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“毛细管电泳”和“离子色谱”技术编织的中国梦

2016-04-25 09:07
来源: 仪众国际

  红丝带,是对HIV和艾滋病认识的国际符号,象征着对艾滋病病人和感染者的关心与支持,对生命的热爱和对和平的渴望。黄丝带,是亲人离散后的求助标志,也是为亲人祈祷的祝福标识,汶川地震时期,一条小小的黄色丝带把中国人民的十几亿爱心紧紧地系在了一起。

  在北京市理化分析测试中心赵新颖副研究员眼里,毛细管电泳技术鲜艳了红丝带的视觉象征,离子色谱技术串联起黄丝带的生命力量,红黄二色——“毛细管电泳”和“离子色谱”技术,不仅编织出自己国产科学仪器的中国梦,更编织成和五星红旗一样颜色的中国梦。

  编织梦想的“红丝带”和“黄丝带”

  红丝带:第一次知道“红丝带”,是在赵新颖副研究员攻读硕士期间参加的一次主题为“生命分析测试技术”的学术报告会上。在“毛细管电泳技术与HIV和艾滋病蛋白分析”的报告中,赵新颖副研究员第一次听到了象征疫苗研究和治疗感染者的成功、HIV感染者生活质量的提高的“红丝带”。在诸多分析检测方法中,毛细管电泳技术具有需要样品量少、分离速度快、分析效率高的优势,是复杂生命样本表征分析的重要工具,在疫苗研发和质量控制、重要疾病标记物表征过程中都发挥了重要的作用。巧合的是,当时赵新颖副研究员的硕士课题正是毛细管电泳技术分析寡核苷酸药物在比格犬体内代谢情况,赵新颖副研究员回忆起这段因缘:“当时我第一次知道‘毛细管电泳技术’和‘红丝带’的关系,没想到多年后,‘毛细管电泳技术’竟然成为我手中编织自己中国梦的‘红丝带’。”

  黄丝带:“黄丝带”是2008年四川汶川地震救援重建期间生命的象征。当时,赵新颖副研究员作为国家科技部抗震救灾志愿者赴都江堰地区进行技术支援,抵达都江堰后,赵新颖副研究员发现同组工作的中国测试技术研究院的同事都佩戴着“黄丝带”,并得知“黄丝带”寓含着“哀悼、思念、祈福、希望、盼望亲人平安”之意。由于当时“黄丝带”数量有限,赵新颖副研究员没有领到“黄丝带”,但在执行保障任务的过程中,这条“黄丝带”一直存在赵新颖副研究员心间。技术支援期间,赵新颖副研究员最主要的工作就是利用离子色谱技术监测都江堰水体中的生物胺含量,以确保成都地区的饮用水安全。当时,赵新颖副研究员硕士毕业参加工作不到10个月,对于离子色谱技术的了解主要来源于本科毕业论文和牟世芬老师所著的《离子色谱方法及应用》一书。也是这样的因缘际会,“离子色谱技术”成为赵新颖副研究员编织“中国梦”的“黄丝带”。

  红黄两条丝带交错钩织,编就一番分析检测的绮丽“中国梦”。以“多方学习、勤于思考、从善如流、善于总结、破难而上、持之以恒”为灯塔,赵新颖副研究员开始了“毛细管电泳”和“离子色谱”技术梦想的起航。

  多方学习,勤于思考,从善如流2007年7月赵新颖副研究员从首都师范大学化学系毕业,进入北京市理化分析测试中心工作,作为张经华研究员的学术助手,从事毛细管电泳分析测试新方法的开发工作,兼做一些离子色谱的相关测试工作。按理说,作为分析化学专业毕业的硕士,在理化分析测试中心就职是恰到好处。但与液相色谱技术、气相色谱技术等经典色谱技术相比,毛细管电泳技术的历史较短,在我国缺乏国家标准、地方标准、行业标准,因而无法很好地完成符合性检验。在日常的工作中,赵新颖副研究员经常会听到身边的同事对一些常见问题或离子色谱技术问题提出质疑,如:毛细管电泳法的重现性不好,怎么做实验?等离子发射光谱-质谱(ICP-MS)等仪器都发展得这么好了,离子色谱法也就只能测测水中的阴离子,其他还能做什么?面对这些问题,赵新颖副研究员表示当时自己根本无法回答,也不知该如何解释,可能那个时候很多问题自己也没想明白。

  就在当时,张经华研究员为拓宽青年分析测试工作者的知识面,经常请一些专家到北京市理化分析测试中心做报告。如和毛细管电泳技术相关的专家:北京大学刘虎威教授、张新祥教授,清华大学林金明教授,中国科学院化学研究所的陈义研究员、齐莉副研究员,北京理工大学的屈锋教授、北京市疾病预防控制中心的丁晓静研究员、首都师范大学的叶能胜副教授。

  从不同的人那里,不同的领域中学习,很快就让赵新颖副研究员的知识结构变得立体起来,能够深入浅出地对两种技术进行理解。在多次的交流和学习过程中,赵新颖副研究员对“毛细管电泳”和“离子色谱”技术的知识累积迅速叠加,面对此前同事提出的问题也可以一一解答。

  值得一提的是,赵新颖副研究员的博士导师是北京理工大学屈锋教授,目前主要从事毛细管电泳技术新应用方面的研究;而屈锋老师攻读硕士的时候师从中国科学院生态环境研究中心牟世芬研究员,主要从事离子色谱技术新应用方面的工作。赵新颖副研究员欣喜地表示:“没想到我和屈老师在专业技术方面出奇相似,这点也成为我后续工作的重要基础。”随着目标逐渐地清晰,赵新颖副研究员编织梦想的“红丝带”和“黄丝带”也逐步变得紧实、交错而起。

  善于发现,破难而上,持之以恒编织梦想的征程并非一路坦途,其中的坎坷和曲折随处可见。每一个从事分析检测的人都知道,没有一项检测技术是万能的,每项技术在使用过程中都有其一定的局限性,毛细管电泳技术和离子色谱技术也不例外。当遇到困难的时候是知难而退,还是破难而上?赵新颖副研究员认为:只有“善于发现、破难而上、持之以恒”才能不断的追逐梦想。

  对于普遍质疑的毛细管电泳技术重现性问题,经过多年的实验摸索和总结,赵新颖副研究员和同事发现驱动力“电渗流”是核心问题。与传统的液相色谱技术、气相色谱技术相比,毛细管不采用填充技术,电渗流的控制需要更加准确的量化控制。赵新颖副研究员借鉴离子色谱技术的经验,对影响电渗流的溶液的pH、温度、电导等主要参数量化控制,以此稳定控制电渗流的大小,解决毛细管电泳重现性的问题。在持续不断的实验、积累和总结过程中,赵新颖副研究员写了大量的“实验室日志”,把实验中的问题和解决方案记录清楚,并和同行进行分享。经过十年的积累,目前理化中心的毛细管电泳技术可在实现环境、食品、生物、医药、临床医学、法医鉴定等领域实现广泛应用,实现血清、血浆、尿样、脑脊液、红细胞、体液或组织样品分析。

  对于“离子色谱法也就只能测测水中了阴离子了,其他还能做什么?”这一问题,结合理化中心的定位,经过多年的积累和摸索,赵新颖副研究员及同事在三个应用方面实现突破:一是在空气质量监测方面的应用,尤其是铵根离子和气溶胶样品的检测,离子色谱法具有不可替代的作用。二是结合氧氮燃烧等前处理技术对新型材料中的卤素含量进行测定,同时综合质谱、光谱、能谱等其他技术手段,可以实现未知成分的全组分分析。此外,离子色谱仪常用配置的检测器为电导检测器和安培检测器,在食品、发酵产品中糖类的分析的过程中也发挥了重要作用。

  编织五星红旗一样颜色的“中国梦”

  被问及自己的“中国梦”究竟是什么?赵新颖副研究员回答说:“是希望我国的国产分析科学仪器做到顶尖的水平,让我国所有分析测试工作者都可以用国产仪器进行教学和测试。”为了这个梦想,赵新颖副研究员和周围志同道合的老师、同事们做了各种尝试,朝着这个梦想一步一脚印踏实前行。

  红丝带:在“毛细管电泳技术”层面,赵新颖副研究员与北京理工大学生命学院屈锋教授课题组、徐伟教授课题组合作,就“微型毛细管电泳质谱(MCE-MMS)联用生物医药分析仪”开展基础研究工作。研究成果预期目标:重量轻、体积小、功耗低,具有自主知识产权,并处于国际领先地位。商品化后可打破国外同款仪器的垄断,满足在我国生物医药行业的分析检测需求。

  黄丝带:从“离子色谱技术”角度,赵新颖副研究员与青岛盛瀚色谱技术有限公司展开全面的技术合作,针对国产离子色谱仪的整机评测、离子色谱柱的全面分析和国产离子色谱柱的研发、离子色谱技术应用方面的拓展、进口与国产离子色谱仪关键应用参数的对比方面开展了多项工作;与北京历元电子仪器有限公司进行合作,针对离子色谱仪流动相成分较为安全、样品获取容易、检测器集成较为完整等方面,提出了“色谱原理教学机”的概念,满足色谱技术的教学需求。

  “多方学习、勤于思考、从善如流、善于总结、破难而上、持之以恒”,挥舞手中飘扬的“红丝带”和“黄丝带”,赵新颖副研究员等一批青年分析测试工作者正在行动,编织出国产科学仪器的中国梦,编织成和五星红旗一样颜色的中国梦。

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