馮金生教授：從質(zhì)譜分析到組建管理大型儀器實(shí)驗(yàn)室
2014-01-16 來(lái)源：中國(guó)聚合物網(wǎng)
上世紀(jì)90年代，馮金生教授在德國(guó)留學(xué)期間開(kāi)始使用液質(zhì)進(jìn)行類(lèi)腐殖質(zhì)物質(zhì)的研究，從此走上了自己的質(zhì)譜分析之路；有了國(guó)外質(zhì)譜分析及實(shí)驗(yàn)室管理的經(jīng)驗(yàn)，回國(guó)后馮金生教授在北京理工大學(xué)重新組建了實(shí)驗(yàn)中心，充分發(fā)揮了質(zhì)譜和眾多大型儀器在科研和測(cè)試領(lǐng)域的價(jià)值。我們可以從馮金生教授自己使用質(zhì)譜儀器、管理實(shí)驗(yàn)中心的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)，展望一下無(wú)機(jī)質(zhì)譜應(yīng)用、國(guó)產(chǎn)儀器的未來(lái)發(fā)展。作為中國(guó)分析化學(xué)工作者非常典型的一個(gè)縮影，希望馮教授的經(jīng)歷和所思所想，能激起大家的幾點(diǎn)共鳴……
馮金生教授跟質(zhì)譜打了近20年交道。從南開(kāi)大學(xué)有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后，1995年馮金生教授到德國(guó)勃蘭登堡工業(yè)大學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作，當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室有臺(tái)體積龐大的串聯(lián)四極桿液質(zhì)(VG Quattro)，但購(gòu)買(mǎi)后一年多時(shí)間一直沒(méi)人能夠使用起來(lái)。當(dāng)時(shí)年輕的馮金生雖然沒(méi)接觸過(guò)質(zhì)譜，但他憑著一股子韌勁兒，僅花了3個(gè)月時(shí)間，就基本掌握了這臺(tái)大型質(zhì)譜的使用，并成功分析了第一批送檢樣品。實(shí)驗(yàn)室的主任非常高興，這臺(tái)儀器不僅開(kāi)始發(fā)揮科研作用，還可以“創(chuàng)收”了。1996-2003年,馮金生一直使用這臺(tái)質(zhì)譜，不僅為各類(lèi)科研和測(cè)試做樣，還自己拆裝維修，從離子源到四極桿分析器， 6年的時(shí)間里居然只請(qǐng)過(guò)兩次維修工程師。
談到應(yīng)用，馮金生教授還回顧了一段故事。當(dāng)時(shí)的課題是研究大氣水分中的類(lèi)腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。大氣水分中的類(lèi)腐殖質(zhì)，即大氣中的云；研究清楚這些物質(zhì)，將能深入了解下雨的成因。馮金生教授當(dāng)年用這臺(tái)液質(zhì)聯(lián)用分析類(lèi)腐殖質(zhì)。當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)認(rèn)為類(lèi)腐殖質(zhì)全是大分子，但馮金生教授用質(zhì)譜得到的結(jié)果，卻是在分子量800以?xún)?nèi)的信號(hào)。他當(dāng)時(shí)認(rèn)為質(zhì)譜觀(guān)測(cè)到的結(jié)果和文獻(xiàn)不符，所以丟棄了這些數(shù)據(jù)。直到1997年，有文獻(xiàn)發(fā)表了質(zhì)譜分析類(lèi)腐殖質(zhì)的結(jié)果，數(shù)據(jù)卻和當(dāng)年自己得到的結(jié)果一致。一方面對(duì)自己丟棄了親手得到的結(jié)果惋惜，一方面馮金生教授也更加認(rèn)識(shí)到質(zhì)譜的作用。質(zhì)譜為自己今后的科研和測(cè)試打開(kāi)了一扇大門(mén)，后來(lái)這臺(tái)液質(zhì)在分析有機(jī)合成的樣品，水、土壤、大氣等環(huán)境樣品，塑料等樣品中發(fā)揮了很大的作用。
北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 馮金生教授
類(lèi)腐殖質(zhì)的研究 走上質(zhì)譜分析生涯馮金生教授跟質(zhì)譜打了近20年交道。從南開(kāi)大學(xué)有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)后，1995年馮金生教授到德國(guó)勃蘭登堡工業(yè)大學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作，當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室有臺(tái)體積龐大的串聯(lián)四極桿液質(zhì)(VG Quattro)，但購(gòu)買(mǎi)后一年多時(shí)間一直沒(méi)人能夠使用起來(lái)。當(dāng)時(shí)年輕的馮金生雖然沒(méi)接觸過(guò)質(zhì)譜，但他憑著一股子韌勁兒，僅花了3個(gè)月時(shí)間，就基本掌握了這臺(tái)大型質(zhì)譜的使用，并成功分析了第一批送檢樣品。實(shí)驗(yàn)室的主任非常高興，這臺(tái)儀器不僅開(kāi)始發(fā)揮科研作用，還可以“創(chuàng)收”了。1996-2003年,馮金生一直使用這臺(tái)質(zhì)譜，不僅為各類(lèi)科研和測(cè)試做樣，還自己拆裝維修，從離子源到四極桿分析器， 6年的時(shí)間里居然只請(qǐng)過(guò)兩次維修工程師。
談到應(yīng)用，馮金生教授還回顧了一段故事。當(dāng)時(shí)的課題是研究大氣水分中的類(lèi)腐殖質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。大氣水分中的類(lèi)腐殖質(zhì)，即大氣中的云；研究清楚這些物質(zhì)，將能深入了解下雨的成因。馮金生教授當(dāng)年用這臺(tái)液質(zhì)聯(lián)用分析類(lèi)腐殖質(zhì)。當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)認(rèn)為類(lèi)腐殖質(zhì)全是大分子，但馮金生教授用質(zhì)譜得到的結(jié)果，卻是在分子量800以?xún)?nèi)的信號(hào)。他當(dāng)時(shí)認(rèn)為質(zhì)譜觀(guān)測(cè)到的結(jié)果和文獻(xiàn)不符，所以丟棄了這些數(shù)據(jù)。直到1997年，有文獻(xiàn)發(fā)表了質(zhì)譜分析類(lèi)腐殖質(zhì)的結(jié)果，數(shù)據(jù)卻和當(dāng)年自己得到的結(jié)果一致。一方面對(duì)自己丟棄了親手得到的結(jié)果惋惜，一方面馮金生教授也更加認(rèn)識(shí)到質(zhì)譜的作用。質(zhì)譜為自己今后的科研和測(cè)試打開(kāi)了一扇大門(mén)，后來(lái)這臺(tái)液質(zhì)在分析有機(jī)合成的樣品，水、土壤、大氣等環(huán)境樣品，塑料等樣品中發(fā)揮了很大的作用。
回到北理工后，馮金生教授看到學(xué)院有一臺(tái)氣質(zhì)、一臺(tái)液質(zhì)沒(méi)有更好地使用，就主動(dòng)請(qǐng)纓把兩臺(tái)質(zhì)譜和其它儀器一起管理。比如一臺(tái)原瓦里安公司的離子阱液質(zhì)充分發(fā)揮了作用，為學(xué)校的各類(lèi)合成樣品提供測(cè)試服務(wù)，還用于近幾年熱門(mén)的超分子材料結(jié)構(gòu)的分析、生物發(fā)酵液中物質(zhì)的分析等領(lǐng)域，使用效率極高。
無(wú)機(jī)同位素質(zhì)譜在環(huán)境、生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
馮金生教授也談了自己對(duì)無(wú)機(jī)質(zhì)譜應(yīng)用和發(fā)展的一點(diǎn)看法。眾所周知，最初無(wú)機(jī)質(zhì)譜在無(wú)機(jī)同位素分析領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，剛推出時(shí)便發(fā)現(xiàn)了200多種同位素，隨后技術(shù)就越來(lái)越成熟。近年來(lái)，隨著有機(jī)物分析的深度和廣度不斷增加，從表面現(xiàn)象來(lái)看，無(wú)機(jī)質(zhì)譜的應(yīng)用領(lǐng)域正在縮小，貌似走到了盡頭。但實(shí)際上，無(wú)機(jī)同位素質(zhì)譜憑借其高靈敏度、高準(zhǔn)確度、能夠絕對(duì)定量等優(yōu)勢(shì)，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和人類(lèi)對(duì)健康的要求越來(lái)越高，無(wú)機(jī)同位素質(zhì)譜在生命科學(xué)和環(huán)境領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來(lái)越大的作用。比如近年來(lái)，大工業(yè)生產(chǎn)造成了環(huán)境污染嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生、威脅人類(lèi)健康。而檢測(cè)大氣、水、土壤等環(huán)境中這類(lèi)污染物，或者傳播入生物體內(nèi)的污染物，往往需要儀器有很高的靈敏度，并能準(zhǔn)確定性和定量。傳統(tǒng)上的離子色譜僅能檢測(cè)已知物無(wú)法定性，同時(shí)靈敏度也有局限。而無(wú)機(jī)質(zhì)譜如ICP-MS，在檢測(cè)環(huán)境、生物體內(nèi)微量金屬離子和形態(tài)方面，有極強(qiáng)的定性、定量?jī)?yōu)勢(shì)。同時(shí)，ICP-MS高靈敏度的優(yōu)勢(shì)，還可以大大地減少傳統(tǒng)方法中的前處理過(guò)程。
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