科技成果产业化期待关注——访中科学院大连化物所关亚风研究员

    微型化和智能化是当前科学仪器发展的方向之一，分析仪器也不例外。2006年6月19日，中科院大连化物所关亚风研究员负责的国家基金委仪器专项“微型基板式液相色谱/电色谱系统的研制”顺利通过验收。本网编辑（以下简称Instrument）日前邀请到关亚风研究员（以下简称关）介绍相关微型仪器开发以及产业化方面的进展和所面临的问题。

Instrument：首先，祝贺您的“四通道微型基板式液相色谱/电色谱系统”项目顺利通过验收。能否请您介绍一下这个项目的研究背景?和常规液相色谱相比，它的优势和创新之处?
关：液相色谱在现代社会中应用非常广泛，据统计，中国有3~4万台液相色谱，十年之后预计达到7万台左右。就算开机率只有30%，平均每天也有一万台液相色谱仪在运转。以每台每天消耗500毫升有机溶剂计，将对环境造成很大的二次污染。而且现在通用的仪器只有一个通道，每次只能分析一个样品，不能满足高通量分析要求。
     与普通液相色谱仪相比，我们自主开发设计的微型色谱仪有如下优势：使用填充毛细管柱，色谱担体用量是普通柱的1/50，溶剂流量是常规色谱的1/200，对环境污染小，色谱柱成本低廉；四通道可同时使用，是普通单通道色谱的四倍，通量高；装备四个检测器（激光诱导荧光检测器和发光二极管诱导荧光检测器），还可根据分析要求，装备其它商品化检测器，灵活性好；只用一套泵，四个通道集中到同一台仪器上，仪器成本低。因此，它的使用功能为普通液相色谱的四倍，价格仅为普通国产液相色谱的两倍，而且仪器的运转成本低，4个通道的溶剂总消耗量仅为普通单通道仪器的1/50，整机体积小，每个通道对样品的分离性能与普通仪器相同或者略有提高，操作与普通仪器类似。
     除了上述优点之外，这个仪器的创新点在于基板式设计，突破了传统仪器一个部件一个盒的设计理念。基板式设计的原理类似于计算机主板，将主要部件整合在一个基板上，仪器的使用、维护和维修都方便。均温基板使进样阀、色谱柱和检测池的温度一致，使得色谱柱和流动相的温度均一，提高了仪器的重复精度。仪器结构适合批量生产。当然这个项目还处于原理机阶段，到实用样机还需要一段研制时间。

Instrument：您认为这种微型色谱适合应用在哪些领域呢?
关：由于我们开发设计的仪器有高通量，低成本，便于使用的特点，因此适合应用在制药、环境分析、食品分析等要求高通量的场合，也适合生命科学领域中样品量很小的场合，应该说是有相当的实用价值和竞争力。而仪器市场方面，使用习惯和是否符合标准是很重要的影响因素。制药行业要求高通量分析，而对仪器中所用色谱柱的尺度标准限制性相对较低，这些都为新的微型仪器的进入和推广提供了很好的切入点。

Instrument：安捷伦公司在2004年推出了全球首款商品化的芯片液相色谱，能否请您评价一下中美这两种采用不同技术路线微型液相色谱仪器的不同。
关：安捷伦的液相色谱芯片—质谱平台基于微流控芯片技术，主要用于蛋白质组学和生物药物分析方面。它的总柱效不高，难以用在其它领域，而且价格十分昂贵。我们研制的这台微型液相色谱仪，目标是大众化，适用范围要广，而且价格要低，所用支撑技术国内能够满足。

Instrument：除了微型液相色谱以外，您还开发设计过哪些其他微型分析仪器呢?
关：我们开发的微型气相色谱样机在2002年就已经通过科技部组织的专家验收和中科院高技术局组织的成果鉴定。和普通气相色谱相比，它的优势包括：专门研制的固态热导检测器灵敏度在20´10^-6v/v丁烷，灵敏度可与Agilent6890微池热导检测器媲美，长期稳定性更为突出，正常使用条件下灵敏度2年不衰减；稳定性好，抗干扰能力（包括电磁干扰）强；能耗低，普通气相色谱仪功率3000瓦，微型气相色谱仪功耗才40瓦；对样品前处理也没有特殊要求。另外，我们已经在微型氢火焰离子化检测器（FID）的研究方面取得了很大进展，不久将出样机，最低检测限达到1´10^-11g/s正己烷，且长时间稳定。虽然在通用性方面，这种微型色谱仪不如普通色谱仪，但能完全满足很多固定应用的要求。我们实验室为军方生产了几台样机，已经交货并通过现场验收，这是我们十分欣慰的事。但是，微型气相色谱仪从通过验收到现在已经有四年的时间，我们联系了很多国内的色谱仪器生产厂商，都未能达成合作协议，所以这项技术一直没有投入批量生产。
    我们研制的固相吸附搅拌棒技术成功解决了分析检测茶叶、饮料、蔬菜、水果、地表地下水和海水中的农药残留、有机污染物的样品预处理问题；能同时萃取富集几十种至上百种农残和有机污染物；吸附搅拌棒上涂敷的吸附固定相使用温度达到300°C，比进口产品耐温高50°C。整个装置操作简单，运行成本低廉，符合我国的基本国情，已经申请了两项专利，争取明年实现商品化。估计市场价格为2万元人民币/套。而同类的进口产品价格高达1.3万美元/套；另外，我们还发展出强极性固相微萃取纤维头，能高选择性高倍数富集含氮、含硫和酚类有机物，使用温度达到290°C，使用寿命100次以上，而进口的极性纤维头使用温度仅200°C，使用寿命低于30次。这个产品也将在明年初批量生产。

Instrument：科研成果产业化率低下一直是中国科学界的顽疾，您也感受颇多，对于提高科研成果产业化方面，您有哪些好的建议呢?
关：我个人认为要从两方面入手：首先，我们的科研项目从立项开始就要本着实事求是的态度，不能一味追求高指标，而要考虑所需要的支撑技术国内是否能够满足，产品是否有市场，与竞争对手相比，是否有明显的竞争优势等等。对于那些采用昂贵进口部件，达到高指标的，往往因造价昂贵，没有商品化的意义。从科研管理体制和评估方面入手，尽量杜绝这种类型仪器的研制开发，以免造成人力物力的巨大浪费。
     也希望我们的仪器厂商增强自己的研发能力，能对科研工作者的原理样机进行二次开发，投入足够量的资金购买有较高技术成熟度的科研成果，使得研发能进入良性循环状态，分担仪器进入市场可能面临的风险，建立透明的经营管理体制，对销售状况有公正透明的记录，保障科研单位或个人的利益。
     国家每年都有大量的科研成果不能产业化，对研究人员，厂商，用户乃至纳税人都是巨大的浪费。提高科研成果的产业化，需要国家相关科研管理部门、仪器厂商和科研工作者的共同努力。

联系方式：
单位地址：中国辽宁省大连市中山路457号
联系电话：0411-84379590
E-mail：kfguan@mail.dlptt.ln.cn

关亚风研究员简介:
   中国科学院大连化学物理研究所仪器分析化学研究室主任，分析化学专业博士生导师。主要研究课题包括：微型气相色谱、仪器及检测器，微型液相色谱、泵系统和检测器，毛细管液相色谱-气相色谱联用技术，工业在线分析仪器，水中有机物样品预处理技术，环境和食品中农药残留样品预处理技术，色谱柱制备技术，以及特种传感器。

相关新闻链接：
http://www.instrument.com.cn/news/2006/011493.shtml

采访编辑：廖庆玲