人們很早就意識(shí)到許多天然產(chǎn)物，特別是糖類的手性性質(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)用越來越廣泛，表1是手性色譜色譜填料的具體分類，由表1可以明顯看出，糖類及其衍生物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1萬元人民幣，國(guó)內(nèi)進(jìn)行不對(duì)稱有機(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10萬元人民幣。對(duì)于色譜填料廠家而言，生產(chǎn)一公斤的手性色譜填料，裝成柱子后常常可以賣到幾百萬人民幣的價(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說，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)槎嗵穷惖氖中陨V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)過多年的技術(shù)積累無法接近或者達(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－直鏈淀粉來說，雖然多糖類化合物例如纖維素和直鏈淀粉都是極為常見的物質(zhì)，市場(chǎng)直鏈淀粉的種類也很多。但是，經(jīng)過深入研究發(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，做出來手性填料也無法達(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，靠買是買不來的，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。

從手性分離材料開發(fā)的過程中我們可以發(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，也是最大的專業(yè)數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，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)。一開始我們也不斷地質(zhì)疑自己是否能夠解決該問題，這么多色譜同行都無法解決適合手性填料用直鏈淀粉原材料的問題，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，但無一例外都失敗了。最后，實(shí)在沒有辦法，我們只能自己一步步的去探索來解決這個(gè)難題，雖然我們團(tuán)隊(duì)幾乎沒有人熟悉食品化學(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），說實(shí)話看到比較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“幸福來得太突然”的感覺！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，無論是生產(chǎn)設(shè)備還是原材料，長(zhǎng)期以來都掌握在瑞士、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)如今越來越多的案例說明，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)的問題，并解決了涂覆工藝不均勻、裝柱不穩(wěn)定等問題，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)了基線分離。