段忆翔：以客户需求为导向，研发高端国产光谱质谱仪器解决客户在线现场检测难题
——艾立本董事长、四川大学段忆翔教授专访
怀着赤子之心回国，承担科技部重大专项，培养大批仪器人才，前期自己投资创业，向学校“购买”自己研发的专利，8年间推出20余款具有差异化竞争力的光谱、质谱以及医学诊断仪器。近日，k8凯发天生赢家一触即发人生采访了成都艾立本科技有限公司（以下简称：艾立本）董事长、四川大学段忆翔教授，希望他的分享让我们感受到更多中国仪器人的坚持和自信，看到未来中国仪器发展的新模式。
成都艾立本科技有限公司董事长/四川大学的段忆翔教授
从复旦大学物理二系放射化学专业毕业后，段教授曾在白求恩医科大学担任讲师，后到中科院长春应化所黄本立院士门下攻读硕士学位，在吉林大学金钦汉教授和美国印第安纳大学Hieftje教授联合培养下获得了博士学位。博士毕业后在美国顶尖研究机构长期从事分析化学和分析仪器的研究工作，曾多次入围科学界“奥斯卡”之称的世界著名R&D 100奖。
2010年8月，段教授回国牵头创建了四川大学分析仪器研究中心，并组建了一支多学科交叉的科研团队。2011年，获得国家重大科学仪器设备开发专项 ——《创新型多功能激光诱导击穿光谱分析仪器的研发与应用》支持，项目为期8年，包含5年研发期和3年产业化阶段。为了产业化的顺利实施，2016年9月，重大专项结题之日也是艾立本成立之时。艾立本在成立之初以及日后的发展过程中，向学校分别多次支付了专利许可费及委托研发费，以实际行动回馈学校多年的支持，“国家的钱，必须要在市场上有所体现，不能打水漂”。
人无我有 差异化发展
谈到艾立本公司的定位时，段教授表示：核心在于构建一支勤奋向上、坚忍不拔、勇于探索、不断创新的团队。公司创业初期，采取差异化的战略，主要开发在线、现场、便携、高通量、原位检测仪器，尽量减少样品收集、转移、富集、相转换等前期预处理过程。迄今，艾立本所研发的20多种光谱、质谱产品大部分都是很多大的仪器公司没有的，重点是从传统的实验室检测仪器，转向工业现场解决问题的仪器。“比如艾立本的实时监测质谱仪，在现场能够几秒钟内获得结果。”
谈起公司发展历程，段教授回忆说，“与其它仪器公司不同的是，我们公司初创期只依靠个人投资，而非寻求外部融资；公司最初的核心成员也多数是由自己的团队培养的。”
2017年，公司成功研发出LIBS台式样机，并于当年实现了仪器的销售；2018年荣获四川省千人计划创新创业团队称号；2019年荣获BCEIA金奖（PJ10微波等离子体固样发射光谱仪技术），光谱方向工作荣获中国仪器仪表学会科学技术进步一等奖；2020年，推出了商品质谱仪器，并开始用自产的质谱仪与华西医院等单位合作进行肺癌早筛诊断；成功研发出增强型紫外光电离飞行时间质谱仪（UVP-TOF MS PLUS ）；2021年，成功研制质子转移反应飞行时间质谱仪（PTR-TOF MS），推出轻便的手持式激光诱导击穿光谱仪器（LIBS Mini）。2022年，公司获得四川省科技进步一等奖；2023年5月份完成首次融资，质谱方向工作荣获中国仪器仪表学会科学技术进步一等奖；2024年2月，成功获得了首张二类医疗注册证和生产许可证，针对的是呼气质谱检测设备。目前，公司已经推出串联四极杆LC-TQMS，计划在2025年进行推广应用。”
“目前，我们正在申请第二张医疗注册证，预计将在2025年6月左右完成，并计划连续申请三张二类医疗注册证，一张三类医疗注册证，以便将我们的多款质谱仪器产品陆续推广至医院使用。”2024年年末，成都艾立本科技有限公司作为牵头单位，联合四川大学、西南石油大学、中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、中国测试技术研究院、中核霞浦核电有限公司共建的“四川省高端分析仪器工程研究中心”获批，围绕国产高端分析仪器研发需求，开展激光烧蚀技术和微波等离子体炬原子发射光谱、高温离子源、离子漏斗接口、在线质谱等关键技术攻关，为高端仪器制造行业创新发展提供支撑。
特色产品
段教授介绍，艾立本科技目前的产品线主要分为两大类，一类是光谱仪器，一类是质谱仪器。
激光诱导击穿光谱（LIBS）
手持式激光诱导击穿光谱仪：LMHJ.B02合金（左），LMKS.A01锂材料（右）
激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy，简称LIBS)，由于它用脉冲激光诱导产生等离子体，有时也称为LIPS（Laser Induced Plasma Spectroscopy）。激光诱导的等离子体温度较高，通常在几千至上万K，非常适合分析固体样品。它不需要或较少需要样品制备，具备近乎无损、快速、原位、多元素同时分析功能，近年来获得了快速发展。
LIBS和XRF技术都可以近乎无损原位测定多种元素；但XRF难以测定原子序数较低的轻元素（缺乏外层电子，难以激发），尤其是在锂（原子序数3）电迅速发展的今天，LIBS测锂会有更大的用武之地。此外，由于LIBS没有X射线辐射的问题，而手持式设备难以用较重的铅板做有效的X射线防护，因此LIBS手持式设备也具有更安全可靠的应用前景。
艾立本提供台式、手持式和在线式三种LIBS产品。
早在2015年，段教授团队就已成功研发出高能手持式激光诱导击穿光谱仪，但当时的仪器成本还比较高；2021年艾立本推出一款轻便型仪器，重量仅1.75 kg。最初采用的是1064 nm激光作为激发源，但在国字头行业中，对手持式仪器的安全性要求极为严格，必需要达到人眼安全标准。据此，艾立本又研发出1535 nm人眼安全波长的手持式LIBS，成为业内首家将1535 nm激光应用于手持式LIBS产品的企业。“波长越长，能量越低，激发难度相应增加，需要在其它方面进行技术补偿。我们最终克服重重困难，成功实现无辐射、更快、更准、人眼安全，可用作几乎所有合金检测。”段教授说。“除了台式的、手持式以外，目前在研的是一款在线的LIBS。这是将来LIBS发展的一个方向，可以广泛应用于矿产等多个领域。”
据悉，艾立本的LIBS仪器已应用于多家合金、铝厂进行各种合金检测；并应用在铝矿石开采、钻井等多个行业。
质谱
艾立本质谱仪包含TOF系列、QGA、和三重四极杆系列。
艾立本的TOF质谱包括紫外光电离UVP-TOF和PTR-TOF质谱。“我们的PTR-TOF是国内第一个采取正向研发推出的产品。”段教授说，“只有这样，才能保证自主知识产权的完整性以及后续技术支持的可靠性，该产品可达到ppt级别的检出限。”
“2010年我们就已经开始PTR质谱仪的研发，最早用空心阴极放电做PTR离子源，然后转到用微波等离子体做PTR离子源的研发（MW-PTR，发明专利：CN102103970B），可将H3O+的产生速率提升700%。 2016年，我们曾推出四极杆型PTR-Q-MS，但四极杆通常只有单位质量分辨率。2021年初艾立本推出第一款PTR-TOF MS 2500，并获得市场积极的反响。2023年我们持续推出PTR-TOF-MS 6000、PTR-TOF-MS 8000，基于V型反射的TOF飞行管，将PTR质谱用于小分子分辨率提高到8000-10000的目前顶级水平。” 当然，如果采用多极反射，或检测更大的分子，分辨率还有更大的提升空间。此外，该PTR-TOF-MS具有全新设计的离子源，可使用多种试剂电离，反应室可实现近乎即时的试剂离子切换，且具有高灵敏度，稳定性、可靠性，易于维护等特点。
艾立本的PTR-TOF MS仪器及其结构示意图
PTR-TOF质谱可广泛用于VOCs走航监测，环境污染研究，石化，食品与风味科学，应急安保，以及医疗诊断。比如艾立本与四川大学华西医院等单位合作进行肺癌早筛诊断，采集了超过20,000例的健康及肺癌患者数据，开展了全球数据量最大的肺癌呼出气检测研究项目。通过交叉验证，肺癌早筛准确率达到90％以上。目前该产品已取得二类医疗注册证和生产证。香港城市大学、华西医院、上海交通大学第九人民医院、成都市公共卫生临床中心等多单位专家也采用了艾立本的PTR-TOF质谱进行癌症和肺结核的筛查研究。
近期，艾立本研制了针对液体的在线采样进样技术，并与PTR-TOF质谱结合，其中包括气动雾化-多试剂离子PTR，加热雾化-多试剂离子PTR，再结合电喷雾电离-飞行时间质谱仪，为水中有机污染物实时在线监测提供了整体解决方案，不仅能检测挥发性有机物，还能测量非挥发性和难以挥发的有机物。目前， “我们正在全国范围内推广这项技术，国内几家大型水务中心、国家几个重点部门已开始使用我们的技术。”段教授说。
电喷雾电离质谱仪系统（左），QGA四级杆质谱在线残气分析仪（右）
2023年艾立本推出QGA-200残留气体分析仪（四极杆在线质谱），2024年推出串联四极杆LC-TQMS。在提升离子传输效率和灵敏度方面，公司研发了堆叠环行波离子导向器(TW-SRIG）以及双螺旋柔性离子导向器等高精尖技术，既可利用长距离离子导向器提升离子传输效率，又不会产生因直流电压过高所导致的击穿问题。
高效液相色谱三重四极杆联用质谱仪TQMS Gen1
段教授介绍，艾立本的LC-TQMS不仅价格亲民，而且实现了全面国产化，对于摆脱外国技术制约具有重要意义。目前这款产品已经与华西医院团队完成了维生素、血药等临床样品测试，正在申请医疗器械注册证。这款仪器的应用范围广泛，不仅在环境、临床、食品等领域有需求，在核工业等领域也将发挥重要作用。
企业经营
关于企业经营的心得，段教授谈到几点。
正向研发 创新进取
艾立本科技自成立以来一直坚持自主创新，不断推出具有自主知识产权且有鲜明特色的新产品，多次获得BCEIA金奖。“我们虽然也借鉴外部技术，多方学习，但我们仪器的所有核心部件，如电源系统、控制板、软件以及射频技术，都是我们自主研发。我们的所有仪器都是基于正向开发流程，这一理念一直贯穿于整个产品研发过程。“段教授说。”自主创新在仪器发展过程中的重要性不言而喻，如果只会抄袭他人的成果，那么永远只能触及皮毛，无法深入核心，也永远无法实现赶超。因此，我们必须拥有真正自主掌握的技术，这对于中国科学仪器的发展至关重要。“
“许多人提到‘弯道超车’，我并不赞同。就像运动员跑圈一样，超越应该在直道上进行，而在弯道上超越可能会导致犯规或者被挤出赛道。如果被挤到赛道外，那么你将在弯道上不得不跑更长的距离。因此，我认为用‘换道超车‘应该更准确一些。重要的是在战略上要确定自己的主要发展方向。如果直接进攻不可行，我们可以考虑侧面迂回。虽然我们在实验室仪器上可能一时还赶不上国外的一流产品，但我们的在线现场仪器是否可以更胜一筹？至少在现场仪器方面我们与国外的起点差距不是那么大，值得发力去冲一下，如果我们能在现场仪器上取得某些优势，这就是一个更实际可行的策略，而不是一味地跟随别人的脚步亦步亦趋，并且在线、现场、原位、快速检测一定是分析仪器发展的方向。”
重视管理 合作共赢
“企业发展，市场、技术、管理、金融这四个点，一个都不可或缺。如果在其中一定要挑出最重要的一个角色，我个人会选择管理。因为即使技术再好，市场再大，如果管理不行，技术会跑、市场会丢。”段教授如是说，这同他早年的创业经历以及学习和实践有关。
管理的概念很广泛，包括技术的研发、市场的推动、人才的引进、团队的建设、体系的运转、核心的凝练等，其中选人用人、团队建设尤为重要。‘人尽其才，物尽其用’，艾立本的初衷就是把合适的人放在适合他/她的岗位上，所有的核心团队成员都会享有公司的股权激励，公司也会努力为每位员工提供成长机会和空间。近年来我们还先后陆续引进了财务总监、质量总监、上市公司总经理等加入我们的团队。我们也非常期待更多的有识之士加盟我们的团队，共同发展。”
段教授表示：艾立本的发展理念首先就是要“强身健体“，就是在自身过硬的基础上，寻求与多家兄弟单位协同发展。”我们不会什么都做，但也不会让产品/品牌单一，而是会集中力量攻克少数几个类别的仪器，重点就是光谱质谱仪器。至于其它类别的分析仪器，我们不会投入过多的研发精力。比如液相色谱市场，已经有很多竞争者，我们就不会自行开发，而是努力发展质谱技术，最终与其它液相色谱公司合作共赢。”在市场推广上，我们也会首先集中精力重点推出几款有代表性的产品，以点带面，最终形成有规模的可持续的产品销售。
展望未来
谈到对中国发展高端国产科学仪器的感悟和建议，段教授谈道：人才是基础，科学仪器的人才在国内还是比较稀缺，高端科学仪器人才更是凤毛麟角。真正的仪器人才需具备深厚的专业知识，愿意在科学仪器领域持续深耕，有独立的思考与见解；在繁杂的社会中还需要淡泊眼前名利，至少在一段时间内愿意坐冷板凳以备后续发展；这最后一点说来容易，实难做到。此外，仪器研发是多学科交叉的复杂工程，需要化学、物理、电子、光学、机械以及计算机科学等多领域专家学者紧密合作。
其次，国家政策很重要。我们国家社会制度的优越性就是可以集中力量办大事。国家对科学仪器的支持要规范化，可持续。这里又涉及到选人的问题，如何选取真正能干能做事的团队，不是看他的申请材料写的如何，而是要考察他（们）究竟做过什么有水平的仪器和工作，特别是对国家的重点重大工程有没有贡献，认准了以后就不要一天到晚写本子，然后三天两头检查，汇报，答辩等等，形式大于实质；而是加大项目验收力度，甚至可以采用后补助的方式予以支持，奖惩一定要严明，要大幅度提高作假成本，营造求真务实的研发环境。
第三，在市场竞争方面，应避免恶性低价竞争，低价中标的现状，倡导差异化竞争和合作共赢。通过技术创新和领域拓展，打造独特的产品优势，提升国产仪器的国际竞争力。
【采访后记】中国科学仪器的发展，很多人选择进入一个已有的市场，通过仿制、试用、性能逐渐稳定，来获取市场。这种方式的难题是，当面临国际巨头的竞争时，客户在试用或者使用时，难免会陷入比较，难免会抱怨连天，如果选择了这条道路，一定要理解客户。艾立本是另外一种企业，用前沿的光谱和质谱技术去解决客户的难题，去拓展新的增量市场，这样的客户体验会更好，对抗风险的能力也会更强。在当前的经济形势下，客户资源会变得更为稀缺，希望更多的科学仪器公司，能够重新思考一下，到底是产品过硬，还是满足未被满足的需求，更能够渡过周期、赢得未来。
400-6699-117 转 9061
