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        風雨兼程數十載 執著專注一件事 ——依利特獻禮國慶七十周年

        儀器信息網 2019/09/30 15:51:33 點擊 1301 次
        默克工藝
        [導讀] 大連依利特分析儀器有限公司專注于液相色譜三十余年,經歷了艱辛坎坷,也收獲了榮譽支持。

        大連依利特分析儀器有限公司專注于液相色譜三十余年,經歷了艱辛坎坷,也收獲了榮譽支持。今天,跟隨著建國70周年的腳步,我們一起回顧依利特執著專注的這一件事——液相色譜。

        從無到有,填補空白

        回顧依利特的發展歷程,就不得不從中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)開始說起。液相色譜在中國的發展,最具里程碑意義的就是大連化物所以盧佩章院士和張玉奎院士及其團隊所做的開創性工作。

        新中國成立初期,國內的色譜研究還是空白,大連化物所研究團隊開展色譜理論的研究,并在1953年設計出我國第一臺體積色譜儀,主要用于分析石油樣品,并將分析時間由原來的30多小時縮短到1小時內,被迅速在石化企業普及。六十年代,在第一顆原子彈爆炸前,團隊建立真空熔融色譜法測定金屬鈾中痕量氬的含量,解決了國防工業的急需。七十年代,團隊又接受了我國第一艘核動力潛艇79號密閉艙氣體分析的緊急任務,把色譜技術應用到潛艇密閉艙中并研制出船用色譜儀,可迅速、連續測定密閉艙中氣體組分以確保艙內人員的安全生活。

        七十年代初期,大連化物所開始著手研究液相色譜相關工作,以青島海洋化工廠10μm無定型硅膠YWG-10為基礎,開發出6種鍵合型液相色譜填料,加上對色譜柱結構的研究,成功研制出K-1型高效液相色譜柱。在研制色譜柱的同時,又成功研發出SW-1型液相色譜儀,配以ID2.0*250mmK-1型色譜柱,柱效達到了15000理論塔板數,達到了當年國際先進水平。

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               K-1型色譜柱結構手稿                 SW-1型液相色譜儀

        八十年代中后期,為適應和滿足國家經濟發展需要,打破進口儀器壟斷的局面,大連化物所逐漸開始走上了將科技成果轉化成商品,直接服務于國民經濟建設的道路。在這個過程中,依利特品牌應運而生,成為了國產色譜相關產品的橋頭堡。

        1987年,大連化物所第四研究(色譜研究室)成立了406組,在張玉奎院士(現依利特公司董事)帶領下,主要方向是開發和生產高效液相色譜柱,解決從科研成果到商品化的最后路程,而這最后一步面臨著如何完成批量化生產,如何建立產品標準,如何保證產品質量一致性和穩定性,如何解決產品售前售后服務等問題,盡管困難重重,但在科研人員的不懈努力下都一一得到了解決。至1992年底,產品銷售收入已達到500萬元,在國內市場也創出了名氣,擁有了一定的客戶基礎。1993年,李彤博士(現依利特公司董事長兼總經理)從403組(液相色譜理論研究)調到406組,投身色譜產品開發與商品化工作。當時研究所進行產品生產與銷售同傳統意義上的研究存在著巨大矛盾,創立實業迫在眉睫。同年,大連化物所正式與美國國際Elite企業集團成立了中外合資公司——大連依利特科學儀器有限公司,“依利特”商號也由此而來。按照當年楊柏齡副所長在年終總結報告會的評述,這是大連化物所第一家真正的中外合資公司。在公司成立后不長時間,因外方業務轉向撤資,依利特成為了一家大連化物所事實上的獨資公司。雖然合資時間不長,無論公司的產品還是管理,整個企業完全上了一個新臺階,更加符合現代意義的制造企業。Elite源自于法語élite,最初意思是“選擇,挑選”;14世紀進入英語,意思為“被選中的人”;19世紀演變為“精銳、精華”之意。“依利特”商號也被沿用下來。至此依利特品牌成為國產液相色譜領域的一枝獨秀。公司成立之初,推出了P100系列高效液相色譜儀,這不僅是依利特第一臺液相色譜儀,也是國內第一臺商品化液相色譜儀,標志著中國液相色譜儀國產商品化生產的開始。

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           依利特P100型液相色譜儀         

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          依利特第一批商品化色譜柱

        改制大潮,華麗轉身

        1995年大連化物所為加強科技的開發,成立了凱飛高新技術發展中心,下轄五個事業部之一的儀器工程部由大連依利特、大連三聯氣體和大連化物所工廠儀器組所組成。當時時值香港回歸前夕,一個很有名的理論是“一國兩制”,而凱飛中心分析儀器部和依利特,大家戲言也是“一部兩制”!大連三聯氣體的產品之一是曾獲獎的空分防爆儀,實質就是氣相色譜儀;大連化物所儀器工廠專業從事色譜泵生產。這一階段公司加入了許多有豐富儀器研發經驗的老同志,公司產品線也進一步加強。承接國家九五攻關項目,開發成功P200II系列產品,包括泵、紫外-可見檢測器、色譜柱、恒溫箱等組件,并于1998年推向市場,當年公司年實現銷售1000萬元。

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         依利特P200II型液相色譜儀

        1999年,大連化物所啟動知識創新工程改制工作。經與大連化物所時任鄧麥村所長,同時也是兼任依利特公司董事長討論并拍板決定,由大連化物所與公司員工共同出資,重新注冊公司,李彤博士任總經理,同時鑒于依利特品牌在市場上已經有相當的知名度,保留了“依利特”商號。從發展眼光看,當時的決定非常正確,為依利特這個品牌能夠成為國家馳名商標奠定了基礎。2000年8月完成了大連依利特分析儀器有限公司的注冊,至此,依利特順利完成華麗的轉身。

        2000年以后,依利特進入到了高速發展期,隨著產品的不斷完善,市場份額的不斷擴大,經過短短五年的拼搏和積累,在大連市高新區學子街2-2號(現在的公司總部所在地)新建4200平方米四層樓廠房,配備了儀器研發室、測試實驗室、光學設計室、研究生/博士工作室、產品線、色譜柱檢驗室、應用實驗室等一系列職能分區,這也證實了李彤董事長兼總經理做實業的決心和信心,從一位美國歸來的科研工作者,到一位帶領企業發展的實業家,正如李彤博士所言:“我們既要仰望星空,更要腳踏實地。”

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        依利特公司成立合影   

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        依利特公司總部

        2003年,隨著國家十五科技攻關項目的完成,液相色譜泵采用步進電機驅動凸輪的雙柱塞二級密封結構的自主研發技術也應用在了P230系列產品上。同時,在電路方面改用單片機控制技術以及數字信號傳輸方式,外觀采用鈑金構建方式,更為結實耐用。當時市場對特殊檢測器的需求增加,依利特也陸續研發和推出了二極管陣列型檢測器、示差折光檢測器、激光誘導熒光檢測器等。

        2008年,為了滿足客戶對更方便、更智能的分析儀器的需求,依利特P1201系列面市,這是一款軟件全反控的智能化系統,并可搭配四元低壓梯度和自動進樣系統。該系列產品一上市,就得到了廣大用戶的認可,并且獲得了“國產好儀器”的稱號。

        2013年,依利特全新一代具有自主知識產權的iChrom5100系列上市。iChrom——我的色譜我主宰,這一系列產品在設計方面,采用了先進的工業軟件模擬,自行研發了超過20種用于組裝、調試、維修的專用輔助程序。在可靠性方面下功夫,經過多輪儀器性能測試、實際樣品實驗、模擬振動和高溫低溫交變等測試。正如在《分析測試儀器評議—從BCEIA 2013儀器展看分析技術的發展》中介紹,“大連依利特分析儀器有限公司推出的iChrom5100高效液相色譜儀是我國第一臺高端液相色譜儀,各項指標都達到國外同類產品先進水平”。

        依利特致力于為客戶提供應用支持和解決方案,通過調研不同行業的客戶需求,在P230系列和P1201系列基礎上,引入重大專項攻關過程中的先進技術,先后推出了EClassical 3100和Agress 1100兩大系列,是技術的傳承,也是經典的延續。

        依利特發展到第五代的同時,也已完成了高、中、低端產品線的布局。同時推出配套和衍生產品包括自動進樣器、餾分收集器、制備系統、紫外分光光度計等,以及專用系統包括GPC凝膠凈化系統、生物毒素檢測系統、苯并芘檢測系統、氨基酸分析系統、氨基甲酸酯類農藥分析系統等。

        在此期間,依利特先后牽頭起草了《色譜數據處理工作站》、《液相色譜儀》、《液相色譜儀測試用標準色譜柱》、《液相色譜自動進樣器》等國家標準,都說一流的企業做標準,依利特扛起了國產液相色譜的大旗。

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         依利特產品發展歷程

        以客戶為師,為國產正名

        在依利特發展的道路上,客戶是依利特最寶貴的資源,通過客戶需求看到自身發展的方向,通過解決客戶的問題不斷自我提升。依利特不怕遇到問題,沒有冒險也不會有驚喜,百折不撓方成功。

        早年,依利特剛開始銷售GPC凝膠色譜系統,應用經驗還不多。客戶的流動相為三氯甲烷,安裝之后一直使用不順利,三個月內因倒峰、流量不穩等問題多次維修。期間發現系統不銹鋼流路均出現了不同程度的腐蝕。或許至此,可以告訴客戶這是試劑的原因,讓客戶自己去排查。但依利特人并沒有就此止步,頂著被質疑的壓力,通過多次驗證和排查,最終找到了問題所在——三氯甲烷。客戶倉庫試劑保存條件不當,部分批次試劑變質生成鹽酸導致流路腐蝕。為了杜絕再發,依利特為客戶起草了《實驗室管理規程》和《儀器操作規范》,其中增加了對三氯甲烷變質的檢驗步驟。

        “鬼峰”在實驗過程中,特別是梯度洗脫時常有出現,很多時候使用空白,也不影響定性定量分析,所以也沒有必要解析這些異常色譜峰的來源。但只要客戶提出了,依利特人就必須研究明白透徹。再按儀器流路逐一排查,以及填料、色譜柱、流動相等相關因素均沒有準確找出異常峰來源之后,對系統流路之外的前處理過程進行考察,最終鎖定到了濾膜。通過這次經歷,也給之后的應用問題排查帶來了寶貴的經驗和思路。

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                 iChrom系統流路示意圖            不同材質濾膜空白梯度對比

        通過一次次為客戶解決問題,依利特不僅收獲了客戶的認可,也找到了自己的方向,客戶的真正需求——應用支持和解決方案。液相色譜本身就是非常強烈要求應用的學科,相對其他分析儀器而言,這種要求更為猛烈,儀器的各項性能都有硬指標,但實驗涉及到的方方面面太多,色譜柱、流動相、前處理、實驗方法等等,遠比儀器要復雜得多。

        起初依利特完成許多應用方法開發均來自于客戶送樣,這些應用開發沒有限定某個領域,零敲碎打,雖然未能形成某個領域的整體解決方案,但為企業應對突發事件打下了良好基礎。2008年“三聚氰胺”事件爆發,依利特在短時間內推出了三聚氰胺檢測方法,而當時主打型號P1201系列也被確定為檢測生鮮奶中三聚氰胺的分析儀器之一。2010年,依利特聯合國家藥典委員會,完成了對800多種中草藥、中成藥的樣品分析,編撰出版了《中國藥典高效液相色譜圖集(第一卷)》,為制藥廠生產中成藥提供了規范的分析和檢測方法。同時,也為依利特儲備了更為廣闊的市場空間。目前,依利特已形成如氨基酸、多環芳烴、氨基甲酸酯類農藥、黃曲霉毒素、食品添加劑等各行業完整解決方案。

        隨著客戶群愈加廣泛,依利特遇到的問題,也是國產儀器共同面臨的——“有色眼鏡”,但這也非常正常,在依利特人看來,這是來自市場的挑戰,是了解差距提升自己的機會,同時依利特也渴求這樣的同臺競技。“首都科技條件平臺檢測與認證領域中心”平臺的創建給了國產儀器“正名”的機會,依利特iChrom 5100系列參與了驗評,驗評過程采取了不間斷、多臺次、多品種檢測的測試方式,高強度連續運行30天,選取了中藥“正骨水”、西藥“氫化可的松注射液”、食品中“苯甲酸、山梨酸和糖精鈉”等,參照國標測定加標回收率的方法檢驗準確度,進行了系統密封性和耐磨性、梯度準確度和精密度、日內重復性與日間重復性等指標測試。最終,專家組給出驗評結論:iChrom5100高效液相色譜儀操作簡便、靈敏度高、精密度高、重現性好、檢測數據準確可靠,密封性、耐磨性、安全性良好,各項指標均達到國標要求。適用于各類中藥、西藥及食品樣品的分析及含量測定,并適合于化學實驗室的應用分析。從技術層面打消了用戶心中的質疑,用科學手段和可靠數據打破壁壘,用事實說話,這才是正道。

        甘坐冷板凳,厚積薄發

        價格戰在中國科學儀器市場屢見不鮮,液相色譜領域也未能幸免。是否采取針鋒相對的“價格戰”策略?依利特曾經也有所嘗試,但體會到的是價格戰帶來的傷害。痛定思痛,依利特決心研發新產品,“使勁兒往前奔,使產品質量和性能更上一層樓”。但是做產品從來就沒有捷徑,容易的問題都已經解決差不多了,剩下的都是難題。

        2012年,依利特牽頭國家重大科學儀器設備開發專項——“多維生物色譜儀及液質聯用關鍵部件的研制”,該項目主要目的是攻克高效二維生物色譜系統、在線蛋白質預處理系統、超高壓微納液相色譜系統及新型電噴霧離子源等關鍵儀器部件。項目總指標中有一項,要求多維生物色譜儀通過一次分析,實現2500個蛋白的鑒定,需要儀器在完全無人工干預的情況下,自動運行30多個小時。這個指標是一個很大的挑戰,一方面對分析方法開發有著高要求;另一方面,對于分析儀器性能的要求也很高。而對依利特承擔的這部分來講,最難的部分就是開發控制系統,這套集成的分析系統,包含高達7個輸液泵以及4個切換閥,以及四套需要單獨控制的分析系統,而這些都需要用同一款軟件控制。所以除了需要開發4個分系統的控制軟件之外,為了整體的協調順利運轉,還要解決平行系統之間相互干擾的問題。在最終現場測試階段,專家們對多維生物色譜儀這一成果給予了很高的評價。雖然整套系統包含的儀器相對較多,但在高度集成化的系統中并沒有丟掉液相色譜本身模塊化的靈活性,同時又克服了涉及到多檢測器多通道采集的難點。

        該項目的另一個重要成果——超高壓微納液相色譜系統,是一款不需要分流可以直接連接質譜的液相色譜儀。這就需要液相色譜的流量達到500nL/min,而現在UHPLC的流量精度也只需達到微升級別,納升級的流量精度要求可以說是非常高。由于從未接觸過相關項目,在開發過程中,團隊走了一些彎路。最初的設計方案比較“理想化”,想要通過相變蓄能材料在相變過程中體積變化來推動活塞來輸出微量液體。當時設想很好,而且也取得了專利,但在實際做產品時,雖然輸出指標、壓力上限可以達標,但控制起來特別困難。前后做了近兩年,最后還需推倒重來,團隊決定采用直驅方式,完全靠電機和軟件精度,機械加工和結構設計來控制流量。目前依利特研發的納升泵,最低流量達到8nL/min,并且重復性良好。在此過程中,還研發出一種特殊裝置,可以獲得實時流量反饋。

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            依利特研發中心實驗室一角 

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         超高壓微納色譜泵流路示意圖

        研發過程是曲折的,項目復盤階段也總結了經驗教訓:研發過程本身是不可預知的,不能保證設想的方案一定獲得成功。所以在做技術難度相對較高的研發項目時,要預備多個方案,把想法預先落實在紙面上,通過各種建模軟件預先進行實際演練,最終通過篩選和實驗驗證,選擇最佳方案。

        項目攻關過程中的先進技術和思維理念也被應用于常規液相產品的升級和設計中。現代國產儀器核心技術“空心化”現象還存在于整個行業中,將整個模塊買來裝上外殼做成一款產品。從表面上看,可能相差不大,但是只有自己掌握了核心技術,才能真正從性能上對儀器有質的提升,同時也才有可能制造出真正的高端儀器設備,有同進口儀器的一戰之力。依利特始終堅持核心技術的研發,志在讓液相色譜完全擁有“中國心”。

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           依利特公司董事長兼總經理李彤博士

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        李彤博士介紹SPLC7100微納色譜設計稿

          做科研出身的李彤博士,最重視的還是技術,“技術發展無止境”——這是他做學問的理念。做科研沒有一招致勝,甘坐冷板凳,耐得住寂寞,才能靜以致遠,厚積薄發。依利特始終堅持“做精品”的理念,堅定地走自己的路,堅持打技術這張牌。事實證明:技術和品質才是企業的立足之本,才是企業良性發展的根源。

        榮譽是鞭策,永遠想著下一步

        據張玉奎院士回憶:依利特作為國內首家研發制造液相色譜的儀器公司,從各個元件的手焊到電子部件的設計等,用心血和汗水奠定了國產液相色譜的領軍地位。三十多載,依利特收獲了榮譽和支持,同時也有鞭策和責任。企業的發展需要擴容,也需要配套的產業環境,2018年依利特在蘇州成立全資子公司,子公司同時建有“院士工作站”,以中國科學院張玉奎院士及公司創新團隊為核心,為依利特的自主創新能力提供強有力的技術支撐,推動依利特向更高層次發展。

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         依利特蘇州公司    

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          依利特蘇州公司開業合影

        未來的路,液相色譜作為得到廣泛應用的分析分離技術是沒有止境的,包括液相色譜自身技術的革新、液質聯用的發展、超臨界色譜等。液相色譜的發展趨勢可以總結為三個字就是專、精、特。

        專,指專用設備,比如液質聯用技術。目前已經進入到后基因組時代,高通量測序技術,其高效性和高精確性能為快速分析疾病病因、尋找特異靶點,從而促進疾病的預防以及診斷技術和新藥的開發。而蛋白組學研究的過程中,涉及到一個最關鍵的問題就是分析分離,這是色譜、質譜最擅長的,而色譜和質譜的聯用又是絕佳搭配。在更細內徑色譜柱、更低流速、液質聯用的接口技術方面,依利特已經有了一定的技術儲備,也已經做好了準備。

        精,指精密度更高。目前已經進入5G時代,分析儀器也即將進入工業互聯網時代,這就意味著對速度、穩定性、可靠性都有了更高的要求。也許對我們普通的互聯網用戶來講,手機上網的卡頓或突然失去信號沒什么大礙,但是在工業上這可能會面臨大問題。工業生產或信息傳輸的要求都是毫秒級的,因此在要求速度的同時,穩定可靠是基礎,儀器的精密度是這一切技術得以應用的前提。

        特,指特殊應用。一方面引入了人工智能概念,實時反饋、遠程操控、自動識別并按程序處理,減輕實驗人員負擔,實現真正意義上的無人值守;另一方面引入物聯網概念,分析設備更類似于物聯網中一個傳感器,實現在線監測,檢測信號通過網絡直接上傳。

        敢問路在何方,敢想就有路,而路就在腳下,這是依利特人的新起點新征程,不忘初心,牢記使命,取得更大的成績匯報國家,回報社會。


        結束語:

        依利特的今天,

        源于大連化物所的成果轉化,

        源于依利特人的專注和努力。

        “做最專業的液相色譜”一直是依利特人心中的信念,

        “把國產儀器的旗幟扛下去”一直是依利特人心中的執著。

        時間,

        見證了依利特的發展,

        見證了國產儀器的崛起,

        有過艱難的起步,有過孤獨的探索,有過溝溝坎坎,

        而今天的依利特更有與國際大品牌并肩的實力與決心。



          稿件來源:大連依利特分析儀器有限公司


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