药物波谱分析是当今发展最为迅速的前沿科学之一，核磁共振(NMR)和电子顺磁共振(EPR)波谱仪在现代科学研究中占据着重要地位。本篇研究报告旨在深入探讨这一领域，针对国内外NMR和EPR波谱仪器产业发展现状，详细剖析当前的市场规模和竞争格局以及主要厂商的市场份额、产品线和技术特点，帮助投资者把握行业发展的脉搏。
01
定义与分类
波谱分析基于光学理论，通过研究物质与光的相互作用，建立物质分子结构与电磁辐射之间的关联，从而进行物质分子几何异构、立体异构、构象异构和分子结构分析和鉴定的方法。
图1.电磁波谱(数据来源：公开资料，华医研究院整理)。
与实验室常谈及的“四大波谱”（红外、紫外可见、质谱和核磁共振）不同，本文参考《大型科学仪器设备分类标准与编码规则（试用）》、《科技平台大型科学仪器设备分类与代码》（GB/T32847-2016）、《实验仪器及设备》（GB/T 40024-2021）等分类标准，将波谱仪分为核磁共振波谱仪（NMR）和顺磁共振波谱仪（EPR）两大类进行详细介绍。
在技术类型上，波谱仪分为核磁共振(NMR)、电子顺磁共振(EPR)等多种类型，各自针对不同的分子结构分析需求。其中，NMR波谱仪以其对分子结构、动态过程和化学反应的非侵入性、非破坏性定量分析广受青睐。EPR波谱仪则专与研究顺磁性物种，为识别和定量自由基和金属离子提供了重要手段。
图2.基于NMR和EPR波谱仪的分类（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
02
应用领域
波谱仪用于化学结构鉴定、动态过程和代谢组学研究，还可应用于生物研究，如蛋白质结构与相互作用、代谢物鉴定和测定。其应用领域涵盖生物医药、化学材料、食品农业、环境科学和工业等领域。
图3.波谱仪的应用领域（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
03
常见产品与技术
1
超导磁体核磁共振波谱仪（NMR）：
自1964年至今活跃在市场上的超导谱仪有200-1000MHz不等。由于常规核磁共振信号灵敏度与磁场强度正相关，因而增强磁体主磁场强度成为增强核磁共振信号灵敏度的首选。通常400HMz谱仪适用于分子量小于1000的小分子检测，而对于大分子研究，则需要500-600HMz以上场强的谱仪才能实现完整的工作。
图4.布鲁克Ascend Evo 1.0GHz NMR（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
图5.中科牛津400-600MHz核磁共振波谱仪（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
2
台式核磁共振分析仪（NMR）：
低场谱仪通常由永磁体、电磁体产生主磁场，因其价格低廉、移动便携，常用于自然条件下或生产过程中的分析检测。虽然台式核磁共振波谱仪的灵敏度和分辨率不如高场核磁共振波谱仪，但在快速、实时和准确性方面具有明显优势。
图6.牛津仪器台式高分辨核磁共振波谱仪（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
图7.Nanalysis台式核磁共振波谱仪（数据来源：公开资料，华医研究院整理）。
3
电子顺磁共振波谱仪（EPR）：
EPR现已成为研究具有未成对电子材料的重要工具，尤其适用于金属复合物和有机自由基的研究。研究人员广泛利用EPR进行蛋白质结构和功能的研究、开发用于电子和能量存储的新材料，以及检测生物系统中的自由基等。
04
产业链结构
波谱仪产业链涵盖了上游的核心部件和原材料供应，中游的整机制造和系统集成，以及下游的应用领域和最终用户。其中上游关键部件及材料面临卡脖风险，比如超导磁体和探头系统；原材料供应中液氦有90%以上资源都在国外。国内厂家主要集中在超导材料、射频线圈等基础元部件领域。
图8.波谱仪产业链图谱（数据来源：公开资料，华医研究院整理)。
05
市场格局
从全球竞争格局来看，美国与欧洲的市场规模最大，占据全球市场近2/3份额。日本是亚洲最大的市场，但中国的年增长率为10%，是日本的2倍以上。全球市场中的主要竞争者主要集中于美国、日本、德国和英国，其中前五大企业所占的市场份额合计达到90%，市场相对集中。
图9.2023年全球NMR波谱仪市场规模占比（数据来源：Thermo Fisher Scientific、 GRAND VIEW RESEARCH，华医研究院整理）。
2023年高场波谱仪以88.69%的份额主导NMR市场。低场市场相对分散，竞争也相对激烈，代表品牌有Bruker、牛津仪器、赛默飞、Nanalysis等。其中，Bruker、JEOL、牛津仪器等前五大公司占据了全球近90%的市场份额。国内整机制造商短时间内打破外资的技术与品牌垄断较为困难，无论核心零部件还是议价权都被进口企业紧紧控制。
图10.高端、中高端、中端以及低端厂商及其主要玩家（数据来源：仪器信息网，华医研究院整理）。
波谱仪需求端主要以高校科研院所为主。根据中国政府采购网中标公告可得，平均每年国内市场对波谱仪的中标采购数量共80台左右，单价为100万-800万不等，其中主要以德国布鲁克（Bruker）等品牌为主。从市场供需情况来看，目前国内NMR系统几乎完全依赖进口，波谱仪器的国产渗透率不足4%。
图11.高端NMR波谱仪国内市场份额占比（数据来源：中国政府采购网，华医研究院整理）。
06
市场规模预测
2023年全球核磁共振波谱市场规模估计为7.6亿美元，预计2024年至2030年将以5.1%的复合年增长率增长。市场增长归因于生物医学研究中核磁共振（NMR）波谱学的资金和投资计划增加，对负担得起的仿制药的需求不断增长，核磁共振波谱在非医疗保健领域的范围不断扩大，以及该技术在医学诊断中的采用率不断提高。
图12.2020-2030全球核磁共振波谱市场规模（亿美元，数据来源：GRAND VIEW RESEARCH，华医研究院整理）。
国内波谱仪整体处于增量市场，赛道短期内发展较为平稳。从2020年开始，随疫情带来的不确定性扰动逐渐平息，行业逐渐重回正轨。2022年政府公布贴息贷款政策支持更新改造设备，预计近几年增速将维持在10%左右。截止2023年，我国波谱仪市场规模估计为12.3亿元。未来随着供给能力与下游需求逐步匹配，市场规模的扩张速率预计会有所放缓并逐步回落至约5%左右。
图13.2018-2030年国内波谱仪市场规模预测（单位：万元，数据来源：华医研究院整理）。
07
发展趋势
1
技术突破与性能提升：
波谱仪正朝着更高静态场强发展，以提高谱图分辨率和灵敏度。另外，动态核极化(DNP)等新技术将大幅提高NMR的信号强度，而EPR领域正在开发脉冲和多频探测技术。
2
应用领域的拓展：
EPR正与分子学和NMR等其他技术方法结合，开展广泛和深入的应用研究，NMR也在融合其他分析技术，并向生物医学研究、现场快速检测和环境监测等新兴领域拓展，提供实时分子信息。
3
智能化与网络化：
智能化如云端数据分析和远程控制提升了用户体验。通过集成AI算法和物联网技术，NMR平台实现了数据分析自动化、远程操作与维护、数据共享与协作，提高了谱图解析的自动化水平。
4
便携式与低场化：
由于高场核磁共振仪器体积大且价格贵，便携式和低场化成为未来新趋势。低场核磁共振仪器主要用于医学诊断、化学研究和多孔介质领域。这种技术并非替代高场核磁共振，而是高场设备不适用的情况下提供核磁共振的可用性。
08
总结与风险
1
随着国产替代趋势的加强，重点关注具有自主知识产权的NMR和EPR技术研发公司，以及实现产品的国产化，是提高国内市场竞争力的关键。
2
重点关注高场核磁共振波谱仪核心技术的创新，尤其在超高场稳态磁体设计与制造、高精度控制技术以及高效射频激发与接收技术。
3
评估NMR和EPR在不同行业的应用需求，特别是在生物医药、新材料等领域的应用潜力，以识别新的市场机会。
4
小型化、智能化是未来波谱仪器发展的重要方向，在中高场几乎被国外品牌垄断的情况下，台式波谱仪或将成为国内市场新的突破口。
风险提示：上游的基础原材料和核心部件采购风险；贸易摩擦及地缘政治风险；技术研发进展不及预期；高校采购不及预期等。
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声明
节选自华医研究院行业深度报告：2024年9月《波谱行业研究报告》。
报告中的信息或所表达意见不构成投资、法律、会计或税务的最终操作建议。我公司不就报告中的内容对最终投资建议作出任何担保。
来源：华医研究院
作者：钟雨梦
编辑：杨见星
