一、金屬組學研究─原子光譜/質譜分析化學的發展機遇和挑戰
元素的存在形態與其生物功能和環境行為密切相關。以探知元素存在形態為目的的分析方法學研究已曆時近30年,這期間經曆了化學的元素“組態分析(Fractionation)”,以及以聯用技術為主要手段,在分子水平上獲取元素存在狀態信息的“形態分析(Speciation)”的發展曆程。由於分析化學研究往往重視元素/化(hua)合(he)物(wu)含(han)量(liang)和(he)存(cun)在(zai)狀(zhuang)態(tai)的(de)檢(jian)測(ce)和(he)鑒(jian)定(ding),較(jiao)少(shao)涉(she)及(ji)其(qi)生(sheng)物(wu)功(gong)能(neng)和(he)環(huan)境(jing)行(xing)為(wei),而(er)生(sheng)命(ming)科(ke)學(xue)和(he)環(huan)境(jing)科(ke)學(xue)則(ze)偏(pian)重(zhong)生(sheng)物(wu)效(xiao)應(ying)和(he)環(huan)境(jing)行(xing)為(wei)研(yan)究(jiu),對(dui)產(chan)生(sheng)原(yuan)因(yin)的(de)認(ren)知(zhi)及(ji)其(qi)機(ji)理(li)的(de)研(yan)究(jiu)相(xiang)對(dui)匱(kui)乏(fa),因(yin)此(ci),分(fen)析(xi)化(hua)學(xue)家(jia)目(mu)前(qian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)如(ru)何(he)填(tian)補(bu)兩(liang)者(zhe)之(zhi)間(jian)這(zhe)一(yi)“真空”地帶。對以微量元素和其形態分析為特征的原子光譜/質譜分析化學研究者來講,這是一次嚴峻的挑戰,也是一個難得的發展機遇。最近,日本名古屋大學分析化學家Haraguchi教授提出了一個融合原子光譜/質譜分析和分子生物功能研究的嶄新研究領域─金屬組學(Metallomics),引起了世界範圍內該研究領域科學家們的廣泛關注。金屬組學研究方向在本次會議上同樣受到了與會學者的極大關注。
大(da)家(jia)一(yi)致(zhi)認(ren)為(wei),金(jin)屬(shu)組(zu)學(xue)是(shi)繼(ji)蛋(dan)白(bai)組(zu)學(xue)和(he)代(dai)謝(xie)組(zu)學(xue)之(zhi)後(hou)生(sheng)命(ming)科(ke)學(xue)發(fa)展(zhan)的(de)一(yi)個(ge)新(xin)的(de)熱(re)點(dian)和(he)研(yan)究(jiu)前(qian)沿(yan),需(xu)要(yao)引(yin)起(qi)我(wo)國(guo)學(xue)者(zhe)的(de)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)和(he)積(ji)極(ji)參(can)與(yu)。我(wo)國(guo)在(zai)元(yuan)素(su)形(xing)態(tai)分(fen)析(xi)領(ling)域(yu)的(de)研(yan)究(jiu)雖(sui)然(ran)投(tou)入(ru)較(jiao)少(shao),但(dan)應(ying)該(gai)說(shuo)在(zai)知(zhi)識(shi)和(he)研(yan)究(jiu)水(shui)平(ping)上(shang)是(shi)與(yu)歐(ou)洲(zhou)、美國和日本同步發展的。隨著國家在重點高校和科學院實施的“211”、“985”及“知識創新工程”的大力投入,研究所需的硬件條件有了很大的改善,我們現在已經有條件開展這一領域的研究並可能為其發展做出貢獻。
二、新型熒光探針─熒光量子點
shengmingkexueyanjiudekuaisufazhantuidonglejuyougaolingminjiancetediandeyingguanghehuaxuefaguangfenxidejinyibufazhan。juyoukeshibiegongnengdexinxingyingguangtanzhendehecheng,tebieshinamiyingguangliangzidianfenxijishudetichu,zaijiyinhedanbaizhifenxiguochengzhongfahuilezhongyaozuoyongbingxianshichujinyibudeyingyongqianli。youqizaixibaochengxiangfangmian,tongguoguanchaliangzidianbiaojifenziyuqibafenzixianghuzuoyongdebuwei,jiqizaihuoxibaoneideyunxingguiji,kenengweixinhaochuandidefenzijizhitigongxiansuo,weichanmingxibaoshengchangfayudetiaokongjiaibianguilvtigongzhiguanyiju,zheshimuqianchangyongdeyoujiyingguangranliaowufashixiande。liangzidianjishuyuxinpianjishujiehehaikenengchuangzaochaogaotongliangfenxigezhongbafenziheyaowugaosushaixuandejishupingtai,bingduixibaoshengwuxueheshengwuyixuechanshengshenyuanyingxiang。yingguangtanzhenyanjiuzaiwoguoyiyouhenhaodejichu,jinjinianguoneixuezhezaitanzhenfenzidehecheng、分(fen)子(zi)識(shi)別(bie)以(yi)及(ji)相(xiang)關(guan)機(ji)理(li)研(yan)究(jiu)方(fang)麵(mian)取(qu)得(de)了(le)多(duo)項(xiang)成(cheng)果(guo),並(bing)發(fa)表(biao)在(zai)一(yi)些(xie)重(zhong)要(yao)刊(kan)物(wu)上(shang)。特(te)別(bie)是(shi)隨(sui)著(zhe)熒(ying)光(guang)量(liang)子(zi)點(dian)研(yan)究(jiu)在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)的(de)興(xing)起(qi),這(zhe)一(yi)方(fang)向(xiang)也(ye)引(yin)起(qi)了(le)我(wo)國(guo)光(guang)譜(pu)工(gong)作(zuo)者(zhe)的(de)重(zhong)視(shi)。在(zai)這(zhe)次(ci)會(hui)議(yi)上(shang),與(yu)會(hui)專(zhuan)家(jia)從(cong)量(liang)子(zi)點(dian)的(de)合(he)成(cheng)、表麵修飾、與生物分子的偶聯、在免疫分析和DNAfenxizhongdeyingyongyijishengwuchengxiangfenxidengfangmianjieshaolezijideyanjiuchengguo。taolunzhong,dajiaduizheyiyanjiusuocunzaidewentiyejinxingleshenrutantao,tebieshizhangzhanxiajiaoshoutichude“不能隻是跟蹤,要有自己的創新思想”的評論很有見地,值得我們從事這一研究方向的學者深入思考。
三、分析儀器/部件的研製─基礎研究的基礎
“工欲善其事,必先利其器”。沒mei有you人ren會hui否fou認ren分fen析xi儀yi器qi在zai科ke學xue發fa展zhan過guo程cheng中zhong所suo發fa揮hui的de巨ju大da作zuo用yong,新xin型xing儀yi器qi的de出chu現xian無wu不bu加jia速su科ke學xue的de發fa展zhan或huo因yin此ci誕dan生sheng新xin的de學xue科ke門men類lei。日ri本ben島dao津jin儀yi器qi公gong司si的de工gong程cheng師shi田tian中zhong耕geng一yi因yin在zai蛋dan白bai質zhi的de軟ruan離li子zi化hua方fang麵mian的de開kai拓tuo性xing工gong作zuo獲huo得de2002年度的諾貝爾化學獎就是一個突出的例證,實際上他隻是創製了一個質譜儀的“離子化部件”。理論用於解釋已有的現象,而工具用於發現新的理論。分析儀器/部件的研製是分析化學/分析科學學科的重要內容之一。
我國近年來在“微型、便攜、超高速、超靈敏及高度自動化的光譜分析儀器”方麵的研究十分活躍,作為實現單原子、單分子分析,固體的微區采樣,爐前“不取樣”分析,實時動態分析等的有效途徑之一的激光技術,在光譜分析化學中的應用也得到了長足的發展。隨著基礎化學、材料、生命和環境科學研究的進一步開展,新的問題和“現象”不斷出現,對具有獨特功能的新儀器/bujiandechuangzhideyaoqiujianggengweipoqie。fenxiyiqiyanjiushibencihuiyitaolunzuiweireliedejiaodianzhiyi,duoweixuezheqiangtiaofenxiyiqiyanjiudedingweiyinggaishifenxihuaxuede“基礎研究的基礎”,而不是過去被許多人認為的“應用基礎研究”。因(yin)此(ci),分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)研(yan)究(jiu)應(ying)該(gai)成(cheng)為(wei)國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)重(zhong)點(dian)資(zi)助(zhu)的(de)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)。一(yi)些(xie)學(xue)者(zhe)還(hai)認(ren)為(wei),我(wo)國(guo)目(mu)前(qian)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)研(yan)究(jiu)的(de)落(luo)後(hou)狀(zhuang)態(tai)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)是(shi)由(you)於(yu)過(guo)去(qu)定(ding)位(wei)不(bu)準(zhun)確(que)造(zao)成(cheng)的(de)。正(zheng)是(shi)由(you)於(yu)我(wo)們(men)以(yi)前(qian)沒(mei)有(you)強(qiang)調(tiao)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)研(yan)究(jiu)的(de)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)性(xing)質(zhi),缺(que)少(shao)在(zai)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)的(de)原(yuan)理(li)方(fang)麵(mian)的(de)基(ji)礎(chu)創(chuang)新(xin)性(xing)成(cheng)果(guo),導(dao)致(zhi)仿(fang)製(zhi)成(cheng)為(wei)我(wo)國(guo)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)製(zhi)造(zao)的(de)主(zhu)要(yao)途(tu)徑(jing)。與(yu)會(hui)代(dai)表(biao)建(jian)議(yi),今(jin)後(hou)國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)委(wei)員(yuan)會(hui)應(ying)加(jia)大(da)對(dui)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)的(de)支(zhi)持(chi)力(li)度(du),使(shi)我(wo)國(guo)分(fen)析(xi)儀(yi)器(qi)的(de)創(chuang)新(xin)研(yan)究(jiu)取(qu)得(de)實(shi)質(zhi)性(xing)進(jin)展(zhan)。
四、基礎理論研究─破譯分析信號的鑰匙
分fen析xi信xin號hao的de獲huo取qu是shi定ding性xing和he定ding量liang分fen析xi的de基ji礎chu,對dui產chan生sheng分fen析xi信xin號hao本ben質zhi和he機ji理li的de認ren識shi是shi實shi現xian分fen析xi結jie果guo準zhun確que度du的de保bao證zheng,特te別bie是shi對dui複fu雜za體ti係xi中zhong單dan一yi目mu標biao分fen析xi物wu的de檢jian測ce尤you為wei重zhong要yao。環huan境jing和he生sheng命ming體ti係xi中zhong物wu質zhi間jian的de相xiang互hu作zuo用yong非fei常chang複fu雜za,而er且qie往wang往wang是shi小xiao分fen子zi和he大da分fen子zi、大(da)分(fen)子(zi)和(he)大(da)分(fen)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong),利(li)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)小(xiao)分(fen)子(zi)化(hua)學(xue)理(li)論(lun)對(dui)複(fu)雜(za)體(ti)係(xi)中(zhong)分(fen)子(zi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)機(ji)製(zhi)和(he)影(ying)響(xiang)分(fen)析(xi)信(xin)號(hao)產(chan)生(sheng)的(de)因(yin)素(su)進(jin)行(xing)解(jie)釋(shi)和(he)辨(bian)析(xi)顯(xian)然(ran)是(shi)不(bu)充(chong)分(fen)的(de)。光(guang)譜(pu)/質譜分析化學必須對原有的理論進行補充、修正乃至發展新的理論和分析方法學,以適應不斷變化的分析對象和日益複雜的分析體係的要求,保證分析結果的科學性。
五、光譜/質譜分析化學-通過學科交叉推動相關學科的發展
生命科學、材料科學及環境科學中的科學家們都已經認識到分析化學的重要性。對原子/分子的識別是解釋生物分子的功能、材料性能和標靶分子的環境行為的基礎,適於特定體係和特殊樣品的光譜/質譜分析方法學的研究將推動生命、材料和環境等相關學科的發展,同時帶動光譜/質譜分析化學自身的不斷完善。
創新是光譜/質譜分析化學發展的靈魂。盲目跟蹤、追星不登大雅之堂。然而,創新是建立在不斷地積累基礎之上的,需要溫故而知新。
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