«Золотой стандарт» аналитической химии по-российски
Россия вошла в клуб избранных: МИФИ разработал уникальный масс-спектрометр вместо импортных аналогов.
Россия начинает выпуск собственных спектрометров
В 2026–2027 годах в России начинается выпуск первого отечественного тандемного трёхквадрупольного масс-спектрометра с мягкой ионизацией. Прибор, разработанный НИЯУ МИФИ совместно с четырьмя партнёрами, успешно прошёл государственные испытания в конце 2025 года.
Тандемная масс-спектрометрия – «золотой стандарт» аналитической химии, незаменимый при исследовании сложных смесей и поиске веществ в сверхмалых концентрациях. Масс-спектрометры необходимы для того, чтобы понять, из чего состоит изучаемая смесь и каковы в ней концентрации компонентов. Жидкостной масс-спектрометр анализирует жидкие пробы, которые проходят через «фильтры» – квадруполи. Прибор с одним квадруполем может работать как сито для молекул, с двумя – анализировать то, что прошло через фильтр. Третий квадруполь обеспечивает высокоселективный и высокочувствительный количественный анализ.
На мировом рынке приборы с тремя квадруполями производит всего семь иностранных компаний, теперь к этому списку добавится НИЯУ МИФИ.
Контроль на молекулярном уровне
Трёхквадрупольный масс-спектрометр востребован во многих отраслях. В здравоохранении прибор может быть использован для диагностики редких генетических заболеваний новорожденных, которые могут привести к тяжелым последствиям, если не провести терапевтическую корректировку в младенческом возрасте. В трансплантологии этот прибор нужен для предотвращения отторжения трансплантируемого органа. В фармацевтике – при аналитическом сопровождении разработки лекарственных средств, а также их доклинических и клинических испытаний.
В аграрной отрасли масс-спектрометры необходимы для контроля качества и безопасности продукции АПК. Тандемная масс-спектрометрия необходима для контроля качестваветеринарных лекарственных средств, а также мониторинга безопасности животноводческой продукции. Также с помощью масс-спектрометров определяют, например, загрязненность водоемов и атмосферного воздуха. Полученные данные можно использовать для изучения влияния загрязнителей на живую природу. Немаловажная отрасль применения прибора – новые области науки, где требуется контроль процессов на молекулярном уровне. Тандемную масс-спектрометрию используют при синтезе веществ с новыми свойствами, контроле химических реакций, в биологических исследованиях.
Санкции как стимул развития российских технологий
Школа масс-спектрометрического приборостроения НИЯУ МИФИ существует более 60 лет. Несмотря на богатый опыт создания гибридных приборов, до недавнего времени университетские разработки не доходили до серийного выпуска из-за отсутствия подходящих программ. Ситуация изменилась в 2022 году после запуска федеральной программы «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения для научных исследований», в которую был включён проект тандемного трехквадрупольного масс-спектрометра с ионизацией электрораспылением.
Создатели прибора столкнулось с жесткими импортными ограничениями, но это стало стимулом для создания собственного производства критических компонентов. В частности, были созданы собственные технологии механической обработки и сборки макроскопических изделий с допусками в 1 микрон. Ограничения на ввоз детекторов решила российская компания «Баспик», адаптировавшая вторично-электронные умножители под нужды проекта, обеспечив необходимый для современных приборов динамический диапазон. Отдельного упоминания заслуживают средства вакуумной откачки. Двухступенчатый турбомолекулярный насос производит ООО «ВЦМО» во Владимире, который учёл все пожелания разработчиков прибора. Модули системы управления и наиболее прецизионные компоненты ионной оптики изготавливаются и собираются НИЯУ МИФИ совместно с партнёрами. Основную часть механических узлов изготавливает «Экспериментальный завод академии наук» в городе Черноголовка. Финальная сборка и запуск осуществляются на экспериментальной базе в НИЯУ МИФИ.
Сейчас в качестве жидкостного хроматографа используется производимый в Московской области хроматограф серии 1000 ИП А.В. Севко. Планируется сделать интерфейс и для ряда других жидкостных хроматографов.
От установочной серии к экспорту
Масс-спектрометр с тремя квадруполями – крайне востребованный на рынке прибор, но предельно сложный в разработке. Сборка одного устройства занимает около трёх месяцев, а для выпуска 50 единиц потребуется 12 стапелей и высококвалифицированные кадры. Это непростая, но решаемая задача. В настоящее время планируется выпуск установочной серии: от двух до пяти приборов, чтобы отладить производственные процессы и устранить недочёты. В 2026–2027 годах разработчики планируют получить сертификат средства измерений, после этого начнётся серийное производство и расширение продуктовой линейки.
До 2020 года Россия ежегодно импортировала около 50 тандемных трёхквадрупольных масс-спектрометров. Запуск собственного производства позволит полностью закрыть эту потребность и обеспечить научные и промышленные лаборатории российским высокоточным оборудованием. Проект имеет экспортный потенциал: зарубежные партнёры уже проявляют интерес к российским приборам, что открывает возможности для выхода на международный рынок и укрепления позиций России в сфере высокотехнологичного приборостроения.
