人們很早就意識(shí)到許多天然產(chǎn)物，特別是糖類(lèi)的手性性質(zhì)和可用性，這些化合物可以作為手性對(duì)映異構(gòu)體的分離材料。多糖化合物是自然界含量豐富的具有旋光性的天然聚合物，目前在被開(kāi)發(fā)使用的CSP中，多糖衍生物CSP因其具有識(shí)別范圍廣、負(fù)載量高且來(lái)源豐富等特點(diǎn)，逐漸成為應(yīng)用最多、zui有效的CSP之一。多糖類(lèi)手性填料主要包括纖維素、直鏈淀粉和環(huán)糊精以及基于它們的衍生物所制得的高聚物，由于其本身具有高度有序的螺旋結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的手性識(shí)別能力，多糖類(lèi)衍生物手性色譜填料在液相色譜直接拆分對(duì)映體方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛，表1是手性色譜色譜填料的具體分類(lèi)，由表1可以明顯看出，糖類(lèi)及其衍生物CSP在手性填料中占有舉足輕重的地位。

目前，多糖類(lèi)衍生物手性色譜填料以纖維素和直鏈淀粉苯基氨基甲酸酯類(lèi)衍生物手性固定相應(yīng)用得廣泛，其中，尤其以日本大阪大學(xué) Okamoto教授課題組對(duì)其研究深入。早在1984年Okamoto[2,3]課題組就將纖維素衍生物通過(guò)物理方法涂敷在硅膠表面形成聚合物包覆硅膠薄膜，克服了微晶纖維素三乙酯（MCTA）作為 CSP 的機(jī)械穩(wěn)定性差問(wèn)題。在隨后的工作中Okamoto教授課題組又合成了一系列的纖維素和直鏈淀粉衍生物，將其均勻地涂敷到硅膠上制得CSP，*解決了手性填料的機(jī)械強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。到目前為止，市場(chǎng)上使用頻率*高的就是日本一家著名手性色譜柱公司的“四大金剛”多糖類(lèi)手性色譜柱，具體型號(hào)為正相的AD-H、AS-H、OD-H和OJ-H、反相的AD-RH、AS-RH、OD-RH和OJ-RH，大概可以解決市場(chǎng)上90%左右的手性化合物的拆分問(wèn)題，體現(xiàn)出非常優(yōu)異的分離效果 。

到目前為止，手性色譜填料基本上是由這家日本手性色譜柱公司所壟斷，當(dāng)其它常規(guī)反相C18色譜柱每根只賣(mài)幾千元人民幣時(shí)，一根裝有3克左右手性填料的色譜柱價(jià)格超過(guò)1萬(wàn)元人民幣，國(guó)內(nèi)進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)有機(jī)合成的科研機(jī)構(gòu)和公司每年都要花費(fèi)高昂的經(jīng)費(fèi)在手性色譜柱的采購(gòu)上。另外，如果需要采用手性制備柱進(jìn)行分離純化從而得到單一的對(duì)映體目標(biāo)物產(chǎn)品，那就花費(fèi)更高，因?yàn)橐桓中灾苽渲膬r(jià)格往往超過(guò)10萬(wàn)元人民幣。對(duì)于色譜填料廠(chǎng)家而言，生產(chǎn)一公斤的手性色譜填料，裝成柱子后常?？梢再u(mài)到幾百萬(wàn)人民幣的價(jià)格，其產(chǎn)品附加值非常高。盡管如此，手性色譜柱的壽命卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如常規(guī)色譜柱的壽命長(zhǎng)，特別是涂覆型的手性分離材料，特別“嬌貴”！也正是因?yàn)槭中陨V填料的高額利潤(rùn)使得許多色譜公司和科技精英紛紛去挑戰(zhàn)這些技術(shù)，但由于手性色譜分離技術(shù)壁壘之高及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化難度巨大，至今都無(wú)法撼動(dòng)這家日本手性色譜填料公司的壟斷地位。

圖3：淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)

對(duì)于手性填料特別是直鏈淀粉修飾的手性填料來(lái)說(shuō)，其最大的挑戰(zhàn)不在于基質(zhì)硅膠微球的性能，而在于關(guān)鍵的原材料－直鏈淀粉本身的理化性質(zhì)和涂覆或者鍵合工藝，因?yàn)槎嗵穷?lèi)的手性色譜填料的拆分機(jī)理仍然主要是靠“三點(diǎn)相互作用”，而具有手性識(shí)別功能的直鏈淀粉例如顆粒度大小、聚合度、分子量分布等參數(shù)當(dāng)仁不讓地會(huì)影響最終的拆分效果。目前，中國(guó)市場(chǎng)上90%以上的手性柱市場(chǎng)由一家日本公司壟斷，他們的手性柱甚至成為了世界標(biāo)準(zhǔn)，他們甚至在產(chǎn)品資料上明確地寫(xiě)上“手性色譜柱分離世界標(biāo)準(zhǔn)”，這是非常自豪的事情！但是，這并不代表國(guó)產(chǎn)的色譜柱公司經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累無(wú)法接近或者達(dá)到這些進(jìn)口的手性色譜填料公司的產(chǎn)品。尤其在如今現(xiàn)在中國(guó)面臨發(fā)達(dá)國(guó)家“卡脖子”技術(shù)的大環(huán)境下，這就更加需要我們國(guó)內(nèi)的科技型公司腳踏實(shí)地地做好產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)探索，就拿本文討論的手性填料的關(guān)鍵原材料－直鏈淀粉來(lái)說(shuō)，雖然多糖類(lèi)化合物例如纖維素和直鏈淀粉都是極為常見(jiàn)的物質(zhì)，市場(chǎng)直鏈淀粉的種類(lèi)也很多。但是，經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn)，只有日本一家公司的直鏈淀粉原料可以滿(mǎn)足做手性填料的需求，但其價(jià)格超乎一般人的想象，每公斤直鏈淀粉的價(jià)格高達(dá)60萬(wàn)元人民幣。并且，非常遺憾的是近些年該直鏈淀粉已經(jīng)不在中國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售，這就導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)一些做色譜填料的公司和研究團(tuán)隊(duì)面臨著無(wú)原料可用的地步，極大程度地影響了科研進(jìn)展。并且，我們經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，即使使用該公司供應(yīng)的直鏈淀粉原材料，做出來(lái)手性填料也無(wú)法達(dá)到前述所提到的這家日本公司的手性填料的分離效果。這就再次證明，關(guān)鍵的高科技技術(shù)產(chǎn)品，靠買(mǎi)是買(mǎi)不來(lái)的，一定要靠國(guó)內(nèi)眾多的科研人員腳踏實(shí)地地去研究，一步步突破才行。

從手性分離材料開(kāi)發(fā)的過(guò)程中我們可以發(fā)現(xiàn)這家日本手性填料公司對(duì)上下游產(chǎn)業(yè)鏈及其核心原材料的掌控程度達(dá)到讓人驚嘆的地步，日本上下游廠(chǎng)家的緊密配合也非常值得我們學(xué)習(xí)。這也是為什么這么多年其它公司都無(wú)法撼動(dòng)日本這家日本公司在手性材料的壟斷地位的重要原因。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，日本制造業(yè)一直走在前列，在256個(gè)領(lǐng)域擁有全球6成以上份額。2018年全球創(chuàng)新1OO強(qiáng)的企業(yè)中，日本有39家。例如成立于1956年的發(fā)那科，富士山腳下的黃色巨人，是最大的機(jī)器人公司，也是最大的專(zhuān)業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠(chǎng)家，占據(jù)了全球70%的*。表面上看，很多日本企業(yè)正在退出某些市場(chǎng)，其實(shí)是這些企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級(jí)到更高精尖的領(lǐng)域。日本企業(yè)在產(chǎn)品制造過(guò)程中上游領(lǐng)域的實(shí)力強(qiáng)勁，掌握化工及電子材料、零部件、精密設(shè)備及儀器等關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)，占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈上游的優(yōu)勢(shì)地位，是毫無(wú)爭(zhēng)議的“隱形冠jun”！日本之所以會(huì)控制很多產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料和技術(shù)不是因?yàn)樗麄儽绕渌鼑?guó)家的人更聰明，而是日本人有足夠的耐心、他們具有堅(jiān)持不懈的精神及其精益求精的工匠精神，促使他們可以把先進(jìn)技術(shù)做到j(luò)i致，這也是我們最該向日本人學(xué)習(xí)的地方。

月旭科技針對(duì)直鏈淀粉這一“卡脖子”難題，立足于手性分離具體的需求進(jìn)行研發(fā)。一開(kāi)始我們也不斷地質(zhì)疑自己是否能夠解決該問(wèn)題，這么多色譜同行都無(wú)法解決適合手性填料用直鏈淀粉原材料的問(wèn)題，憑什么月旭科技就能解決？因?yàn)槲覀冞@么多年遇到了太多的挫折，也和國(guó)內(nèi)很多zhi名的科研機(jī)構(gòu)和高校進(jìn)行合作，想著依靠外界的力量克服這一難題，但無(wú)一例外都失敗了。最后，實(shí)在沒(méi)有辦法，我們只能自己一步步的去探索來(lái)解決這個(gè)難題，雖然我們團(tuán)隊(duì)幾乎沒(méi)有人熟悉食品化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)，更談不上我們對(duì)直鏈淀粉有多么深刻的認(rèn)知，但是我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)本著“笨鳥(niǎo)先飛”的態(tài)度，就是想著學(xué)習(xí)德國(guó)、日本這些發(fā)達(dá)國(guó)家的“工匠精神”，一種種實(shí)驗(yàn)方案去試驗(yàn)、去摸索，最后經(jīng)過(guò)多年的持續(xù)努力終于研發(fā)出適合做手性材料原料的直鏈淀粉（如圖4所示），說(shuō)實(shí)話(huà)看到比較wan美的結(jié)果那一刻我們整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)是懵的，有那么一種強(qiáng)烈的“幸福來(lái)得太突然”的感覺(jué)！這種經(jīng)歷也深刻地告訴我們：哪怕是在小小的色譜行業(yè)，歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家能做好的事情，我們也一定能做好，哪怕是我們笨一點(diǎn)、慢一點(diǎn)，但只要我們堅(jiān)持不懈，永bu放棄攀登色譜分離材料研究的高峰，就沒(méi)啥不可能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)！這個(gè)卡脖子難題的克服，也讓我們整個(gè)團(tuán)隊(duì)意識(shí)到：把一件看似微不足道、很平常的事情做好；把一個(gè)很普通的問(wèn)題實(shí)實(shí)在在的去解決，就是最大的創(chuàng)新！創(chuàng)新的東西一定要為人類(lèi)服務(wù)，一定要發(fā)揮它的價(jià)值，真正為國(guó)家、為人民做出貢獻(xiàn)。就像前些年我們都熟悉的一個(gè)案例：在圓珠筆的制造方面，中國(guó)已經(jīng)成為當(dāng)之無(wú)愧的制筆大國(guó)，每年生產(chǎn)幾百億支，但一連串值得驕傲的數(shù)字背后，卻是核心技術(shù)和材料高度依賴(lài)進(jìn)口，大量的圓珠筆筆頭的“球珠”和“球座體”還需要進(jìn)口，無(wú)論是生產(chǎn)設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期以來(lái)都掌握在瑞士、日本等國(guó)家手中。但是，中國(guó)的相關(guān)行業(yè)公司和科研機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)大量的努力，終于打破了進(jìn)口的壟斷，取得了巨大的成功！所以，現(xiàn)如今越來(lái)越多的案例說(shuō)明，中國(guó)的企業(yè)只要立足于科技創(chuàng)新，一個(gè)個(gè)難題去腳踏實(shí)地的克服，我們一定能為祖國(guó)的建設(shè)添磚加瓦，中華民族一定能實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興！

圖4：月旭科技開(kāi)發(fā)的手性填料的

核心原材料直鏈淀粉樣品圖

月旭科技之所以能突破直鏈淀粉手性色譜填料的生產(chǎn)技術(shù)這一難題，充分證明了持之以恒、堅(jiān)持不懈的重要性。即使看上去再遙不可及的目標(biāo)，只要我們本著愚公移山的精神，就有實(shí)現(xiàn)的可能，笨一點(diǎn)有什么關(guān)系？月旭科技的研發(fā)團(tuán)隊(duì)就是憑借這種堅(jiān)持不懈的精神突破了手性填料用的關(guān)鍵原材料直鏈淀粉的產(chǎn)業(yè)化制備的“卡脖子”難題，*解決了直鏈淀粉自主供應(yīng)的問(wèn)題，并解決了涂覆工藝不均勻、裝柱不穩(wěn)定等問(wèn)題，最后生產(chǎn)出高性能的直鏈淀粉手性色譜填料和色譜柱。目前，我們不僅可以提供高性能的直鏈淀粉手性色譜填料，而且可以為有手性制備純化需求的客戶(hù)提供全套的解決方案，我們也具備生產(chǎn)毫克級(jí)到到公斤級(jí)甚至百公斤級(jí)的手性填料的生產(chǎn)能力。圖5是月旭科技基于纖維素和直鏈淀粉開(kāi)發(fā)的四種涂覆性的手性分離材料，并以日本進(jìn)口公司的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，其分離性能基本接近日本公司的分離性能，其分離度達(dá)到了18-20（以反-二苯乙烯氧化物 ，trans-Stilbene oxide為例），其拆分效果的色譜圖如圖6所示。圖7是月旭手性色譜柱應(yīng)用于一些手性化合物拆分的分離效果圖譜，從圖中可以明顯看出具有優(yōu)異的分離效果，均實(shí)現(xiàn)了基線(xiàn)分離。