快速分析与检测研究组（102组）在李海洋研究员的带领下，从2003年到2013年历经了10年的发展历程。课题组既有勇于挑战的博士研究人员以及经验丰富的工程师、又有蓬勃进取的80/90后学生。这支踏实稳健的科研团队始终以“国家安全、生态环境和生命健康”对分析科学的需求作为科研使命，注重为用户提供成套仪器和系统，在质谱、离子迁移谱核心部件和整机开发、产业化等方面取得了一系列成果。
潜心研究不拘一格
离子迁移谱（IMS）分析速度快、灵敏度高，是机场等重要场所必备的安检设备，102组从2003年开始进入这个领域。目前安检用离子迁移谱基本被国外Smith 和GE公司垄断，并且仪器都采用镍-63放射性离子源。“一定要找一个安全、清洁、高效的电离源，做我们自己的离子迁移谱”，在李海洋研究员的带领下，102组确立了以真空紫外（VUV）灯为基础的非放射性电离源研究，没有前车之鉴，一切都靠自己摸索，问题接二连三出现：真空紫外灯信号不稳定、离子门区域电压过高光耦容易烧穿、手工绕制的离子门加热后容易变形，每一个都是硬骨头，特别是离子门的问题，几乎使实验停滞。“出问题不见得是坏事，解决问题就会进步”，李海洋研究员带领大家认真分析，认为离子门丝线不是越细越好，且离子迁移谱在几十的分辨率下，丝线距离也可适当放宽，根据分析利用印刷电路板的蚀刻技术制成了第一代离子门，问题终于解决。通过这次改进还建立了气相中离子在变化电场中的散聚模型，并在此基础上首次提出了离子门的三区理论，设计了一种新型栅网离子门，将离子迁移谱分离效率由原先的80%提高到220%，分辨率由原先的20提高到60以上。针对传统离子迁移谱难以测量黑火药炸药的缺陷，电离区中增加一个滴定反应区，用二氯甲烷反应消耗剩余试剂离子，避免了试剂离子对黑火药检测的干扰，将黑火药的检测灵敏度提高了近6个量级。该结果在《Analytical Chemistry》杂志发表后引起国外同行关注，Science杂志的Science NOW栏目，对该成果进行了专门的跟踪报道。
宽容失败、鼓励创新是102组的基本原则，李海洋研究员常说“没有做不到、只有想不到”并用诺贝尔奖获得者尝试做石墨烯研究的故事以及质谱领域里近几年兴起的大气压下电离源研制的故事来勉励大家。质谱中使用VUV灯作为单光子电离源，在真空中由于光电效应，紫外光照射在金属电极上产生光电子特别明显，原来理论上VUV灯不能电离的化合物在光电子作用下可以电离了。在李老师的鼓励下，学生们利用电场调制电子能量，开始从最基本的电场加速光电子电离(Photoelectronionization,PEI)源发展到磁场增强PEI，然后到PEI电离氧气得到氧二正离子（O2+）作为试剂离子，利用O2+与样品进行电荷转移反应电离样品得到化学电离源，接着在电离源中施加射频场，增加离子运动路径，提高试剂离子与样品的碰撞机率，得到射频增强化学电离源。新电离源不仅有效拓展真空紫外灯的使用范围还增强了灵敏度，与单光子电离方式相比，对13种分析物（包括芳香烃，氯代烃，硫化氢等）的检测灵敏度提高了12-118倍；以O2+作为试剂离子，实现了电离能高于10.6 eV的有机物的分析，如丙烷、氯仿等多氯烷烃。
都说做仪器难，做仪器发好文章更难，可102组人敢想敢做，凭着一股不服输的干劲，近几年在《Analytical Chemistry》杂志上发表了12篇仪器研制方面的文章。102组一直重视知识产权的保护，2013年，102组申请专利62项，其中发明44项，实用新型9项，外观设计5项，著作3项，美国专利申请1项；获授权专利15项，并再次荣获专利申请优秀奖。
致力应用服务社会
“做仪器的目标就是要有用，给别人解决问题，产业化是最终出路，为社会服务是最终目的”，在李海洋研究员这一思路的指导下，102组将基础研究与应用研究齐头并进。历经10年，成功开发出拥有自主知识产权的离子迁移谱全套技术。2013年6月，VUV灯电离离子迁移谱一次性顺利通过公安部国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心的31项检测。8月份，手持式离子迁移谱爆炸物/毒品离子迁移谱也顺利通过公安部鉴定。并与深圳天和时代公司开展合作，成功实现离子迁移谱的产业化：转让专利使用权10项，供应核心部件离子迁移管200套；实现122套仪器中标广西自治区法庭安检设备炸药探测仪项目。
质谱是实验室用的大仪器，很多人都摇头说，那是国外大厂家干的活，咱们做不了，李海洋研究员与地质科学院合作，共同申请国家重大仪器专项《同位素地质学专用TOF-SIMS科学仪器》，并主动承担《高分辨及高精度飞行时间分析器》课题。2013年该课题获得突破性进展，利用离子反射器结合延时脉冲提取和恒比甄别器使飞行时间质量分析器的分辨率高达25000，完全满足了地质样品质谱分析的分辨率要求。2013年，又一次成功申请国家重大仪器专项《微分迁移谱-质谱快速检测仪的开发与应用》，并与公安部毒品检测重点实验室合作成功申请国家支撑项目《离子阱质谱的毒品现场查缉和快速鉴定技术与设备的研究》。项目的实施应用对于保障人们的生命健康、维护正常经济秩序，应对重大突发事件具有重要意义。
102组利用单光子电离-化学电离组合新型离子源，为所502组成功研制了一台用于合成氨催化反应过程监测的在线质谱仪。该仪器对于氨气的检出限达到75ng/L，线性范围3个数量级，极大提高准确性和检测效率，实时反映出合成氨气的浓度变化，实现其催化过程的在线监测。此外，组内研制的在线质谱成功应用于901组金属有机骨架（MOFs）材料性能测评，并替代色谱，在901组成功应用于长链烷烃催化裂解过程的产物在线分析，每2 s实现样品浓度实时监测；在广西电网及电力科学研究院招标中，102组提供的六氟化硫（SF6）及其杂质成分在线质谱检测系统方案在众多招标商中一举成功中标；与劲牌公司合作的酒中农残在线质谱快速筛选技术也迅速推进，成功实现实验室样品准确检测；与中国科学院生态环境研究中心合作研制的在线质谱也正在推向工业挥发性有机化合物（VOCs）排放在线监测。
致力应用服务社会
回首2013年，是102不畏艰辛、戮力同心、砥砺前行的一年，也是耕耘孕育收获、汗水换来回报、科研硕果累累的一年。展望2014年，102组会继续秉承着“老老实实做人，踏踏实实做事”的文化理念，在高性能快速在线质谱、离子迁移谱微型化、智能化、产业化的道路上不断披荆斩棘，勇攀高峰！
