毛细管电色谱分析

近期，由通微董事长阎超教授撰写的《Capillary Electrochromatography》（《毛细管电色谱》）一章发表于《Encyclopedia of Analytical Chemistry》（《国际分析化学百科全书》，DOI: 10.1002/9780470027318）。 该文章主要介绍了加压毛细管电色谱技术的理论知识、仪器特点、色谱柱技术和应用发展。此外，文章还介绍了基于毛细管电色谱（CEC）和加压毛细管电色谱（pCEC）的梯度洗脱和二维分离技术。获取此文可至Wiley Online Library(DOI: 10.1002/9780470027318 .a9434)，或与我司联系。

p　　日前，“高效微流电色谱分析仪器的开发与应用”国家重大科学仪器设备开发专项顺利通过综合验收。作为项目负责人，上海通微分析技术有限公司董事长、上海交通大学药学院阎超教授是如何走上毛细管电色谱之路的?这项技术在科研及工业领域表现如何、有何竞争优势?今后的发展前景怎样?创立十五年的上海通微现状如何?在这次的采访中，阎超教授一一为仪器信息网编辑(以下简称：仪器信息网)解答了这些问题。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="阎超教授.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201610/insimg/642b9085-61ff-4899-bc2c-b2633aef3056.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"　strongspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"　上海通微分析技术有限公司董事长、上海交通大学药学院阎超教授/span/strong/pp　　strong仪器信息网：可否请阎教授介绍一下您的求学经历?您是在什么情况下接触到毛细管电色谱这项技术的?又是基于什么原因对此项技术“情有独钟”?/strong/pp　　strong阎超：/strong我是恢复高考后第一届大学生(77级)，1982年初内蒙古民族大学化学系毕业后留校，1985年考取公费出国留学，1991年获得美国乔治城(Georgetown)大学博士学位，一直从事色谱研究。同年去欧洲，在瑞士的诺华制药Friz Erni博士的分析研发部做博士后，潜心于毛细管电色谱方面的研究。1993年回美，在斯坦福(Stanford)大学Richard Zare实验室继续毛细管电色谱技术的研发和应用。/pp　　近40年来，色谱领域能数得出的重大突破可能只有美国WATERS公司推出的UPLC(超高压液相色谱)，在柱效、柱压和分离速度上都有了很大的提高，但是基本不涉及理论和产品的原始创新，而且进一步提升产品性能的空间很小。而电色谱结合了液相色谱和毛细管电泳的双重优点，不仅具备了UPLC所具备的性能，而且在柱效和反压以及溶剂用量上都更具巨大的优势。属于全新的原理创新，且符合仪器未来发展的微型化趋势。因此，我所有的研究都是围绕着电色谱在开展。早在1996年的时候，就已经获得了毛细管电色谱的美国专利，并在之后的岁月里，把它们带回到国内，越钻越深，越走越远，并实现产业化。/pp　　strong仪器信息网：同样是缩短分离时间、提高分离效率，与UPLC技术相比，毛细管电色谱有哪些优势?/strong/pp　　strong阎超：/strong电色谱结合了液相色谱和毛细管电泳的双重优点，压力流和电渗流的双重的分离机理突破了传统一维分离技术的局限，可以解决现代复杂分离体系的高效、高分辨、高选择性和快速分离的难题。电色谱的柱效可以高达每米50万理论塔板数，峰容量和分辨度都比HPLC更显优势，而反压却远低于HPLC，电色谱系统使用的毛细管填料可以小到亚微米，柱效的提高还有更大的空间，整个电色谱系统的溶剂消耗量仅为传统液相色谱的万分之一，因此电色谱系统在功能、性能、和环境友好等方面都具备竞争优势。/pp　　strong仪器信息网：毛细管电色谱技术目前主要应用于哪些领域?主要应用于科研还是工业?目前，它在国内、国际市场的表现如何?/strong/pp　　strong阎超：/strong毛细管电色谱在生命科学、生物医药、环境保护、食品安全等领域都有不俗的表现，结合重大专项，我们已经开发了几十套应用方案。但是目前我们的大多数客户还是集中在高校和科研领域，因为对于全新的理论和产品，市场和社会都还需要一段时间来接受和消化。到目前为止，电色谱已经落户在国内外多家高校和科研院所，累计销售额逾3千万元。/pp　strong　仪器信息网：毛细管电色谱技术今后的发展方向是什么?您认为这项技术未来还有提升空间吗?/strong/pp　　strong阎超：/strong我想毛细管电色谱的填料和色谱柱应该是毛细管电色谱技术今后的一个重要的发展方向，因为UPLC 1.7um的颗粒已经很难再小，柱效也难以再有巨幅提升，但是毛细管的填料颗粒可以到亚微米，柱效还可以再有一个突破性的飞跃。/pp　　strong仪器信息网：“高效微流电色谱分析仪器的开发与应用”国家重大科学仪器设备开发专项近日通过综合验收，可否请阎超教授介绍一下相关情况?/strong/pp　　strong阎超：/strong很感谢国家科技部给予“高效微流电色谱分析仪器的开发与应用”这个项目的大力支持，我们也不负众望地顺利完成了这个项目的综合验收。这个项目比较庞大，合作单位就有6家，涉及多个行业和领域。科研过程中遇到了很多艰难险阻，比如四种不同的微型检测仪(UV/Vis, LIF, ELSD, ECD)的研发，都属于国际或国内填补空白的水平，困难很大。但是团队不负众望，协力攻关，最终达到了预期的目标。我们在项目实施过程中产学研用相结合，取得了丰硕成果。共吸引117名高端人才进行任务研究，其中归国留学人员22人，博士学历35人，硕士学历38人 截止到项目验收日，共申请专利61项，其中发明专利45项 授权专利28项(其中PCT专利4项，发明专利18项)，并提交2项美国专利申请 软件著作权5项 发表科技论文151篇，其中SCI论文82篇，出版英文论著1部，参编中文专著3部 培养硕士研究生76人，博士研究生24人，博士后7人 获得省部级奖2项。/pp　　strong仪器信息网：据了解，专项中多项技术属于国际首创，您是如何评价所获得的这些成果的?/strong/pp　　strong阎超：/strong这些成果是整个项目团队智慧和汗水的结晶，毛细管电色谱和定量毛细管电泳以及微流蒸发光检测仪都属于国际首创，商品化的微流激光诱导荧光检测仪和电化学检测仪填补了国内空白，这些对提升国内仪器实力和形象，打破高端国外仪器垄断，乃至振兴科仪民族工业都有着非比寻常的意义。/pp　　strong仪器信息网：从2001年通微创立至今已有十五年时间，您在公司运营方面有什么心得?特别是通微在产品线布局方面采取的是何种策略?您认为目前通微最大的短板在哪个方面?相应将有何应对措施?/strong/pp　　strong阎超：/strong通微一直打造的是金字塔式的产品布局，基础是大众仪器，比如通微蒸发光和液相色谱仪以及色谱柱等耗材，服务大众市场，通微蒸发光已经占据了国产蒸发光60%以上的市场份额 中间是行业专用仪器，比如黄曲霉素检测仪和手性分析专用仪等，来提升产品附加值 高端产品则是我们的电动微分离产品，这是公司的核心竞争力之所在，也是公司未来得以走向国际，做大做强的核心竞争力产品。/pp　　公司的短板可能主要是管理水平的不足，我们正在采取措施，培训我们的中高层干部，并在实践中不断地总结经验，补齐这块短板。/pp　　strong仪器信息网：多年来您一直致力于国产色谱仪器研制，您如何看待国产色谱仪器的发展?国产仪器该如何提升市场竞争力?/strong/pp　　strong阎超：/strong国产仪器确实在很多方面还是和进口仪器有差距，特别是在工程工艺、精细制造和自动化方面还有很多工作可做。这些年，我们国内的厂家进步很快，估计还需要大约10到20年的磨练，相信我们会在科学仪器领域赶上世界先进的步伐。/pp　strong　仪器信息网：作为当年的海外留学归国人员，您的人生选择略显“与众不同”，您是如何平衡“创业”与“科研”这两个角色的?/strong/pp　　strong阎超：/strong回国后，我曾分别在清华大学和南开大学任客座教授，2000年入选中科院大连化物所“百人计划”，在1810课题组任研究员、博导。2006年到上海交通大学药学院任药分课题组长、教授、博导，承担了国家重大科学仪器设备开发专项，国家“十五”科技攻关，上海市科委等50余项各类项目。在色谱领域共发表280余篇科学论文，申请和获得70余项国际和中国专利。出版英文专著一部，参编4部。研制出世界首台加压毛细管电色谱仪、定量毛细管电泳仪和中国第一台微流蒸发光散射检测器和激光诱导荧光检测器，并成功实现产业化。能回国赶上中国历史上这次“千载难遇”的大发展机遇，觉得非常的幸运和充实。人民也给了我诸多的荣誉：中科院“百人计划”优秀奖、中国发明创业奖、全国归侨侨眷先进个人荣誉称号、国务院特殊津贴专家，上海市科学技术进步一等奖、上海优秀发明人奖、BCEIA金奖、上海科学仪器贡献奖、上海市科学仪器应用技术进步奖及上海实施发明成果优秀企业家称号等奖项。至于平衡，很多人问我这个问题，其实我并没有刻意去平衡“创业”与“科研”。我崇尚自然，信奉道家，认真做好每一天的事情，认真对待每一件事情，自然而然就到现在这个状态。科研和创新都是在微流电动领域，顺理成章。/pp　　strongspan style="COLOR: rgb(0,112,192)"采访后记/span/strong/pp　　“顺理成章”，阎教授随口而出的这四个字却给笔者很大的震撼。“百人计划”、研究员、博士生导师、教授；包括国家重大专项的五十多个项目、诸多的科研成果和随之而来的荣誉；同时还经营着一家企业。这些世人眼中难以同时实现的成就在阎超教授自己的评价中，不过是自然而然的“状态”。但在这种“自然”的背后，无疑是阎超教授近四十年来的不懈坚持和努力。毛细管电色谱拥有全新的原理，不仅是国际首创，而且非常符合未来分析仪器微型、便捷及“绿色”的发展趋势。几十年的潜心研究，成功实现产业化，甚至在国外厂商近乎垄断高端仪器的环境下推出“全球新”的产品，阎超教授数十年的努力终于结出硕果。随着技术的不断进展，相信未来阎超教授所领导的团队将携毛细管电色谱在更多领域大展身手。（编辑：王明煜）/ppbr//p

仪器信息网讯 2012年6月5日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表学会农业仪器应用技术分会主办，北京雄鹰国际展览公司承办的2012中国食品与农产品质量安全检测技术应用国际论坛暨展览会(CFAS 2012)在北京国际会议中心隆重开幕。本届论坛以“为构建我国食品安全保障体系，进一步推动食品、农产品检测新技术的广泛应用，完善食品与农产品质检体系建设”为主题，特别邀请到了多位食品、农产品监管部门的领导和食品质检领域的著名学者做主题报告，并同期举行展览会，汇聚了70余家国内外科学仪器相关厂商，吸引了600余位来自各界的专家、代表参会。　　展会期间，仪器信息网特别制作了“食品、农产品检测新技术系列视频采访”，与会的部分参展仪器厂商分别针对目前食品、农产品检测当中面临的技术、应用与市场需求，介绍了各自所能提供的解决方案。　　通微(上海)分析技术有限公司的董事长阎超博士讲到：“此次展会展出的产品一部分是上海通微的，一部分是通微在苏州的分公司苏州环球色谱的”。　　此次展出的比较创新的产品，像加压毛细管电色谱仪TrisepTM-2100pCEC，该仪器采用的是微型电动和电泳双重分离技术，其中微型电动分离技术用的分离柱是像头发丝一样的毛细管，在这个毛细管里加入色谱填料，所以它的分离机理和色谱非常接近。这款加压毛细管电色谱仪的双重分离技术，导致它具有三高一快的特点：首先三高指的是高柱效、高选择性、高分辨率；另外，一快指的是可以快速地进行样品的分离。此外，阎超博士谈到：“该仪器现在已经得到了国家重大科技专项的支持，所以我们准备用两年左右时间把他做成一个全新的和UPRC可以竞争的产品”。　　阎超博士说到：“通微第二个创新的产品是激光诱导荧光检测器TrisepTM-2100LIF，目前全世界有这个激光诱导荧光检测器的只有两个公司，一个是法国的Picometrics，另一个就是通微。该仪器的灵敏度非常高，例如用紫外检测的话，可以检测到10-6mol，但如果用激光诱导荧光检测器可以检测到10-12mol,也就是说在紫外检测仪检测不到的情况下，样品再稀释一百万倍，这个激光诱导荧光检测器仍然可以检测的到”。　　第三个产品是蒸发光散射检测仪ELSD-UM5000，该仪器的生产厂家在中国通微是唯一的一家，所以该仪器填补了中国的空白。另外，我们的液相色谱采用的分离柱是核壳型的分离柱，外面的壳是由纳米材料制作的，所以它的分离柱效非常高，可以达到每米25万的理论塔板数，一般的液相色谱的理论塔板数大约为每米七万到八万，如果液相色谱和蒸发光散射检测器联用，它可以检测紫外荧光检测器检测不到的一些样品如氨基酸，所以有些人称它为万能检测器。　　通微(上海)分析技术有限公司　　上海通微专注于色谱仪器的研发与制造。我们的产品包涵：微分离分析领域的加压毛细管电色谱系列，包括加压毛细管电色谱及适用于痕量检测的激光诱导荧光检测器；常规分析领域的高效液相色谱系列，包括分析型、半制备型高效液相色谱仪及通用型的蒸发光散射检测器 制备领域的中低压制备色谱系列。其中加压毛细管电色谱是世界上首台专用的加压毛细管电色谱，拥有多项国际奖项和专利。而UM-3000型蒸发光散射检测器的成功上市则填补了国内该系列检测器的空白。中低压制备色谱系列是我们作为该领域专业开发商——日本山善株式会社(Yamazen Corporation)的全国总代理。此外，我们也是各类优质色谱耗材供应商的全国总代—Bischoff，Optimize等。