2020-2023年中国质谱学术大会将于2023年6月9-13日在杭州举办，本次大会是中国质谱界的一次盛会，旨在促进学界团结进步、和谐发展、共赢未来，提高学术交流水平，推动质谱技术在各大科技领域的广泛应用。大会由中国物理学会质谱分会联合中国化学会质谱分析专业委员会和中国仪器仪表学会分析仪器分会主办，浙江大学承办。大会将邀请国内外质谱领域的专家学者齐聚一堂，共同探讨交流质谱领域最新的科研进展和前沿技术。本此大会的主题为砥砺奋进四十年，共筑中国质谱梦。
我国的质谱发展从无机、同位素质谱开始，再到有机物和生命分析等几乎所有前沿科学和分析测试领域。许许多多质谱界的前辈们追梦几十年，今日，我国质谱前沿应用已跃升世界领先，国产质谱仪器研制和商品化也迎来等待怒放的春天，从离子阱、四极杆、飞行时间、磁质谱到各种离子源，再到各种高端的串联质谱，我国在门类众多的质谱领域已经掌握了大部分制造技术，但其中每一个核心器件，每一种分析器、每一种离子源，每一个软件流程，每一种应用都需要研究者们的辛勤钻研和反复锤炼，许多人从懵懂的少年开始就被质谱的魔力吸引，从兴趣爱好到奋斗终身的理想。近日，分析测试百科网采访了质谱学会理事长、中国计量科学院院长方向研究员，他将为我们分享自己追逐“做中国人的质谱仪”理想的历程，希望可以激励到更多的质谱同仁，也祝愿方向研究员本人的团队继续前行，完成一个又一个梦想。
第一次相遇 奠定一生的追求
“谈到和质谱结缘这个话题，思绪就拉到很远。”方向回忆说，“我1984年大学毕业，关于质谱当时只是在课本里知道一点点：测量一个带电粒子在磁场中的偏转。”
大学毕业后，方向被分配到当时的地矿部宜昌地质矿产研究所，即中国地质科学院的中南地质矿产研究所，到了同位素地质研究室。“那时，我第一次看到了什么是真正的质谱。我的师父叫张自超，过去在同位素地质领域也很有名。他带着我看了一圈实验室，这台质谱就占了三个房间，我当时就被那种高大上、被那种神秘感所吸引和折服。特别庆幸自己能进入这样一个实验室，进入这样一个团队！”在强烈的好奇心和求知欲下，方向开始琢磨和研究这台神秘的质谱设备。
两个月后，方向终于盼来了这间实验室的钥匙。每天晚上，他一个人都会到实验室，打开仪器后的盖板，试图搞清楚质谱仪的构造。“我就想一探究竟。但当时真实的感受是，这么庞大和复杂的体系，对我来说就同看天书一样。所以从那天开始我就下定决心，一定要把质谱里的一切搞清楚。”方向第一次结缘的质谱叫做MAT 260，是MAT公司生产的同位素质谱仪，MAT是赛默飞质谱前身之一。
“现在回想起来这段奇缘，我觉得还像昨天一样，特别庆幸自己有了这样的机会。”命运非常神奇，第一次和质谱的结缘，成为一个起点，奠定了方向一生的追求。
奇妙的质谱经历
此后同质谱相关的工作，伴随了方向几十年来的职业和工作生涯，他讲起每一段有意义的质谱经历，就像用一颗颗奇妙闪烁的珍珠，串起了自己美好的人生之旅。相信方向的回忆也会唤起很多质谱人的美好记忆。
充满神秘感的质谱仪激发了方向一探究竟的热情。他开始找仪器的说明书、线路图、各种各样的资料，如饥似渴地阅读大量质谱相关的文献材料书籍。当时的质谱室主任张自超看到年轻人执着的追求，马上为方向争取了一个机会。当时地矿部是Finnigan MAT公司最大的用户，公司决定挑选高水平的用户到MAT工厂培训，今后做兼职的质谱维修工程师，专门为地矿系统服务。方向有幸被选中，成为五人团队中最年轻的一员。MAT工厂位于德国不莱梅，赛默飞超高技术的质谱仪，大多数都是在不莱梅工厂生产出来的。
维修工程师
1985年，方向在不莱梅经历了几十天的质谱维修培训，1986年开始，他从一个懵懂的刚毕业的学生，开始动手拆仪器、修仪器。“那几年虽然做的是维修工作，但我感觉收获太大了。”方向说，“应该说那个年代对高端仪器的维修和现在很不一样，每一个部件每一个元器件都需要拆开维修。因为很难有机会、或者说用户也承受不了我们更换整个部件或电路板。所以就必须把其中的原理，每一个时序、每一个电路的走向、每一条逻辑关系，都搞得非常清楚，才有可能维修好这台仪器。”
通过维修Finnigna MAT公司的质谱仪，方向成为了一名“合格的维修工程师”，后来，他不仅能维修该公司的产品，还能维修英国VG公司的质谱仪（注：早期全球有三大质谱公司，分别为：Finnigan、MAT、VG，此后Finnigan和MAT分别被赛默飞前身热电公司收购，而且热电还收购了VG公司的一部分）。方向回忆说：“外国人会修的我们能修好，外国人修不好的我们也一样能修好。当时这批早期的兼职工程师，为我国大型仪器的正常运转，发挥了很大的作用。维修中，我还结识了老一辈的许多质谱专家，和他们有了交集，开阔了自己的视野，尤其是了解到质谱有非常广泛的用途。”
仪器改造
当年我国的财政状况、经济水平都不高，质谱仪用到一定程度后性能会下降，一些关键部件尤其是计算机系统出现老化后，就有可能导致质谱仪无法运行，而每台质谱仪的购买价值都高达40-60万美元。科技部条财司的吴波尔、张渝英当时提出了大型仪器改造计划，方向担当了其中的重任。进行仪器改造有两大原因：一个原因是囿于当时的经济水平，第二个原因是有一些新的应用需求，而原来的性能达不到要求。科技部启动了“科学仪器改造专项”，虽然从现在来看，一个项目只有几十万人民币；但正是在该项目微薄的经费支持下，培养了整整一代做科学仪器的年轻人。当时他们都是20、30岁的年轻人，有改造质谱、电镜、X射线衍射仪等各种各样仪器的年轻人，很多团队通过仪器改造项目纷纷涌现出来。一直到九十年代，当时所有做仪器改造的人，都“很吃香“，很多仪器使用单位甚至会上门拜访，希望其能挤出时间帮助进行仪器改造、仪器提升、软件替代等。”当时我们非常有成就感，”方向回忆说，“国内绝大部分的同位素质谱系统，不管是MAT还是VG公司的，不管是热表面电离还是电子轰击的稳定同位素比例质谱仪，都被我和我的团队改造过。”30岁出头的方向当时已经小有名气。
完成mission impossible
1998年，作为人才，方向被引进到中国计量科学研究院的国家标准物质研究中心，此后研究工作迅速地从无机同位素、稳定同位素质谱转向有机质谱为主。“这是我第一次接触有机质谱。”方向说，“当时那台仪器是高分辨的VG-70SE，当时我来的时候，这台机器已经躺在那里两、三年了，由于种种原因不能启动。我来之后，很快让它恢复了运行。在当时恢复这台仪器时，长春应用化学所的钟彩元给了我很大的帮助，他帮助我掌握了一些关键技术，从无机同位素质谱领域进入到有机质谱领域。另一位把我引进到标物中心来的潘秀荣主任是我的‘伯乐’。我记得有一天，她把我叫到办公室说：‘现在我们有个国际比对项目，你敢不敢承担？’这个问题问得很有挑战性，她没有问我能不能做，也没问我需要什么样的条件，而是问我敢不敢承担。我当时并不知道国际比对意味着什么，我当时就说：‘只要您说需要做，我一定敢做，没有什么不敢的。’”
在这样懵懵懂懂的状态下，方向接下来一个极具挑战性的工作。但当时这台VG-70SE质谱仪还不能运转，完成任务只剩几个月的时间。“我记得，报出比对数据的截止日期是1999年大年初三，为了让数据能够更可靠一点，我们在大年三十的晚上还在实验室工作，一直忙到大年初一的凌晨三点多钟，才把最后的实验做完。当时团队的主要骨干还有陈大舟、徐锐锋、徐蓓。”方向特别提到了团队当时的核心成员，“我们用几个月的时间，从重建方法到修仪器、改造仪器，再到分析测试、建模型、算数据，最后提交报告。这个过程对我是极其难忘，前后最多就是三个月的时间完成了这个挑战。我是1998年8月18日到北京报到，1999年大年初三提交的报告，我对这几个关键的日子都特别印象深刻。“
特别让人振奋的是，国际比对结果出来了，团队不仅取得了等效，而且中国的数据在参与国际比对的几个国家中名列前茅。完成这项工作，更加坚定了方向对质谱的热爱和执着，尤其是对有机质谱的热爱。至今很多时候计量院在向参观者介绍时，仍然将1999年的国际比对作为典型的事例介绍。因为这是我国第一个参加的有机同位素稀释质谱法的国际比对，这次的成功奠定了我国在该领域基础的国际地位，从此国际物质量咨询委员会组织中，就有了我国稳固的一席之地。
方向说到此也再次感谢自己的“伯乐“：”如果当时，没有潘秀荣主任激将法将我一军，没有她后来提供的物质和精神的强有力的支持，我们不可能完成这个任务。当时还有北大医学部的胡牛，长春应化所的钟彩元等等很多人，在过程中都给我们提供了很有力的支持帮助。”
造中国人的质谱仪
从此以后，方向意识到质谱在有机分析、生命分析中未来将发生更重要的作用，而当时有一个深刻的感受：中国人用的质谱全是进口的，因此受制于人。当时的受制于人并不是说禁售，而是昂贵的维修费，昂贵的零部件价格。方向回忆到：“当时我记得，如果请外国人来修仪器，是从工程师出发开始算到他回去为止，每天按几个小时计算，每个小时多少钱，像我们当时很微薄的工资情况之下，听到这种计费都感觉是天文数字；而且他们不能够及时保证维修。“由于上述这些原因，方向当时萌发了一种想法：我们得做自己的质谱，我们要做中国人自己的质谱！
其实，科技部在仪器改造项目中取得的成功，不仅解决了新领域需要科学仪器支撑的使用需求，更重要的是培养了一批人，培养了很大一个团队，都是从维修到改造这条路走出来的，那时科技部就开始下决心要支持科学仪器。方向最开始从科学仪器软件平台项目，到2004年获得第一个科技部支持的质谱联用仪研制开发项目，正式进入了从用仪器到修仪器，到改造仪器，再到自己动手研制仪器的新时期。
从2003年到今天整整二十年；而从1984年接触质谱开始，方向就走上了一条同质谱结缘、为质谱奋斗的无悔的不归路，其中亦有非常多的艰辛和挫折。2004年启动项目后，2007年团队研制的国内第一台基于自主技术的质谱联用仪正式问世，在研制过程中团队也与普析通用联合，实现了全国产化质谱联用仪的产业化。当时这台气质联用仪的整体技术和关键部件，绝大部分都实现了国产化。同时团队还研制了如航天、深海等特殊领域所需的质谱仪。2010年方向团队因“小型质谱仪关键技术创新及整机研制“获得了国家科技进步二等奖，这也是我国为质谱颁发的第一个科技进步奖。获得这个奖项对方向本人产生了更大的激励，激励他继续坚定不移地沿着”造中国人的质谱仪“的道路走下去。
“通过这些年做质谱，我也明白了一个道理：我们做科学仪器尤其是做质谱，必须专注，必须有情怀，而且必须反复的迭代，没有任何捷径可走。只有一轮一轮地迭代，一个型号一个型号地迭代，不断创新、不断完善技术体系，才有可能做出一台可用、好用的质谱仪。“方向由衷地感悟。
随后，国家越来越重视科学仪器，研发国产质谱的生态环境越来越好。在团队继续坚定不移沿着质谱自主研发之路走下去的同时，中国计量院领衔的“超痕量物质精密测量关键技术及应用”项目获得了2017年度国家科技进步二等奖，其中的核心技术还是质谱。两次获奖的成果对比最大的变化是：如果说2010年的成果还是“学”和“仿”，是解决质谱有和无的问题；那么2017年有了更多的自主创新,在很多方面做出了独一无二的技术，尤其是在超痕量准确测量方面，取得了一系列的成果。
从2017年迄今，方向团队仍然没有停止地向前迭代。除了同磐诺仪器很多企业合作实现产业化，还在坚定不移地迭代和创新质谱技术。作为中国计量院的质谱研制团队，核心目标一直是围绕定量，尤其是进行痕量杂质、痕量物质的精准定量，而且其定量性能要超过商业仪器。过去，计量院只需满足解决一些计量问题，而现在中央的政策非常鼓励科技成果转化，因此团队也开始瞄准市场需求，开发能够自主可控的新原理质谱仪，近年来尤其瞄准临床、生命科学的应用，并进行了大胆尝试，取得了众多成果，比如去年一台四极杆-线性离子阱液质联用仪，已取得了医疗器械注册许可证。这是国际上第一台用离子阱质谱做准确定量，用于临床检验的取证仪器。过去认为，离子阱质谱擅长做定性研究，可以做MS2、MS3并具有很多功能；但谈到定量大家就比较怀疑，主要是认为离子阱的动态线性范围不够宽。但离子阱又有很大的优势，离子存储选择性高，在离子阱内可进行多级碎裂获得MSn，有很强的定性能力。如果能够在保持定性能力的前提下，去解决定量难题，这台仪器就会非常有前途。团队一直坚信该理念，而且此前在开发一些典型应用时，体会到用离子阱做定量的胜利果实，因此坚定不移地走下去。最近开展一些比对测试后召开了成果鉴定会，专家们给出的一致结论是：在保持了离子阱质谱优良定性能力的情况下，其定量能力达到了当前定量质谱金标准三重四极杆的最好水平。团队已积累大量数据证明这种性能，当前正在快速推广，预计将较快地在临床医院获得广泛应用。
方向表示：首先，四极杆-线性离子阱串联质谱的定性定量能力都极强；其次，它的整体造价可以比三重四极杆更低；第三，其制造技术门槛相对比较低，便于批量生产；第四，如果做成一台专用仪器后，可实现更小的体积。单从临床质谱的角度来看，它将来一定会发展成全谱系的、针对不同目标物的专用临床质谱，还将有更多广泛的用途。“我特别期待，四极杆-线性离子阱临床质谱能够走入、并逐渐普及到中国的一些基层医疗机构。”
30年前承办质谱学术年会
刘敦一研究员最早曾在宜昌地矿所工作过，受到他的影响，方向很早就知道了质谱学会。真正结缘大概是1993年，方向曾经承办过一届质谱学会的学术年会，当年在小三峡举办。“喜欢旅游的人可能知道，沿长江到巫山县，巫山县有条小支流叫大宁河，沿河划一叶小舟逆流而上，可到一个叫巫溪县的地方，我们就在那里召开了质谱学术年会。1993年到现在整整三十年，我印象非常深刻。“方向继续幽默地说，”如果是现在，我是万万不敢组织这样的会议，因为大家需坐船到巫山，换乘大巴车，沿着陡峭的山路开到巫溪县城，现在想想还有点后怕。但是那个时候，我觉得人们好像不在乎这些，大家就是一个目标、一个追求，没有太多的杂念。当时大概有接近二百位质谱学者，汇集在巫溪这个山沟沟里开的质谱学术年会。这是我真正同质谱学会的结缘，而且就在那一年，我还有幸在自己30岁时成为质谱学会的会员，对我来说是一件很荣耀的事，我觉得质谱领域接受了我。“
当时，学会里做有机质谱分析的学者非常少，主要是做同位素地质无机质谱分析的学者。90年代质谱用于有机分析确实还非常罕见。后来，方向一直参加了许许多多次质谱学会的活动。
质谱学会一直有一个非常响亮的名字，叫中国质谱学会；现在规范学会名称后叫中国物理学会质谱分会。方向说出了很多质谱人的心声：“这个学会在我心目中，仍然是中国质谱学会，我一直认为它所代表的就是全中国研究质谱、使用质谱、制造质谱等领域广大的科技工作者和技术人员，它提供了一个非常重要的学术交流平台。”近年来质谱学会的发展大家有目共睹，6月即将召开新一届质谱学术大会，大家参会非常踊跃。而且特别值得自豪的是，今天的中国质谱学术大会，是由中国物理学会质谱分会，中国化学学会质谱分析分会，以及仪器仪表学会分析仪器分会三大学会共同来组织举办。联合举办中国质谱学术大会是质谱学会最大的一个贡献，它作为平台也扩大了国际上的影响力，包括参与国际质谱大会时，也是以中国质谱学会、或者是以中国质谱大会的名义，代表中国参与国际、亚太、美国ASMS等相应的一些活动。质谱学会在推动中国质谱的发展中做出了非常重要的贡献。中国质谱发展的每一步，都有质谱学会长期的贡献，老一辈各个时期的理事长，在其中都做出很大的贡献。这次会前采访的王光辉先生、刘敦一先生、李金英先生、刘淑莹先生，都为中国质谱的发展、为质谱学会的发展做出了巨大的贡献。在他们的领导下，中国质谱一代一代地传承发展，如今我们理事长、副理事长特别是秘书长们，以及常务理事、理事、各位质谱同仁共同努力，特别呵护着中国质谱学会这个品牌、这个平台，聚集大家的力量，来推动中国质谱事业的发展。
现在质谱已经进入了一个什么样的情况呢？所有开展研究、特别是开展生命科学、材料科学、化学的学者，如果不能谈谈质谱，好像你就落伍了。标榜自己做科学仪器的企业，如果不能有一款质谱产品，就跟不上形势、抓不住机遇、就不高大上了。许许多多青年才俊们，都将质谱作为非常重要的一种科学工具，同时也有很多人投身到质谱相应的创新领域，数不胜数。
因此，质谱学会在发展产业、推动应用、推动研究、培养人才等各个方面，都做出了巨大的贡献。当然，除了我刚才提及的几位前任理事长，之前还有很多，如张青莲先生曾经是我们的理事长，还有很多老一辈的科学家如查良振先生，都为质谱学会的发展、中国质谱事业的发展做出了很大的贡献。他们的经历都诠释出对科学的热爱，这种贡献和热爱、这种科学家精神，也是质谱学会能够走到今天发扬光大的原因。
最后，方向为质谱学术大会寄语：“2023质谱学术大会下个月即将在杭州召开，本届大会的顺利召开来之不易。整个过程我要特别感谢：质谱学会的秘书长谢孟峡，以及其他几位支持的副理事长、副秘书长，他们为本届大会的筹备做出了巨大贡献。未来的质谱、未来的质谱学会、未来的质谱事业，都将是一条艰辛的路；同时也是一条通向成功的路。我们只要有理想、有追求、有情怀，再加上国家现有的好政策、好的大环境，我相信中国一定能造出中国人自己的质谱。中国人一定能够实现中国质谱的自立自强，我也愿意为此继续奋斗。”
