汪群杰：移动的磁性SPE前处理自动化更轻松

　　分析测试百科网讯，在不久前召开的上海慕尼黑分析生化展（analytica China）上，博蕴生物携手艾捷博雅发布磁珠SPE 和样品前处理的一系列新产品，具有易于自动化和兼容现有分离方法原理的特点。在前处理的自动化市场上，中国人首次推出商品化磁珠SPE（mSPE），将打开一扇新的科学分离的大门，未来在食品、天然产物、临床等领域有广阔的应用前景。分析测试百科网采访了该技术的发明人以及博蕴生物、艾捷博雅创始人汪群杰博士，他将分享二次创业的经历，以及这项全新技术带来的广阔前景。

　　博蕴生物、艾捷博雅创始人 汪群杰

　　二次创业的两大方向

　　相信很多人对汪群杰博士都比较熟悉，因为博纳艾杰尔曾在分离界创造多项领先。接下来我们稍稍回顾下汪博士的背景。

　　汪群杰早年就读于南开大学，在欧洲获得博士学位后到美国安捷伦总部，作为研发工程师工作8年，2004年回国创业，2007年创办博纳艾杰尔，致力于研发制造色谱分离材料和相关分离纯化的设备。公司在发展期间抓住中国食品安全行业高速增长的机遇，其产品主要针对食品市场并大获成功。2016年，博纳艾杰尔被外资收购。

　　二次创业时，汪群杰选择了更下游的两个市场，一个是针对临床的体外诊断应用，另一个围绕生物合成、微生物发酵，开发其终端产品的全套智能方案。目前公司的重点方向是生物合成领域的分离纯化解决方案，通过提供设备、材料、工艺方法以及技术服务，为上述行业提供全方位的服务。

　　博纳艾杰尔曾经做出了许多中国人的第一。比如十一五期间，填补了色谱填料基质的空白，中国人可以开始生产从硅胶基质到键合填料的各种色谱分离产品。十一五项目完成后，博纳艾杰尔还获得天津市市长基金项目、科技部重大专项等。公司年销售额达到2亿人民币，其中5000万销售到美国、日本和欧洲。

　　汪群杰表示：“一次创业，我们更多做的是填补国内空白技术，二次创业，我们立志做自主创新、真正原始创新的技术。”

　　磁珠SPE（mSPE）：液体不动磁珠动

　　谈到为何要做磁珠SPE，“今年受到核酸检测的启发，疫情中磁珠自动化提取技术广泛应用于核酸检测的前处理，确实很方便。”汪群杰说。

　　众所周知，此前博纳艾杰尔首次填补国内产品空白，其SPE产品大受欢迎，是国内SPE规模化最早最大的企业。汪群杰表示，但在推广SPE应用的过程中，自动化SPE装置一直存在瓶颈。传统SPE的过程中，操作人员需要多步操作，主要是通过SPE小柱吸附样品，然后再洗脱吸附的样品，全过程中均是固体不动液体动。

　　固相萃取（Solid Phase Extraction），SPE小柱不动，移动液体

　　今年推出的磁珠材料SPE，将淋洗液、样品、洗脱液放在不同的容器里，让磁珠移动，首先让磁珠同样品充分混合后吸附样品；再把磁珠放入淋洗液里充分混合，洗掉杂质；最后移动磁珠到洗脱液中同洗脱液充分混合，洗脱出样品。

　　该过程非常好地解决了传统SPE遇到的问题。因为液体转移过程中常遇到堵塞、流速不均匀等一系列问题，造成自动化很难可靠地完成和实现，而用磁珠的方法则可以让自动化变得可靠和简单。

　　磁珠SPE的样品净化过程

　　解释了基本原理后，汪群杰接着说：今年我们设计的产品，很好地结合了介孔材料和磁性材料，而且可稳定大批量的生产。在全球市场上，实现了第一个商业化产品：用带有介孔的专门用于小分子提取净化的磁性材料，替代传统的SPE柱。

　　为何需要结合介孔材料？汪群杰表示：目前市场上的核酸提取，材料相对简单不需要介孔，基本靠硅胶就可以实现核酸片段的吸附，对于抗体纯化主要靠膜蛋白与抗体的亲和作用。而对于更多种复杂的小分子，就需要靠介孔选择性地吸附，比如靠介孔里反相或离子交换的机理。

　　新型磁性分离材料示意图

　　据汪群杰介绍，目前博蕴 生物的mSPE材料已正式推向市场，6家合作单位进行测试和方法开发，反馈结果很好。mSPE有三大优点，首先是速度快，过去做一个样品前处理需20-30分钟，用mSPE只需5-10分钟，节省2/3的时间。其次是可靠。由于过程中只需动mSPE固体，过去碰到的漏液、流速是否均匀等难题都不复存在，自动化成为非常简单可靠的过程。第三是应用广泛。理论上可以代替市场上所有传统SPE方法，在材料的选择性、分离功能上和传统SPE没有差别，唯一的差别就是让材料带上磁性，不需要过柱子，而是转移固体mSPE。

　　mSPE与传统柱萃取的回收率对比

　　磁珠SPE结合自动化产品

　　磁性SPE具有的上述优点使其易于实现前处理的自动化。汪群杰特别介绍了在临床质谱自动化前处理方面的应用。众所周知，传统的临床质谱检测过程有如下缺点：首先每个工位需要手动转移，且不能随时添加样品；其次需要攒够一定的样品量之后进行；而且在样本分离净化的过程中，会闲置等待样品。

目前质谱检测流程示意图

　　“单件流”的自动化流水线模式示意图

　　采用磁性SPE后，研发团队设计了“单件流”的自动化流水线模式，开发出MS Automate MB 生物样本智能分离全自动净化系统。它采用二维联动和流水线模式，兼备高效率与灵活性；并采用悬浮式样品传输，实现精准个性化定制。其优点为：分解了萃取步骤，实现了单件流；连续处理样品，不需要质谱检测器等待；信息全记录；提供单个模块的选择，可自由搭配。团队开发了各种模块化设备，如模块化样品提取仪、移液工作站、氮吹浓缩仪等。

基于磁性介孔材料的自动化萃取系统

　　MS Automate MB系列与竞品的对比

　　研发团队还开发了MB HLB Plate -03 磁性介孔生物样品平行萃取板/试剂盒产品，用于高通量的应用。

　　MB HLB Plate -03 磁性介孔生物样品平行萃取板/试剂盒

　　综上所述，在临床质谱前处理应用中，团队设计研发的基于磁性介孔材料的自动化萃取系统克服了以往前处理的难题，有望在未来临床质谱检测更广泛应用时发挥巨大作用。

　　汪群杰表示，研发团队已申请11项ZL、其中包括7 项发明ZL和4项实用新型ZL，有力的保证和推动mSPE创新系列产品的未来发展。

　　用户评价

　　吉林省质检院总工程师 刘俊会研究员

　　吉林省质检院总工刘俊会研究员评价说：mSPE具有操作步骤简单、时间短、容易实现自动化的优点，在食品检验中技术优势显著，具有广泛应用前景，未来系统团队参照食品检验方法标准，进行应用方法研究和比对试验，将mSPE方法标准化。

　　华东理工大学特聘教授 张维冰

　　曾在大连化物所工作多年，现在华东理工大学的张维冰教授10年前就开始研究磁分离技术，当时他和复旦大学赵东元院士团队合作，研究了多领域的应用。张维冰表示：生物分离发展后，mSPE的固定化、易于自动化凸显优势。汪群杰博士的团队在环境、食品、天然产物方面已经取得成熟的结果，今后尚需在极微量样品的生物分析方面进一步提升。对于复杂样品分离而言，mSPE相当于多维分离的前级分离，从固定相来说，mSPE小球里是个磁盒，外面包覆传统的各种固定相。而固定相是色谱永恒的主题，不同的固定相选择对应不同的样品，未来mSPE的发展方向是复杂体系的分离和自动化。

　　中国分离填料和色谱柱的发展

　　最后，汪群杰博士回顾和展望了中国品牌色谱柱和填料发展。他说：2004年我刚回国时的现状是：所有色谱柱填料全部都需进口，当时国内有几家买填料装柱子，但整个市场占比很小，因为采购国外填料不会取得价格优势。回顾来看，博纳艾杰尔、月旭等企业在色谱柱的国产化上都做出了贡献。

　　最初回国时，我们也是购买进口硅胶基质，然后做各种技术和官能团的键合，满足不同分离的需求。随着2006年承担国家十一五项目，我们在国内首次填补了硅胶基质的空白，做出高性能同国际并轨的UPLC用亚2um的填料，以及核壳最新填料，2013年时已研发出国外所有最新的材料。从近两年的发展情况看，国际上没有出现新的色谱柱企业，国内企业技术也越来越成熟，质量等各方面同国际更加接近，并推出越来越有特色的产品。从行业来看，尚没有看到全新的材料和方向。所以，随着国产品牌自己技术的进步和生产质量的优化，未来将争取到越来越多的市场份额。

　　我们的二次创业瞄准的是原始创新产品，本次发布会是我们的首秀，希望产生好的影响并得到市场和客户的认可，并期望得到更多的客户反馈和合作。