博纳艾杰尔：做好中国科学家的弹药库

“高性能色谱分离材料和色谱柱的研制”成果鉴定会在津召开

　　2010年8月25日，天津市科学技术评价中心对天津博纳艾杰尔科技有限公司完成的“十一五”国家科技支撑计划重大项目——“高性能色谱分离材料和色谱柱的研制”召开成果鉴定会。鉴定委员会由中国科学院大连化学物理研究所张玉奎院士、中国科学院化学研究所刘国诠研究员、中国计量科学研究所张庆合研究员、南开大学吕宪禹教授、天津大学李祥高教授、天津工业大学魏俊富教授、天津市合成材料工业研究所陈晓康高工组成，张玉奎院士担任本次鉴定会主任。

“高性能色谱分离材料和色谱柱的研制”成果鉴定会现场

天津市科学技术委员会成果处 李庆兴处长

　　首先，来自天津市科学技术委员会成果处的李庆兴处长致辞，李处长在致辞中表示希望通过成果鉴定会，使得企业能够更好地将科研成果转化为生产力，为企业带来效益，同时也为天津市带来社会经济的发展。

中国科学院大连化学物理研究所 张玉奎院士

　　成果鉴定会由张玉奎院士主持，首先由承担此次课题项目的天津博纳艾杰尔科技有限公司汪群杰总经理向各位专家汇报《高性能硅胶基质色谱分离材料及色谱柱研制》项目的技术研究报告。

　　

天津博纳艾杰尔科技有限公司 汪群杰总经理

　　“高性能色谱分离材料和色谱柱的研制”是“十一五”国家科技支撑计划重大项目之一，博纳艾杰尔科技是被支持的四家单位之一，此前已经成功通过了科技部的验收。

　　项目的总体目标是：开发出色谱用高纯多孔球形硅胶基质完整、稳定的生产工艺；在此基础上开发出一系列色谱分析和纯化应用，形成色谱填料和色谱柱的初步产业化规模以及完整的质量控制体系。

　　项目主要成果包括：（1）建立了球形高纯硅胶基质的完整、稳定的生产工艺；（2）建立了三十余种键合相、近百种规格的高性能色谱填料的制备工艺；（3）建立了数百个品种、规格色谱柱的装填工艺；（4）研制出了包括酰胺基固定相、高温耐酸固定相、混合填料固定相等一系列国际首创的新型色谱固定相；（5）形成4项发明ZL；（6）建立了一支40余人的综合技术团队；（7）开发了近百个色谱分离应用。

　　汪博士指出，目前博纳艾杰尔色谱填料年生产能力达300kg/年，2010年色谱柱销售预期达7000支以上，其中出口占到1/3，已成为国际著名渠道商美国VWR公司主要的色谱柱供应商之一，由博纳艾杰尔色谱柱开发的方法已被收录入中国和欧洲药典，是中国色谱柱首次进入欧洲药典。随后，汪博士对几款国际首创的新型色谱固定相进行了详细的说明。

　　“双层表面”硅羟基富集、去活技术

　　硅羟基在色谱分离中对极性化合物的保留和分离影响很大，如何通过硅胶表面的改进使其性能更好的满足分析需求，目前国际上通常采用表面杂化技术，该技术通过减少硅羟基，从而降低其对极性化合物的拖尾现象；通过该技术也可以提高硅胶材料的耐碱性能，降低其在碱性溶液中的溶解度。但有时硅羟基对极性化合物的分离也起到十分重要的作用，如果减少硅羟基的数目，便会造成某些极性化合物分离困难。

　　针对上述问题，博纳艾杰尔科技开发出了双层表面处理技术，与表面杂化不同的是，该技术是“反其道而行之”，不是减少而是富集硅羟基，一方面使得极性化合物得到更好的保留和分离；另一方面通过降低硅羟基的酸性，抑制其与被测分子之间的作用，从而改善峰形和柱效。

　　该技术工艺主要采用原硅酸酯对高温烧结后的硅胶表面进行衍生化，再通过进一步水解从而产生数量更多的硅羟基，由于生产工艺的改进，大大降低了硅羟基的酸性和活性。双层表面处理技术的好处在于进一步覆盖表面的过渡金属，降低表面硅羟基的酸性，并使硅胶表面性质更均一。对反相材料色谱性能也有积极的影响，包括：改善极性、尤其是碱性化合物的峰对称性和柱效；提高极性化合物的保留；与高水溶液流动相匹配；更好的重现性。

 

　　耐酸、耐高温填料的改进：低pH达0.8，对强极性化合物有好的保留和分离

　　博纳艾杰尔科技研制的Venusil ASB-C18色谱柱主要是在Agilent ZORBAX StableBond色谱柱基础上进行的改进。通过对大位阻基团的硅烷进行键合，提高填料的耐酸性避免其水解，由于该款柱子无封尾，对强极性化合物有非常好的保留和分离。

　　与ZORBAX StableBond色谱柱相比，博纳艾杰尔研制的Venusil ASB-C18色谱柱的优势在于（1）酸性降低了两个数量级，从而拓宽了碱性化合物的pH范围；（2）可以100%与水溶液相匹配，在对一系列的有机酸进行分离时，不再需要加入离子对试剂；（3）由于该色谱柱的低流失、低表面活性从而可以实现极高的LC-MS灵敏度。据汪博士介绍，该型号色谱柱凭借其优越的性能已被国际著名药企美国Covance公司和德国Merck公司选用，替代了他们先前使用的其它国际品牌的色谱柱。比如Convance客户的评价是：“我用ASB C18柱测试了我的化合物，发现它比一般luna C18 2.1×50 mm，5 um柱具有更高的灵敏度。”

 

　　酰胺键合相

　　在固定相中通过引入短链的酰胺基团（Unisol Amide），可显著改善强极性物质的色谱分离应用范围。在常规正相应用中可避免如硅胶柱的过度保留，同时还可改善峰形和柱效；在HILIC模式下，可提高极性化合物的保留和分离，与氨基柱和纯硅胶柱相比，酰胺键合相可显著提高稳定性。汇报中举例了邻苯二酚、aniline＋咖啡因、维生素、莽草酸等多种体系的分离。

　　汪博士指出波士顿一家公司和华药合作利用环肽研制癌症药物，最初用硅胶色谱柱时回收率仅有百分之十几，采用这款酰胺键合固定相色谱柱，回收率可提高到80%。

 

　　混合固定相优化技术

　　混合固定相色谱柱可显著简化复杂样品的分离优化过程，并开创了解决同时含有强极性和非极性物质样品的快速分析的途径。汪博士在这里例举了HILIC/C18和SCX/C18这两款混合固定相的应用。

　　单独使用C18柱对葡萄糖和非极性萘进行分离时，如萘在合理的时间段内出峰，葡萄糖便不会在反相柱上有任何的保留，HILIC/C18混合固定相能够在等度的条件下将葡萄糖和萘在同一个时间段内出峰。SCX/C18混合固定相与之前单个固定相相比，柱效下降很少，通过改变SCX/C18填料之间的不同配比，可实现复杂样品分离的快速优化。

,

　　汪博士介绍完该课题的具体情况后，各位专家就产品的生产工艺、性能指标、应用案例等方面与博纳艾杰尔公司进行了深入的交流与探讨，并提出了许多建设性的意见。在总结中，张玉奎院士从30年前化物所推广色谱柱开始讲起仪器和消耗品研发的重要性，中国分析仪器的现状是进口仪器占据大部分市场，比如液相色谱中国一年进口7000~8000台，但国产只有200~300台；质谱更是100%进口；色谱柱或色谱柱填料也大都依赖进口，而进口填料的价格约为50美元/克，比黄金还贵。科技部刘燕华副部长曾讲过：“中央非常关心诺贝尔奖，中央认识到中国的科学家是高水平的，但中国的科学家没有自己的武器库和弹药库。用的武器是进口的，用的弹药也是进口的，怎么能打赢老外？”这个武器库和弹药库正是指的自主研发的仪器和消耗品。张院士对该项目成果给予了高度的肯定，并表示将力争将硅胶填料技术列为国家“十二五”规划重点支持技术。希望博纳艾杰尔作为中国分析仪器公司的旗舰，将色谱柱的开发研制一直进行下去。

　

中国科学院化学研究所 刘国诠研究员

中国计量科学研究所 张庆合研究员

　　最后，经鉴定委员会专家充分讨论，一致达成以下鉴定意见：

　　1、课题组提交的技术文件齐全、翔实可靠，符合鉴定要求。

　　2、该项目自主研发了高性能硅胶基质色谱分离材料及色谱柱，并建立了完整的产品检测技术与标准化质量控制体系。

　　3、主要创新点如下：

　　（1）该项目采用“多层”硅胶基质表面处理技术，使用原硅酸酯对高温烧结生成的高纯多孔球形硅胶进行表面处理，降低了硅胶表面的酸性，提高了表面的均匀性，从而提高了相应色谱填料对碱性化合物的色谱分离性能。

　　（2）采用特殊的键合超高稳定性的十八烷基异丙基硅烷，获得了可耐120℃高温和匹配纯水流动相C18色谱填料；通过硅烷多点键合，高密度封尾等工艺，获得了宽pH范围的C18色谱填料。

　　（3）采用酰胺基官能团制备液相色谱键合相，研制了强极性新型亲水色谱填料，具有更好的重现性、稳定性。

　　4、该成果产品已在食品安全、环保和医药等领域中得到应用，并已为欧洲药典和欧美著名制药企业多采用。目前，已实现高性能硅胶基质色谱分离材料和色谱柱的量产，销售收入达3200万元。

　　综上所述，该成果拥有自主知识产权，总体技术达到了国际先进水平，经济和社会效益显著。

　　专家组还建议，应进一步提高、完善硅胶基质工艺技术及产业化水平，扩大市场规模；同时加大科技开发投入，并争取相关科技技术的支持，将企业做大做强。

 

　　色谱分离材料和色谱作为色谱分析技术的核心，对高效液相色谱的发展有着重要的影响。目前我国80%以上的色谱应用依赖进口填料和色谱柱，此项目成果的产业化能有力地加快色谱产品的国产化进程，显著降低我国相关领域的科研成本，打破国外厂家在填料技术上的垄断；同时也解决了国内对高档色谱填料和其它分离检测材料迅速增长的需求，摆脱对此类高价值材料的进口依赖，为国内客户降低色谱柱和介质相关成本数千万元。

专家合影