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丁明玉:从离子色谱的“窄门“到无限广阔的离子分析天地

2013.8.01

——中国离子色谱30周年纪念活动专家采访报道系列

  【导语】 1983年,我国第一台离子色谱仪诞生,2013年正是我国离子色谱仪器和应用发展的“而立之年”。在中国离子色谱30周年纪念活动中,200余名国内离子色谱行业的专家学者、厂商代表齐聚青岛,一同追溯我国离子色谱发展的历史,并在今日国家大力支持国产仪器发展的历史契机,献计献策,共话未来。分析测试百科网作为本届活动的特邀媒体,会议期间采访了多位我国离子色谱老专家及厂商代表,希望尽可能忠实地记录和纪念我国离子色谱的30年,展现会议的盛况,为中国离子色谱的光明未来做点儿贡献。曾获日本分析化学会、日本离子色谱学会“离子色谱技术成就奖”,中国仪器仪表学会离子色谱专业委员会副主任、清华大学化学系的丁明玉教授,在访谈中谈及了自己在23年离子色谱工作实践中的心得体会,对我国离子色谱仪器技术的发展给予中肯的评价和期望,希望对所有关注离子色谱技术和应用的网友们有所启发……

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清华大学化学系 丁明玉教授

专注离子色谱研究23年

  1990年,在日本山梨大学做访问学者时,丁教授就开始从事离子色谱的研究;1995年,丁教授回到清华大学,此后一直将离子色谱作为自己的一个主要研究方向,从事离子色谱保留机理、阴阳离子同时分离方法、离子色谱毛细管整体柱的研究,以及离子色谱在食品等领域的应用研究。

  23年对离子色谱工作的不离不弃,坚持下来的动力是什么?对当今的很多年轻人可能很难想象!对此等“坚持”丁教授却表现淡然:“我一直在高校工作,从事科研分析工作是理所当然的事;之所以这么多年没有放弃对离子色谱的研究,不去‘追’很多热点的研究方向,主要就是我不喜欢热闹,这也是自己的性格使然吧。”这种从容和淡然,却让小编肃然起敬。在众多的分析仪器技术中,离子色谱或许是一扇“窄门”,但在这扇“窄门”后却是一片广阔的天地。比如,中国的离子色谱在整个色谱仪器的应用占比上,要远远高于世界许多其它国家;丁明玉教授在离子色谱上做出的成就不仅荣获众多中国学术殊荣,也获得了国际同行的认可。比如丁教授曾在2004年荣获日本分析化学会、日本离子色谱学会“离子色谱技术成就奖”。在中国的离子色谱发展史上,能被我们立刻想起的一个名字,就是丁明玉。


对离子色谱保留机理进行深入研究

  采访中,丁明玉教授分享了很多自己在离子色谱分析工作中的经验和体会:“要说经验,对我来说就是在学习和实践中对离子色谱的保留机理有了更深的认识。一谈到离子色谱,多数人可能认为离子色谱的保留机理只有离子交换作用。而从事离子色谱研究后,我越做越有兴趣,发现其中还有很多机理,比如离子排斥、电荷-偶极、偶极-偶极等多种相互作用。正是基于这些不同的保留机理,才使离子色谱的应用领域不仅仅局限于常见无机离子的分析,还可以分析弱电解质,甚至极性有机物。对这些机理的深入研究和运用,才不断打开离子色谱研究的广阔天地。”

  所谓挑战促使创新。丁教授也和我们分享了一例自己在分析工作中遭遇的“瓶颈”:比如在做阴阳离子同时分析方法研究的过程中,需要同时积分正负峰的问题。虽然色谱软件从原理上解决了分别积分正负峰的问题,但在实际分析中,软件识别正负峰却很难做到,仍需人工设置正负峰的积分起点和终点,不仅麻烦,而且常常出错。丁教授遇到的这个“正负峰同时积分”的挑战,是靠自己熟悉了软件后,再加上手动积分来解决的。这个挑战可能正指明了未来离子色谱发展的一个真正的客户需求:软件需要更智能,比如自动正确地识别正负峰。


对中国离子色谱仪器制造厂商的建议

  占据国内中低端市场 参与标准制修订

  当谈到针对我们离子色谱技术尤其是国产仪器制造的未来时,丁明玉教授认为:我国离子色谱仪器发展的30年,经历了非常曲折的道路,但令人欣喜的是:已取得了令人满意的成绩,目前已能够满足国家各主要行业领域的分析需求。但由于受到我国精密加工技术、高端元器件制造方面的局限,因此国内企业在短时间内,打造出价格合理、且具备竞争力的高端离子色谱仪还存在很大的困难。

  丁教授建议:在未来发展的道路上,我国离子色谱生产企业应找准自己的定位,首先在中低端市场顶住进口仪器的竞争压力,占据国内大部分中低端市场;而不是盲目地追求仪器的技术指标、国际先进和多功能化;在应用方面,应该加快将离子色谱技术引进行业标准和国家标准中,更积极地参与标准的制修订。

  攻克离子色谱固定相难关

  此外,制造高质量国产仪器必须先制造出高质量关键部件,丁明玉教授指出:离子色谱固定相是离子色谱仪的一个极其关键的部件。因此我国应加大在这方面的研发力度,丁教授表示:“我本人在未来的研究工作中,也将投入更多的精力在离子色谱固定相方面;我非常愿意能把自己的研究经验,和我国企业和市场的需求结合,尽力为我国企业提供固定相研发、以及应用方面的帮助。”


离子色谱技术的发展趋势:应用拓展、新型固定相、联用技术

  离子色谱方法历经30多年的发展历程,已成为实验室中一种成熟的分析手段,有时甚至是唯一可行的分析方法,在环境、制药及工业金属分析等诸多行业已得到广泛的应用。近年来,随着新材料、新技术的出现,离子色谱仍会有很大的发展空间。当谈到离子色谱未来的发展趋势时,丁教授谈及了自己的几点看法:

  (1)拓展离子色谱的应用领域,尤其是离子性有机物的分析;(2)新型离子色谱固定相的开发和应用,例如硅胶基质固定相、整体固定相;(3)离子色谱联用技术的开发,例如IC-MS、IC-ICP/MS。


寄望于年轻的科技工作者

  当小编请丁教授谈谈对我国年轻一代离子色谱分析工作者的期望时,丁明玉教授认为,我国急缺离子色谱青年人才,他说:“尽管我国离子色谱的应用发展得比较快,但在从事离子色谱研究的技术人员中,年轻的技术骨干还是太少了,这不仅阻碍了离子色谱技术和方法的研究,也不利于组织高水的仪器研发团队,更无法进行更多的应用创新。”

  对此现状,丁教授表达了两点希望:

  希望有更多年轻的分析工作者加入离子色谱领域;

  希望年轻的离子色谱技术人员积极参与国内离子色谱的学术交流,虚心学习他人的经验,提高自己的业务能力。

  小编也深有感触,不管是丁明玉教授还是青岛盛瀚的成功,都揭示出:在离子色谱这个貌似“窄门”的领域,只要技术和应用的机会和市场还在不断上升,只要坚持不懈,看似的“窄门”,门后给坚持开拓者打开的将是无限的广阔天地。


离子色谱30周年庆典 既有规模又有内容

  最后,丁明玉教授对我国离子色谱30周年纪念活动谈及了自己的感受:“这次中国离子色谱仪器30周年纪念活动组织得很用心,既有规模又有内容,在我国支持自主创新、国产仪器的今天更有新意。尤其要感谢承办方青岛盛瀚。会议期间高水平的专题报告、畅所欲言的行业沙龙让与会者有所收获;与会者都对国产离子色谱仪器开拓者们的作用给予了充分肯定,这是会议很大的亮点。”


  附:丁明玉教授简历

  丁明玉教授,博士生导师,工学博士。

  主要学习经历:

  1979.9~1986.7 中国地质大学应用化学系,本科和硕士研究生

  1992.4~1995.3 日本山梨大学工学部生物工学科,博士研究生

  主要工作经历:

  1976.8~1979.8 湖南省华容县,民办教师

  1986.8~1990.2 中国地质大学应用化学系,助教、讲师

  1990.2~1992.3 日本山梨大学工学部生物工学科,国家公派访问学者

  1995.9~现在 清华大学化学系博士后、副教授、教授

  在研国家基金项目:

  国家自然科学基金面上项目(20775040),“聚合物基质离子交换毛细管整体柱的制备与蛋白质快速分离”,2008-2010,项目负责人。

  国家自然科学基金面上项目(21075074),“表面活性剂模板法制备介孔硅胶涂层开管毛细管柱”,2011-2013,项目负责人。

  主要获奖情况:

  1.第四届北京化工学会青年优秀科技论文奖(1997,三等)

  2.清华大学教学成果奖(1998,二等)

  3.清华大学教学工作优秀成果奖(1998,二等)

  4.清华大学第三届“良师益友”(2000)

  5.清华大学第四届“良师益友”(2001)

  6.CAIA奖(中国分析测试协会奖)(2001,三等)

  7.日本分析化学会、日本离子色谱学会“离子色谱技术成就奖”(2004)

  主要学术兼职:

  1.中国仪器仪表学会离子色谱专业委员会,副主任;中国化学会微量元素研究与进展专业委员会常务副主任。

  2.中国色谱学会、中国仪器仪表协会分析仪器学会、国家纳米技术工程研究院、北京色谱学会等,理事。

  3.《分析化学进展》主编;《色谱》、《分析试验室》、《生命科学仪器》等杂志,编委。

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