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走近微波化学界的传奇人物 访CEM总裁Michael Collins博士

2017/1/4 13:30:29

[导读] 目前,微波化学技术已被广泛地应用于从无机反应到有机反应,从医药化工到食品化工,从简单的分子反应到复杂生命过程的各个化学领域。近期,仪器信息网编辑借参加CEM公司新品发布会的机会采访到了微波化学界的传奇人物——美国CEM公司创立者Michael Collins博士。


       二战期间,随着雷达技术的进步,微波技术逐步发展起来,六十年代用于需要温度突变的实验,七十年代首次用于化学反应。微波化学是研究在化学中应用微波的一门新兴的前沿交叉学科,是在人们对微波场中的物质特性及其相互作用的深入研究的基础上发展起来的。
       目前,微波化学技术已被广泛地应用于从无机反应到有机反应,从医药化工到食品化工,从简单的分子反应到复杂生命过程的各个化学领域。近期,仪器信息网编辑借参加CEM公司新品发布会的机会采访到了微波化学界的传奇人物——美国CEM公司创立者Michael Collins博士。
 


美国CEM公司创立者 Michael Collins博士

具有理想主义色彩的人
      CEM 公司和美国苹果公司一样,起初也是在车库中成立。Collins博士利用一个停车库和一些军用雷达的部件开始了CEM公司的创建和产品的研发。而公司名称CEM是化学电子微波(Chemistry Electronic Microwave)三个英文单词的首字母。在美国政府的资助下,受USEPA委托,Collins博士成功地将微波技术应用于分析化学领域。Collins博士谈到,在创办CEM 公司之前,他在美国著名的雷索公司工作,并担任很重要的职位。当有一天Collins博士告诉其身边的人他要离职去创业了,所有人都认为他疯了,但Collins博士有着很坚定的信念,相信一定会在微波化学应用领域给用户带来惊喜。
      在市场化竞争越来越激烈的今天,很多公司纷纷将目光投向如何才能赚取更多的利润,而CEM公司却恰恰相反。CEM公司在科学仪器界是一个非常罕见的公司——非常愿意去尝试和创造小众产品,例如很多公司都会考虑研发出来的产品能不能赚钱,但CEM公司不是,Collins博士更关注的是能否将产品技术做到领先,做到世界第一。Collins博士谈到,目前CEM公司每年用于产品研发的费用已经达到上千万美元。一般公司在扩大其生产和经营规模时往往采用收购和并购的方式,而CEM公司则基本依靠自身的研究和生产来发展。CEM公司研发的很多产品在技术上都有重大的突破,例如,近年来推出的Liberty BLUE多肽合成仪,其溶剂用量比现有多肽研制方法减少了90%,从而大大缩减了多肽合成的成本。“当年中国国内合成了38个氨基酸的肽,就引起了世界的轰动,现在清华大学通过采用Liberty BLUE刚刚合成了228个氨基酸的肽,并有可能获得国家科学技术进步奖”,Collins博士娓娓道来。


LibertyBlue微波全自动多肽连续合成仪


      作为一家拥有300多名员工的科技公司,CEM公司历史上曾获得十一次R&D 100大奖(R&D Magazine杂志每年从全球上千件科技创新技术中,依照科技突破性、创新独特性及应用实用性3项标准进行评选,评选出全球过去一年100个最具创新和技术意义的上市产品)。这在其他规模相当的同行中是绝无仅有的,即使更大的科技公司也很难获得如此多的R&D 100大奖。这些奖项的获得主要源于Collins博士对技术不断的追求和创新。Collins博士常年呆在实验室,把实验室当成自己的办公室,他认为只有这样自己才能更好地了解产品,把握技术,研发出真正适合用户的产品,这也是Collins博士特立独行的地方。


2009年 CEM 获U.S.EPA 颁发的美国总统绿色化学奖


如何更好地贴近用户
      CEM公司在成立之初,就把满足用户的需求定为了公司发展的宗旨。CEM公司时刻在聆听着来自市场和用户的声音,用户需要什么,需要怎样的进步,需要什么样的科技……这些都被放在了Collins博士每日工作的首要日程上。Collins博士说到,“CEM公司始终在试图很好地了解用户,只有这样,才会解决用户真正的需求,取得用户的信赖,了解市场和用户真正需要什么”。所以说CEM公司和客户之间的联系是很紧密、很密切的。
      此外,为了更好地服务于用户,CEM公司在北卡罗莱纳州设立了世界上最大的微波化学研究实验基地,集中了世界一流的微波化学专家,不断研究和探索微波化学的机理及其应用。所以,CEM公司不仅有工程师,它的实验室里面还有科学家和应用者。通过科学家的实验和应用者的使用就可以模拟用户在仪器使用过程中可能会遇到的问题,以及帮助用户去开发有针对性的解决方案,这是CEM公司在服务于用户方面有别于其他公司的一个重要方面。同时,由 CEM 专家推出的各种微波样品处理方法取得了大量的成果和专利,被权威机构 USEPA、AOAC、NCAT、ASTM 等认可作为了通用标准方法。

从开始就是解决方案提供者
       目前,很多仪器公司已经由传统的单纯对仪器的推广转变为了对仪器使用解决方案的推广以满足用户更深入的需求,这些对于CEM公司来说并不是什么新鲜事。CEM公司成立之初,实验室里就有一个团队,如果客户在仪器使用和方法应用方面遇到什么问题,他们就可以提供帮助。因此,CEM公司不仅是卖仪器给客户用,而且会告诉用户怎么用和如何用得更好。
       例如,在做多肽合成的时候,有些用户不知道怎么去做,只知道要去合成一个序列。这时,用户只需要将序列告诉CEM公司,CEM公司就会帮其完成整个序列的合成,并将做好后的方案告诉用户。同时,CEM公司的每一台仪器其实就是一个解决方案。它的仪器本身就带有很多应用方法,例如微波消解仪,用户只需要调出来使用就可以了。因此,CEM公司从成立之初就旨在为用户提供一套完整的解决方案。并且,现在世界上很多地方的标准都是CEM公司参与制定的。

 
CEM Campus


固守微波化学领域的领导地位
       在微波化学领域,CEM公司想要做的就是怎么样把它变得更好,特别是如何更好地控制温度,所以前段时间CEM公司推出了一个叫做iWaveTM的功能组件,它可以比较精确地测量每个消解罐中的样品温度。这是目前微波产品的一个研发方向。iWaveTM是一项新型无线原位温度测量技术,改变了传统的微波消解的温度测量方式。iWaveTM可以测量样品真实的温度,而不是罐子外表面的温度。与传统的光纤探针技术相比,现在的iWaveTM可以达到和光纤测温同样的准确度,却不需要一个主控罐,从而可以节省大量的装配时间。
 


iWaveTM的功能组件

      “iWaveTM技术是一个重大的技术突破,它代表了过去二十年微波消解领域最重要的进步。温度测量和控制是微波消解最重要的参数。”现在,通过iWaveTM技术可以精确地直接测量每个罐子中的内部样品温度,彻底地简化了微波消解的整个过程。这个进步使得微波消解的应用领域可以扩展至一些新的和更有挑战性的应用上。Collins博士说,“iWave?技术带来的其他好处是:它可以完全支持现场升级,这样就可以确保我们广大的已有用户群体都可以很轻松地受益于此项技术。作为微波化学领域的创始者和引领者,CEM公司会持续创新,以更简化的操作方法和更优异的仪器工作表现为奋斗目标。iWaveTM技术即是其中最新的一例。”

着力于改变业内现有标准
       Collins博士告诉编者,作为微波化学领域的创始公司,CEM公司在市场上有很多的竞争对手。CEM公司到目前为止之所以能在业内一直保持领先,是因为持之以恒地开发新技术。以前,CEM公司被公认为是一家微波化学公司,但现在看来,CEM公司已不限于此,例如这次推出的基于全新NMR脉冲专利技术的ORACLE通用快速脂肪分析仪。ORACLE通用快速脂肪分析仪在测量原理上直接进入更深层次的物理学本质,即利用新一代核磁专利检测技术,把脂肪氢核信号与其他氢核信号相隔离,通过物理学核磁信号直接测量脂肪分子氢核的数量,从而得到脂肪的含量,摆脱了传统的需要用不同化学方法测量不同的样品的复杂局面。
 

 

ORACLE通用快速脂肪分析仪

       ORACLE通用快速脂肪分析仪的推出,把目前各种传统的、化学的、或各种间接的脂肪分析技术,直接统一到测试脂肪氢核的物理学本质上来,直接回归到测试脂肪氢核的本质上来。这是历史上,人们首次实现了只用单一的氢核测试方法,即可分析各种不同样品中包括游离态和结合态的总脂肪含量。“在五年内,ORACLE可能成为整个行业的新标准,用测试脂肪氢核的直接本质来统一所有的不同的方法,这是十分了不起的。”CEM公司总裁Michael Collins自豪地表示。
 


仪器信息网编辑与Michael Collins博士(左二)
培安公司总裁刘伟(左一)

后记:
      此次采访Collins博士给编者留下了深刻的印象,编者从Collins博士身上看到了一名“特殊”研发人员身上所散发出的那种对产品技术和质量执着追求的工匠精神。作为一家拥有300多名员工,历史上却十余次获得R&D 100大奖的科技公司来说,或许确实需要一些“执着”和“理想主义色彩”的精神。面对市场化竞争越来越激烈的今天,CEM公司并没有将利润作为成功的唯一指标,而是致力于服务用户和行业,将满足用户需求、改变行业发展现状作为了公司发展的终极目标,这些也许就是一个企业得以在未来“世界战场”上立于不败之地的精髓。

附1:Michael Collins博士介绍
       Michael Collins博士一直致力于微波技术在化学的各个领域的研发和应用推广,包括有机化学、分析化学和过程控制,是微波化学的著名专家。Collins博士 1969年毕业于美国德州大学-Austin分校,物理化学专业,曾多次取得各种发明奖项,并且曾是国际ALSSA(Analytical & Life Science System Association)组织的理事长。参与了由ACS(America Chemical Society)出版的众多专业微波化学参考书籍的编写。

附2: CEM公司简介
       美国CEM公司成立于1971年,是全球最大的和历史最久的微波化学仪器制造商。CEM 在北卡建有全球最大的微波化学研发中心,拥有目前微波化学研发领域 90% 的专利技术(300余项),获得 11 次国际 R&D100 应用科学大奖,成果显赫,被称为微波技术创始者和领导者。
       自 1971 年至今,美国 CEM 公司开创微波化学 40多年的历史。CEM 发明了微波消解、萃取、灰化和合成应用等,美国 USEPA 标准方法 3015、3051、3052、3546 的制定均以 CEM 仪器为基础,CEM 为今天微波化学的发展奠定了基础和方向。MARS 是现行国际标准的基础仪器。几乎所有的微波化学的应用技术,都是由 CEM 发明创造,并推荐给化学家们使用的,从此微波化学进入各类实验室得到广泛使用。

1971年 发明微波干燥仪
1975年 发明微波水分/固形物测定仪
1978年 发明微波消解仪
1982年 发明高压密闭微波消解仪
1982年 发明微波萃取仪
1985年 发明微波灰化仪
1995年 发明微波脂肪分析仪
1997年 发明循环回流微波系统
1999年 发明单模微波合成仪
2001年 发明微波形态萃取
2003年 发明微波连续流动化学
2004年 发明单模多肽固相合成仪
2008年 发明真蛋白测定仪
2011年    3合1自动消解萃取形态分析
2013年    实现4分钟单循环多肽合成

附3:CEM获得11次R&D100大奖
       R&D100大奖是世界应用技术研发领域最具权威的重要奖项,素有“产品研发诺贝尔奖”之称。R&D100大奖每次颁给在行业内、政府及学术界最具影响的100个技术创新。CEM公司各种微波应用技术凭借其卓越的创新成就,已经连续多次捧走了国际R&D 100技术大奖,其创新能力在业界可谓独领风骚,成为众厂家追随的榜样。

CEM公司获得R&D100大奖产品
编号    年份      获奖仪器
1         1982      AES微波自动萃取系统
2         1989      MAS微波马弗炉
3         1997      STAR循环回流微波化学工作站
4         1998      Mars微波密闭消解和萃取 
5         2000      Smart微波水份测定仪
6         2001      Smart Trac微波核磁脂肪测定仪
7         2003      Voyager微波流动合成化学
8         2004      Odyssey (Liberty) 多肽合成仪
9         2005       Investigator原位微波合成拉曼光谱分析联用系统
10       2009       Sprint真蛋白快速测定仪
11       2014       LibertyBlue微波全自动多肽连续合成仪