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江桂斌院士:团结协作 运用光谱技术解决国计民生问题
发布:kittyll   时间:2018/9/5 9:54:54   阅读:297 
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中科院生态环境研究中心江桂斌院士

光谱四十年 国家需求以及科研创新需求推动了光谱技术蓬勃发展

光谱分析技术从诞生至今,已经走过百年历史。而我国的光谱分析技术从上世纪五六十年代开始,随着生产、生活以及科研工作的需求,蓬勃发展直到今天。江桂斌指出:中国光谱技术是在两方面的重要驱动力的共同推动下,逐步取得今天的成绩。

一方面是国家重大需求的牵引。建国之初,国家百废待兴。在军事、国防、矿产、民生等众多领域都急待发展光谱分析技术。在这种大背景下,许多实际需求催生、推动了光谱技术的发展。而随着经济的发展,国家需求也在不断的变化。到上世纪八九十年代,环境、食品安全、国家安全等方面的需求日益凸显,这些新的需求也同样推动了光谱技术发展的新方向。

另一方面,除了国家需求,科学研究的自身进步也是推动光谱技术发展的重要因素。中国的光谱技术工作者,在过去的数十年中,在很多方面都有原创性的贡献。包括在激光拉曼光谱、远近红外光谱、深紫外光谱等领域均取得了良好的成果。这些工作,一方面使中国科学家在国际上赢得了声誉;另一方面,良好的技术手段也是不断创新的源头,正是有了这些技术的发展,我们才能在科学研究中有机会获得重大发现。

基于上述需求的强力推动,我国的光谱技术发展至今获得了许多成就,在众多领域都有良好的应用。如,在重金属检测领域,光谱技术作为重金属测定最准确和最灵敏的技术,一直以来都发挥着重要作用;在生命科学领域,中国的光谱技术也在不断推进,在流式细胞、光谱成像、单细胞测定等方面都有突出表现;在环境领域,随着国家对环境监测日益重视,现场便携的高灵敏度、高通量、低成本检测仪器需求越发凸显,而光谱技术在其中必将发挥其应有价值;在食品安全、国家安全等领域光谱技术也能发挥重要能力。

江桂斌也指出,未来光谱技术仍将发挥重要作用。如,在日常生活中,仍需要很多小型便携的、可以实时将数据发送到数据网中的光谱仪器设备;在科研领域,则需要灵敏度更高的光谱技术,如,能够观测到单个原子、电子的迁移规律,从“很”微观发展到“更”微观。“更精细的筛选、更高的通量,都是未来光谱的发展方向。”江桂斌总结道:“未来光谱的舞台还很大。”

结缘数十载 运用光谱技术探索金属有机形态

谈到自己与光谱技术的缘分时,江桂斌说道,从大学进入分析化学领域,接触分析仪器开始就与光谱“相识”,并“相伴”至今。他回忆到,过去用原子光谱测定重金属,往往测定的是金属的总量,而对于金属不同的形态的分析很少。但是,重金属的环境效应很多时候都取决于金属的不同形态,当金属的形态发生变化时,其迁移性、累积性、生物可利用性以及毒性均会随之改变。例如,汞和甲基汞的毒性差异就是巨大的,曾经轰动世界的日本水俣病就是一种积累性甲基汞中毒事件。

江桂斌在八十年代中期开始从事甲基汞的分析测试研究,他将传统的测定金属总量的原子吸收等光谱仪器与色谱串联起来,进而可以得到不同形态重金属的含量。进入九十年代中期,江桂斌发现,仅仅做简单的金属化学形态分析是不够的,一方面当金属元素进入生命体内时,一定会和蛋白质结合并具有不同的功能,所以有必要进一步进行金属和蛋白质相互作用的研究。另一方面,对于金属元素甲基化的现象,除了现在已知的铅、汞、锡可以形成甲基化化合物之外,其他的金属元素有没有这样的现象?并且金属甲基化需要甲基供体,除了已知的环境微生物、化学供体、以及光催化效应可以使金属甲基化之外,是否有其他的因素可以提供甲基化供体?针对上述科研问题,江桂斌的课题组进行了一系列的研究工作。例如,课题组发现了碘甲烷可以作为汞甲基化的供体,相关的研究结果发表在Nature Communication上。“这些金属形态的研究,都离不开原子光谱技术的应用。”

同时,江桂斌也提到,中科院生态环境研究中心也做了大量光谱相关的工作。例如,为了检测地下水中的不同价态的砷,运用增强拉曼技术,研发可以在现场测试的分析仪器,该项工作对于现场测试我国地下水砷污染具有很好的推广应用价值。

寄语未来 中国光谱发展需要各方共同努力

中国光谱的发展,除了在科研应用方面不断探索,也需要在光谱仪器研发、产业化道路上走得更远,这离不开国产仪器厂商的努力。江桂斌指出,中国科学仪器行业现在处在快速进步的阶段,与国外的差距在不断缩短,在某些市场已经超过了国外的品牌。但是也要看到,我们还有很大的发展空间。江桂斌表示,希望国产仪器厂商能够更加具有国际化的视野,生产出优秀的产品,依靠自身的质量和服务,以更自信的姿态同国外的厂商竞争。

谈到本次光谱大会,江桂斌表示:希望大会能够团结全国同行,帮助大家相互交流,找到学术的前沿,发现有兴趣的研究领域和方向。同时也希望在交流过程中,大家能够互相提高、互相学习。我们的最终目标就是在紧密结合科学前沿的同时,通过光谱技术解决国家经济发展以及民生领域的重大难题。

同时,他也表示希望光谱大会能够有一定的国际交流合作的内容,在促进国际交流、提升中国光谱在世界上的影响力方面有所贡献。

来源:仪器信息网
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