杭州質(zhì)譜大會(huì)系列專訪——王光輝研究員
——王光輝：見證中國(guó)質(zhì)譜40年 呼喚高智商人才加入質(zhì)譜事業(yè)
導(dǎo)讀：2020-2023年中國(guó)質(zhì)譜學(xué)術(shù)大會(huì)將于2023年6月9-13日在杭州舉辦，本次大會(huì)是中國(guó)質(zhì)譜界的一次盛會(huì)，旨在促進(jìn)學(xué)界團(tuán)結(jié)進(jìn)步、和諧發(fā)展、共贏未來，提高學(xué)術(shù)交流水平，推動(dòng)質(zhì)譜技術(shù)在各大科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。大會(huì)由中國(guó)物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)聯(lián)合中國(guó)化學(xué)會(huì)質(zhì)譜分析專業(yè)委員會(huì)和中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)主辦，浙江大學(xué)承辦。大會(huì)將邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外質(zhì)譜領(lǐng)域的專家學(xué)者齊聚一堂，共同探討交流質(zhì)譜領(lǐng)域最新的科研進(jìn)展和前沿技術(shù)。本此大會(huì)的主題為砥礪奮進(jìn)四十年，共筑中國(guó)質(zhì)譜夢(mèng)。會(huì)議主頁(yè)鏈接如下：http://www.cmss.org.cn/index.php?r=site%2Fcae-home&mid=19?，歡迎大家報(bào)名參會(huì)。
作為最早一批在國(guó)內(nèi)研究有機(jī)質(zhì)譜的專家，原中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所質(zhì)譜中心王光輝研究員，早在1987年就和姜龍飛、汪聰慧共同翻譯出版了美國(guó) F.W. Mclafferty 麥克拉弗蒂著的《質(zhì)譜解析》，打開了國(guó)內(nèi)早期有機(jī)質(zhì)譜研究的大門。2005年，由王光輝、熊少祥著的《有機(jī)質(zhì)譜解析》出版，更是深入淺出地介紹如何運(yùn)用質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)來推斷有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)，目前已成為不少高校的有機(jī)質(zhì)譜研究生課程教材。如今，年近90的王光輝教授依然活躍在有機(jī)質(zhì)譜研究領(lǐng)域，為不斷推動(dòng)中國(guó)質(zhì)譜的發(fā)展而努力。時(shí)值中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)成立40周年，分析測(cè)試百科網(wǎng)采訪了王光輝研究員，他回顧了中國(guó)有機(jī)質(zhì)譜的發(fā)展歷程，展望了質(zhì)譜技術(shù)未來的發(fā)展，并對(duì)質(zhì)譜中國(guó)造表達(dá)了殷殷期望。
原中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所質(zhì)譜中心王光輝研究員
奉獻(xiàn)中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)40載
“中國(guó)有機(jī)質(zhì)譜的源頭是中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所，那里有中國(guó)的第一臺(tái)有機(jī)質(zhì)譜。當(dāng)時(shí)有個(gè)老師是叢浦珠，他是中國(guó)有機(jī)質(zhì)譜第一人。”王光輝首先回顧了中國(guó)有機(jī)質(zhì)譜的發(fā)展歷程。自叢浦珠的研究工作開始后，我國(guó)的有機(jī)質(zhì)譜研究才逐漸展開，大家才開始認(rèn)識(shí)到有機(jī)質(zhì)譜在結(jié)構(gòu)分析方面能起到很大作用。此后，國(guó)內(nèi)各個(gè)單位開始陸續(xù)進(jìn)口一批有機(jī)質(zhì)譜儀器，最多的時(shí)候一年能進(jìn)口300多臺(tái)有機(jī)質(zhì)譜儀器。有機(jī)質(zhì)譜的研究工作也從小分子結(jié)構(gòu)分析拓展到到大分子、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等領(lǐng)域。
中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)也是從零開始起步，王光輝參與了質(zhì)譜學(xué)會(huì)的成立與創(chuàng)建，奉獻(xiàn)質(zhì)譜學(xué)會(huì)四十余年，并曾擔(dān)任中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)第四屆理事長(zhǎng)。學(xué)會(huì)早期的基本任務(wù)主要是組織學(xué)術(shù)活動(dòng)，通過一系列的學(xué)術(shù)活動(dòng)讓科研工作者互相啟發(fā)，推動(dòng)整個(gè)質(zhì)譜工作的向前發(fā)展。
王光輝表示：最初學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)活動(dòng)組織情況不是很理想，體現(xiàn)在學(xué)術(shù)會(huì)議的報(bào)告水平不高。比如張三分析了大白菜的農(nóng)殘，而李四分析了韭菜的農(nóng)殘，諸如此類的常規(guī)工作。這些常規(guī)工作肯定有意義，但這些工作在學(xué)術(shù)交流方面有所欠缺，讓參加學(xué)術(shù)會(huì)議的研究工作者無法得到方法改進(jìn)、沒有得到啟發(fā)，當(dāng)時(shí)真正有新意的研究工作非常少。經(jīng)過中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)多年來的努力，學(xué)術(shù)會(huì)議的報(bào)告水平已經(jīng)得到顯著改進(jìn)。另一方面，我國(guó)的科研工作者早期很難在諸如美國(guó)分析化學(xué)等國(guó)際權(quán)威期刊上發(fā)表文章，近幾年國(guó)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室和課題組投稿刊發(fā)的研究文章也在慢慢變多。雖然不能片面地用投稿來衡量中國(guó)科研工作的水平，但是這可以作為和國(guó)際研究水平比較的參考。質(zhì)譜學(xué)會(huì)40年的發(fā)展見證和促進(jìn)了中國(guó)質(zhì)譜科研水平的提高。
質(zhì)譜的應(yīng)用和新的方向
1998年，由科學(xué)技術(shù)部、中科院和教育部共同出資，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所曾建立我國(guó)第一個(gè)質(zhì)譜中心——北京質(zhì)譜中心，王光輝任中心主任。質(zhì)譜中心在質(zhì)譜應(yīng)用方面開展了大量工作。
解決實(shí)際問題 提升經(jīng)濟(jì)效益
王光輝表示：質(zhì)譜在解決生產(chǎn)相關(guān)的問題上面非常有用、非常得利。比如曾有一家化工廠，其產(chǎn)品出口到國(guó)外，同類產(chǎn)品國(guó)外賣家是每公斤4000元，而該化工廠的產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上只能賣每公斤1000元，主要原因是雜質(zhì)太多。該化工廠老總就試圖提純自己的產(chǎn)品，但提純了很長(zhǎng)時(shí)間后還不能徹底解決問題，因?yàn)椴恢离s質(zhì)是什么，所以提純的盲目性比較大，效果比較差。后來他找到我們化學(xué)所，我們就用質(zhì)譜儀器幫他分析了產(chǎn)品中的各種雜質(zhì)，在此基礎(chǔ)上再提純產(chǎn)品獲得了成功，經(jīng)過提純后每公斤可賣3000元，所以質(zhì)譜分析對(duì)提升經(jīng)濟(jì)效益的幫助很大。
這個(gè)例子說明，質(zhì)譜儀器在解決我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中遇到的問題時(shí)，可發(fā)揮許多作用。所以我也要呼吁，大家要關(guān)心生產(chǎn)上面的問題，將質(zhì)譜這項(xiàng)得利的技術(shù)手段，應(yīng)用到解決問題上面去。
質(zhì)譜儀器目前廣泛應(yīng)用于環(huán)保、食品安全、化工等領(lǐng)域，但也使得質(zhì)譜分析出現(xiàn)了偏向。研究人員拿到樣品后應(yīng)首先考慮經(jīng)濟(jì)效益，如果有經(jīng)濟(jì)效益那就要做；但現(xiàn)在的研究人員考慮的往往不是經(jīng)濟(jì)效益，考慮的是項(xiàng)目做完以后能不能發(fā)表文章，特別是能不能發(fā)表于高影響因子的期刊。這個(gè)偏向會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。有些高影響因子的文章既沒有實(shí)際使用價(jià)值，對(duì)整個(gè)科學(xué)發(fā)展也沒有太大作用。這個(gè)偏向應(yīng)該怎樣進(jìn)行糾正不是一個(gè)質(zhì)譜學(xué)會(huì)能夠做到的事情，需要從上層領(lǐng)導(dǎo)開始慢慢糾正這種錯(cuò)誤現(xiàn)象。
AI解譜和質(zhì)譜有機(jī)反應(yīng)平臺(tái)
談及目前的質(zhì)譜研究工作王光輝表示：我國(guó)的質(zhì)譜分析研究仍然面臨著一些問題。如何通過質(zhì)譜圖解析得到質(zhì)譜結(jié)構(gòu)，這個(gè)問題一直沒有得到很好地解決，仍然是質(zhì)譜分析的瓶頸?，F(xiàn)在，我們?cè)谫|(zhì)譜分析領(lǐng)域的工作集中于兩點(diǎn)：一是利用AI人工智能解析譜圖，二是用質(zhì)譜有機(jī)反應(yīng)平臺(tái)。
人工智能譜圖解析，讓不是非常有豐富經(jīng)驗(yàn)的工作人員能夠解析質(zhì)譜圖。通過現(xiàn)有的質(zhì)譜大數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的幾百萬有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)，讓普通工作人員使用工智能達(dá)到解譜的目的，這是我們目前工作的重點(diǎn)。這個(gè)質(zhì)譜大數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)我們的人工智能解譜，起到了非常關(guān)鍵的作用。目前該工作已經(jīng)取得初步的進(jìn)展，能夠解決一些問題，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)不是特別復(fù)雜的有機(jī)化合物能夠進(jìn)行自動(dòng)解譜。
第二個(gè)工作是解決有機(jī)反應(yīng)的平臺(tái)——質(zhì)譜有機(jī)反應(yīng)平臺(tái)。質(zhì)譜儀器可用于結(jié)構(gòu)分析，通過這個(gè)平臺(tái)可以助力有機(jī)反應(yīng)研究。
王光輝表示，該平臺(tái)需要的樣品量很少，并具有速度快、高通量、環(huán)保等特點(diǎn)，只需要點(diǎn)幾下就知道能不能進(jìn)行后續(xù)的反應(yīng)研究，并預(yù)測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物。利用質(zhì)譜反應(yīng)平臺(tái)，既能提高靈敏度也可以從反應(yīng)中得到結(jié)構(gòu)信息。例如在分析醇類、醛類化合物時(shí)，這類化合物進(jìn)質(zhì)譜分析靈敏度非常差，而通過該反應(yīng)平臺(tái)，加上二胺，立刻就能把醛締合上去，產(chǎn)生的信號(hào)靈敏度是原來化合物的幾十倍，能夠立即被檢測(cè)到。
質(zhì)譜儀器中國(guó)造
隨著我國(guó)有機(jī)質(zhì)譜研究的不斷拓展，一些問題也慢慢浮現(xiàn)。但不論是環(huán)保領(lǐng)域、食品安全、化工領(lǐng)域等實(shí)驗(yàn)室清一色購(gòu)買的是進(jìn)口儀器，使用的儀器都是進(jìn)口儀器。談及這些，王光輝表示心里總不是個(gè)滋味。經(jīng)過多年的奮斗，國(guó)內(nèi)的儀器廠家終于有了突破，王光輝也舉例談到了這些令人欣喜的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)。
天瑞儀器下決心研發(fā)自己的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，終于在2012年推出GC-QMS、LC-QMS和ICP-MS三款自主研發(fā)的質(zhì)譜儀器。王光輝說，這是我國(guó)儀器制造業(yè)的一個(gè)小小的突破。天瑞儀器推出了氣質(zhì)聯(lián)用質(zhì)譜儀以后，儀器性能和國(guó)外的質(zhì)譜儀器相差不多，當(dāng)時(shí)的一年銷售量達(dá)到了100多臺(tái)，這是相當(dāng)可觀的。這項(xiàng)突破的意義很大，自從我國(guó)自己的質(zhì)譜儀器研發(fā)商業(yè)化以后，國(guó)外的同類儀器也都不得不紛紛降價(jià)。
另一個(gè)國(guó)內(nèi)儀器制造的亮點(diǎn)是在廣州禾信儀器的周振老師，堅(jiān)持“做中國(guó)人自己的質(zhì)譜儀”，研發(fā)了一款非常有特色的質(zhì)譜儀器——在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀，可以用于環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，通過激光電離PM2.5顆粒有機(jī)物進(jìn)行分析，從而檢測(cè)單顆粒氣溶膠粒徑和化學(xué)成分。王光輝強(qiáng)調(diào)，這是中國(guó)儀器制造業(yè)的重要突破，這款儀器做的很漂亮也很成功，還出口到了國(guó)外。
高端質(zhì)譜儀呼喚高智商人才
雖然國(guó)內(nèi)已研發(fā)出自己的質(zhì)譜儀器，但是在高端儀器上，目前還沒有自主研發(fā)的質(zhì)譜儀器。
王光輝舉例說，比如當(dāng)前最時(shí)髦最得力的軌道離子阱質(zhì)譜，是目前比較有效的分析手段，但都要靠進(jìn)口儀器，這是我們現(xiàn)代的儀器制造業(yè)短板。這么一個(gè)小小的紡錘形離子阱，為什么我們中國(guó)人想不出來？是我們國(guó)家的工業(yè)技術(shù)不夠嗎？都不是。航天領(lǐng)域那么復(fù)雜的都研究出來了，這么一個(gè)小小的離子阱為什么造不出來？
王光輝呼吁，希望有更多高智商的研究人員加入我們質(zhì)譜儀器制造行業(yè)中來，出現(xiàn)真正的人才，希望過幾年我們能夠看到比軌道離子阱更好的質(zhì)譜儀器出現(xiàn)，這是我最大的期望。
回首中國(guó)質(zhì)譜學(xué)會(huì)從零開始走過的40年，王光輝祝福道：質(zhì)譜同仁齊聚力，砥礪奮進(jìn)四十年。
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