丁明玉教授:二十年离子色谱生涯

2010-9-19 09:25 来源: 分析测试百科
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——清华大学化学系丁明玉教授谈离子色谱

  【导语】第十三届全国离子色谱学术报告会会议期间,分析测试百科网的记者采访了中国仪器仪表协会离子色谱专业委员会副主任、清华大学化学系教授丁明玉。入行三十年,二十年在从事离子色谱研究,对于离子色谱技术,丁教授有他独到的观点,请看详细报道……

清华大学化学系 丁明玉教授

  三十年分析化学 二十年离子色谱

  对于分析化学,对于离子色谱技术,丁教授都是非常有感情的。三十一年前,丁教授迈入大学校园,开始学习分析化学专业,接着读了研究生,读的也是分析化学专业。毕业后留校任教和做科研,主要研究方向是基于多元配合物的分光光度法。1990年,丁教授被公派到日本山梨大学做访问学者,导师是当时日本离子色谱学会会长铃木义仁先生,从那时,丁教授便开始了他的离子色谱研究生涯。

  在日本留学期间,丁教授虽然也做一部分液相色谱和超临界流体色谱方面的研究,但主要研究内容是离子色谱,博士论文也是离子色谱方面的研究内容。1995年,丁教授回到清华大学,仍然没有放弃离子色谱领域的研究,尽管这期间丁教授也花了很多精力做中药研发以及各种色谱技术的应用。

 

  离子色谱—实用的技术

  离子色谱技术,现已得到广泛的应用。丁教授向本网的记者谈到,离子色谱与其他色谱技术相比,由于保留机理的不同而呈现不同的技术特点。离子色谱最大的不同是其适合离子性物质,特别是无机阴离子的分离,与同样可以用于离子分析的毛细管电泳相比,离子色谱的仪器更便宜、分析的稳定性更好,即具有更好的实用性。

 

  固定相—离子色谱未来发展的重要方向

  丁教授指出,离子色谱技术已经比较成熟,未来发展的重点主要是以下三个方面:

  1)一是新的离子色谱固定相的开发,如毛细管离子色谱柱、整体离子色谱柱等;

  2)二是离子色谱应用范围的拓展,既有分析对象物质的拓展,如有机离子性成分和强极性有机化合物的分析;

  3)应用领域的拓展,除了传统的环境分析外,生物、医学、食品、农业等领域的应用会快速发展。

  其中,丁教授特别提到,离子色谱的固定相的发展可以从两方面考虑,一方面是常规的颗粒填充柱,另一方面是新型固定相。常规固定相的载体微球以高分子微球(通常所称的树脂)居多,硅胶微球发展较快,由于硅胶微球机械性能好、传质速度快等优点而受到重视,但由于硅胶在强酸和强碱性条件下都不稳定,所以硅胶微球的改性和表面处理等技术的发展至关重要。现在已有不少硅胶离子色谱固定相可以在pH2-12范围内使用。新型离子色谱固定相主要有毛细管离子色谱柱(包括颗粒填充、开管和整体柱)和整体离子色谱柱(包括毛细管整体柱和常规尺寸整体柱)。

  丁教授的课题组也开展了毛细管整体离子色谱柱的研究。据介绍,这是一种先原位制备高分子或硅胶整体基质,然后修饰离子交换基团的方法,用于分离蛋白。整体柱比较适合快速分离。

 

  2010版药典—离子色谱的又一个春天

  随着离子色谱技术的发展,它在各行各业作为标准方法会越来越多。由于许多药物成分具有离子性,因此可以采用离子色谱分析。利用离子色谱分析有机离子性成分,可以较好地避免药物样品基体中的大量有机共存物的干扰。此外,有相当一部分药物成分是有机碱(如胺类、氮杂芳香有机化合物等),这类成分在酸性条件下质子化后可以用阳离子交换色谱分离。2010版中国药典中收纳了离子色谱的分析方法,这无疑会促进离子色谱的发展。

 

  我国的离子色谱技术——前景广阔 任重道远

  丁教授谈到,目前我国离子色谱方法的研究和应用都有明显进步,应用领域也在不断扩展。因为离子色谱在分析无机阴离子方面具有绝对优势,所以在水分析和环境分析等领域,离子色谱分析无机阴离子的标准方法相对比较多。事实上,在其他学科领域的样品分析中也经常会要求分析无机阴离子,所以无机阴离子分析的标准方法会慢慢进入这些行业和领域。对于无机阳离子,最有价值的是铵离子的分析,这在环境和农业等领域很有用。对于有机阴阳离子的分析,在食品添加剂、药物活性成分等领域会发展的较快。

  对于离子色谱技术发展,丁教授提出了面临的三个主要问题:

  1)离子色谱标准方法的滞后,使离子色谱技术的广泛应用受到限制。目前我国离子色谱标准方法发展刚刚起步,主要是标准制定方法的立项公开程度不够,研发经费支持不够,使得一些具有离子色谱标准方法开发能力的科研机构和高校研究人员没有积极性,而仪器厂家独立承担和联合承担制定标准方法往往掺杂一些商业考虑,使标准方法缺乏科学性和权威性。

  2)离子色谱技术的推广还不够,很多技术人员在碰到本来可以用离子色谱解决的分析问题,往往想不到用离子色谱,而是考虑用自己更熟悉的液相色谱或其他方法;

  3)国产离子色谱仪器的竞争力还需进一步提高,使离子色谱技术的使用成本明显降低,这样才会有更多基层单位用得起离子色谱。

 

  附:丁明玉教授简历

  丁明玉教授,博士生导师,工学博士。

  研究方向:新型色谱固定相的研究;色谱及其联用技术;中药化学。

  主要学习经历:

  1979.9~1986.70中国地质大学应用化学系,本科和硕士研究生

  1992.4~1995.30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:

  1976.8~1979.80湖南省华容县,民办教师

  1986.8~1990.20中国地质大学应用化学系,助教、讲师

  1990.2~1992.30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00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.中国仪器仪表协会离子色谱专业委员会,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.《色谱》、《分析试验室》、《生命科学仪器》等杂志,编委

  近年发表的代表性论著:

  1. Kun Lv, Hongxia Li, Mingyu Ding*. Analysis of tetramethylpyrazine in Ephedrae herba by GC-MS and HPLC. J Chromatogr A, 2000, 878:147~152

  2. Yang Wei, Ming-Yu Ding*. Analysis of carbohydrates in drinks by HPLC with a dynamically modified amino column and ELSD detection. J Chromatogr A, 2000, 904: 113~117

  3. Guo Liang, Ding Ming-Yu*. Dynamic coating ion-exchange chromatography of cations on an octadecyl-bonded silica stationary phase. J.Chromatogr.A, 2002, 946(1-2): 169-175

  4. Tanaka K, Ding MY, Helaleh MIH, et al, Vacancy ion-exclusion chromatography of carboxylic acids on a weakly acidic cation-exchange resin. J.Chromatogr.A, 2002, 956 (1-2): 209-214

  5.Mori M, Helaleh MIH, Xu Q, Hu WZ, Ikedo M, Ding MY, Taoda H, Tanaka K.Vacancy ion-exclusion/adsorption chromatography of aliphatic amines on a polymethacrylate-based weakly basic anion-exchange column. J.Chromatogr.A, 2004, 1039(1-2): 129-133

  6. Y.X.Zhao, M.Y.Ding*, D.P.Chen, Adsorption Properties of Mesoporous Silicas for Organic Pollutants in Water. Anal.Chim.Acta, 2005, 542:193-198

  7. Xu Chen, Yi Yang, Mingyu Ding*. Electrocatalytic oxidation and sensitive detection of cysteine at layer-by-layer assembled carbon nanotube modified electrode. Anal.Chim.Acta, 2006, 557:52-56

  8. Ruirong Guo, Mingyu Ding*, Preparation and characterization for a new sulfonic acid-functionalized mesoporous silica stationary phase. Colloids and surfaces A,2007, 292:153-158

  9. Y X Zhao, M Y Ding*, D P Chen, Surfactant-assisted ethane-bridged silica coating for capillary electrochromatography.Chromatographia, 2007, 65: 95-99

  10. Jiping Ma, Mingyu Ding*, Yan Xu, and Lingxin Chen. Application of an in-situ Thermo-polymerized Porous Polymer: Creation of an On-column Frit for a Packed Capillary HPLC Column. Anal.Sci., 2007, 23: 371-374

  11.Shengjie Hou, Mingyu Ding*, Jiang Zhu, Simultaneous Determination of Silicon and Phosphorus in Soil and Plants by Reversed-phase Ion-pair Chromatography. Talanta, 2008,75:178-182

  12. Shengjie Hou, Jiang Zhu, Mingyu Ding*, Guohua Lv, Simultaneous determination of gibberellic acid, indole-3-acetic acid and abscisic acid in wheat extracts by solid phase extraction and liquid chromatography-electrospray tandem mass spectrometry. Talanta, 2008,76:798-802

  13.丁明玉、田松柏,《离子色谱原理与应用》(专著),2001,北京:清华大学出版社

  14.丁明玉等编著,《现代分离方法与技术》,2006,北京:化学工业出版社