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陈洪渊院士:迎接中国质谱的新时代

发布时间:2018-06-28 阅读次数:378次

  分析测试百科网讯 由中国质谱学会、中国化学会质谱分析专业委员会和中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专业委员会联合主办的“2018年中国质谱学术大会”将于2018年11月23日在广州召开。本届会议在中国质谱发展历史上将具有里程碑的意义,它标志着中国质谱发展进入了新时代。分析测试百科网近期采访了中国质谱学会理事长-南京大学陈洪渊院士,陈先生详细解读了“中国质谱新时代”这一大会主题。

中国质谱学会理事长,南京大学 陈洪渊 院士

质谱进入新时代的标志

  学术会议的融合

  质谱分析目前是分析行业中技术含量最高,应用范围最广的一种分析测试方法。回顾质谱的百年发展历史,和质谱科技相关的研究中共有7项诺贝尔奖,其中3项物理奖、4项化学奖共11人得奖。

  质谱的发展前景无可限量,可广泛应用于食品安全、临床医疗、药物分析、生命科学、材料、能源和环境等国家重点关注的领域,利用质谱技术的科技工作者日渐增多,研究成果也日新月异,参与的人员越来越广泛。

  陈洪渊院士指出:“本次举办的‘2018年中国质谱学术大会’的主题为: 中国质谱新时代。这个新时代的重要标志,从一个新的视角来审视,是多个质谱学术会议的融合。为什么做质谱研究的人那么多?因为质谱是一项综合的分析手段。比较而言,如电化学分析特别关注与运用的是界面的电子迁移,光谱分析特别关注与利用的是光能量的转移与能级的跃迁,而质谱分析则包括电、光、磁等外场使样品离子化、离子化了的带电粒子在外场作用下的分离、各种灵敏检测等一系列更全面彻底的质能转化过程,因而它既可定性又可定量,还可进行成像等等,作为分析手段质谱可算是最强大的武器了,所以搞质谱研究的人也越来越多。我国质谱发展史上的不同阶段,这些研究者形成了几个质谱学术组织,一个是物理学会下的质谱分会,面对国际称中国质谱学会,开展包括能源科学、材料科学、生命科学、环境科学、航天航空等领域的许多学术交流会议;另一个系统是中国化学会属下的质谱分析专业委员会。但这两个系统中成员重复,会议重叠,资源浪费;还有一个仪器仪表学会分析仪器分会下的质谱仪器专业委员会,主要侧重于质谱仪器研发制造方面的交流。现在大家都有共同愿望,以今年为起点,联合举办《2018年中国质谱学术大会》,今后就按年份统一办全国性学术大会。这标志着我国各支队伍精诚团结,齐心协力一起把中国质谱发展得更好。所以说学术会议的融合是质谱新时代的一个重要标志。”

  适应学科的变化与发展

  陈洪渊院士说:“另一个质谱进入新时代的标志是:质谱极大地适应了学科的发展,顺应了时代的要求。早期学科有一种分类,就是数理化天地生,按传统习惯的学科命名分类;后来又有按各部门的需要根据自然科学的学科分类,譬如大的领域,则有能源、材料、环境、生命等等。自然科学的学科门类不断分化、交叉与融合,门类越来越多越细,其学科的定义与界定范围也是与时俱进的。我们常在讨论学科的定义,至少现在看来,随着人类的进步,学科交叉与融合使学科门类越来越多,这是一个大趋势;另一个大趋势则是理论越来越趋向统一。而作为科学研究的分析测量手段,质谱是最有能力在各个学科领域得到应用,因为它最有能力了解被研究的对象是什么、有多少、分布如何?并能用成像来研究其精细结构,以及研究物种相互作用的过程,如复杂的生命过程等。

  元素周期表的创始人门捷列夫说过:“科学从测量开始!”

  我们也常说分析科学是科学发现的眼睛。 钱学森精辟地指出:“现代科技革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术和通信技术三部分组成,而测量技术则是关键与基础。”

  现在,国家自然科学基金委遵循科学发展规律和时代潮流,已将分析化学学科研究方向改名为“化学测量学”。在新时代的科学测量领域,质谱既能定性,又能定量,还能成像。显然,发展质谱适应了自然科学学科内涵的变化,顺应了 “化学测量学”面临的挑战。当然,陈洪渊也辩证地表示,任何技术都不能取代一切。虽然质谱是一个强有力的综合分析工具,但仪器价格昂贵,所以也并不是所有场合都非要用质谱不可;每种分析方法和仪器都有自己的功能、特点和应用场所,各尽其能,对于具体的研究对象应因时因地制宜地来选择。

  从买质谱仪到造质谱仪

  陈洪渊院士说:“第三个质谱进入新时代的标志是我们开始自己造质谱仪了”。我们过去不要说造质谱仪,就连搞科研的条件都很差、很艰苦,因质谱仪如此精密和综合技术的运用,以前只有国外能搞,所以我国大量购买国外质谱仪。没能力搞,望洋兴叹,只好无可奈何步步退却,说什么‘造船不如买船,买船不如租船’了!

  “而现在质谱进入新时代,我们也要造船了!” 当前国家投资扶持力度很大,国家科技部设立开发研制仪器的重大项目;国家自然科学基金委则是设立更强调重大创新仪器的重大项目。由我主持以南京大学、清华大学、东南大学和协和医学院联合申请的“单细胞高时空分辨分子动态分析系统” 重大创新仪器项目获得国家自然科学基金委批准,于2014年初开始启动。该系统含电化学模块、光谱模块、和与清华大学联合研发基于极紫外光源的质谱分析模块。目前我们这套系统在测量果蝇细胞时,质谱空间分辨率达到500nm,电化学的空间与时间分辨率分别达到50nm与1μs。从我本人的例子可以说明,现在国内好多单位和企业都开始做质谱仪了,科研项目上若干方面已达到很先进的指标。虽然在商品化方面还有一段长路要走,但至少我国已经迈出了一大步,从买质谱仪做方法学研究到我们自己也造质谱仪,有了质的飞跃。

  关于提倡国内自行研发分析仪器,陈洪渊先生也回顾了一段历史。他说,他曾与方肇伦院士(已故)一起,在中科院化学部提出一个研发/创制分析仪器的建议书,名为“张衡工程”,经化学部常委会同意推荐,后来中科院以“张衡工程”名义呈报国务院,建议由科学院牵头立项支持创新科学仪器的研制。当时还曾建议用进口仪器的部分关税来支持科学仪器的研发,但后来未获成功。直到基金委和科技部开始的重大科研仪器研制专项和重大仪器专项的实施,科技人员长期等待的愿望才得以实现。这些专项的设置有几大必要性:首先从诺贝尔得奖的人数来推算,1/3~1/4都是奖给分析测量的成果;其次自制的创新仪器避免了中国科研的空心化,如果专业的科学研究仪器都靠进口,那我们能做到什么样的水平就只能仰赖进口仪器的水平,如果国外只卖二流的仪器给我们呢?当前,我们应该认识到,自己造高档质谱仪还有一段很长的路要走,要逐步攻破离子化器、质量分离分析器、检测器等各项关键技术,这更需要我们大家团结一致,心往一处想,劲往一处使。

  对于即将召开的“2018年质谱学术大会”,陈洪渊院士诚挚预祝本次大会圆满成功,并表示将和中国质谱同仁们一同迎接质谱新时代的到来!