利和解決方案。”

　　近年來，隨著對離子遷移譜認知，有很多儀器廠家把離子遷譜融入到質譜中。IMS-MS聯用以成為了質譜儀開發的前沿。據介紹，在聯用方 面，Excellims和賽默飛有合作項目，賽默飛的Orbitrap軟件可以直接控制Excellims的離子遷移譜。對于其他廠家的質譜，也是可以聯接使用;只要在質譜廠家軟件增加一個接口軟件，就可控制離子遷移譜。與液相方面的聯接比較容易一些，Excellims的離子遷移譜可以聯任何廠家的液相，Excellims可以提供一些接口方面的配件和服務。

高效離子遷移譜：理想的快檢方法

　　Excellims在GA2100的一份儀器介紹中是這樣說的，“GA2100的分離能力大于等于液相色譜相，但是分析速度更高，運行成本更低。”那么高效離子遷移譜與常規的分析儀器(GC、LC、MS)相比，有什么樣的優勢?

　　對此，吳青博士介從分辨率、分析時間以及價格等方面給出了詳細的介紹：

　　“分辨率是一個很關鍵的問題，質譜儀的分辨率要比離子遷移譜高至少3倍，其實質量數和遷移率都是物理常數，只是質量這個概念很容易接受。對質譜來說，分辨率不夠，就要做高分辨的質譜儀，這也是離子遷移譜努力的目標。”

　　“分離率方面，從色譜的角度來說，電泳是高的，可以做到300左右，氣相色譜一般來說可以做到140左右，高效離子遷移譜可以做到120左右(上端 值)，平常可以做到70-80，常規液相一般來說是60-70。當然液相可以做很長時間的分離，效率可以提高很多，如UPLC可以做到很高。”

　　“從時間上考慮，做一個電泳10分鐘，氣相20分鐘，高效液相 10-20分鐘，高效離子遷移譜分離檢測基本上10s可以完成。”

　　“價格方面，獨立的離子遷移譜比便宜的HPLC要貴，比貴的HPLC要便宜。”

　　“總體來說，高效離子遷移譜的分辨率可以和液相相媲美，但速度要快很多，適于樣品快篩，現場移動方便，從這個角度上來講，離子遷移譜是一個非常理想的快速檢測的方法。”吳青博士總結到。

與傳統儀器的競爭：不是替代，而是互補

　　既然高效離子遷移譜具有以上的優勢，那么其是否可以代替液相或某一類傳統的分析儀器?

　　對此，吳青博士介紹到，“不要認為離子遷移譜高效了就可以代替液相等產品，雖然在某些領域、某些應用上是可以替代的，但是高效離子遷移譜的目的不是去替代某一類產品，而是提供一個新的分離檢測工具，可與傳統分析儀器互相補充。”

　　接著其介紹到，“比如，有些樣品用液相分離檢測效果很好，是實驗室里常規的分析方法，大家依然會用液相來做;但如果不需要用UV檢測器做一個很準確的 定量(2%)，5%甚至10%的誤差就夠了，那么采用電噴霧的離子遷移譜，可以實現快速檢測，10s出結果。此時，離子遷移譜就是一個非常好的快速檢測手段，特別是在過程分析中會有很多的應用。”

　　不過，雖然不是代替，但是對于某一類應用來說，哪一款儀器更合適，還是有一定的競爭的。吳青博士介紹到，“比如，對同分異構體的檢測來說，質譜很難實現，傳統的解決方案就是先用液相，不行的話再用電泳。而離子遷移譜可以提供快速、簡便的同分異構體的分離檢測。”

　　“再比如，單純的液相很難實現糖類的檢測，必須要用液質，但離子遷移譜就可以勝任此項任務。試問，如果能在較低的費用下利用離子遷移譜解決問題，還需要花幾十萬美金去買一臺又高又大的質譜儀嗎?”吳青博士說。

高效離子遷移譜的市場前景

　　在很長一段時間內，傳統離子遷移譜的市場主要集中在安檢領域，不太適合食品及藥品方面的檢測，那么高效的離子遷移譜的應用領域有什么不同呢?

　　對于市場前景，吳青博士介紹到，高效離子遷移譜在食品藥品的快速檢測、下一代爆炸物及毒品檢測儀、制藥與化工，食品與飲料的生產過程的快速檢測與管理等方面有很好的應用前景。據悉，Excellims公司首先看好中國的食品藥品快速檢測市場，目前正致力于將高效離子遷移譜推廣到食品、藥品的檢測行業中去。但同時，吳青博士也介紹到，“剛剛起步，這個概念需要慢慢被人接受。”

　　據介紹，Excellims公司的高效離子遷移譜現在在國內已經賣了十幾臺，主要是政府機構，其中，中國食品藥品檢定研究院，中國上海藥檢所，中國農業大學，中國廈門出入境檢驗檢疫局等單位已購入了Excellims GA2100型高效離子遷移譜儀，并開發食品，藥品中非法添加物質的數據庫。不過，在美國、印度，歐洲和日本已經有藥廠、食品及飲料，和化學品的生產廠家購買相關儀器用于質量監督和過程控制。

　　“總體來說，我覺得在藥檢方面的推廣更快一些，因為藥品基質相對來說比較簡單，我們已經與國內有關單位合作開發數據庫。在食品方面，樣品的面比較廣，有些樣品需要前處理。我們已經在做一些常規樣品的分析方法開發。此外，在安檢和緝毒領域，高效的離子遷移譜以其獨特的進樣方式及低誤報率，可以代替一些比較落后的儀器。”

　　談到在中國的發展，吳青博士說，“在中國，我們的代理商做了很多工作，比如睿科、綠綿科技，萊帕克等，而且我們還有員工在國內做售后和客戶關系方面的工作。總體來說，我們對中國市場比較熟悉，在中國做的工作也比較多一些，感覺中國市場成長還是比較快的。”

　　“中國在快檢，快篩方面的需求很明朗，比較看好中國市場，希望能夠在中國迅速開拓市場，并提升銷售能力。未來會在中國做一些更加有力度發展的計劃，比如設立辦事處，做更多的宣傳，市場拓展等工作。向離子遷移譜在機場的應用那樣，我們希望把高效離子遷移譜在食品藥品監管領域做成可靠的，低誤報的，高通量的現場食品藥品監測儀”

　　當然，吳青博士也分析到，“在中國可能會涉及一些標準、法規的問題，我們也希望能與中國的這些標準制作單位進行合作開發一些標準的方法，真正能將這些儀器推廣開來。”

吳青個人簡介

　　吳青博士(Ching Wu，Ph.D.)，Excellims公司創始人和CEO。

　　吳青博士于1988出國，曾經留學日本，美國，獲華盛頓州立大學分析化學博士并獲得計算機科學、化工、化學領域的三項碩士學位。近20年來，吳博士一 直從事與離子遷移光譜和質譜相關技術、產品的開發和推廣工作。在創辦Excellims之前，他受聘于GE Security，任技術研發總監，在那里吳博士曾與許多美國和其他政府機構合作建立爆炸檢測及其他安檢領域的技術解決方案。他管理的團隊直接支持 GE Security的業務發展和銷售活動;他也曾直接管理GE Security的化學，生物和爆炸物檢測技術開發工作，完成了很多政府及GE內部的研發項目以支持GE業務的增長。之前，吳博士也曾在布魯克·道爾頓公 司美國本部擔任質譜軟件開發經理;NCR擔任計算機系統工程師。吳博士在美國、中國及其他擁有50余項與離子遷移譜和質譜有關的及正在申請的，并發表了受同行評審的科研論文20余篇。