基础电泳仪

高端科研仪器是高校及科研院所培养人才和科学研究的技术支撑，也是国家科技基础条件资源的重要组成部分。但由于管理模式及制度，毛细管电泳仪等科学仪器设备不对外开放，大多养在“深闺”，大量科研资源潜能没有得到充分发挥。为解决这个问题并加速释放科技创新的动能，中央及各级政府在近几年来制订颁布了关于科学仪器、科研数据等科技资源的共享与平台建设文件。2021年1月22日，科技部和财政部联合发布《科技部 财政部关于开展2021年度国家科技基础条件资源调查工作的通知（国科发基〔2020〕342号）》，全国众多高校和科研院所将各种科学仪器上传共享。仪器信息网对平台高校和科研院所上传的毛细管电泳仪资源进行统计分析，在一定程度上可反映科研用毛细管电泳仪的使用情况。（注：本文搜集信息来源于重大科研基础设施和大型科研仪器国家网络管理平台，不完全统计分析仅供读者参考）。什么是毛细管电泳仪？毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)，又称高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis，HPCE)，是一类以弹性石英毛细管为分离通道、以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术。CE实际上包含电泳、色谱及其交叉内容，它使分析化学得以从微升水平进入纳升水平，使单细胞分析，乃至单分子分析成为可能。CE的分离范围覆盖离子、化合物等小分子，蛋白、核酸、糖类等大分子，甚至到细胞和病毒等，具有高效、快速、成本低、应用模式多等显著优势，广泛地应用于生物、化学、医药、食品、卫生防疫等领域。毛细管电泳仪资源分布不均统计高校和科研院所在全国仪器共享平台上传的数据，截止2021年6月3日，平台上毛细管电泳的总数量为191台，涉及33个省份、直辖市、自治区。其中，北京、江苏、山东、浙江、湖北的毛细管电泳数量大于10台，分别为24台、19台、15台、12台、12台。从全国共享毛细管电泳分布图不难看出，仪器资源集中分布在高等教育强省，这一方面与各省份的高校数量和质量有关，另一方面则是受到国家科研经费的制约。共享平台的开放正是为了解决仪器资源分布不均的问题，提升科研设施与仪器服务能力。全国共享毛细管电泳地区分布图这191台毛细管电泳的单位来源共涉及164所高校及研究院所，且985和211高校的仪器资源更强，其中，北京涉及的单位数量最多共18所，分别为北京大学、中国检验检疫科学研究院、首都医科大学、北京农学院、北京理工大学、中央民族大学、北京农业大学、中国科学院植物研究所等。北京18所共享毛细管电泳单位高校毛细管电泳100%进口从全国共享平台统计的毛细管电泳品牌分布来看，贝克曼、安捷伦、SCIEX、AATI、ABI、PE、通用电气占据了95%的市场，其中，贝克曼以绝对的优势占比61%，安捷伦和SCIEX约占总数量的四分之一。从现阶段数据来看，高校和科研院所用的毛细管电泳被国外垄断。一方面是出于科研需求，科研团队需要采购技术更高，准确度更精密的高端仪器，而大部分国外高端科研仪器的水平比较高，这也导致了目前的垄断局面。另一方面，是国产仪器被整体的制造技术水平制约，在进口技术垄断的前提下，自身仪器研发硬实力上不去，所以高校和科研院所在仪器选择上就更倾向进口品牌，例如毛细管电泳仪，98%都来源于美国。全国共享毛细管电泳品牌分布全国共享毛细管电泳产地分布结语随着仪器共享政策的不断实施，高端科研仪器开放共享的良好氛围在逐渐形成，有助于达到专业化、网络化的仪器管理服务体系的建设，从而解决高端仪器资源浪费和分布不均的问题。同时，我们注意到高校和科研院所在使用高端科研仪器时更依赖进口，例如毛细管电泳，在采购选择上更倾向于贝克曼、安捷伦、SCIEX等知名品牌，对国产仪器的认可度较低，国产高端仪器想要走进高校仍有很长的路要走。更多毛细管电泳讯息，点击专场查看。

美国时间2011年2月28日，安捷伦科技宣布收购领先的电泳设备及耗材供应商Lab901公司。财务及收购其他条款尚未披露。 　　Lab901公司总部位于英国爱丁堡，开发和生产用于DNA、RNA和蛋白质研究的电泳产品，其主要产品是TapeStation台式电泳仪和ScreenTape及以塑料为基础的消耗品和相关试剂。 　　Lab901公司成立于2001年，员工约45人。Lab901的前首席执行官Joel Fearnley和公司所有的员工都将加入安捷伦公司，但是安捷伦并没有详细说明Joel Fearnley的具体职位。 　　安捷伦液相分离业务副总裁Patrick Kaltenbach在一份声明中说，此项交易使安捷伦能够满足用户在生命科学领域有关电泳应用的全部需求，从半自动化到兼容96孔板的工作流程。 　　“除了安捷伦现有的生物分析平台和Agilent G7100电泳系统，Lab901 公司的ScreenTape平台提供了一个具有广泛应用的，非常灵活、自动化和高通量的凝胶电泳解决方案，”他说。 ScreenTape平台 　　ScreenTape平台是一种快速、方便的自动化台式凝胶电泳解决方案，包括TapeStation台式电泳仪及ScreenTape及以塑料为基础的消耗品、相关试剂。用户只需加载样品和ScreenTape消耗品到紧凑TapeStation仪器上，一分钟就可以得到蛋白质、RNA和DNA样品的分析结果。 　　2009年底，Lab901公司从一家英国投资集团获得了400万美元的资金用于产品开发和提高ScreenTape平台的国际销售。

&mdash &mdash &ldquo 国产好仪器&rdquo 活动约稿 　　毛细管电泳(CE)是一类以毛细管为分离通道，以高压直流电场为驱动力的新型液相分离技术，其迅速发展于二十世纪八十年代后期。CE实际上包含电泳、色谱及其相互交叉的内容，是分析科学中继高效液相色谱之后的又一重大进展，它使得分离分析科学从微升级水平进入到纳升级水平。 　　我们的研发团队真正开始关注CE是在2004年，这是由于考虑到CE的高效分离能力、温和的分离条件、友好的水相运行特点和多种分离模式，而这些优点恰恰非常适合进行不同元素形态化合物的分离。而检测仪器的高速发展，特别是ICP-MS，灵敏度和检出限的大幅提高也为形态分离后的检测提供了坚实的基础，所以我们认为CE与ICP-MS的联用将会成为非常有力的元素形态分析工具。 　　在福建省科技厅的大力支持下，我们于2005年成立了以付教授为首，由多位博士和硕士研究生共同组成的科研团队，开始了对CE的调研和设计。 　　仪器设计：每一个细节都是难点 　　进入了团队之后，我发现之前自己的职业行为原则&mdash &mdash 科研和生活分开，无法执行了。现在填满我们生活的是科研工作&mdash &mdash 遇到问题时的彷徨，项目进展不顺时的揪心，以及进程中突破难点的快乐，占满了我的生活。而这些却都需要和有相同经历或了解这一切的人分享，我们的团队无疑就是最好的对象。 　　第一年里，在无休止的理论学习、资料查阅和方案的不断设定/推翻重设定过程中，我们的CE平台也初具规模。但是到了2006年，我们遇到了阻碍研究整个实验平台的最大的障碍，那就是CE与ICP-MS接口的设计。 　　这个接口好比一条生命通道，不能出现任何堵塞，设计要求平稳畅通，更重要的是还必须对其提供一个稳定的心脏起搏器&mdash &mdash 高压电源 这个通道必须刚好能容纳毛细管，必须能解决由于ICP-MS和CE流量不匹配而引起的拖拉效应 由于CE的进样量非常小，也必须要求接口设计的死体积非常小&hellip &hellip 这些苛刻的条件就犹如一道道深深的沟壑，难以逾越&hellip &hellip 　　记得最清楚的是在开始进行接口制作时钢管材料制备的艰辛，我们在市场上找不到符合要求的短而小的导电钢管，怎么办呢?付老师一句话：自己做!我们首先想到了可以利用注射器针头。经过试验，虽然针尖很容易用钳子夹断，但是断口处极易被夹扁，所以在剪掉部分针尖后，我们再拿砂纸一点一点磨平磨光，当钢管制备成功时，一大叠磨废的砂纸在我们身边悄然成堆。 　　辅助流的流量匹配亦是相当重要，只有匹配了雾化器的自吸量，才能保证CE的分离分辨率，这就需要对进样口和辅助流进样口的流量控制得相当精确，所以钢针的相对位置显得尤为重要，我们常常为了零点几毫米距离而拆废粘制好的接口。随着接口的研制成功，我们很快尝到了阶段性胜利的果实，在随后的一年里，我们成功地在Talanta和Food chemistry上各发表了一篇文章。 　　仪器生产：研发成功并不是终点 　　能够研发还是不够的，研发的最终目的是生产出具有独特竞争力的实用产品，这就必须将研发、生产，到最后市场流通和应用环节贯穿起来。这不是一个单位在短时间就能完成的工作，科学仪器的极端专业性导致了在研制的不同阶段有着不同的研制领导者出现。 　　在CE的定型生产阶段，以林志杰为首的研发团队成为中坚。但好事总与多磨相缠绕，最简单的东西总是最容易被忽视，例如我们在组装仪器时，要将不同性质的电子部件紧密的联系在一起。当一切都准备就绪，导入程序时，运行完全正常，和预想的一样，但在导入高压后，程序瞬间混乱了!关机、拆板和检测，却又一切正常。这下我们都懵了。关键时候，根据研发部领导的提议，我们采取了适当的电磁屏蔽方法，问题解决了。 　　类似的问题还有许许多多，但在同事们的努力下，最终成功地将CE推向了市场。这要感谢林志杰，他总能将富有创造力的年轻人凝聚在一起，并给予他们充分开放的思维空间，这才让我们最终设计并生产出这款睿科CEi-SP20毛细管电泳仪。 　　睿科CEi-SP20毛细管电泳仪 　　在推出CE的头一年里，我们就接连开发出了砷、硒、铅、汞和铬等元素在实际样品中的形态分析方法，并且仪器的重现性和检测限都极具竞争力。有了这些努力，我们的客户群也开始从高校用户起步，逐渐走进了各个检测机构。截至目前，我们已经拥有了数十名用户!相信在不久的将来，相关领域的各位研究学者与专家都能使用上这款性能优越的形态分析仪。 　　作者：睿科仪器(厦门)有限公司产品专员 叶培荣