分析化學(xué)是關(guān)于測(cè)量和表征的科學(xué)，被譽(yù)為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的“眼睛”。隨著國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流的深入和各新興學(xué)科領(lǐng)域的飛速發(fā)展，處于交叉學(xué)科中心位置的分析化學(xué)應(yīng)該如何發(fā)展?
在日前在武漢召開的國(guó)家自然科學(xué)基金委化學(xué)科學(xué)部“十二五”分析化學(xué)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)上，著名分析化學(xué)家汪爾康院士指出，發(fā)展新的分析原理和新型動(dòng)態(tài)分析檢測(cè)及多元參數(shù)的檢測(cè)分析方法，從而研制出相應(yīng)的新型分析儀器，將是21世紀(jì)分析科學(xué)發(fā)展的主流和分析科學(xué)第三次變革的主要內(nèi)容。
據(jù)介紹，本次研討會(huì)由國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)化學(xué)科學(xué)部主辦，中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所承辦。56位國(guó)內(nèi)知名專家學(xué)者參會(huì)并建言獻(xiàn)策，大會(huì)共收到各類建議和報(bào)告30余份。
關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的分析技術(shù)
在與記者交談的過程中，汪爾康反復(fù)強(qiáng)調(diào)一個(gè)觀點(diǎn)，即分析化學(xué)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。他認(rèn)為，當(dāng)前分析化學(xué)的發(fā)展水平已成為衡量科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及綜合國(guó)力的重要指標(biāo)之一。
“在國(guó)內(nèi)檢測(cè)合格的產(chǎn)品，到了國(guó)外卻被檢測(cè)出有毒物質(zhì)超標(biāo)，除了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺失外，很重要的一點(diǎn)就是我們對(duì)分析檢測(cè)技術(shù)重視不夠。”汪爾康告訴記者，美國(guó)每年用于產(chǎn)品質(zhì)量控制分析的費(fèi)用超過500億美元，影響著美國(guó)2/3以上產(chǎn)品的質(zhì)量。“加大分析技術(shù)的基礎(chǔ)研究非常必要。”汪爾康說。
來自南京大學(xué)的陳洪淵院士也提出了同樣的觀點(diǎn)，他認(rèn)為，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力反映在產(chǎn)品質(zhì)量上，而產(chǎn)品質(zhì)量則體現(xiàn)著分析檢測(cè)水平。陳洪淵舉例說，由于技術(shù)手段不足，我國(guó)在食品農(nóng)藥殘留物檢測(cè)方面長(zhǎng)期處于被動(dòng)狀態(tài)。
數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)FDA的多殘留檢測(cè)方法可同時(shí)檢測(cè)食品中360多種農(nóng)藥殘留物，德國(guó)的方法可檢測(cè)325種，加拿大的方法可檢測(cè)251種，而我國(guó)卻只能檢測(cè)180種農(nóng)藥殘留。
檢測(cè)是保證食品安全最為基礎(chǔ)的手段。據(jù)介紹，發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)對(duì)我國(guó)出口食品所設(shè)立的貿(mào)易技術(shù)壁壘，大多集中在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。反觀近年來反映出的我國(guó)出口食品安全問題，檢測(cè)技術(shù)相對(duì)落后是對(duì)其進(jìn)行改善的極大障礙。
“人們以前簡(jiǎn)單地將分析化學(xué)看成工具，而忽視了它的基礎(chǔ)作用。”汪爾康認(rèn)為，下一步應(yīng)該從國(guó)家需求的角度，加緊研究涉及重大疾病與國(guó)家和公共安全的檢測(cè)分析方法，如重大疾病、食品、環(huán)境有害物、爆炸物、毒品、生化恐怖源等的快速、準(zhǔn)確、靈敏的分析方法，以滿足維護(hù)人民健康、社會(huì)穩(wěn)定和國(guó)家安全的緊迫需求。
更緊密地服務(wù)生命科學(xué)
從2001年全球首例手足口病，到2003年的SARS病毒，再到2009年甲型H1N1流感病毒……不斷暴發(fā)的全球流行性疾病等重大疾病災(zāi)難，對(duì)生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)的發(fā)展提出了新的問題和挑戰(zhàn)，也為分析化學(xué)的發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇。
隨著生命科學(xué)成為21世紀(jì)自然科學(xué)研究的重點(diǎn)和前沿，美國(guó)、歐洲各國(guó)和日本正在進(jìn)行一場(chǎng)以生命科學(xué)前沿研究和生物高技術(shù)為中心的激烈競(jìng)爭(zhēng)和較量。而生命科學(xué)中的若干重大問題，如高通量測(cè)序、蛋白質(zhì)組、超高分辨率細(xì)胞成像等都離不開分析化學(xué)家的參與。
“生命活動(dòng)及其行為規(guī)律，為現(xiàn)代科技的發(fā)展提供了最杰出的模板，并指出了直接和明確的途徑。”陳洪淵認(rèn)為，生命過程中涉及的分子識(shí)別與作用、物質(zhì)傳輸與轉(zhuǎn)化、信息轉(zhuǎn)導(dǎo)與提取、能量轉(zhuǎn)化等過程大都發(fā)生在“界面”上，如何在“界面”上進(jìn)行結(jié)構(gòu)與功能仿生組織和組裝，高效地發(fā)揮其功能，是建立生命活動(dòng)中生物分子分析檢測(cè)的新原理、新方法與新技術(shù)，揭示生物分子相互作用和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，以及生物能開發(fā)與利用的關(guān)鍵。
為生命科學(xué)服務(wù)并與之融合，成為與會(huì)專家的共識(shí)。專家們認(rèn)為，發(fā)展基于新型分子探針和納米生物技術(shù)的重大疾病檢測(cè)和診治新方法與新手段，對(duì)理解疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，以及對(duì)發(fā)展基于納米科技的生物技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)診斷及治療技術(shù)、滿足我國(guó)防治危害人口健康重大疾病的迫切需求，都具有重要的科學(xué)意義。
鼓勵(lì)分析儀器自主研發(fā)
“工欲善其事，必先利其器”�；仡櫩茖W(xué)發(fā)展的歷程，事實(shí)已經(jīng)證明技術(shù)方法及科學(xué)儀器的不斷創(chuàng)新，是近代科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的重要基礎(chǔ)。例如在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)和化學(xué)獎(jiǎng)中，由于對(duì)儀器或測(cè)試方法進(jìn)行創(chuàng)新而獲獎(jiǎng)的科學(xué)家約占1/4。
在談到分析化學(xué)未來發(fā)展時(shí)，湖南大學(xué)姚守拙院士指出，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析新儀器的開發(fā)，不僅是我們面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)，也是長(zhǎng)久以來一直存在的重要任務(wù)。
據(jù)介紹，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)分析化學(xué)的大部分研究工作，還是側(cè)重于基礎(chǔ)理論研究和分析方法的開發(fā)，在分析儀器自主研發(fā)這一層面上的工作相對(duì)較少。造成的后果是，國(guó)內(nèi)分析化學(xué)的發(fā)展非常依賴于進(jìn)口儀器的發(fā)展，新開發(fā)的分析方法往往也局限于進(jìn)口儀器具備的功能上。這就導(dǎo)致我國(guó)在分析儀器核心技術(shù)上，始終落后于國(guó)際上最先進(jìn)的水平，在產(chǎn)業(yè)化這一塊始終無法做大做強(qiáng)。
“人民辛辛苦苦賺的錢，都花在購(gòu)買高檔進(jìn)口儀器上了。”姚守拙痛心地說，擺脫困境的唯一方法就是鼓勵(lì)研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分析儀器，以擺脫對(duì)國(guó)外進(jìn)口儀器的依賴，并推進(jìn)新的分析方法和手段的產(chǎn)生。
作為本次會(huì)議承辦單位的中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所，在儀器自主研發(fā)上可謂邁出了可喜的一步。2006年，由該所提出的“300MHz～500MHz核磁共振波譜儀的研制”得到科技部“十一五”科學(xué)儀器研究開發(fā)項(xiàng)目支持。目前，研究所自主研發(fā)了包括核磁共振控制臺(tái)等主要的關(guān)鍵核心部件，培養(yǎng)、吸引、凝聚和穩(wěn)定了一批儀器研發(fā)的創(chuàng)新人才隊(duì)伍，初步建立了核磁共振儀器研發(fā)平臺(tái)，并成功研制出一臺(tái)500MHz雙通道核磁共振波譜儀試驗(yàn)樣機(jī)。
“儀器創(chuàng)新是分析化學(xué)的創(chuàng)新源頭之一。”北京大學(xué)教授邵元華建議，可以考慮建立國(guó)家科學(xué)儀器研發(fā)中心，集中不同領(lǐng)域的人才，有目的地研發(fā)通用的分析化學(xué)儀器。此外，每個(gè)研究機(jī)構(gòu)可以建立機(jī)械電子加工中心，為儀器的改進(jìn)提供服務(wù)，為儀器裝備的創(chuàng)新提供雛形。
