硅胶基质填料行业前景

硅胶基质填料行业前景

全球色谱填料市场集中度高色谱填料行业是一个高增长的行业，也是一个高壁垒的行业，全球色谱填料市场集中度高。GEHealthcare、Tosoh、Bio-Rad、Agilent、OsakaSoda、Fuji、Kromasil海外企业起步早，形成了较强的渠道和品牌壁垒，其中GE市占率第一。由于色谱填料的高科技属性，产品之间的差异化亦相当重要，因此在具体产品细分领域亦存在部分领军企业。如在生物大分子分离纯化领域，GEHealthcare、Tosoh、Bio-Rad是色谱填料主要制造商；中小分子分离纯化及分析检测领域，日本OsakaSoda（原名Daiso）、Fuji及瑞典Kromasil为主要生产厂家，主要以硅胶色谱填料为代表的无机色谱填料为主。色谱行业市场规模分析近年来随着下游生物制药、学术研究、食品安全领域的不断发展，全球色谱介质市场规模稳步提升，2021年全球色谱介质市场规模为58亿美元，预计2023年将增长至69亿美元。生物制药是色谱介质最为重要的应用领域，随着全球生物研发投入不断增加，抗体、疫苗、重组蛋白等下游生物药市场不断扩张及新药逐步放量，全球生物药色谱介质市场需求快速扩张，2021年全球生物药色谱介质市场规模为45亿美元，预计于2023年达到54亿美元。气相色谱仪行业概况我国气相色谱的研究起源于20世纪50年代，到20世纪60年代初已经有商品化的气相色谱仪。近年来，我国气相色谱仪行业得到了快速发展，市场需求量呈现上升的趋势。目前我国气相色谱仪行业产品品种相对齐全，布局逐步完善，已形成具有一定技术基础和生产规模的产业体系。气相色谱法（亦称为GC），该技术在1952年由詹姆斯同马丁提出，它作为是一种创新的分离、分析方法，自此之后在各行各业中得到了广泛应用。气相色谱仪主要由以下五个部分组成：科研及重点项目支持、税收优惠、进口管理等多重组合拳配套，一方面国外逐步限制此类产品进口，质谱仪被纳入瓦森纳协定及美国商业管制清单（CCL）；另一方面国内政策端正通过鼓励政策采购国产设备以及限制海外设备进口等方式强化国产设备竞争力，财政部出《政府采购进口产品审核指导标准》（2021年版）政策采购进口产品审核指标标准，明确各类仪器要推动采购国产科学仪器、保持产业链供应链安全稳定。色谱行业面临的机遇与挑战（一）色谱行业面临的机遇1、色谱行业进口替代空间广阔用于实验室分析检测的色谱柱和生物制药分离纯化的色谱介质产品研发技术难度大、生产制备要求高，由于欧美等发达国家或地区起步较早，国内色谱柱市场的主要参与者包括ThermoFisher、Agilent、Tosoh和Waters等境外厂商，国内层析介质市场的主要份额与先进技术长期被Cytiva、Merck、ThermoFisher、Tosoh和Bio-Rad等国际大型厂商占据。随着国家持续推进医药产业改革，医保控费、仿制药一致性评价和药品带量采购等政策陆续出台，制药企业对成本端的重视程度大大提升，而下游纯化是生物大分子药品的主要成本所在，国内厂商在产品价格以及响应速度和客户服务质量上较海外供应商具备一定优势。近年来国家强调生物制品的安全供应，全面深化改革委员会第十二次会议将生物安全纳入国家战略体系，持续推出政策鼓励生命科学及医药上游供应链发展，2021年7月，提出强化科技创新和产业链供应链韧性，开展补链强链专项行动，加快解决难题，高度重视产业链供应链供应能力对新兴产业可持续发展的影响。各地纷纷出台政策聚焦医药产业等战略性新兴产业进行全产业链布局，作为医药产业链上游的重要原辅料，色谱介质的产品质量稳定性和资源供应能力极大影响着医药产业的良性发展，关键原料的成为趋势。同时，随着国际贸易环境不确定性增加导致国际厂商供货延迟，药企客户出于对供应链安全和原材料供货稳定性考虑，对国产填料的采购意愿也进一步提升，色谱介质的进度有望进一步加速。色谱介质的国产化对中国生物制药产业链安全供应至关重要，下游生物制药企业对于寻求性价比更高的国产色谱供应商的需求强烈，我国色谱行业迎来了巨大的趋势与机遇。根据数据，中国的色谱介质市场规模在2021年达到75亿元，2026年中国色谱介质市场规模将达到203亿元，本土化率较低，未来进口替代空间巨大，具备完备技术积累的国产生产商将迎来市场扩张和份额提升的双重红利，逐步打破进口产品主导的行业局面。2、下游市场带动色谱行业发展生物医药是色谱柱和色谱填料产品的主要应用领域，得益于全球生物创新药研发投入的增加、新药研发成果的涌现以及现实临床需求量的持续增加等因素，全球生物药行业得以迅速发展，在传统化药及单抗、疫苗等大分子生物药不断迭代快速发展的同时，ADC、双抗、mRNA、核酸、基因细胞治疗等新生物医药技术也不断涌现，所有生物医药都离不开色谱技术的分析检测和分离纯化应用，需求端将进一步释放大量空间。生物产业在我国被列为七大战略性新兴产业之一，未来将成为国民经济的先导产业和支柱产业，我国生物药市场仍处于发展初期，但具有强劲的增长潜力，随着可支付能力的提高、患者群体的增长以及医保覆盖范围的扩大，受中国生物药研发投资增加、政府政策利好、肿瘤及自身免疫性疾病领域较大未满足需求的推动，预计2025年中国生物药市场规模将达到8，116亿元，受益于下游市场空间的持续扩大，我国色谱行业迎来重大发展机遇，成长空间广阔。3、色谱行业新兴经济体迎来良好发展机遇全球医药市场经过多年的快速发展，以中国、巴西、印度、俄罗斯等国家为代表的新兴经济体在经济快速增长的驱动下，药品需求快速增长，成为医药市场规模增长的中坚力量。随着医疗可及性的提高、国民收入水平增加、人口数量的增长，未来新兴经济体医药市场将迎来良好的发展机遇；在发达国家市场研发成本渐涨、新药审批日趋严格、专利保护纷纷到期的背景下，基于成本优势和行业高速增长的大环境，全球医药产业链逐渐向新兴经济体转移。中国医药产业链上游厂家在受益于本土市场蓬勃发展的同时，将进一步承接全球原料产能需求，作为全球市场化竞争参与者，深度嵌入全球医药研发供应链。4、色谱行业国家政策支持色谱柱和色谱填料是物质分析检测、分离纯化环节的关键材料，主要应用于药物研发与生产过程当中，国家产业政策对该行业以及其下游行业发展提供了大力支持。其中，《产业结构调整指导目录（2019年本）》中将大规模细胞培养和纯化技术以及蛋白质高效分离和纯化设备列为鼓励类项目；《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》（2016版）中将疫苗抗原纯化技术，蛋白纯化生产新工艺技术，药物生产的分离纯化，药物生产在线质量控制，用于疫苗和药物生产的清洁动物（包括胚胎）、细胞系、培养基，基因工程、细胞工程、发酵工程、天然药物的生产、药物活性成分等分离用的高精度、自动化、程序化、连续高效的设备和介质列为战略性新兴产业；《医药工业发展规划指南》提出提高无血清无蛋白培养基、蛋白质分离纯化介质、稳定剂和保护剂等生产用重要原辅材料的生产水平等。以上政策的颁布及实施为色谱行业提供了巨大的发展空间和市场潜力，加快了相关产品的自主创新与技术改造，进一步提高了产业的竞争力。（二）色谱行业面临的挑战目前，我国分析色谱行业的行业集中度仍然较低，大多数企业规模较小、产品研发设计能力不足，众多中小企业同质化竞争情况严重，部分企业通过降低价格来参与市场竞争，从而影响行业整体的利润水平。我国工业纯化行业中，国外生产厂商具备行业先发优势，技术发展成熟，占据了较高的市场规模，国内生产厂商进入色谱行业市场较晚，规模体量普遍偏小，在与国外主流厂商竞争过程中面临较大的压力和挑战，市场认可度仍待进一步积累。同时，还存在少部分企业不遵守知识产权法规、仿冒侵权的现象，加剧了行业的无序竞争，成为制约行业健康发展的瓶颈。色谱行业下游应用领域情况（一）色谱生物医药行业应用领域1、色谱生物医药行业发展概况色谱介质作为生物药行业研发及生产中的关键耗材，其景气度与下游行业的发展状况息息相关，全球生物药市场近年来的高速发展驱动色谱行业整体呈增长态势。2、色谱色谱在生物医药行业的应用色谱材料最终广泛应用于生物技术与制药、食品安全、环境保护监测等领域，其中，生物医药行业为下游行业中最为重要的构成部分。根据统计数据，色谱介质主要应用在制药工业领域，其占色谱介质整体市场规模的比例达到80%。其次为食品分析领域和学术研究领域，市场规模占比分别达11%、5%，随着未来的制药标准的趋严，预计未来色谱介质在制药领域的应用占比将进一步加大。色谱技术作为对药物进行分离纯化和分析检测最常用也是最稳定的技术，其应用贯穿于生物药品制备的多个环节，在药品安全性及有效性层面扮演着至关重要的角色。（二）色谱抗体行业应用领域1、色谱抗体行业发展概况抗体药物为当前生物医药领域规模最大的细分市场。根据Frost&Sullivan统计数据，2021年全球抗体药物市场规模为2，010．50亿美元，中国抗体药物市场规模为735亿元。中国抗体药物市场规模在近年来快速发展，根据Frost&Sullivan预测，2023年中国单抗市场规模将增长到1，565亿元。随着抗体药物逐渐纳入医保支付，我国抗体药物治疗的渗透率有望持续提升；药企持续研发创新靶点，我国抗体药物的适用症范围将进一步扩大，推动市场规模的快速增长。2、色谱色谱在抗体行业的应用抗体药物生产过程复杂，包括上游的发酵及下游的分离纯化，下游工艺主要包括膜过滤及多步层析分离纯化。标准的抗体层析分离步骤包括三步：第一步采用ProteinA层析进行抗体捕获和浓缩；第二步采用离子交换进行中间纯化以去除多聚体，宿主蛋白等杂质；第三步采用离子交换或疏水层析去除剩余微量杂质。层析是抗体下游工艺的核心环节，也是抗体生产的主要成本和瓶颈所在。（三）色谱疫苗行业应用领域1、色谱疫苗行业发展概况近年来，随着全球卫生事业的不断发展，全球疫苗市场规模呈快速增长态势。根据EvaluatePharma的测算，全球疫苗市场规模从2016年的275亿美元增长至2019年的325亿美元，2016-2019年复合增速5．7%；并有望于2022年增长至407亿美元。近年来随着重磅品种陆续在国内获批，国内疫苗市场规模呈加速增长趋势。根据Frost&Sullivan统计数据，我国疫苗市场规模从2013年230亿元增长至2020年508亿元，期间年复合增长率12．0%，远高于全球市场增速。到2023年，我国疫苗市场规模预计将达到约854亿元，2020-2023年期间年复合增长率18．9%。随着免疫学研究的发展，基因工程疫苗、核酸疫苗、多糖疫苗等新型疫苗的研发不断向前推进，疫苗的适应症从传统的传染病领域慢慢扩展到了肿瘤等非传染性疾病领域，疫苗实现从预防型到治疗型的跨越，将进一步打开疫苗行业的市场需求。2、色谱色谱在疫苗行业的应用在疫苗制备过程中，应用先进的分离纯化技术是提高疫苗效力、减少副反应的有效手段。色谱技术具有分辨率高、操作条件温和、重复性好、易于放大等优势，已成为用于分离纯化疫苗的主流技术。当前广泛开发的病毒亚单位疫苗、脑膜多糖疫苗、流感嗜血杆菌疫苗以及用于各种病毒的核酸疫苗等都采用层析技术进行纯化和大规模生产。疫苗种类繁多，在开发方法、构成以及物理化学性质、原始来源等方面均存在不同差异，与抗体不同，疫苗的多样性造成了纯化工艺的复杂性，用于不同疫苗的分离和纯化方法相对特定，通用性较低，可能涉及到的纯化步骤也较多，需要依据病毒或杂质的性质选择合适的层析介质进行纯化。（四）色谱胰岛素行业应用领域1、色谱胰岛素行业发展概况据Frost&Sullivan统计，全球抗糖尿病药物市场规模由2016年的602亿美元增长到2020年的697亿美元，2016年至2020年的复合年增长率为3．7%。随着主要发达市场的持续创新、糖尿病的流行及胰岛素生物仿制药的广泛采用，市场将继续保持增长态势。随着中国糖尿病患者的支付能力的增加、中国医保制度的完善和糖尿病创新药物的不断发展，我国糖尿病用药市场规模呈逐年增长态势。据Frost&Sullivan报告，2020年中国糖尿病药物市场已达到632亿元，预计到2022年市场规模将接近862亿元。目前胰岛素类似物（三代胰岛素）是国内胰岛素市场主流产品，占比国内胰岛素市场接近80%市场份额。三代胰岛素主要包括甘精胰岛素、地特胰岛素、德谷胰岛素三大类产品，具备在起效时间以及作用持续时间上更接近生理性胰岛素分泌特点的优势。但三类胰岛素原研药均来自海外企业，国内企业胰岛素产品多为仿制药。2021年11月5日，国家组织药品联合采购办公室的文件《全国药品集中采购文件（胰岛素专项）》正式公布，胰岛素专项集采正式启动，国产胰岛素份额有望在集采后迅速提升，加速替代进口产品。2、色谱色谱在胰岛素行业的应用胰岛素的纯化主要是除去胰岛素原和类胰岛素原杂质，早期的药用胰岛素纯度较低，含有较多的蛋白水解酶、胰岛素原等杂质，具有较高的致敏性与抗原性。为降低药用胰岛素的免疫原性，人们将结晶胰岛素进行层析，剔除部分杂质，使胰岛素的纯度进一步提高。胰岛素纯化体系复杂并且杂质近似，因此分离难度大，用到的层析步骤和介质种类相比抗体类药物更多，通常会使用3-4步层析纯化，对层析介质的选择性及分辨率提出了较高的要求。（五）色谱核酸药物行业应用领域1、色谱核酸药物行业发展概况核酸药物是生物医药发展的前沿领域，是基因治疗的一种形式，也是继小分子药物、蛋白药物、抗体药物之后的新一代制药技术，受到越来越多药企的重视与布局。核酸药物主要包括mRNA和小核酸两类，目前全球已有数十款核酸药物。根据Frost&Sullivan统计数据，2019年全球核酸药物的市场规模为19．19亿美元，预计2018年至2024年的年复合增长率为35．00%，2024年的全球市场规模约为86亿美元。核酸药物适用的靶点丰富、特异性强，能够从源头对疾病进行干预。随着BioNTech和Moderna研发的mRNA疫苗成为欧美国家接种的主流疫苗，核酸药物研发周期短、安全性更高、稳定性更强等优势得到了关注，显著提升了核酸药物的地位。2、色谱在核酸药物行业的应用mRNA药物在下游生产过程中需要去除用于合成的原材料以及mRNA杂质，例如中止的短转录、双链RNA和聚集体。与过去的蛋白质纯化一样，mRNA领域正在从沉淀方法转向层析方法，以获得更高的回收率和纯度，更好的可预测性、可扩展性和更好的重现性。mRNA纯化有多种选择，包括亲和、阴离子交换、氢键、疏水相互作用和反相色谱。据未来智库报告，OligodT亲和层析为mRNA药物的主流纯化工艺，Moderna采用两步亲和层析，BioNTech也采取OligodT亲和层析工艺满足报批要求。而对于合成寡核苷酸药物，在经过固相法或液相法的化学合成工艺后，同样需要通过离子交换、疏水、反相等层析方法进行分离和纯化，以达到较高的纯度。（六）色谱重组蛋白行业应用领域1、色谱重组蛋白行业发展概况根据Frost&Sullivan关于全球重组蛋白市场规模分析及预测，全球重组蛋白市场从2015年的70亿美元增长到2020年的108亿美元，期间年复合增长率为9．0%，预计2025年市场规模将达到208亿美元，2020年至2025年间年复合增长率接近14．1%。国内生物制药、生命科学基础研究、体外诊断、mRNA疫苗等下游应用领域发展进一步加速了重组蛋白进程，随着科研机构、医药企业对于重组蛋白质量的要求显著提升，纯化是制备重组蛋白的关键环节，其关键耗材层析介质的质量在药品安全性及有效性层面扮演着至关重要的角色。2、色谱在重组蛋白行业的应用重组蛋白是利用重组DNA或重组RNA技术而获得的蛋白质，即人工设计的蛋白分子。重组蛋白的制备过程中生成的产物，除了目标蛋白外，还含有其它各种性质的蛋白、核酸、多糖等，这就要求将目标蛋白质与其他组分分离出来，同时仍保留蛋白的生物学活性及化学完整性。重组蛋白纯化主要分为粗分离阶段和精细纯化阶段，粗分离阶段主要将目的蛋白和其他细胞成分如RNA、DNA等分开，常用的方法为硫酸铵沉淀法，精细纯化阶段的目的是把目的蛋白与其他大小及理化性质接近的蛋白区分开来，常用的方法有亲和层析、体积排阻层析、离子交换层析、疏水层析等。色谱行业概况（一）色谱介质市场生物药生产包括上游发酵及下游工业纯化。下游纯化环节在整个生物药生产中占据主要生产成本，以单抗为例，下游分离纯化环节占据总生产成本的65%2以上。下游分离纯化主要涉及收获、层析捕获、低PH病毒灭活及深层过滤、层析、除病毒过滤、浓缩超滤、无菌过滤等环节，层析是整个下游纯化工艺的核心环节，层析使用的设备及耗材主要为层析系统和色谱填料（又称层析介质）。近年来随着下游生物制药、学术研究、食品安全领域的不断发展，全球色谱介质市场规模稳步提升，根据数据，2021年全球色谱介质市场规模为58亿美元，预计于2026年达到90亿美元，2021-2026年期间年均复合增长率为9．19%。生物制药是色谱介质最为重要的应用领域，随着全球生物研发投入不断增加，抗体、疫苗、重组蛋白等下游生物药市场不断扩张及新药逐步放量，全球生物药色谱介质市场需求快速扩张，根据数据，2021年全球生物药色谱介质市场规模为45亿美元，预计于2026年达到70亿美元，2021-2026年期间年均复合增长率为9．24%。相比国外，我国色谱介质行业发展较晚，但随着近年来中国从政策层面及科技研发支持方面加大对生物医药的重视及投入，受技术创新、产业结构调整和支付能力增加等因素驱动，国内生物药行业得以迅速发展，色谱介质作为生物药行业生产中不可或缺的关键耗材，随着下游市场需求不断释放，我国色谱介质行业规模呈现高速增长趋势，生物药色谱介质市场规模的增速尤为明显。根据数据，2021年中国色谱介质市场规模为75亿元，预计于2026年达到203亿元，2021-2026年期间年均复合增长率为22．04%。2021年中国生物药色谱介质市场规模为49亿元，随着我国在生物药领域的研发投入的不断增加，国际重磅生物药专利的到期，未来5年我国生物药色谱介质市场仍将保持高速增长，预计于2026年达到132亿元，2021-2026年期间年均复合增长率为21．92%。（二）色谱柱市场分析色谱技术主要应用于药物的研究开发及质量检测，分析色谱柱是分析色谱系统的核心耗材。根据数据，2021年全球色谱柱产量达到408万根，市场规模达到22．6亿美元，随着下游制药工业、食品检测、环境保护等领域的发展成熟以及全球色谱柱生产技术的不断创新，未来全球色谱柱行业将保持稳步增长，2025年全球色谱柱产量预计达到450万根，全球色谱柱市场规模预计达到30．3亿美元，复合增速将达到7．61%。近年来，随着我国生物药行业的高速发展，国内色谱柱企业凭借相关技术水平与产品质量的提升，加之生产制造成本的优势，形成进口替代发展趋势。根据数据，2021年中国色谱柱产量达到17．2万根，占全球色谱柱产量比例为4．2%，中国色谱柱市场规模达到12．5亿元，未来随着下游领域的需求驱动以及进口替代趋势的进一步增强，中国色谱