整合优势资源 铸造民族精品--访汪尔康院士和西安瑞迈周起设总经理

前言：长春应化所汪尔康院士与西安瑞迈合作研制的毛细管电泳电化学发光检测仪(MPI-A型)，为“十五”国家科技攻关重大项目《科学仪器研制与开发》子项目。MPI-A在国际上首次将毛细管电泳分离和电化学发光检测性能完美结合，比相关领域通常应用的进口“毛细管电泳激光诱导荧光分析仪”大大降低了成本。目前，该仪器已应用于药物、医学等方面的科学分析工作。日前，汪院士在百忙中接受本网的邀请，以文字稿件形式详细阐述了该款产品的技术优势，随后笔者又邀请西安瑞迈公司周起设经理（以下简称“周总”）谈谈该款产品的市场推广和国产仪器行业的发展问题。此篇专访中，专家与厂商联手为国产优秀产品宣传造势，同时也为国内仪器行业的资源整合献计献策，以飨读者。

 

汪尔康院士

 

汪院士：电化学发光检测是近几年发展迅速的毛细管电泳分析中的一种新型检测方法，它将毛细管的分离技术与电化学发光检测相结合，可在临床分析及医药、病毒、免疫等科学试验中大大简化分析的技术难度，提高分析结果的准确性。

毛细管电泳电化学发光检测仪系结合毛细管电泳(CE)分离和电化学发光(ECL)检测于一体的多测试界面、多分析参数、多控制部件系统集成仪器。这是中国科学院长春应用化学研究所与西安瑞迈公司合作首创的一种现代分离分析仪器。它可同时对被测样品实现毛细管电泳在线分离、电化学发光实时检测，并同步显示化学发光信号、电化学电位扫描信号、电化学电极电流信号及毛细管电泳电流信号并对其进行详细分析。主要包括三个部分：

(1)电化学分析仪，提供电化学发光分析所需的恒电位、循环伏安及线性扫描信号发生器及电化学电流检测器；

(2)数控毛细管电泳高压电源,提供电泳分离所需高压，可按照程序对电动进样时间及高压、分析过程时间与高压进行独立控制；

(3)多功能化学发光分析仪，由CE－ECL多功能检测池和化学发光检测器构成。CE－ECL多功能检测池成功将毛细管电泳、电化学及化学发光三种不同方法的检测组会在一起，实现了三种检测方法的有机结合；化学发光检测器可进行流动注射化学发光、静态注射化学发光、毛细管电泳化学发光、微芯片化学发光等各种发光检测。

 

汪院士：我们瞄准电化学发光、毛细管电泳电化学发光及电化学检测的前沿研究领域，在检测系统设计、电极化学修饰、电化学发光试剂的固定化、整体仪器的开发和芯片系统制作取得主要成果如下：

(1)建立了方便易用的毛细管电泳电化学发光、电化学的检测平台，基于该平台，对药物、环境污染物、生物分子等进行检测，并应用到临床样本等实际体系的分析，推动了该项技术的发展；

(2)将化学修饰电极技术引入毛细管电化学检测，极大地提高了检测的灵敏度、选择性及电极的稳定性；

(3)建立了多种电化学发光试剂的固定化技术，避免了繁琐的试剂引入操作，提高了信号的稳定性，并首次将该技术用于毛细管电泳分析；制作了腐蚀接头的电化学光检测器，有效抑制了电泳高压对检测的干扰；利用平行催化的电化学发光、电化学双检测技术扩大毛细管电泳电化学发光检测的应用范围；对毛细管电泳-电化学发光检测中的场放大效应进行研究，提高检测的灵敏度；

(4)首次研制出商品化的整体毛细管电泳电化学发光检测仪，经中科院组织的鉴定会评价为“国际首创”，该仪器已成功投放市场，为该项研究的推广和相关学科的研究提供了有力的工具；

(5)建立了新型的芯片毛细管电泳电化学发光、电化学检测系统，为后续进一步研究提供了有效的平台。

已申请专利15项（其中3项已授权）：

(1)建立电化学发光及电化学检测方法，设计制作了相应的检测池：毛细管电泳柱端喷壁安培检测池（专利号：97214642.3）、分离式电化学发光流动池（专利号：00241245.4）、喷壁式电化学发光流动池（专利号：00241246.2）、毛细管电泳柱端电化学发光检测池（专利号：01133351.0,已授权）、毛细管电泳与流动注射通用型电化学发光流通检测池（专利号：02123900.2,已授权）；

(2)在电化学检测发光方法中，为提高检测灵敏度、减少干扰，提出多种电化学发光检测器的制备方法：电化学发光传感器的制备方法（专利号：01120534.2）、毛细管电泳固体电化学发光检测器（专利号：02116453.3）、纳米金颗粒修饰的固体电化学发光检测器（专利号：02116460.6）、腐蚀接头毛细管电泳电化学发光检测装置（专利号：200310115835.3）、聚合物/碳纳米管复合物膜电化学发光传感器的制备方法（专利号：200410010765.x）、合成含有三联吡啶钌的微米及纳米粒子的方法（专利号：200510017158.0）、一种在电化学电极表面固定三联吡啶钌的方法（专利号：200510017159.5）

(3)建立了芯片毛细管电泳-电化学、电化学发光检测系统：电化学检测-微流控芯片及制作方法和再生方法（专利号：03145053.9,已授权）、集成毛细管电泳电化学发光检测芯片的制备方法（专利号：200310115822.6）、 毛细管电泳电化学发光检测装置(专利号：200510016556.0)。

 

汪院士：毛细管电泳分析中应用较普遍的检测方法有紫外可见光谱、激光诱导荧光以及质谱方法。紫外方法灵敏度低，激光诱导荧光以及质谱方法具有较高的检测灵敏度，但是检测时往往需要进行化学衍生，且仪器设备较昂贵。电化学发光检测的优点是灵敏度高、成本低、检测对象广泛，应用潜力巨大。将该方法与高特异性的免疫技术相结合，发展起来的免疫电化学发光技术，则有着选择性好、检测限低的优势，在基础科学研究、临床诊断等多方面有着广泛的应用。免疫电化学发光技术的应用面大、市场广阔，但目前相关的专利技术等一直把持在国外大型公司手中，所生产的专用仪器及相配套的试剂盒价格昂贵（仪器的价值高达18万美元，每检测一个样品实际消耗费用2美元），日常使用及维护成本均很高。

     我们在国际上首次研制出商品化的整体毛细管电泳电化学发光检测仪，价格大概只有国外同类产品的十分之一，被中科院组织的的鉴定会评价为“国际首创”， 可实现CE－ECL的在线分离，实时检测，操作灵活，软件功能齐全，为该项研究的推广和相关学科的研究提供了有力的工具。

 

汪院士：毛细管电泳电化学发光检测仪，可用于药物、氨基酸、多肽、蛋白质及核酸检测分析;可应用于蛋白质分离检测、免疫及DNA分析以及细胞组分测定等。研究蛋白质分子之间或与其他分子如临床药物之间的相互作用以及蛋白质折叠现象、构象转化等，对深入探讨相关疾病的发生机制具有很好的参考价值；而有关DNA的损伤及其修复等科学研究，在一定程度上有助于了解一些基因性疾病的致病原因并寻求可能的治疗手段，此外，利用DNA适配子特异识别生物分子甚至癌细胞等特点，可对特定目标进行专一标记及分析测定；单细胞分析如原位监测细胞受激释放及其代谢凋亡等，有助于我们在细胞层次上深入了解生命现象及其本质，并通过细胞与药物作用研究来初步筛选某些临床药物；利用抗体与抗原或亲和素与生物素的特异作用，可以实现目标物的靶向标记。

     在国内外，关于蛋白质、DNA、细胞及免疫分析等方面的基础研究工作如日中天，与此同时，相应的分析仪器的研发和应用也得到了大力发展。Ru(bpy)₃²⁺ 电化学发光（ECL）在以上分析领域的基础研究也得到大力发展，建立了相应的活化、标记、分离和检测技术并取得广泛的应用。但国际上仅有少数几家公司在生产电化学发光仪及开发相关试剂，其中，美国IGEN公司率先推出Origen Analyzer系列的电化学发光分析仪，此类仪器是在Origen磁微球免疫标记技术基础上，结合流动注射分析方法，将电化学发光方法应用于免疫分析领域，然而，该仪器无法有效分离样品，只适合研究纯化后的样品，而且价格昂贵，每台18万美元，其备用件及消耗件如电化学发光探针等的总价格也近10万美元；德国宝灵曼公司也推出了Elecsys系列的全自动电化学发光免疫分析仪，该仪器采用了电化学发光免疫技术、链酶亲和素与生物素间接包被及间接性抗体等技术，由于这种仪器同样采用了流动进样装置，因此仍存在样品分离等问题。Roche公司分别于1998年和2003年先后收购了宝灵曼公司和IGEN公司，成为目前世界上最大的电化学发光分析仪器及其配套试剂的生产厂商；最近，Roche公司推出1010型全自动电化学发光免疫分析仪，该仪器的分析特点与前两种仪器基本类似，仍采用流动注射和磁微球技术。以上这些电化学发光仪，均在样品分离纯化方面存在明显不足，分析手段单一，并且无法进一步进行微型化，很难从根本上满足目前我们在基础科学尤其是生命科学分析等研究领域的科研需要。我们研制的毛细管电泳电化学发光检测仪（CE－ECL），是国际上的首台这类仪器。把先进的分离方法与先进的检测技术结合成为整体的智能化分离与分析仪器，在国际上是首创。中科院组织的鉴定会评价为“国际首创”，而且价格较低，可实现CE－ECL的在线分离，实时检测，操作灵活。今后的研究工作将侧重于具有实际生物分析应用前景、功能全面的微型毛细管电泳电化学和电化学发光分析仪器。

 

汪院士：由于在测试方法上我们的科研小组作了大量的前期工作，加之仪器设计较为成功，与西安瑞迈紧密合作，在成果鉴定之后短短一年内就销售了30台/套，销售产值达300万元。但是随着销售数量的增长和使用对象的不同，要商品化质量是关键，产研紧密结合，不断总结经验，不断完善整体系统各项设计，分别从微电极系统、化学发光单元、电化学分析系统以及毛细管电泳高压电源等方面进行了改进，使仪器系统测试效果大大提高。并且在产品产业化和实际销售过程中，根据用户的实际需要，派生出了一系列基于CE－ECL技术的系列产品，如：多参数化学发光联用仪器系列、化学发光及荧光分析检测仪系列、进样器系列、化学发光检测器系列等。到目前为止，MPI-A型毛细管电泳电化学发光检测仪在产业化完成之后，取得了相当良好的经济效益，并初步建立了销售网络。迄今为止，该仪器（包括科研原型样机和商品化仪器）已销往全国各地，受到了用户单位的一致好评，已被清华大学、北京大学、南京大学、中国科技大学、武汉大学、西安交通大学、湖南大学、四川大学等重点院校作为教学仪器和科研仪器购置。据统计数据显示，因是国际首创，该仪器在国内销售市场独据份额，其生产总值已达1000多万，实际完成销售额达900多万，其中仅MPI-A/B型已实际销售66台/套，产值约800万；另有三十多台已被一些用户单位预定。实践证明我们与西安瑞迈公司产研结合是很成功的，我们从一开始研制到样机成功进行转化为商品，不断完善、不断改进，始终紧密结合融为一体，推动这类分析仪器的发展。

 

周总：毛细管电泳电化学分析检测仪自2004年正式投产以来，由于其独特的分析功能而受到了众多科研单位和大专院校的欢迎，据不完全统计，国内排名前100名的理工科院校中有近90%的院校已经购买此仪器，有些院校甚至购买了近10台，其中包括清华，北大等著名高校。中科院长春应化所、化学所、电子所、过程研究所等科研机构也相继购买了此仪器。此外，还有国外的一些科研机构也在询问购买事宜。该仪器目前已列为科技部仪器产业化示范项目产品。

 

周总：目前国内分析仪器行业发展势头迅猛，有些产品已经占据了国内主要市场，但在高端仪器领域，国外产品仍占有主要地位。尤其是具有自主知识产权的生化分析仪器更是如此。分析仪器由于产品开发存在投入大、周期长、技术要求高和市场风险大的问题，因此仅由企业尤其是中小企业独立开发高水平的分析仪器难度很大。一方面企业不可能建立完全用于基础研究的实验室，另一方面所开发的仪器如果没有相关测试方法的配套很难进入市场。因此，采用院企结合、校企结合研发新型分析仪器是一种将产品尽快进入市场的理想方法。西安瑞迈公司与中科院长春应化所汪尔康院士、董绍俊院士等知名专家的合作很好地证明了这一点。此外，企业应能多与所研制产品的行业顶级专家沟通，听取他们的宝贵经验；西安瑞迈分析仪器公司所研发的毛细管电泳电化学检测仪器中所涉及的许多关键技术都得益于与其相关领域的专家指导。如电化学领域的汪尔康院士，化学发光领域的章竹君教授及弱电流检测领域的陶国安教授等，他们都对仪器的研制提出了很好的建议。

    分析仪器研发对技术综合性要求很高，研发人员不但需要有很强的本专业知识，而且需要很宽的知识面和很强的技术贯穿能力，但受目前国内教育体制的限制，很难直接聘到相关人才，大多需要企业对其进行较长时间的培训，因此，如何在此期间使研发队伍相对稳定，是较为困难的事情。

    此外，由于分析仪器尤其是创新型仪器研发费用较高，而这部分费用却无法抵扣相应税费，导致纳税额偏高，使企业投入研发的热情受到很大影响。建议相关部门能够针对技术研发比重较大的创新型企业以税收优惠支持。

 

周总：1。国内仪器开发厂商必须加大对具有自主知识产权产品的研发力度，避免互相仿造，竞相降低产品价格，使自己逐渐丧失研发能力。

2．要努力打造品牌产品，努力在产品质量上下功夫，避免片面追求不实用的技术指标和表面功能，在中低档产品上占领国内主要市场，进而逐渐缩小高档分析仪器与国外产品的差距，逐步改变国外产品占据国内大部分市场的局面。

3．要改变国内分析仪器厂家规模偏小，单一厂家产品种类繁多的问题，鼓励企业做精做强具有自己优势的产品。

4．鼓励企业按行业划分进行集团化重组和并购，形成具有较强竞争优势的企业集团。

 

采访后记：汪院士和周总分别从技术和市场这两方面，阐述了MPI-A的技术优势和推出过程，也给众多的国内同行来自成功案例的启迪：应对激烈的市场竞争，需要整合优势资源，需要专家、厂商、政府部门等多方紧密合作。