博納艾杰爾：做好中國科學家的彈藥庫

“高性能色譜分離材料和色譜柱的研制”成果鑒定會在津召開

　　2010年8月25日，天津市科學技術評價中心對天津博納艾杰爾科技有限公司完成的“十一五”國家科技支撐計劃重大項目——“高性能色譜分離材料和色譜柱的研制”召開成果鑒定會。鑒定委員會由中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士、中國科學院化學研究所劉國詮研究員、中國計量科學研究所張慶合研究員、南開大學呂憲禹教授、天津大學李祥高教授、天津工業大學魏俊富教授、天津市合成材料工業研究所陳曉康高工組成，張玉奎院士擔任本次鑒定會主任。

“高性能色譜分離材料和色譜柱的研制”成果鑒定會現場

天津市科學技術委員會成果處 李慶興處長

　　首先，來自天津市科學技術委員會成果處的李慶興處長致辭，李處長在致辭中表示希望通過成果鑒定會，使得企業能夠更好地將科研成果轉化為生產力，為企業帶來效益，同時也為天津市帶來社會經濟的發展。

中國科學院大連化學物理研究所 張玉奎院士

　　成果鑒定會由張玉奎院士主持，首先由承擔此次課題項目的天津博納艾杰爾科技有限公司汪群杰總經理向各位專家匯報《高性能硅膠基質色譜分離材料及色譜柱研制》項目的技術研究報告。

　　

天津博納艾杰爾科技有限公司 汪群杰總經理

　　“高性能色譜分離材料和色譜柱的研制”是“十一五”國家科技支撐計劃重大項目之一，博納艾杰爾科技是被支持的四家單位之一，此前已經成功通過了科技部的驗收。

　　項目的總體目標是：開發出色譜用高純多孔球形硅膠基質完整、穩定的生產工藝；在此基礎上開發出一系列色譜分析和純化應用，形成色譜填料和色譜柱的初步產業化規模以及完整的質量控制體系。

　　項目主要成果包括：（1）建立了球形高純硅膠基質的完整、穩定的生產工藝；（2）建立了三十余種鍵合相、近百種規格的高性能色譜填料的制備工藝；（3）建立了數百個品種、規格色譜柱的裝填工藝；（4）研制出了包括酰胺基固定相、高溫耐酸固定相、混合填料固定相等一系列國際首創的新型色譜固定相；（5）形成4項發明ZL；（6）建立了一支40余人的綜合技術團隊；（7）開發了近百個色譜分離應用。

　　汪博士指出，目前博納艾杰爾色譜填料年生產能力達300kg/年，2010年色譜柱銷售預期達7000支以上，其中出口占到1/3，已成為國際著名渠道商美國VWR公司主要的色譜柱供應商之一，由博納艾杰爾色譜柱開發的方法已被收錄入中國和歐洲藥典，是中國色譜柱首次進入歐洲藥典。隨后，汪博士對幾款國際首創的新型色譜固定相進行了詳細的說明。

　　“雙層表面”硅羥基富集、去活技術

　　硅羥基在色譜分離中對極性化合物的保留和分離影響很大，如何通過硅膠表面的改進使其性能更好的滿足分析需求，目前國際上通常采用表面雜化技術，該技術通過減少硅羥基，從而降低其對極性化合物的拖尾現象；通過該技術也可以提高硅膠材料的耐堿性能，降低其在堿性溶液中的溶解度。但有時硅羥基對極性化合物的分離也起到十分重要的作用，如果減少硅羥基的數目，便會造成某些極性化合物分離困難。

　　針對上述問題，博納艾杰爾科技開發出了雙層表面處理技術，與表面雜化不同的是，該技術是“反其道而行之”，不是減少而是富集硅羥基，一方面使得極性化合物得到更好的保留和分離；另一方面通過降低硅羥基的酸性，抑制其與被測分子之間的作用，從而改善峰形和柱效。

　　該技術工藝主要采用原硅酸酯對高溫燒結后的硅膠表面進行衍生化，再通過進一步水解從而產生數量更多的硅羥基，由于生產工藝的改進，大大降低了硅羥基的酸性和活性。雙層表面處理技術的好處在于進一步覆蓋表面的過渡金屬，降低表面硅羥基的酸性，并使硅膠表面性質更均一。對反相材料色譜性能也有積極的影響，包括：改善極性、尤其是堿性化合物的峰對稱性和柱效；提高極性化合物的保留；與高水溶液流動相匹配；更好的重現性。

 

　　耐酸、耐高溫填料的改進：低pH達0.8，對強極性化合物有好的保留和分離

　　博納艾杰爾科技研制的Venusil ASB-C18色譜柱主要是在Agilent ZORBAX StableBond色譜柱基礎上進行的改進。通過對大位阻基團的硅烷進行鍵合，提高填料的耐酸性避免其水解，由于該款柱子無封尾，對強極性化合物有非常好的保留和分離。

　　與ZORBAX StableBond色譜柱相比，博納艾杰爾研制的Venusil ASB-C18色譜柱的優勢在于（1）酸性降低了兩個數量級，從而拓寬了堿性化合物的pH范圍；（2）可以100%與水溶液相匹配，在對一系列的有機酸進行分離時，不再需要加入離子對試劑；（3）由于該色譜柱的低流失、低表面活性從而可以實現極高的LC-MS靈敏度。據汪博士介紹，該型號色譜柱憑借其優越的性能已被國際著名藥企美國Covance公司和德國Merck公司選用，替代了他們先前使用的其它國際品牌的色譜柱。比如Convance客戶的評價是：“我用ASB C18柱測試了我的化合物，發現它比一般luna C18 2.1×50 mm，5 um柱具有更高的靈敏度。”

 

　　酰胺鍵合相

　　在固定相中通過引入短鏈的酰胺基團（Unisol Amide），可顯著改善強極性物質的色譜分離應用范圍。在常規正相應用中可避免如硅膠柱的過度保留，同時還可改善峰形和柱效；在HILIC模式下，可提高極性化合物的保留和分離，與氨基柱和純硅膠柱相比，酰胺鍵合相可顯著提高穩定性。匯報中舉例了鄰苯二酚、aniline＋咖啡因、維生素、莽草酸等多種體系的分離。

　　汪博士指出波士頓一家公司和華藥合作利用環肽研制癌癥藥物，最初用硅膠色譜柱時回收率僅有百分之十幾，采用這款酰胺鍵合固定相色譜柱，回收率可提高到80%。

 

　　混合固定相優化技術

　　混合固定相色譜柱可顯著簡化復雜樣品的分離優化過程，并開創了解決同時含有強極性和非極性物質樣品的快速分析的途徑。汪博士在這里例舉了HILIC/C18和SCX/C18這兩款混合固定相的應用。

　　單獨使用C18柱對葡萄糖和非極性萘進行分離時，如萘在合理的時間段內出峰，葡萄糖便不會在反相柱上有任何的保留，HILIC/C18混合固定相能夠在等度的條件下將葡萄糖和萘在同一個時間段內出峰。SCX/C18混合固定相與之前單個固定相相比，柱效下降很少，通過改變SCX/C18填料之間的不同配比，可實現復雜樣品分離的快速優化。

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　　汪博士介紹完該課題的具體情況后，各位專家就產品的生產工藝、性能指標、應用案例等方面與博納艾杰爾公司進行了深入的交流與探討，并提出了許多建設性的意見。在總結中，張玉奎院士從30年前化物所推廣色譜柱開始講起儀器和消耗品研發的重要性，中國分析儀器的現狀是進口儀器占據大部分市場，比如液相色譜中國一年進口7000~8000臺，但國產只有200~300臺；質譜更是100%進口；色譜柱或色譜柱填料也大都依賴進口，而進口填料的價格約為50美元/克，比黃金還貴。科技部劉燕華副部長曾講過：“中央非常關心諾貝爾獎，中央認識到中國的科學家是高水平的，但中國的科學家沒有自己的武器庫和彈藥庫。用的武器是進口的，用的彈藥也是進口的，怎么能打贏老外？”這個武器庫和彈藥庫正是指的自主研發的儀器和消耗品。張院士對該項目成果給予了高度的肯定，并表示將力爭將硅膠填料技術列為國家“十二五”規劃重點支持技術。希望博納艾杰爾作為中國分析儀器公司的旗艦，將色譜柱的開發研制一直進行下去。

　

中國科學院化學研究所 劉國詮研究員

中國計量科學研究所 張慶合研究員

　　最后，經鑒定委員會專家充分討論，一致達成以下鑒定意見：

　　1、課題組提交的技術文件齊全、翔實可靠，符合鑒定要求。

　　2、該項目自主研發了高性能硅膠基質色譜分離材料及色譜柱，并建立了完整的產品檢測技術與標準化質量控制體系。

　　3、主要創新點如下：

　　（1）該項目采用“多層”硅膠基質表面處理技術，使用原硅酸酯對高溫燒結生成的高純多孔球形硅膠進行表面處理，降低了硅膠表面的酸性，提高了表面的均勻性，從而提高了相應色譜填料對堿性化合物的色譜分離性能。

　　（2）采用特殊的鍵合超高穩定性的十八烷基異丙基硅烷，獲得了可耐120℃高溫和匹配純水流動相C18色譜填料；通過硅烷多點鍵合，高密度封尾等工藝，獲得了寬pH范圍的C18色譜填料。

　　（3）采用酰胺基官能團制備液相色譜鍵合相，研制了強極性新型親水色譜填料，具有更好的重現性、穩定性。

　　4、該成果產品已在食品安全、環保和醫藥等領域中得到應用，并已為歐洲藥典和歐美著名制藥企業多采用。目前，已實現高性能硅膠基質色譜分離材料和色譜柱的量產，銷售收入達3200萬元。

　　綜上所述，該成果擁有自主知識產權，總體技術達到了國際先進水平，經濟和社會效益顯著。

　　專家組還建議，應進一步提高、完善硅膠基質工藝技術及產業化水平，擴大市場規模；同時加大科技開發投入，并爭取相關科技技術的支持，將企業做大做強。

 

　　色譜分離材料和色譜作為色譜分析技術的核心，對高效液相色譜的發展有著重要的影響。目前我國80%以上的色譜應用依賴進口填料和色譜柱，此項目成果的產業化能有力地加快色譜產品的國產化進程，顯著降低我國相關領域的科研成本，打破國外廠家在填料技術上的壟斷；同時也解決了國內對高檔色譜填料和其它分離檢測材料迅速增長的需求，擺脫對此類高價值材料的進口依賴，為國內客戶降低色譜柱和介質相關成本數千萬元。

專家合影