转自广州日报:归国科学家周振:花10年造出快速监测PM2.5来源的质谱仪

发表时间:2018-05-18阅读次数:
 

内容提要:2018517日,《广州日报人物在线》采访了禾信创始人归国科学家周振博士,讲述了他如何花十年造出快速检测PM2.5来源的质谱仪。

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广州日报人物在线--杜安娜作者

日期:2018517

20多年前,周振就决定把自己的名字和“质谱仪”紧紧地联系起来,“这就是我的梦想”。上世纪90年代,在德国深造的周振研制出垂直引入式飞行时间质谱分析器,分辨率达到20000,为世界最高水平。2000年他成功将高分辨技术引入国内,使中国成为目前世界上少数具有高分辨飞行时间质谱仪研发能力的国家之一。 
18年来,周振认真做到了一件事:把这一技术实现产业化,打破了国内逐年扩大的质谱仪市场一直为国外公司全盘垄断的局面。“不过,现在也只能说‘撕开了一条小口子’。”周振看得很清醒:“现在国家每年对质谱仪的采购仍有98%依赖进口,我们只占1%。”周振谨慎地谈到未来:“十年之后,我们希望这一份额提高到20%,逐渐进入全球前十质谱仪企业的行列”。
“做我们这行,和其他行业不一样。回国创业这十五年,以五年为一个阶段才能获得一点成就感。”今年49岁的广州禾信分析仪器有限公司创办人周振习惯性轻蹙着眉头,每说一句话都要认真琢磨片刻,遇到突发的灵感,他会马上找到纸笔,像小学生一样趴在那里仔细记录下来。办公室里最显眼的,是周振的满头华发,和挂在墙上的“锲而不舍”四个大字。
 
 
周振
1十年“磨出”一款产品
如果不靠“锲而不舍”的精神确实很难走到今天,“我们从2002年开始前期调研,2006年开始制造,到2013年推出市场,一款PM2.5飞行时间在线源解析质谱监测产品,用了十年。”周振说,他们研发推出一款产品的周期最快都是七年。当他2004年回国时,国内自主知识产权的飞行时间质谱仪产出基本上还是“零”。
 
在周振看来,当时的这一现实状况都是意料之中。“质谱仪研究技术难度高,市场应用范围比较专业,研发周期长,极少人愿意投入”。
 
这是一个提升国家科技实力,打破技术垄断,但不能短时间快速产生利润的行业。周振感叹,比起现在一些急剧发展的行业来说,他现在下的功夫更多是在积累核心竞争力,培养行业人才上,“赚得是‘慢钱’”。
 
“质谱仪是什么?可能现在很多人都不懂,放在十年前不懂的人更多。”周振说自己带回国的核心技术就是垂直引入式飞行时间质谱分析器,“飞行时间质谱仪的原理是由离子源产生的离子经加速后进入无场漂移管,以恒定的速度飞向离子接收器;通过测量各种离子到达飞行管的飞行时间,就可以得到离子的质荷比(m/z值)。飞行时间质谱仪具有可检测分子量范围大、扫描速度快、仪器结构简单等优点。
 
他举例说,他们正是基于这一技术,花十年时间研发出来PM2.5在线测试检测质谱仪,就可以快速测出PM2.5的来源。2017年,他们又推出了一款花了七八年时间自主研发出的快速微生物鉴定质谱仪,可用于蛋白质组学、代谢组学、基因组学、药物、聚合物等分析领域,“比如在医疗诊断上,质谱仪能快速判断细菌或病毒的种类,判断速度提高一倍,所花费用降低一半。”周振说,飞行时间质谱仪在食品、环境、药物、国家安全等分析测试领域还有广泛的使用空间。
 
 
周振和导师们
 
2从没想过要办“绿卡”
20多年前,周振就清醒地告诉自己,出国只是路径,“最后肯定是要回来的”。周振毕业于厦门大学,在学校时,受到老一辈质谱专家和教授的影响,他觉得,自己要坚定地走研究质谱仪这条路。
 
“在国外读书期间,我没有一刻动摇过‘一定要回国’的想法。从来没想过要办‘绿卡’之类的事。”周振说道。德国吉森大学读物理学博士期间,周振得到了无网反射飞行时间检测器发明人H. Wollnik教授和垂直引入式飞行时间检测器发明人A. Dodonov教授的指导,在2000年成功研制出了分辨率达20000的高分辨垂直引入式飞行时间质谱仪,技术指标为当时国际同类仪器的最高水平。
 
从那时开始,他预感回国的时机到了。他一方面寻求志同道合的伙伴,一方面开始研究中国的质谱仪市场,同时也在中国留学人员广州科技交流会上在寻找自己的“落脚点”。
 
周振感慨,最后让他启动回国的“临门一脚”,是中国科学院广州地球化学研究所傅家谟院士“踢”的。“当时所有人都不看好,唯有傅家谟坚定地相信我回来一定会做成。”这种信任的“魔力”,直到现在谈起来,都让他心潮澎湃。
 
和造质谱仪一样,周振是一个喜欢把事情考虑得比较全面、精细的人,对于归国创业的困难,他估算得比较充分。首先是资金的问题。周振记得当时出去找投入,“不懂行的人,转身就走了;懂行的人,一听说是做质谱仪,往往一脸惊讶的反问,你这至少都要投资一千万元以上吧?摆摆手就走了。”有一次,一个投资人听说要千万投入和十年时间,“背地里怀疑是不是遇到了骗子”。
 
直到最后得到广州科技风险投资一笔500万资金的助推,压力才慢慢缓和,“当时,的确有不少人觉得我疯了”。虽然周振对回国创业做了充分的“困难”准备,以防材料不齐全还特意带回来几大箱零部件。不过他没想到,有些“坑”防不胜防。“就拿一个简单的材料来说。因为我们的仪器要抽真空,这就要求零部件的表面要非常光滑,只要有比头发丝细十分之一的划痕,我们的产品就会出问题。”周振说,“划痕事故”是不允许发生的,“所以,我们还要花费一定的时间去培养上游企业。”
 
同样难办的是:缺人。最初的研发团队看起来更像是一个“草台班子”小作坊。筹不到资金,周振凭着最初的100万元就开始干了起来。“这100多万元还不够买齐一台质谱仪的所有零部件,以当时的实力去做质谱仪在很多人看来简直是天方夜谭。”周振说,缺钱买设备,更没钱请人。
 
 
周振的质谱仪
 
当时公司上上下下加起来就是五个人,除了他自己,还有四个人:两个学生、一个助理,一位退休的老技工。公司常常发不出来工资,食堂就开在周振家里,“请了一个阿姨做饭”。每个来应聘的员工,周振都会事先告知,“这是一场长跑,要做好长期奋战的准备。”很多人一听他这样说,直接就吓跑了。“当然,经过这道检验,坚持留下来的几个年轻人,现在都成为了行业的技术骨干。”
 
3打破高端质谱仪零出口记录
“质谱仪的研发和生产和很多行业不太一样,因为生产周期长,一件产品在设计阶段有市场,当产品研发生产出来时,可能已经不适应生产的发展。”周振说,所以很多时候要靠“试”和前瞻的眼光。
 
“所以在我们目前的基础下,我们不允许犯错。这就需要在最初的设计阶段,考虑得非常完备仔细。”周振清楚地看到,在质谱仪的技术上,“我们和世界先进水平还有50年的差距。是百年制造历史与十年历史的PK
 
在业内都知道,2017年周振把一台在线单颗粒气溶胶质谱仪卖到了美国市场。这是一家美国的科研机构,当时在全球市场进行采购。周振说,负责采购的研究人员是正是这款在线单颗粒气溶胶质谱仪原理发明人的学生,“可以想象他们的要求非常高。”周振说,“全球总共能做这台仪器的只有两三家,能够批量生产的只有我们一家。”
 
“最终他们通过国际学术论文上的线索找过来的。”周振说,“他们没想到中国还有这样一家企业”,经过仔细的技术考验,周振最后拿下了这个订单,成为了第一台进入美国市场的“中国制造”高端质谱仪。
 
“虽然只卖了一台,也不是批量生产,但科技部认为这是一个‘零的突破’,20多万美元的仪器出口的不多。”这件事中国的质谱仪行业颇为振奋,不过周振心里明白,“我们生产的这款质谱仪,质量上比国外好,但售价却低了不少,走‘低价’路线也并不是未来要走的路。”
 
“我头脑从来没有发热膨胀的时候。”周振平日里不苟言笑,似乎也是对自己的一种时刻提醒。周振说,现在只是打破了完全依赖进口的局面,要发展自己的民族品牌,推动国内质谱仪器行业良性发展,还要靠几代人的努力。
 
 
周振在质谱仪实验室
 
对自己企业的发展,他说:“现在的产值是一个亿,五年之后希望能达到五个亿。一个不争的现实是,国家每年百亿的采购量,依然有98%来自于进口。希望十年之后,我们能占到20%的份额。
 
4记者手记:人一定要有理想
 
周振带领的团队已经从4人组合,50平米办公场地发展到现在的240名员工,100多名技术人员,占地六千平米的现代化办公区。他有意把自己的办公室设在离两个仪器生产车间的最近的地方。巧妙地构成了一个“实现理想”的空间格局:
从周振的办公室推门出去,不到五米就是第一个生产车间,里面装着正在构思的“酝酿品”、还在完成的“半成品”、即将完成的“调试品”。而与之相邻的生产车间则是已经推出市场的“成熟品”。这些散落成堆的零部件和材料,在周振的眼里,就是一个理想出发的地方。