完成单位：中国科学院大连化学物理研究所、深圳市步锐生物科技有限公司、北京大学人民医院

完成人：李海洋，花磊，陈平，蒋吉春，李庆运，邱满堂，李金旭，谢园园，李杭，吴称心

成果简介：本项目针对复杂基质样本中痕量挥发性组分快速检测的迫切需求，面向质谱技术自主创新发展的重大契机，先后攻克了复合光电离源、高效离子传输系统及高分辨飞行时间质量分析器等多项质谱关键技术，研发出完全自主知识产权的光电离飞行时间质谱仪器，实现复杂样本中多组分气体的“高灵敏、高通量、高覆盖、高分辨”检测分析。最优分辨率突破80000，检出限可达pptv量级，性能指标达到国际先进水平，实现了高端质谱技术的自主可控，经济效益超1.3亿元。经中国仪器仪表学会组织鉴定，成果整体处于国际先进水平，其中单光子电离、光电子电离和化学电离复合离子源技术属国际领先水平。

创新点及科学价值：1）高灵敏、高覆盖度复合光电离源技术：首创了基于小型真空紫外（VUV）灯的单光子电离（SPI）、光电子电离（PEI）和化学电离（CI）复合光电离源技术，实现多种类挥发性有机物（VOCs）以及无机气体分子的高覆盖度软电离。2）多级射频/静电离子透镜级联的高效离子传输技术：实现横跨7个量级气压差的离子高效传输和利用，整体离子传输效率超过40%。结合复合光电离源，仪器直接进样的检测灵敏度达到pptv量级。3）高分辨飞行时间质量分析器技术：采用垂直加速有网反射式设计，在飞行区长度仅为0.5 m的条件下，最优质量分辨率超过10000，达到国际同类商品化仪器先进水平。采用无网式多次反射周期汇聚技术，离子在飞行80圈约300米的条件下传输效率优于40%，获得优于80000的高质量分辨能力。4）高通量呼出气检测及分析方法：发展了高通量呼出气检测分析方法，建立了呼出气样本检测分析的临床实践流程，对疾病早期筛查和诊断有较高的参考价值，临床应用潜力巨大。

社会经济效益：本项目研发的高通量呼出气检测质谱技术为全球首项获批医疗器械生产许可、第二类医疗器械产品注册（CFDA Ⅱ）认证的人体呼出气检测质谱技术，已在30余家医院开展临床研究和应用，为揭示疾病代谢通路提供先进、可靠的高通量检测手段，引领了行业发展方向。成果的关键技术针对不同领域的需求进行了应用拓展，为反应机理研究、工业过程检测、公共安全预警等领域的应用提供了可靠的分析表征工具和数据支撑。核心质谱仪产品实现出口美国零突破，大力提升了我国质谱技术的国际影响力，也极大地推动了质谱仪器国产化进程。项目产生直接经济效益超1.3亿元。

应用前景：基于本成果关键技术实现多款质谱仪器的系统集成，开发了4款应用于不同领域的质谱仪产品和1款超高分辨多次反射质谱样机，有望在临床疾病筛查、能源转化机理研究、工业过程检测、公共安全预警等多个领域实现推广应用。