国产替代进口 睿谱在行动
国产替代进口 睿谱在行动
2018年的芯片事件让国人幡然醒悟,原来我们大而不强。2019年新中国成立70周年庆祝大会上提出“站起来、富起来、强起来”的三个历史时期,2021年全面脱贫后我们的目标已经很清晰,就是要强起来。那么如何强起来呢?邓小平曾经说过,科学技术是第一生产力。近日,习近平主席提出,要打好科学仪器设备、操作系统和基础软件国产化攻坚战,提升国产化替代水平和应用规模,争取早日实现用我国自主的研究平台、仪器设备来解决重大基础研究问题。
习主席的话无疑为科学仪器行业注入了一针强心剂。进口仪器长期占据我国科学仪器的高端市场,国产仪器则在低端领域竞争,有时甚至会有一些恶性竞争。睿谱就是诞生于这样的时代背景,因此必须走不一样的路线,经过多年的探索与实践,这条路就是国产替代进口。那么在国产替代进口的道路上睿谱做了哪些工作,取得了哪些成果呢?最主要的就是离子色谱主机和关键配件的研制与应用。
整机与配件的性能对比
离子色谱的关键配件之一是抑制器,睿谱在这一方面与进口配件进行了大量的对比与评价。对比结果请看以下图片。
图1 WLK-8A(4mm)抑制器与进口抑制器1在同等条件下的性能对比
图2 WLK-8A(4mm)抑制器与进口抑制器2在同等条件下的性能对比
图3 WLK-8C(4mm)抑制器与进口抑制器的性能对比
图4 WLK-8A(4mm)抑制器与进口抑制器1的柱效对比
图5 WLK-8C(4mm)抑制器与进口抑制器的柱效对比
从图1至图5可以看出,睿谱的抑制器性能与进口配件性能相当,甚至还有一些较为明显的优势。例如,图1使用的阴离子色谱柱内径为3mm,这说明WLK-8A(4mm)抑制器死体积已经小到可以胜任3mm色谱柱的分析工作,色谱柱内径越小,对抑制器的死体积要求越高,抑制器死体积小则有利于获得高分离度和理论塔板数。此外睿谱在研制抑制器的过程中听取用户的痛点,借鉴进口配件的一些不足之处开发了半年免维护抑制器,只需使用一次即可半年不用维护。2019年睿谱推出适用于2mm色谱柱的抑制器,与进口同类产品性能相当且半年免维护,目前该配件仅赛默飞和睿谱拥有。睿谱还敏锐的洞察了行业空白,开发了一款弱酸专用抑制器,该配件在国际上也没有先例。2019年我国的核电企业受到美国政府制裁,使用的美国仪器有断供和停机的风险,睿谱将自己的抑制器给国内两家核电站试用,经过3个月的使用与评价,完全胜任核电的分析工作,实现了替代进口的目标,至今两家核电站已使用3年多并陆续采购4批。
电导检测器是离子色谱使用频率最高的检测器,它的性能影响了离子色谱的应用。睿谱成立以前,国内厂家大多使用固定量程检测技术,而国外厂家(如赛默飞、瑞士万通)使用的是动态量程检测技术,这两种技术最主要的区别是动态量程检测器可以同时测定浓差较大的组分而固定量程检测器却不可以。睿谱在成立之初就决定必须开发动态量程检测器。图6图7为睿谱的电导检测器同时测定浓差30000:1组分的色谱图(文献中有更大浓差比)。
图6 动态量程检测器测定高浓度离子
图7 动态量程检测器测定低浓度离子
电解淋洗液发生器的诞生是离子色谱发展史上的里程碑事件,它基于法拉第电解定律和离子交换的原理,在线产生和净化淋洗液,极大的提高了仪器的自动化水平。目前睿谱拥有氢氧化钾型和甲烷磺酸型淋洗液发生器,与进口同类产品性能相当。针对氢氧根色谱柱大多需要梯度淋洗的特点,睿谱开发了电解淋洗液净化器(进口厂家称为CR-TC),它位于淋洗液发生器罐后、脱气盒之前,能够在线净化淋洗液,使梯度淋洗的基线飘移不明显。图8为使用睿谱淋洗液净化器与不使用时梯度淋洗的效果对比。从图中可以看出,淋洗液净化器几乎是梯度淋洗的必选项。
图8 使用淋洗液净化器与不使用时梯度淋洗的效果对比
色谱柱是色谱仪的心脏,是实现分离的关键,目前能批量生产离子色谱柱的厂家有赛默飞、昭和、东曹、睿谱、盛瀚、皖仪等等。睿谱从2019年开始开发离子色谱固定相,目前拥有两款固定相,一款是氢氧根型,可用于分离常见阴离子和亚氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐等消毒副产物;另一款是碳酸盐型,可以在10分钟内快速分离7种阴离子。近日阳江核电站使用睿谱的氢氧根色谱柱替代进口色谱柱用于分析工作,取得了较好的结果。图9为使用睿谱色谱柱获得的色谱图。
图9 睿谱氢氧根色谱柱在ICS5000+离子色谱仪工作的色谱图
睿谱成立近6年,虽然只有一款离子色谱仪(RPIC-2017型),其性能指标与赛默飞的Aqunion相当,表1为两款离子色谱仪的指标数据对比。
表1 RPIC-2017型离子色谱仪与Aqunion型离子色谱仪指标对比
Dionex Aqunion | ||
检测器 | 数字检测器,量程0~15000mS,动态量程 | 数字检测器,量程0~15000mS,动态量程 |
池体积≤1mL | 池体积<1mL | |
分辨率 0.00238nS | 分辨率 0.00238nS | |
最高耐压 10MPa | 最高耐压 10MPa | |
恒温箱 | 标配,室温~50℃,精度0.1℃ | 选配,30~60℃,精度0.5℃ |
透明可视化窗口 | 光学检漏 | |
高压平流泵 | 惰性PEEK材料,耐受酸碱和有机溶剂,免金属,双柱塞循环往复 | 惰性PEEK材料,耐受酸碱和有机溶剂,免金属,双柱塞循环往复 |
耐压 0~25MPa | 耐压 0~35MPa | |
流量 0.001~9.999mL/min | 流量 0.00~5.00mL/min | |
进样阀 | 标配两位六通电磁阀,选配十通阀 | 标配两位六通电磁阀,选配十通阀 |
淋洗液发生器 | KOH、甲烷磺酸 | KOH、NaOH、LiOH,甲烷磺酸,碳酸盐 |
自动进样器 | 120位 |
国产替代进口的商业成果
2021年9月大亚湾核电站采购了一台睿谱的RPIC-2017型离子色谱仪,这是国产离子色谱厂家第一次向核电行业供货。表2总结了睿谱目前在核电行业替代进口取得的成绩。此外,其他行业也有大量用户在使用睿谱的抑制器,图10为睿谱的抑制器在进口离子色谱仪上工作的场景。
表2 使用睿谱产品的核电站及购买的主机与配件
用户名称 | 购买主机与配件 |
大亚湾核电站 | RPIC-2017型离子色谱仪、WLK-8C抑制器 |
阳江核电站 | WLK-8A、WLK-8C抑制器 |
红沿河核电站 | WLK-8A、WLK-8C抑制器,氢氧根色谱柱 |
图10 WLK-8抑制器在多种进口离子色谱仪上工作的场景
结语
以上事实证明,睿谱在成立之初选择的路线是正确的,取得的成绩也值得肯定。但是我们也不能盲目乐观,国产仪器与进口仪器的整体差距仍然较大,需要花很长的时间去追赶。我们相信,道阻且长,行则将至。行而不辍,未来可期。未来是实干出来的,国产仪器的明天会更好!