董绍俊:探讨生物分析技术领域新进展

2010-8-25 11:21 来源: 分析测试百科
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  董绍俊是第三世界科学院院士、中国科学院长春应用化学研究所研究员。

  逆势而上

  1949年,在新中国成立的隆隆礼炮声中,她跨入了北京辅仁大学化学系。在国庆节,她和同学们一起打着腰鼓,列队通过天安门,真正体会到“中国人民站起来了”的喜悦。

  正当她奋发读书的时候,父亲以“历史反革命”的罪名被判入狱,这突如其来的灾难像山一样压得她喘不过气来,痛苦、彷徨、失望时刻折磨着她,是辍学,还是咬紧牙关向前走?在人生的十字路口,她毅然选择了后者。坚信“知识就是力量”、“天生我才必有用”、“祖国永远会钟情每一个热爱她的儿女”。她挺起胸膛,以巨大的勇气和毅力,昼夜不舍,忘情读书,把所有的痛苦都化作更加刻苦学习的动力。1952年,她以优异的成绩毕业,被选入中国科学院长春应化所。从此,她和电化学结下了不解之缘,开始了她壮丽人生的艰难跋涉和攀登。

  20世纪50至60年代初,她在极谱分析研究中建立了硅中痕量杂质测定和极谱电极过程的鉴别方法,深入开展了稀土络合物的电极过程研究。初战告捷,使她深深感受到科学探索与成功的欢乐。然而她却没有为此放慢探索的脚步,依然孜孜以求。60年代中期至70年代,她先后对稀土元素汞阴极电解、变价稀土元素、稀土固体化学等一系列国内外非常活跃的课题进行了大胆开拓,发表学术论文30多篇,6次参加全国学术会议,并提交多篇很有见解的学术报告。特别是在稀土电沉积率上,她以无可辩驳的实验数据,修正了有的国外专家认为稀土电沉积率不能超过70%的论点,被国外专家称赞为“开辟了电解法分离稀土的新途径”。

  “十年动乱”使科研的正常秩序被打乱,董绍俊却未虚度年华,仍把心血倾注在她所钟情的科学事业中。

  董绍俊以扎实的科学底蕴,敏锐地预见到化学修饰电极是一门新兴的领域,国内尚无人问津。1980年,她率先开拓了这一领域的研究,在原子、分子、超分子的电极修饰、表征和功能等方面成功地研制出各类新型修饰电极90多种,采用超分子自组装解决了有序膜体系中荷电基团相互作用产生的难题;在导电聚合膜研究中,用电聚合过程中的掺杂反应研制成功了电化学传感器;对无机物修饰电极的杂多酸类膜的深入表征和效应进行了开拓性的研究。董绍俊课题组为此被称为“国际上有代表性的四个小组”之一。功夫不负有心人,5年内她先后发表论文40多篇,多次在国际会议上做专题报告,1987年获国家自然科学三等奖、中科院科技进步二等奖。专著《化学修饰电极》以其内容丰实、分析深刻、成果创新等特点得到大陆和港台地区专家学者的赞誉。

 

  中国生物传感器诞生

  20世纪60年代出现的光谱电化学交叉学科方法,一直是在国际上十分活跃的研究领域。为了填补空白,董绍俊以一名科技工作者特有的胆识和目光,从80年代初率先在国内开展了光透光谱电化学法的现场研究,研制成功多种短、长光程的光透膜层电化学池,建立起多种谱学电化学技术和方法,阐明了一些体系复杂、难度大的反应机理问题,为解析生物大分子在电场作用下的构象变化发挥了重要作用。该成果1995年获中科院自然科学二等奖,1993年专著《光谱电化学方法—理论和应用》、外文专论《光谱电化学》分别在美国和英国出版。在电催化研究中,她结合金属卟啉电催化分子氧还原体系,提出了一整套独创性的研究不稳定体系点催化的流体动力学理论和实验方法,该成果1993年获中科院自然科学二等奖。她提出并建立的超微修饰电极的电催化理论和实验方法被收入外国丛书,作为“现代电化学方法新进展”,被国际上的专家学者广泛采用。

  1984年,她瞄准仿生膜电化学国际前沿,开展了色素蛋白的直接电化学研究,观察到多种有机、无机和生物物质对其电子转移有促进作用,发现了一些重要生物大分子的直接电子转移现象,以及实现导电聚合物膜上药物和生物大分子的电化学控制释放,预示着广阔的应用前景。突出的学术成果使她特邀在日本第115次药学会9000人年会上作大会报告,是10位特邀代表中唯一的中国科学家。以化学修饰电极为主,她成功地研制出一、二、三代生物传感器;设计合成了低温水凝胶以提供酶分子的微水环境,真正实现了纯非水溶剂中的生物检测,相关的7篇论文连续在美国《分析化学》杂志上发表。她在第一次世界生物传感器会议上所作的大会报告得到了国际同行的高度赞誉。她应邀撰写的《生物电化学》专论分别在美国、德国出版。近年来,她开展了纳米材料的合成组装和纳米电化学研究并取得了一系列创新性成果。

 

  步入国际讲坛

  “科学无国界,但科学家有祖国。”这是董绍俊最信奉的格言。

  令她难忘的是,1981年当她第一次去日本时,她以扎实的科学底蕴、流畅的外语、创新性的学术观点所作的学术报告赢得了日本化学会、日本东北大学诸多专家学者的热烈反应和高度赞誉。 她还应邀先后在美、欧等20多个国家和地区几十所大学讲学百余次,在国际学术会议上做大会、专题报告40多次。担任“生物传感器和生物电子学”、“生物电化学和生物能”、“电化学通讯”、“Talanta”等国际学术刊物编委和美国Kansas大学、法国Bourgogne、日本山黎等大学的客座教授,还担任系列相关国际学术会议的国际顾问委员会、科学委员会委员。

 

  我国首创毛细管电泳电化学发光综合分析仪

  一种具有自主知识产权、灵敏度高、稳定性强、多参数联用的毛细管电泳电化学发光综合分析仪,日前由中科院长春应化所研制成功,并通过了国家自然科学基金委员会组织的专家鉴定。专家认为,该仪器填补了国内外空白。

  随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平的大幅提高,生命科学和环境领域的分析研究日益引起广泛关注,人们对相应的分析仪器的需求也越来越迫切。电化学发光(ECL)检测、毛细管电泳技术和微流控芯片等分析检测方法作为近年发展起来的新的检测方法,分别具有灵敏度高、分离效率高、利于微型化等优点,在基础科学研究尤其是生物及临床分析中有很好的应用前景,目前已被广泛应用于蛋白质检测、免疫分析及DNA检测等生物分析检测领域。但目前相关专利技术等一直把持在国外大型公司手中,所生产的专用仪器价格昂贵。

  中科院长春应化所研究员董绍俊和他的研究团队以国家需求为己任,聚焦电化学综合分析仪器研发这一重要发展方向,于2005年1月承担了国家自然科学基金委仪器专项“毛细管电泳电化学发光综合分析仪的研制与开发”。他们与西安瑞迈电子科技公司合作,在现有的毛细管电泳电化学发光检测技术研究基础和积累上,将电化学发光、电化学等检测技术与毛细管电泳(CE)、微流控芯片等分析手段有机结合,综合分析各个方法及检测技术的特点,优势互补,并在此基础上进一步小型化、集成化,解决了仪器研制中检测器设计、器件组装、实现多参数联用等关键技术,经过近三年的攻关,研制出具有自主知识产权的毛细管电泳电化学发光综合分析仪。

  该仪器采用全新的设计,组建为多参数联用分析仪器,目前国内外尚无此类商品仪器出售。该仪器的多功能检测平台将常规CE、芯片CE以及电化学和ECL检测组合在一起并小型化。基于WINDOWS操作系统的多窗口、多界面、多参数、多控制分析部件的综合化学分析检测平台,实现了各分析功能的联用及同步分析。同时,他们还建立起与仪器实际应用相匹配的分析方法和应用体系,在生物药物分析、临床模拟应用等方面进行了大量的基础研究;研发出5类新型的电化学发光探针,并应用于生物分子检测与药物分析;开发出一系列电化学发光探针在电极表面固定的新技术,发展了多种固体电化学发光检测器,并应用于微流控分析系统,取得系列创新成果。

  另据介绍,该电化学综合分析仪器可用于蛋白质、DNA、氨基酸、临床药物等生物分子检测分析,同时比相关领域通常应用的进口仪器大大降低了成本,在生化、医药、临床、免疫等方面有着更为广阔的市场前景。

  董绍俊百科

  董绍俊 女,山东青岛人,1931年6月出生。1952年毕业于北京铺仁大学。任电分析化学开放室主任,为研究员、博导。长期从事电分析化学研究,特别在化学修饰电极,光谱电化学,生物电化学和超微电极等领域作出重要贡献。承担过国家、省部委自然科学方面重大任务多项,均取得优秀成绩。获国家和中科院自然科学奖5项,均排名第一。出版专蓍部。外文专论5册。专利9项。发表论文400多篇,美国(SCI)检索,被引用1000多次。美车ISI报告,1993-1997年国际电化学杂志论文世界排前100名中名列榜首。1997年发表论文被引用篇数个人全国排名第二。1998年当选 为吉林省首批省管优秀专家。1999年被授予全国先进女职工称号。在科研中拓进取,在国际会议上作特邀大会、专题报告30余次,在美、欧、亚洲诸国以及香港和台泫地区讲学80余次。被聘为三种国际权威杂志编委以及美、法两所大学兼职教授。培养研究生70多人,她本人连续4届被中科院评为优秀导师。