質譜儀又稱質譜計。分離和檢測不同同位素的儀器。即根據帶電粒子在電磁場中能夠偏轉的原理,按物質原子、分子或分子碎片的質量差異進行分離和檢測物質組成的一類儀器。質譜儀按應用范圍分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀。按分辨本領分為高分辨、中分辨和低分辨質譜儀;按工作原理分為靜態儀器和動態儀器。
1、質譜儀行業發展趨勢
質譜儀具有通用性,具有更高分辨、更高靈敏、更高通量和更高準確度的特性,在科學醫療領域,質譜儀的應用可以極大提高研究的精度與廣度,在工業生產過程中,質譜儀的應用可以生產出更高質量的產品,在食品、環境等領域,受檢測監管趨嚴,質譜儀的應用普及度持續提升是大勢所趨。
①質譜儀國產替代是行業發展主流
質譜儀作為儀器儀表行業的高端分析產品,國內起步較晚,進口依賴度較高,以海關總署“質譜聯用儀”和“其他質譜儀”為統計口徑,2022 年我國質譜儀進口總數量為 16,357 臺,共計 17.67 億美元。從進口國情況來看,我國主要在美國、新加坡、德國、日本進口質譜儀高端產品。
基于高端質譜儀核心技術及市場均外國廠商所壟斷的現狀,國家高度重視質譜儀的國產化替代,在政策端持續加碼,從政策、資金、戰略規劃多角度推動行業高質量發展,未來質譜儀的國產替代將是行業發展主流。
A.各項政策落地為質譜行業發展創造有利條件
2011 年工業和信息化部公布的第一版《產業關鍵共性技術發展指南》中就將“質譜分析檢測技術”明確列為具有應用基礎性、關聯性、系統性、開放性等特點的產業關鍵共性技術;2016 年,國家發改委發布的《戰略性新興產業重點產品和服務指導目錄》中,將智能化實驗分析儀器、在線分析儀器列為智能制造裝備產業,大力發展醫用質譜分析儀;
2018 年國家統計局將質譜儀納入“高端裝備制造業”行業中,作為戰略性新興產業之一,是關鍵“卡脖子”技術,雙循環的重要突破方向;“十四五”規劃中明確提出要“加強高端科研儀器設備研發制造”;
各省市“十四五”科技創新發展專項規劃重點發展儀器中,廣東、上海、江蘇等地區均提出要大力發展高端檢測設備和科學儀器,其中江蘇“十四五”科技創新規劃中明確提出“擴大大型科學儀器等科技資源開放共享范圍和層次,重點加強數字診療設備、體外診斷設備、智能手術機器人系統和配套試劑等重大產品公關”,對當地質譜儀產業的發展起到了積極的推動作用。
《政府采購進口產品審核指導標準》(2021 年版)中明確要推動采購國產科學儀器、保持產業鏈供應鏈安全穩定。其中,機質解析時間飛行質譜儀、水質分析儀、快速溶劑萃取儀等建議全部采用國產,液相色譜串聯質譜分析儀、電感耦合等離子體質譜儀、電感耦合等離子體發射光譜儀建議配比國產采購比例為 75%;三重四極桿氣質聯用儀、氣相色譜-質譜聯用儀建議配比國產采購比例為 50%,助力國產儀器進程加速。
2022 年 3 月 15 日,市場監管總局印發《“十四五”市場監管科技發展規劃》,要求圍繞檢驗檢測市場規模不斷擴大、檢驗檢測技術應用場景不斷拓展的發展趨勢,重點攻克快速檢測、智能檢測、在線檢測、云檢測等急需關鍵技術,研發常態防范、高場景適應性和先進智能化技術及裝備,建立智能化檢測平臺,提高質譜儀、光譜儀等檢驗檢測儀器設備的進口替代。
B.持續加大資金投入為質譜行業發展提供保障
為促進高端質譜儀器實現技術突破和產業化,國內質譜行業從 2002 年開始由科研院所牽頭在研發上加大投入,零基礎下堅持自主研發,培植國產核心零部件。科學技術部在 2022 年啟動實施的“基礎科研條件與重大科學儀器設備研發”專項中,以關鍵核心部件國產化為突破口,重點支持高端科學儀器工程化研制與應用開發,研制可靠、耐用、好用、用戶愿意用的高端科學儀器,切實提升我國科學儀器自主創新能力和裝備水平,促進產業升級發展,支撐創新驅動發展戰略實施,本年度指南部署圍繞科學儀器、科研試劑、實驗動物和科學數據等四個方向進行布局,擬支持 95 個項目和 9 個青年科學家項目。
其中,科學儀器方向共計 66 個,包括高分辨率二次離子質譜分析儀、高速高空間分辨生物組織成像質譜儀、高靈敏手性物質離子遷移譜與質譜聯用儀等質譜技術設備。
C.海外管制加速國產質譜替代
2020 年,中美兩國貿易摩擦加劇,美國將科學儀器產業定位為高端制造業、高保密行業和戰略性產業,在“商業管制清單(The Commerce Control List)”中納入質譜儀、涉及質譜儀的特殊處理設備及應用,主要包括能夠測量 230 個原子質量的質譜儀、電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS 系列)、輝光放電質譜儀、熱電離質譜儀、電子轟擊質譜儀等。
據中國科學院文獻情報中心研究員研究發現,質譜儀器主要技術分為五大領域,包括整機技術、質量分析器技術、數據處理模塊、進樣系統和離子源核心技術。上述五個領域中,中國的專利技術多分布在進樣系統和數據處理模塊,在與質譜儀器核心技術密切相關的整機技術、質量分析器技術和離子源技術方面處于明顯弱勢,特別是在基質輔助激光解吸/電離質譜(MALDI/MS)、液相色譜質譜聯用儀(LC/MS)、大氣壓質譜儀(API/MS)、離子回旋共振質譜儀(ICR/MS)等方面具有明顯短板。
中國質譜儀研發起步較早,但改革開放以后,大量的國外先進質譜儀產品涌入中國,導致國產儀器廠商發展阻力增大。隨著海外技術管制逐步加劇,國內廠商在技術和研發方面實現了快速發展,特別是聚光科技、禾信儀器、皖儀科技、萊伯泰科等廠商持續加大研發投入,在質量分析器、離子源等核心技術上持續突破,為打破海外壟斷奠定基礎。
由于進口質譜儀通常采取捆綁銷售,整體采購成本較高,國產質譜儀有明顯的價格優勢,同時國內企業經歷了技術積累、產品研發、商業化進程,在國際行業背景下將加速搶占國產質譜市場,未來隨著國產質譜儀研發及定制化設計能力的提升與生產成本的降低,將進一步提高國產質譜儀市場份額,加速國產替代,形成正向發展循環。
②全球質譜儀市場未來發展趨勢
根據 Transparency Market Research 測算,2018-2026年全球質譜儀市場的年均復合增長率將達到 7.70%。在下游應用領域需求的拉動下,全球質譜儀市場將保持穩健增長的態勢。
根據 SDI 統計,從全球市場來看,目前質譜儀的銷售主要集中于歐美地區,其中北美地區占據了全球質譜儀市場的主導地位,美國是全球最大的質譜儀銷售市場,英國、法國、德國占據了歐洲地區質譜儀市場的主要份額。
未來隨著中國、印度等亞洲國家經濟的不斷發展,亞洲各國對高端質譜儀的需求也會不斷提高,預計亞洲在未來會成為全球質譜儀市場中增速最快的地區,而中國預計將成為亞洲地區增長最快的質譜儀應用市場。
③國內質譜儀市場未來發展趨勢
根據思瀚咨詢、中國海關數據及廣發證券發展研究中心測算,2020 年中國質譜儀市場規模約 142 億元,按照年均復合增長率 12%計算,預測到 2025 年質譜儀市場規模將突破 240 億元,未來市場前景良好。
根據國外成熟的質譜儀市場發展趨勢,隨著我國經濟的不斷發展,質譜儀因其高特異性、高靈敏度的優勢將會不斷得到市場認可,應用領域涉及經濟社會各個環節,其作為采集信息的重要源頭,對其他產業的發展具有巨大的帶動作用,在各大檢測領域都將會有更加廣泛地應用。
2、行業應用領域的發展現狀與發展趨勢
質譜分析技術作為產業關鍵共性技術,在多個行業或領域廣泛應用,在環境監測、醫療健康、食品安全、科研分析等領域擁有廣闊的市場前景。堅持自主研發驅動,針對不同應用領域研發價值較高的數款質譜儀產品,逐步進行產品研發及儲備、市場拓展、產業化應用。上述部分應用領域的發展現狀與發展趨勢情況如下:
(1)環境監測領域
“十四五”規劃公布以來,國務院、國家發改委環生態環保部等部門陸續頒布了《中共中央國務院關于深入打好污染防治攻堅戰的意見》、《國務院辦公廳轉發國家發展改革委等部門關于加快推進城鎮環境基礎設施建設指導意見的通知》、《“十四五”節能減排綜合工作方案》、《“十四五”生態環境監測規劃》、《“十四五”土壤、地下水和農村生態環境保護規劃》、《“十四五”環境影響評價與排污許可工作實施方案》、《“十四五”城市黑臭水體整治環境保護行動方案》、《“十四五”時期“無廢城市”建設工作方案》等一系列重大環保政策文件。
要求到 2025 年將形成政府主導、部門協同、企業履責、社會參與、公眾監督的“大監測”格局更加成熟定型,高質量監測網絡更加完善,以排污許可制為核心的固定污染源監測監管體系基本形成,監測評價制度不斷健全,監測數據真實、準確、全面得到有效保證,新技術融合應用能力顯著增強,生態環境監測現代化建設取得新成效。
“十三五”時期,國家生態環境監測網絡投資是之前 30 年總和的 1.44 倍,國家生態環境監測事業發展全面步入快車道,隨著我國生態環境監測網絡建設的全面開展,監測機構的完善、監測項目的完備和監測要求的提高帶動了我國環境監測設備市場需求的大幅增長,行業實現快速發展。2021 年我國環境監測服務市場規模達到 415.07 億元,縱觀自 2015 年以來市場規模變化情況,我國環境監測服務市場規模整體上呈現出穩定上升,逐漸提速的發展態勢。
①環境監測行業發展狀況
環境監測儀器設備包括環境空氣檢測儀、煙塵煙氣監測儀、水質監測儀、顆粒物采樣器及數采儀五大類。在產品結構方面,煙塵煙氣監測設備和水質監測設備是環境監測產品銷量最主要的組成部分。在智慧環境領域,政府需求持續增加,網格化監測及微型站市場需求旺盛。環境監測要素從大氣擴展到水質、土壤及固定污染源,監測領域不斷擴大,監測網絡從傳統的“三廢”監測發展為覆蓋全國各省區、涵蓋多領域多要素的綜合性監測網。
近年來環境監測技術發展主要集中于光譜、色譜、質譜、激光雷達、激光誘導擊穿光譜等領域,氣相色譜+質譜檢測法技術在污染源和廠界監測應用趨向成熟,電感耦合等離子體質譜在重金屬污染檢測領域逐步推廣,超低煙塵監測系統取得突破性技術進展,解決了污染源煙塵低于 5mg/m3 測量下限問題,實現了超低現場煙塵的有效監測。
傳統的環境監測工作主要以離線監測為主,存在監測頻次低、響應慢、采樣誤差大、監測數據分散、不能及時反映環境變化狀況等缺陷,難以滿足政府和企業環境管理的有效需求。隨著光學、電子、信息、生物等相關領域的技術進步未來環境監測技術向靈敏度高、選擇性強的光譜分析、質譜分析(如VOCs 飛行時間質譜走航監測等)方向發展;向多參數實時在線、自動化監測
以及區域動態遙測方向發展;向環境多要素、大數據綜合信息評價技術方向發展。5G、人工智能、物聯網、云計算、大數據、區塊鏈等新技術將推動環境監測從單一的儀器設備監測,向集群化監控預警維護系統及管理平臺方向發展;部分環境監測儀器核心部件和高端儀器(如氣質聯用儀、電感耦合等離子體質譜、液相色譜質譜聯用儀等)是重要攻堅方向。
②細分領域發展狀況
大氣環境監測方面,國家高度重視空氣環境監測與治理工作,針對各類大氣污染源及空氣顆粒物,持續加嚴相關政策,提高排放治理標準,細化監測部署方案,完善環境監測體系,各級監測站對空氣質量監測與治理的需求持續提高。“十四五”時期,國家對于大氣環境監測方面,將圍繞 PM2.5和臭氧協同控制、基本消除重污染天氣的新要求,重點補齊大氣污染協同控制監測短板,充分利用 VOCs 走航監測技術,增強精準發現污染問題的能力。
隨著國家大氣污染法規標準越來越嚴格,未來 5-10 年將是中國大氣污染治理的重點時期,根據頭豹研究院數據,預計到 2023 年,我國大氣污染治理產業規模將超過 2,743.1億元,市場發展空間較大,根據 GEP Research 測算,2023 年中國 VOCs 治理行業市場規模有望達到 666.6 億元。
水環境監測方面,“十四五”期間,國家將圍繞地上地下、陸海統籌、三水統籌的新要求,組建全國重點流域水生態調查監測網絡;優化水質監測布局,關注上下游、左右岸、干支流協同監測分析,開展入河排污口和面源監測,實現水岸共治;組建地下水環境監測網,實施例行化地下水環境質量考核監測,守護地下水水質安全;在重要水體開展抗生素、內分泌干擾素等新污染物監測試點,摸清水生態環境健康風險,未來我國將進一步加強地表水中揮發性有機物污染在線監測儀器的建設,有利于加快水質 VOCs 自動監測儀器的發展。
據申萬宏源證券測算,十四五水質監測迎來高速高質發展,設備銷售空間達 366億元,十四五期末運營空間 45 億/年,新興第三方檢測市場 317 億元/年。
土壤環境監測方面,國家對土壤污染監測、調查、防治、修復的重視度不斷提高,各項政策頒布,促進了土壤監測、土壤修復行業的蓬勃發展,土壤監測設備需求明顯上升。《“十四五”生態環境監測規劃》提出要“以反映全國土壤環境質量長期變化趨勢、支撐土壤污染風險管控為重點,優化調整土壤環境監測網絡。”、“各地以土壤污染風險防控為重點,完善土壤環境監測點位,對土壤污染重點監管單位周邊土壤環境至少完成一輪監測。探索開展嚴格管控類耕地種植結構調整等措施實施情況衛星遙感監測。”
③環境監測行業發展趨勢
近年來各項環保政策的推出為監測領域的發展帶來巨大變化,環境監測將成為地方政府推進環保治理的首要步驟和重要依據,環境精準監測和數據共享的重要性將被大大提升。
A.VOCs 監測力度持續提高
2020 年 6 月,生態環境部發布《2020 年揮發性有機物治理攻堅方案》,要求有條件的化工類工業園區要開展走航監測、網格化監測以及溯源分析等工作。組織重點區域各省(市)對重點工業園區和企業集群開展走航監測,鼓勵各地開展 VOCs 來源解析,確定影響 O3生成的主要 VOCs 物種和排放行業,提高精準治污水平。
2021 年 3 月,全國人大通過的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》明確指出,要持續改善京津冀及周邊地區、汾渭平原、長三角地區空氣質量,因地制宜推動北方地區清潔取暖、工業窯爐治理、非電行業超低排放改造,加快揮發性有機物(VOCs)排放綜合整治,氮氧化物和揮發性有機物(VOCs)排放總量分別下降 10%以上。
2021 年 8 月,生態環境部發布《關于加快解決當前揮發性有機物治理突出問題的通知》,要求加強污染源 VOCs 監測監控,鼓勵企業配備便攜式 VOCs監測儀器,及時了解排污狀況;鼓勵重點區域推動有條件的企業建設廠區內VOCs 無組織排放自動監測設備,在 VOCs 主要產生環節安裝視頻監控設施。
當前階段,加強 VOCs 治理是現階段控制大氣污染的有效途徑,也是幫助企業實現節約資源、提高效益、減少安全隱患的有力手段,根據前瞻產業研究院統計,美國過去 15 年間 VOCs 的減排量為 55%,歐盟過去 20 年間 VOCs 的減排量為 40%-50%,對比歐美國家的 VOCs 治理歷程及治理目標,預計我國未來 VOCs 治理市場將繼續保持持續增長態勢。
B.走航監測將成為重要的應用技術
近年來,國家和地方相關政策都將走航監測作為環境污染問題排查的重要手段之一。2021 年 3 月,上海市市場監督管理局、江蘇省市場監督管理局、浙江省市場監督管理局聯合發布了《長三角生態綠色一體化發展示范區揮發性有機物走航監測技術規范》,對走航監測做出了標準化定義,包括了揮發性有機物走航監測的設備組成和性能要求、走航監測實施方法及要求,質量保證與質量控制方法及安全防護要求等內容,涵蓋了走航監測工作實施前、中、后所需關注的各個方面。
走航監測以車載質譜為主要監測設備,利用車載式快速監測設備在行進中連續自動監測,結合定點監測,對污染物進行定性定量分析,并基于地理位置信息顯示沿行進路線污染物空間連續分布,為污染摸排提供有力支撐。
我國碳達峰、碳中和等一系列中長期目標和愿景已經明確,為應對氣候變化、走綠色低碳發展的道路明確了目標、指明了方向,為整個環境監測帶來新的技術要求和市場需求。走航監測技術作為重要的監測手段,能有效提高大氣污染診斷能力,輔助大氣污染精準監管,未來將成為環境監測領域重要的應用技術。
C.現代網絡體系構建將成為重點
“十四五”期間,國家將重點進行地下水監測、海洋監測、農村監測、溫室氣體監測網絡建設,實現全國統一的大氣和水環境自動監測數據聯網,大氣超級站、衛星遙感等特征性監測數據聯網,構建統一的國家生態環境監測大數據管理平臺。持續推進環境遙感與地面生態環境監測已成為生態環境部未來的工作重點。未來將建立基本覆蓋全國重要生態功能區的生態地面監測站點,加強環境專用衛星與無人機的監測能力建設,逐步構建天地一體化的國家生態環境監測網絡。
根據《中國環保產業分析報告(2021 年)》(中國環境保護產業協會、生態環境部環境規劃院)預測,隨著環境監測網絡下沉拓展,監測站點將大幅增加,我國將實現國、省、市、縣、鄉五級全覆蓋,催生新的市場空間;在產業結構升級、節能減排大背景下,排污許可制度逐步完善,更多行業的企業排污監測需求將得到進一步提升;未來“十四五”期間,環境監測行業將每年新增200億左右的市場規模。
(2)醫療領域
質譜技術在醫療領域主要應用于臨床檢驗。臨床質譜檢驗具有高靈敏度、高特異性、重現性好,高通量、高效率和低成本等優勢,可應用于臨床生化檢驗、臨床免疫學檢驗、臨床微生物檢驗以及臨床分子生物診斷等多領域,在微生物鑒定、新生兒疾病篩查、維生素檢測等方面發揮重要作用。除了臨床應用外,質譜儀憑借其高度專一性、選擇性與靈敏度,搭配樣品前處理技術和色譜分離技術,還廣泛應用于 DNA與蛋白質分析、藥物代謝毒性分析、藥物劑型設計開發等領域。
質譜儀在臨床領域應用廣泛,國際行業巨頭歷經幾十年發展,在市場中具有領先地位,特別是丹納赫、安捷倫、賽默飛、島津等行業巨頭在醫療質譜中占據較大市場份額。隨著國家對高端質譜儀器發展的重視,國內廠商積極引進培養人才,攻關核心技術,逐步實現臨床質譜儀的國產替代,據光大證券研究所統計,臨床質譜儀器的國產替代率逐年上升,2021 年臨床質譜儀國產替代率約為 29%。
其中,按儀器類型分類,液相色譜-串聯質譜(對應公司 LC-TQ 系列產品)和基質輔助激光解析電離-飛行時間質譜(對應公司 CMI 系列產品)占據大部分市場份額,按臺數計分別占比 37.64%和 30.82%,具備廣闊的市場應用前景。
隨著國家政策的推動支持、人民生活水平和健康意識的不斷提高,臨床質譜檢驗的需求將持續擴大,未來質譜儀在醫療臨床領域發展趨勢如下:
①行業政策助力醫療質譜發展
2021 年 12 月《“十四五”醫藥工業發展規劃》提出,在醫藥創新產品產業化工程中要重點發展體外診斷等領域的醫療器械和精準用藥所需的各類分子診斷產品,要推動高端醫療器械產業化與應用,加快新產品產業化進程,促進創新產品推廣應用。《“十四五”醫療裝備產業發展規劃》提出,攻關突破質譜分析等設備,加強醫療裝備創新能力建設,突破 LC-MS/MS(液相色譜、質譜/質譜聯用)全自動前處理設備、三重四極桿液質聯用儀等微生物分析設備等。
2021 年底,國務院發布《計量發展規劃(2021—2035 年)》,強調質譜儀在健康領域的重要作用,進一步促進質譜儀器產業的應用推廣,加強質譜儀等高端通用儀器設備研制。國家財政部及工信部聯合發布的《政府采購進口產品審核指導標準》(2021 年版)明確要求全自動質譜分析系統全部采購國產產品,高效液相色譜串聯質譜儀國產品牌采購率至少 25%,極大地提振了國產質譜市場信心。
②體外診斷發展帶動醫療質譜市場需求提高
隨著基因組測序技術快速進步,精準醫療作為生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫學概念與醫療模式,已成為國家戰略性新興產業之一。體外診斷是指將樣本(血液、體液、組織等)從人體取出后利用試劑或儀器進行相應項目的檢測,從而輔助判斷疾病或身體功能的診斷方法,隨著診斷技術的發展、檢測精度的提高、醫療消費理念的成熟,體外診斷逐漸在全球范圍內普及。
根據 Frost&Sullivan 統計數據,我國體外診斷市場規模從 2016 年的450 億元增長到 2021 年的 1,336 億元,預計到 2025 年,我國體外診斷市場規模預計將達到 2,198 億元,2020-2025年的年均復合增長率為 15.38%。
體外診斷行業的發展將帶動臨床質譜需求持續提高,根據《臨床質譜行業白皮書》統計,中國臨床質譜行業處于發展早期,隨著臨床質譜常規應用滲透率提高,以及內分泌激素、微量元素等更多新興項目、技術平臺投入臨床,中國臨床質譜市場將快速增長。
③醫療質譜應用廣泛,發展潛力巨大
20 世紀 80 年代末,電噴霧電離(ESI)和基質輔助激光解吸電離(MALDI)兩種軟電離技術出現,使生物大分子的離子化成為可能,質譜技術其靈敏度和高分辨率在臨床醫學檢查中得到了廣泛的應用,目前臨床質譜技術主要用于新生兒遺傳代謝病篩查、藥物濃度檢測、微生物檢測和維生素檢測。
新生兒遺傳代謝病篩查方面,質譜法的一滴血多檢優勢明顯,檢測項目越多綜合成本越低。傳統新生兒遺傳代謝病篩查多采用免疫方法學檢測,一次僅可檢測一種疾病項目。目前國內液相色譜串聯質譜技術一次性可以篩查四十多種遺傳病,包括氨基酸代謝異常、有機酸代謝紊亂、脂肪酸氧化缺陷等造成的疾病,大大提高了篩查效率。
隨著三胎政策出臺,提高優生優育服務水平,綜合防治出生缺陷新生兒的重要性逐漸提高,2021 年 7 月,中共中央、國務院發布的《關于優化生育政策促進人口長期均衡發展的決定》中明確指出“擴大新生兒疾病篩查病種范圍,促進早篩早診早治”,該政策將進一步促進臨床質譜儀器在新生兒早篩領域的市場占有率。
藥物濃度檢測方面,液相色譜串聯質譜技術具有靈敏度高、特異性強的優勢,在低血藥濃度的藥代動力學中也能精準檢測各項指標,為臨床實現給藥方案個性化提供支撐。國內藥物濃度監測市場處于起步階段,進行藥物濃度監測的藥物主要是國家強制要求的精神類藥物和免疫抑制劑,未來隨著個體化治療理念普及,對新型藥腫瘤靶向藥物、中毒藥物、抗生素藥物、心血管藥物等在血液中濃度低的藥物,通過質譜分析 pg/mL 級別的靈敏度亦可實現精確檢驗,在個體治療時代下,液相色譜串聯質譜技術在藥物濃度檢測場景應用將加快。
微生物檢測方面,臨床質譜技術可以早期精準識別病原體,為臨床感染性疾病早期有針對性地采用恰當治療方案提供重要依據,同時也能助力細菌的耐藥性監測、醫院院內感染的監控預防。微生物質譜檢測主要基于定性檢測的基質輔助激光解析電離飛行時間質譜儀,通過檢測獲得微生物的蛋白質圖譜,與數據庫中的已知菌種圖譜進行對比,得到鑒定結果。
隨著國產微生物質譜產品增加,質譜菌種數據庫的搭建是該類產品的核心競爭要素。據 Global Data 預測,中國微生物檢測行業市場規模將于 2025 年達到 120 億元人民幣,微生物質譜儀與傳統微生物檢測方法相比在效率上有極大提升,可降低檢驗科耗材成本,預計其需求將進一步提升。
維生素檢測方面,液相色譜串聯質譜技術可以全面反映體內維生素 D 狀況,是維生素檢測的金標準,是維生素檢測的推薦方法,是唯一能區分維生素 D2和 D3 亞型的方法。傳統技術酶聯免疫法、化學發光法中,存在維生素類似物的交叉反應,造成檢測結果不準確,且每種維生素需要分不同的試劑進行檢測。液相色譜串聯質譜技術特異性好、靈敏度高、重復性好,一次可檢測所有維生素,因此質譜在維生素 D 市場檢測中的普及是未來發展趨勢。
據光大證券研究所研究統計,需要維生素 D檢測的人群主要包括妊娠期婦女、新生兒和 60歲以上老人,根據中國發展基金會發布的《中國發展報告 2020:中國人口老齡化的發展趨勢和政策》的預測,2025 年 65 歲及以上的老年人將超過 2.1 億人,預測未來維生素 D質譜檢測市場將會迎來快速增長。
根據《臨床質譜行業白皮書》統計,臨床質譜技術在新生兒遺傳代謝病篩查市場的規模為 17.20 億元,在微生物檢測市場規模為 20.5 億元,在藥物濃度監測市場的規模為 38.55 億元,在維生素檢測(主要是維生素 D 單項檢測)市場的規模為 17.54 億元。結合質譜在類固醇、甲狀腺激素、蛋白質、核酸檢測、微量元素檢測等領域的應用,臨床質譜行業具備廣闊的市場空間,多樣化的應用領域為臨床質譜行業提供了充足的市場需求。
根據智研咨詢統計,目前我國臨床質譜檢驗占臨床檢驗的比重不足 1%,與美國 15%的占比相比差距巨大。同時,我國人口基數大,醫療機構數量多,對臨床質譜檢驗有較大的需求。根據國家衛健委《2021 年衛生健康事業發展統計公報》統計,全國三級醫院數量 3,275 家,二級醫院數量 10,848 家,疾控中心3,376 家,婦幼保健機構 3,032 家。
隨著國內質譜儀廠商在高端醫療質譜儀領域不斷加大研發投入和提高產業化力度,質譜儀的臨床應用需求不斷釋放,預期形成百億元以上的新興市場。據光大證券研究所統計預測,綜合考慮公立醫療機構和第三方醫檢機構,2025 年中國臨床質譜檢驗市場規模在中性估計下為154.62億元。
(3)食品安全檢測領域
質譜技術具有良好的定性以及精確定量功能,可廣泛應用于食品中有毒有害物質及非法添加物質分析、轉基因食品檢測、食品安全快速檢測等領域。高分辨質譜儀三重四極桿質譜儀、飛行時間質譜儀與軌道阱質譜儀等由于其具有較高的質量分辨率,可以更準確的測得分析物分子量,可在復雜基質背景下對微量成分進行鑒定,常用于食品中有毒有害物質及非法添加物質分析、轉基因食品檢測、食品安全快速檢測等。
2021 年 12 月,國務院出臺了《“十四五”市場監管現代化規劃》,要求進一步強化食品安全風險監測評估對監督管理的科學支撐,加強風險監測和監督管理各環節的信息化平臺建設和信息共享。面向醫院、學校、托育機構等重點場所,科學布局食品安全風險監測點,提升風險監測覆蓋面和問題發現率。
聚焦執法、司法重點難點問題,提高食品安全檢驗檢測和技術鑒定能力。加快重點品種食品安全信息化追溯體系建設,鼓勵生產經營企業、行業協會和第三方平臺向政府信息平臺開放數據。深化食品安全抽檢制度改革,明確監督抽檢、風險監測與評價性抽檢的功能定位,以功能為導向優化實施機制,強化抽檢監測的隱患排查和風險管控作用。
2022 年 3 月 15 日,市場監管總局印發的《“十四五”市場監管科技發展規劃》中明確指出要研發有害物高通量精準、快速檢測的先進標準方法及裝備,開發“綠色”光譜和質譜檢測技術,開展快檢技術及相關產品的評價認證,構建檢測技術體系、評價體系及應用平臺。
“十四五”期間,部分省份也針對食品安全提出發展目標。其中,廣東提出優先在食品藥品安全、環保、通訊、交通、通關、工程建設等粵港澳三地共識度高的領域實現突破。強化食品藥品安全,健全質量追溯制度和體系。吉林提出全面加強各行業領域安全整治,堅決遏制重特大安全事故。強化生物安全保護,提高食品藥品等關系人民健康產品和服務的安全保障水平等。
近年來,我國食品安全檢測行業發展態勢良好。未來隨著經濟模式的創新,食品消費平臺也將逐步成為食品檢測的客戶群體,加強對大型商店、生鮮超市以及網絡食品消費平臺的監管力度是必然趨勢,新興消費業態的檢測需求將逐步釋放,據中商情報網數據顯示,2016-2021 年中國食品安全檢測市場規模持續增長,預計 2022 年我國食品安全檢測市場規模將達 1,204 億元。政府監管部門、食品生產加工企業、食品安全檢測機構是我國食品安全檢測市場的主要客戶群體。
隨著未來國家針對食品安全檢測范圍和檢測標準的不斷提高,以及我國食品生產、流通及餐飲服務企業數量的不斷增加,食品安全檢測行業的快速增長將為上游檢測儀器市場需求提供強大支撐,質譜儀在食品安全領域的應用空間將會不斷增長。
(4)實驗室分析領域
科學儀器是科學研究和技術創新的基石,是經濟社會發展和國防安全的重要保障,關系到國家長期的政治經濟地位,促進行業健康高質量發展是全球主要國家的重要戰略。近十年來工信部、國務院、發改委等機關陸續出臺相關政策,強調發展國產科研儀器產業重要性和大力支持行業發展的戰略方向。
分析儀器是科研儀器的重要組成,中國科研分析儀器市場潛力巨大,需求十分旺盛,據華經產業研究院統計,2021 年中國實驗分析儀器市場規模達 345億元,2019-2021 年復合增長率為 4.91%,據此測算,預計到 2025 年中國實驗分析儀器市場規模達 418 億元。
質譜儀是分析儀器中最主要的儀器類型,質譜法作為一種強大的方法和分析工具不斷發展,用于詳細分析粒子和分子。該技術的應用涵蓋生命科學的所有領域,包括基礎發現研究項目、食品和環境測試、臨床應用、材料科學以及藥物和生物治療開發。
2022 年 9 月,國務院常務會議提出要實施支持企業創新的階段性減稅政策,重點涉及碳達峰碳中和相關領域、生物產業全鏈條技術產品創新和制造生產、高端科研儀器研發和制造、教育領域技術裝備更新改造,總體規模為 1.7 萬億,并新增貸款和實施階段性鼓勵政策。2022 年 9 月 28日,中國人民銀行宣布設立
設備更新改造專項再貸款,額度 2000 億元以上,支持金融機構以不高于 3.2%的利率向重點領域的設備更新改造提供貸款。據儀器信息網統計,隨著政策出臺,各大高校紛紛公布采購需求,包括北京大學、清華大學、復旦大學、中山大學、山東大學、四川大學等國內知名高校,采購需求包括基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜儀、電噴霧化學電離飛行時間質譜儀、超高效液相色譜質譜聯用儀、電感耦合等離子體質譜儀、三重四極桿液相色譜-質譜聯用儀等質譜類產品,極大促進了國產科研儀器的發展,加強了質譜儀在科研領域的應用。
據中國科技部統計,國內科研機構所屬的儀器中質譜儀器貨值占比最高約22.2%,質譜儀數量在科研儀器中占比約 17.8%,隨著科技強國戰略的推進,質譜儀等高端科研儀器的需求有望快速增長。同時,科學分析儀器在疾控中心、公安領域等亦有廣闊的應用空間。