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“浙里”仪器共享好故事丨生物与环境工程学院:自主研发离子色谱柱填料 仪器共享助力完成产学研闭环

发布日期:2024-09-06    作者:     来源:     点击:

生物与环境工程学院坚持产学研协同创新,探索源头供给精准化、过程合作实质化、转化成果产业化的“三化”举措,全流程闭环管理服务,不断推动科技成果转移转化。近期浙江省大型科研仪器开放共享平台报道了生物与环境工程学院叶明立博士、高级工程师的团队,利用离子色谱仪,精确检测电厂循环水水质,研发离子色谱柱填料,助力长三角微型企业降本增效的故事。



校企携手 蹚出一条生产环保道路

伴着“咕噜咕噜”的轻柔声响,一瓶装着白色液体的容器瓶正被置于搅拌器上匀速转动着,仿佛在诉说着一段科学探索的故事。这是浙江树人学院第三实验大楼的一间实验室,对于这看似简单却蕴藏无限可能的实验,叶明立解释道:“我们受江苏和谱机械制造有限公司委托,需要制造高质量离子色谱柱填料,这一步骤是正式试验的关键一环,需要连续搅拌整整一周,以确保反应充分进行。这项工作虽枯燥冗长,却是确保后续分析精准无误的基础。

【叶明立博士团队自主研发的色谱柱填料】

学院一直积极鼓励教师发挥专业所长,为科学研究和社会服务贡献自己的力量。2022年,和谱机械通过浙江省大型科研仪器开放共享平台,成功找到了浙江树人学院的多功能离子色谱仪。此后,他们迅速与叶明立团队建立联系,经过多轮深入交流,双方决定合作对管路中的水质进行检测,以验证其是否符合国家标准。此次合作不仅有效提升了他们的产品质量,更加坚定了其在市场竞争中的信心,直接经济效益的提升显著,为企业增收超过了500万元。

初次合作的成功让和谱机械萌生了一个更为大胆的想法——自主研发生产离子色谱填料。色谱填料是离子色谱仪的核心部分,它用于分离样品中的离子物质。当时,和谱机械有专业的预处理柱和色谱耗材等的销售渠道,但没有技术力量生产离子色谱预处理柱,同时也缺乏离子色谱预处理柱质量评测系统。而这正是叶明立及其团队的专长所在。于是,校企再度携手,深入探索基于产学研的校企合作新路径”。

【教学创新大赛获奖证书】



共享仪器提升试验精度准度 高校自主研发离子色谱填料

离子色谱预处理柱是一种专用于样品准备阶段的色谱柱,在离子色谱分析之前对样品进行净化和处理。这种预处理对于确保分析结果的准确性至关重要,尤其是在处理那些含有高盐分、高金属含量、有机污染等复杂基质样品时。

预处理柱的填料制作需要通过种子的合成、洗涤、干燥、溶胀、程序加温、成球合成等流程,把纳米微球变成基球,再通过洗涤、干燥步骤后,键合不同基团,历经十几天、十几道工序,离子色谱填料方能制备成功。

“不是所有色谱柱都能直接拿来用,测试合格后,装管保存后才能投入使用。”叶明立拿着几支黑色的离子色谱柱说道,“我们利用浙江省大型科研仪器开放共享平台上的多功能离子色谱仪器对其进行了测试评价,进行了柱容量、干扰性等产品评价,摸索出一套完整的体系。”

在合成离子色谱预处理填料之后,叶明立团队会采用加标回收试验,通过测定加标前后的浓度变化来验证分析过程的准确度与精密度,揭示可能存在的基质效应或其他形式的干扰。同时,通过静态柱容量评测和动态柱容量测评,评估色谱填料对特定化合物或混合物的分离效果和容量。

“这就好比运动员跑步,50米短跑考验速度和爆发力,而800米则是对耐力和策略运用的挑战。但无论短跑还是长跑,都是对运动员身体素质的考量。”叶老师表达着对这两个实验的独到见解。

【商品化的离子色谱柱】



产学研合力打造科研闭环 长三角科技创新共同体大有可为

产学研是是指企业、高校、科研机构相结合,是科研、教育、生产不同社会分工在功能与资源优势上的协同与集成化,在现阶段已经成为国家创新体系极为重要的组成部分,也是国家教育、科技产业变革的重要途径与关键突破口。

“沪苏浙皖”合抱而成的长三角地区,作为中国经济发展的重要引擎,正深耕制度创新“试验田”,不断探索区域协同发展的新路径。自2020年12月科技部正式发布《长三角科技创新共同体建设发展规划》以来,长三角地区积极响应,通过一系列创新举措,实现了企业、科研人员跨区域的“一键下单”服务共享与仪器互用,极大地促进了科研资源的优化配置与高效利用。三省一市携手并进,以制度创新和科技创新为双轮驱动力,不仅打破了行政壁垒,更重塑了区域一体化创新发展的全新格局。

在这一背景下,如何深化校企联动发展合作,构建跨区域科研闭环,成为推动长三角地区科技创新持续升级的关键议题。浙江树人学院充分利用长三角科技创新资源,通过科研仪器共享平台,完善了离子色谱预处理柱的生产与质量评测系统建设。此次服务,不仅满足了企业的生产销售需求,更为长三角乃至全国范围内的校企合作树立了典范,展现了区域协同创新、资源共享的无限可能。

“作为人才培养和科技创新的主阵地,高校通过有组织的科研和持续的教学创新,来提升人才培养的质量。”生环学院院长陆胤表示,学院正在以人才培养为抓手,为推动高校科技成果转化提供人才队伍保障。叶明立老师也很重视科研团队的传帮带意识。“一部分大二、大三的学生也参与了本次实验。给同学们提供实验平台,让他们上手做研究,能使课堂知识更贴近实际。”生环学院化学系主任沈超说。

【叶明立博士与团队老师、学生合影】(第一排右二为叶明立博士)

自2018年叶明立加入浙江树人学院以来,他的团队在不断壮大,同学们的实践机会也日渐增多。在仪器分析类课程中,他将理论知识、仪器构造展示、仪器操作结合,并采用分组实训的方式,让学生在实验室开展仪器操作练习,而这些练习内容,都经过设计,跟教师团队所做的科学研究及企业服务业务紧密结合,真正做到产学研结合和协同。

大型仪器设备是高校重要的办学资源,也是高校开展实验教学、科学研究、人才培养和社会服务的重要基础。大型仪器设备开放共享是合理配置资源、充分挖掘仪器设备潜能的重要举措。通过产学研合作协同推进的方式促进科研成果转化,也是科研工作者贡献于社会的重要途径。资产与实验室管理处处长刘海林表示:“我校已有53台仪器入网至浙江省大型科研仪器开放共享平台涵盖环境、医学、食品、化工、药学、生物技术领域。为了更好地服务于学校教学、科研和学科建设工作,接下来我们将通过一系列的措施、手段,加强相关队伍建设。”

今年正值学校40周年校庆,叶明立团队将持续深耕于科研道路,借助共享仪器,培育科研人才,将基础理论学习和应用实践学习体系相结合,为推动学校学科建设、科技创新做出贡献。

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