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虽然质谱仪在环境监测等多个领域均有重要作用 ， 但我国对质谱仪的研发较晚 ， 依赖进口的情况较为严重 ， 国内企业发力势在必行 。
【监测|禾信仪器启动招股，这家研发“ PM2.5照妖镜”的公司有多科创？】作者 | 李白玉
来源 | 野马财经
PM2.5是所有城市空气污染物里最让人深恶痛绝的 ， 因其对人体肺部、呼吸道的侵入伤害不可逆转 ， 它由此成为城市空气治理指标中最受关注的指标之一 。
作为空气中最为细微的存在 ， 这些直径小于2.5微米的颗粒物 ， 如何被我们捕捉、发现、甚至能够对其溯源并及时清除？
事实上 ， 这场肉眼看不见的战争 ， 就在一台台无比精密的高端仪器——质谱仪中打响 。 而自主研制“在线单颗粒气溶胶质谱仪器”(SPAMS）、开发出全球首创在线PM2.5源解析方法的禾信仪器 ， 近年来抓住地方气象部门对大气监测的需求 ， 发展成为国内技术领先的行业龙头 。 根据《招股书》 ， 2020年禾信仪器的总营收达3.12亿元 ， 较2018年增长高达151%；2020年净利润6526.53万元 ， 较2018年增长244% 。 可见 ， 近三年禾信仪器进入稳定高速发展期 。
2021年7月6日 ， 禾信仪器已得到证监会对其在科创板首发申请的同意 。 8月24日 ， 禾信仪器启动招股 ， 本次拟公开发行股票1750万股 ， 占发行后公司总股本的25% 。
324万元一套的“PM2.5照妖镜” 质谱仪 ， 简而言之即是按物质原子、分子的质量差异进行分离和检测其物质组成的尖端科学仪器 。 质谱仪将样品的分子或原子通过离子源进行离子化 。 质量不同的离子在磁场的作用下到达检测器的时间不同 ， 其结果展示为质谱图 。
质谱仪从20世纪20年代出现已有近百年发展历史 ， 一开始用于测量原子质量 ， 后用于有机化合物分析 ， 随后又开始应用到天然有机化合物结构分析 。 20世纪80年代离子源技术获得快速发展 ， 质谱仪开始应用到生物医学领域 。
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SPAMS系列产
目前 ， 质谱仪在环境监测、医疗健康、食品安全、工业过程分析等领域得到广泛应用 。
2021年 ， “十四五”规划也明确提出要“加强高端科研仪器设备研发制造” 。 从政策发力程度可以看出 ， 质谱仪对推动经济发展、促进相关行业技术升级、打破国外高端分析仪器垄断、提高高端分析仪器国产化率及国产替代等方面具有重要战略意义 。
而禾信仪器从创立之初 ， 就一直专注于质谱仪的研发 。 公司创始人周振博士2004年从美国阿贡国家实验室归国 ， 组建质谱技术团队 ， 创立了禾信有限 。 2014 年 ， 周振博士带领的“飞行时间质谱仪器创新团队”成功入选科技部“国家创新人才推进计划-重点领域创新团队” 。
经过多年的科研努力和对市场需求的掌握 ， 禾信仪器目前已成为集质谱仪研发、生产、销售及技术服务为一体的国家火炬计划重点高新技术企业 ， 专注于质谱仪的自主研发、国产化及产业化 ， 掌握质谱核心技术并具有先进工艺装配能力 ， 是国内质谱仪领域从事自主研发的少数企业之一 。
除了监测溯源PM2.5的SPAMS ， 禾信仪器的在线监测飞行时间质谱仪（SPIMS系列）还覆盖了大气环境监测领域中的 VOCs （挥发性有机物）监测 。 在大气环境监测领域取得了较强的品牌优势 ， 客户主要为各级生态环境部门、环境监测站/中心/中心站以及科研院所等 。
根据《招股书》 ， 禾信仪器的质谱仪产品已在全国 30 个省（自治区、直辖市）、200 多个城市得到广泛应用 。
除了得到市场的广泛应用 ， 禾信仪器的质谱仪研发工作也屡屡立项成为国家重点项目 。 SPAMS 系列就曾入选国家“十二五”重大科技成就展、国家鼓励发展的重大环保技术装备以及国家重点新产品 ，SPAMS系列、SPIMS 系列曾参与“雪龙号”南北极科考、东方红 II 号黄渤海科考 ， 并多次在国家大型活动中承担空气质量监测及保障工作 。
而禾信仪器研发的SPAMS产品系列 ， 更是第一个解决了“快速弄清PM2.5污染物的来源”的难题 。 据周振博士介绍 ， 它不仅能测出空气污染有多严重 ， 还可以在一个小时内获得某监测点PM2.5中汽车尾气占比是多少 ， 扬尘是多少 ， 工业源是多少等等数据 。
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实时污染源监测
从2002年开始前期调研 ， 2006年开始制造 ， 到2013年推出市场 ， 研发一款PM2.5在线源解析质谱监测产品 ， 禾信仪器用了十年 。
《招股书》显示 ， 2018-2020年禾信仪器的分析仪器业务（含SPAMS、SPIMS系列）占营收的比例分别为77.27%、67.44%和66.21% 。 其中2020年 ， SPAMS系列产品一套单价高达324.56万元 。 2018-2020年 ， SPAMS系列的销售分别台数为13台、15台和10台 。
而监测VOCs（挥发性有机物）的SPIMS产品销量要显然高很多 ， 2018-2020年销量分别为22台、29台和65台 。
安信证券的研报认为 ， 从“十三五”的PM2.5源解析需求 ， 到“十四五”的 VOCs源解析需求 ， 大气污染物的精准监管至关重要 ， 目前 VOCs 走航监测车模式处于推广阶段 ， 预计仅政府端每年需采购 8.2 亿元运维服务 。 目前以禾信仪器为代表的国内企业强势崛起 。
自主研发助力质谱仪国产替代 虽然质谱仪在环境监测、生物医药、食品安全等方面均有不可替代的作用 ， 但我国对于质谱仪的研发依然较晚 ， 依赖进口的情况较为严重 ， 国内企业发力势在必行 。
安信证券研报显示 ， 2020 年中国质谱仪市场规模约为142.2亿元 ， 占全球市场30%左右 。 根据海关总署数据 ， 2014-2020年我国进口质谱仪由44.7亿元提升至105.2亿元 。 全球质谱仪市场的主要参与者为沃特世、丹纳赫、布鲁克等公司 ， 这些海外公司大约占据全球了 90%的质谱仪市场份额 。 虽然 ， 我国质谱仪的进口依赖度由2014年的94.7%降至2020年的74.0% ， 比例依然较高 ， 但紧扣依赖度已呈现改善趋势 。
而当下 ， 我国质谱仪行业的现状是 ， 包括禾信仪器在内的国内质谱仪企业的产品主要以单质量分析器为主 ， 产品类型以四极杆质谱仪、飞行时间质谱仪、离子阱质谱仪居多 ， 而国际行业巨头则在各质谱技术串联方面积累了丰富的经验 ， 将各种质量分析器串联使用 ， 引领了质谱仪行业的技术发展 。
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大气环境监测业务
而近年来 ， 我国为实现在串联质谱仪研发及产业化应用方面的突破 ， 通过设立国家重大专项或计划的方式对该项研发提供全方位支持 。 禾信仪器则先后两次牵头承担了2011年和2017年的重大科学仪器设备开发专项 ， 力图实现我国在串联质谱仪研发及产业化 。
此外 ， 涉及便携式质谱仪制造的一些关键技术已经成熟 ， 国际质谱仪市场正处于从大型质谱仪向小型质谱仪转型的时期 ， 小型化、便携式的质谱仪成为质谱仪发展的重要方向 。
在突破技术领域的需求外 ， 全球质谱仪的市场发展前景 ， 更是我国积极拓展质谱仪技术的重要驱动力 。 根据 Transparency Market Research 测算 ， 2018-2026年全球质谱仪市场的年均复合增长率将达到 7.70% 。 在下游应用领域需求的拉动下 ， 全球质谱仪市场将保持稳健增长的态势 。
从时间上看 ， 我国的飞行时间质谱仪研发制造虽然已有近三十年的历史 ， 国内先后涌现出近十家科研单位进行飞行时间质谱仪的研究 。 但由于飞行时间质谱仪是综合多个学科和技术的高端分析仪器 ， 国内拥有自主知识产权的商业化质谱仪较少 ， 主要为国际知名行业巨头垄断 。
随着环保、生化、农药、医药、食品等部门分析测试需求的增长 ， 国内商业化飞行时间质谱仪在环境监测、医疗健康、食品安全等领域市场潜力巨大 。 根据智研咨询数据 ， 2020年中国质谱仪市场规模约为142.2 亿元 ， 占全球市场30%左右 。
而禾信仪器始终坚持自主研发 ， 现已获得质谱仪领域多项核心技术知识产权 。 近年来 ， 禾信仪器承担或参与国家重大科学仪器设备开发专项、国家高技术研究发展（863）计划、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项等质谱技术类重大科研任务 。 在质谱仪的质量分析器、离子源、进样系统、数据系统、整机系统等方面突破众多质谱关键核心技术 。
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根据《招股书》 ， 在质谱仪最核心的离子源技术上 ， 禾信科技有5项自主研发的专利或申请中专利 ， 均处于国内领先水平 。
除此之外 ， 禾信仪器的研发实力也得到学界和行业的认同 。 禾信仪器共牵头承担 3 项国家重大科技专项 ， 在核心期刊发表多篇论文 ， 参与 5 项质谱仪国家及行业标准制定 。
作为一家研究驱动的科创公司 ， 禾信仪器的研发投入也始终保持较高水平 。 根据招股书 ， 2018-2020年 ， 禾信仪器研发投入分别为3243.47万元、3986.68万元和3897.12万元 ， 研发投入占当期营业收入的比重分别为 26%、18.13%和 12.48% 。 与聚光科技、天瑞仪器等可比上市公司相比 ， 禾信仪器的研发投入占营收比例显著高于行业水平 。
在环境监测领域 ， 禾信仪器已成功实现质谱仪的产业化应用 。 但面向未来 ， 生物医药领域对于质谱仪技术的需求正在不断显现 。 安信证券研报认为 ， 质谱成为生命科学中最重要的工具之一 ， 其主要原因是质谱检测的是分析物本身独特的物理性质 ， 即分子量 。 质谱仪作为一个在医疗上支持诊断的重要工具 ， 临床方面主要应用在微生物鉴定、新生儿疾病筛查、维生素检测等领域中 。
而在生物医药领域 ， 禾信仪器已开始进行研发和产品布局 。 禾信仪器通过参与国家重大科学仪器设备开发专项——“新型高分辨杂化质谱仪器的研制与应用开发”等重大科研项目 ， 不断提升在生物医药领域质谱仪领域的研发水平和产业化能力 。
现如今中美局势依然紧张 ， 中方始终面临重要工业品被西方“卡脖子”的境地 ， 在“缺芯少核”现象的背后 ， 是我国高端制造业发展仍需大跨步迈进的现实 。 而以禾信仪器为代表的掌握国内领先技术的企业 ， 即将凭借科创板的“东风” ， 在资本市场获得更大的赋能 。
你看好国产质谱仪的技术突破前景吗 ， 你会参与禾信仪器的申购吗？欢迎在评论区留下你的观点 。
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