闵顺耕

p 　　闵顺耕，中国农业大学理学院应用化学系教授，博士生导师，主要研究领域：红外/近红外光谱、化学计量学、农产品品质与营养分析、农产品安全等。 br/ /p p 　　闵顺耕是中国仪器仪表学会近红外光谱分会副理事长，是中国近红外光谱事业的骨干力量。日前仪器信息网编辑采访了他，在采访过程中，闵顺耕常常这么说“我们的近红外”，可见其对近红外的热爱。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/5a23addb-63f0-4716-83e1-1401eaff964f.jpg" title=" 闵顺耕.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 中国农业大学 闵顺耕教授 /strong /p p 　　闵顺耕1988年进入中国农业大学工作，成为了严衍禄教授团队的一员。严衍禄教授是国内最早开始近红外光谱分析的研究者之一。不过，因闵顺耕的研究生论文是液相色谱相关的，所以即使加入了严衍禄先生团队，一开始他还是继续做液相方面的研究工作。“我真正开始全面接触近红外实际上是在1995年。当时有两个机缘，一是1995年严先生承担了一个九五项目，以近红外光谱技术进行谷物品质分析；二是，1996年严先生团队与上海棱光公司合作研制国产近红外光谱仪器，因为是从仪器到软件都涉及，加上还有一些项目也在同时进行。说实在话，当时严先生的人手有点不够了，所以我就逐步加入到了近红外工作中。” /p p 　　“我能进入近红外领域应该感谢严先生的引导，同时还有两个人对我近红外研究有重要影响。第一位是我的硕士导师清华大学分析中心邓勃教授，他在我上研究生的时候让我选学了多元统计、线性规划与最优化方法两门课程；另一位是清华大学分析中心胡鑫尧教授，他教我“计算机在分析化学中的应用”，是我化学计量学的启蒙老师，这些数学知识为我后来从事近红外分析奠定了坚实的基础，对我深刻理解和应用近红外光谱分析方法有着重要的影响。” /p p 　　 strong 近红外，应用的技术! /strong /p p 　　这么多年来，闵顺耕主要做近红外的应用研究，算法也做一些。虽说算法研究发了很多好文章，但是让他更加自豪的、更有成就感的还是这么多年来在应用方面的工作。“跟严先生最开始做的是烟草，如今也一直在做，虽然我不抽烟的，但是这么多年烟草的项目就没断过。”闵顺耕笑道。他还给我们讲了一个故事。烟草行业著名的“红大”烟叶，是中式卷烟企业竞相争夺的“宠儿”，其收购价格比其他品种烟叶的价格高；受利益的驱动，一些人或单位会掺杂非“红大”烟叶进来。为了解决烟叶掺假问题，该企业找到了闵顺耕。而闵顺耕就是采用了近红外光谱技术实现了烟叶品种的识别，保证了产品质量。 /p p 　　闵顺耕讲述到，“与烟草种植企业的合作，早期主要为他们建模型、用近红外解决测量数据的问题。近年来，我更加关心近红外的数据与其他数据之间的关系，如研究土壤气候、生态以及施肥、用水等农业种植措施对烟草质量的影响。也即是说，不仅仅要测数据，而且要把数据利用起来。” /p p 　　近红外的特点决定了它的应用对象是需要同时检测大量样品的用户。所以，包括石化、材料等在内的医药化工，一定是一个大的用户群体；另外还有就是农业，包括粮食、油料、饲料等。“这些大方向是近红外的主战场。国内，饲料现在已经起步了，石油化工也一直用得不错。” /p p 　　不过，闵顺耕也补充到，“近红外应用过程中，还需要有一群‘有心人’，后续模型的维护工作是近外应用推广上的最大障碍。”这方面国外一些公司做的不错，闵顺耕介绍了福斯公司的成熟经验，他认为福斯的经验主要有两个，第一是硬件平台基本模块化，仪器的校正标准、制造标准都很规范；第二拥有一个通过自身积累、并不断维护而成的大数据库，在为用户服务的同时也可以赚钱，这是福斯最成功的地方。“福斯公司几十年如一日的做这件事情，数据逐步积累，越来越成熟，终会成为一个‘百年老店’”。 /p p 　　闵顺耕认为，近红外仪器的成本包括三个：硬件、数据库及软件、售后服务，预算报价的时候要报这三块，光报一个硬件买回去会用不起来，而且软件及数据模型的价值应该更高。“近红外要在中国要用得好，如果企业负担不起建模和模型维护的费用，那唯有寄希望政府来做这个事情。如在粮食收购环节的优质优价、不同用途不同价格等应用的模型建立及维护，这也是对国家有利的事情。” /p p 　　 strong 仪器从“小”从“细”做起 /strong /p p 　　与其他做应用研究的专家不同，闵顺耕对仪器的原理、构造以及发展了解的比较细。“我是用仪器的，所以也特别关心仪器是怎么做的，关注什么样的仪器会好用。因为不同厂家的仪器存在着差异，这个差异对应用还蛮重要的。”闵顺耕在做玉米、豆粕研究时，曾经比较过多款小型近红外的测试结果，考察这些仪器能不能达到实际应用的要求。 /p p 　　“国产近红外从硬件、软件上来看，功能都有、指标也都还行。”闵顺耕谈到国产近红外时说到，“不过，我们近红外有特别的地方，它很敏感，差一点点，测出的光谱结果就不一样。”他举了几个小例子，如，近红外测样时用到的样品杯的质量、一致性问题。测量时样品杯垫一层、两层或三层纸所得到的光谱都不一样，用同一个模型预测的话，差异很大。另外，样品杯底需要贴一个镜面，要求贴了这个镜面后测量的误差在一层纸误差之内。闵顺耕曾经提要求请厂商做30个杯子，镜面也按要求贴好了；但是上仪器测试，得到的光谱却千差万别。“细节问题实际上是一个生产标准、生产规范的问题，这方面国产仪器还需要继续提升。” /p p 　　还有，近红外仪器的液体池，单就液体杯放置到液体池中的操作动作，杯子有时是放直了的，有时候也可能放歪了一点点，那么误差就来了。“不要觉得随便拿一个杯子放上去、怎么放都差不多，实际的测量结果是不一样的。所以，厂家可以考虑得更细一些，如给杯子加一个掐头或弹簧片，把杯子‘挤住’，数据的重复性就会好很多。” /p p 　　“从我作为用户的角度来看，国产仪器厂商还是有很多东西需要掌握的，很多小地方、细节之处仍需完善。因为各个部件的误差集合起来，整机的误差就会放大。这还只是一个杯子，一台仪器一共得有多少个零件啊！” /p p 　　 strong 发展趋势，小型化进入社区和家庭 /strong /p p 　　谈到近红外仪器发展趋势的话题时，闵顺耕首先谈到了他对整个分析仪器发展方向的看法。由于加工技术和器件的发展，仪器小型化是一个必然的趋势。另外，从人类需求层面，就像现在出现了很多穿戴设备一样，可穿戴的仪器也纷纷出现。再有，如何把仪器做得更便宜，这也是一个大的发展趋势。 /p p 　　“近红外仪器的小型化，我觉得技术上已经到了‘门槛’了，尤其是常规用途方面。”微机电加工及微镜技术等的日益成熟，出现了一些微型化仪器和器件，如法布里珀罗芯片已经做到了指甲盖大小，那么整机的小型化指日可待了，近来已经有一些公司推出了微型光谱仪。 /p p 　　近期，闵顺耕一直在调研和营养健康相关的哪些指标是近红外可以“搞定”的，考虑如何将近红外小型化之后进入社区和家庭中去。“日常生活对分析仪器的需求越来越明显，这是社会发展必然的结果。而近红外最大的好处就是低成本，如德州仪器的微镜价格已经降到大约1000块钱左右一块；而且近红外用起来也比较方便，完全能用到家庭生活中去。”不过，闵顺耕也提到，我们不能指望一个近红外解决所有问题，可以配合其他的光谱一起。如在医院有很好应用的紫外可见分光光度法，都可以移植到家庭仪器中。 /p p 　　“不是用来精准诊断，而是就人的健康状况随时进行报警、提醒，如你今天是不是缺水，是否需要多喝点水。或者，进行营养配方、营养管理和健康管理，可以给出你吃的每块肉的脂肪、蛋白准确含量。再或者，我们现在天天接触最多的‘喝的水’，如家里每天水龙头打开的时候，查查水合不合格。我觉得这都是仪器发展很重要的一个方面。” /p p br/ /p p style=" text-align: right " 　　采访编辑：刘丰秋 /p p br/ /p

2013年9月23日，&ldquo 近红外光谱应用新进展&rdquo 专场研讨会如期召开。闵顺耕教授做题为《从NIR 2013看近红外光谱技术发展动态》的综述性报告，报告中介绍了NIR 2013的概况以及会上所展现出来的近红外光谱新技术。 中国近红外光谱专家一行（第二排左二为闵顺耕教授） NIR 2013概况 　　 NIR 2013 于2013年6月2-7日在法国召开，各领域的专家学者500余人汇集一堂，共同探讨近红外光谱分析技术在食品、农业、环境、医药以及其他产业的应用。NIR 2013聚焦于近红外光谱技术在土壤、生物医学领域的应用，以及在生态、考古、工业等领域的特殊应用。全球主要的近红外仪器与软件供应商都参加了此次会议。 而且，就像上文所说，中国近红外光谱专家一行众人也参加了此次会议。 　　NIR 2013上进行的报告以及交流的海报近400篇，其中，食品领域所占比例最大。 　　NIR 2013上关于近红外成像方面的报告共有10多篇，其中，农产品质量安全领域的研究最多。 　　近红外新技术新仪器新方法 　　散射-吸收光谱新装置 　　传统的近红外光谱仪通常测定的是总漫反射强度，包括了化学成分的吸收和物质对光的反射两部分。而这一新装置将样品放置在两个积分球之间，利用两个积分球分别测定漫反射光谱和透射光谱，漫反射光谱与样品的组织结构、物性有关，透射光谱与样品的组成(浓度)有关。 　　时间/空间分辨近红外光谱应用 　　而能够分别测定光子吸收强度和光子散射强度的两种独立信息的光谱仪器还有另外一种类型，即时间/空间分辨漫反射光谱仪。对于浑浊样品，在其不同位置进行光谱检测，因为光在样品中传输的距离不同、光传输到不同位置的时间也不一样，通常是纳秒或皮秒级，即形成了时间/空间分辨近红外光谱。 　　时间分辨近红外光谱仪器的研制已有10多年的历史，但是具体的物质测试应用则是近年来开展的。目前，光源和检测器的光谱范围扩大是此类仪器研发的发展方向。 　　散射介质中的气体吸收光谱 　　NIR2013上展出的近红外气体分析仪器至少有4种，其中一个是利用770nm、980nm两种波长，15米光程测定气体中甲烷、水、氧气三种成分的含量，该仪器主要用于天然气和环境监测中。近红外在气体检测中的应用值得重视。 　　漫反射成像技术 　　传统的漫反射成像，由于光的漫反射使得光斑变大，空间分辨率下降。现在的检测技术利用一些手段使得检测集中在照射区，照射区之外的漫反射不进行测定。目前，已有的手段包括通过光纤定位检测或利用不同波长的光成像，再通过软件进行重构，及通过硬件、软件两方面技术实现了高分辨成像。 　　闵顺耕教授也介绍了近红外技术发展趋势，主要包括近红外成像技术、仪器微型化技术、近红外时间/空间分辨光谱技术、化学计量学方法与数据利用、近红外在线分析、食品品质与安全领域等。 撰稿人：刘丰秋

12月13日，清华大学科学博物馆在蒙民伟人文楼B206举行了闵顺耕教授捐赠仪式。九三中央委员、北京市委前副主委、北京市城市管理委员会一级巡视员柴文忠，九三学社清华大学委员会主委、能动系教授韩敏芳，中国农业大学理学院应用化学系教授闵顺耕，九三学社清华大学委员会副主委、化学系正高级工程师邢志，清华大学党委统战部副部长、体育部副教授田奇乐，清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛，清华大学科学博物馆事业发展部负责人范爱红，清华大学科学博物馆办公室主任孟洁等出席会议，会议由清华大学科学史系助理教授刘年凯主持。仪式现场仪式现场 此次捐赠的72型光电分光光度计仪是中国上个世纪六七十年代生产的第一批光电仪器，在教学与实验中获得普遍使用。吴国盛对捐赠人闵顺耕以及九三学社清华大学委员会相关同仁的慷慨之意表示感谢与敬意，他回顾了科博近年来收藏的过程与途径，并充分表达了此次捐赠的代表性意义，私藏的科学宝物通过科学博物院可以转化成公共产品，从而惠及全社会甚至是全人类。闵顺耕发言 邢志作为此次捐赠的牵线人介绍了沟通过程与来由，捐赠人闵顺耕教授也非常激动地表示，能将这件险些被遗弃的科学仪器放到科学博物馆里收藏并展示，是一件非常欣慰的事情。韩敏芳教授由衷地表示，九三学社清华大学委员会一定会长期贯彻科学仪器的征集工作，并将发动九三学社北京市委科学界都来响应这一行动，为科博的收藏事业尽微薄之力。柴文忠高度赞扬了闵顺耕教授的捐赠行为，他认为科学理论只有通过科学仪器的验证才能影响并构建科学体系，因而科学博物馆的建设对科学史研究以及科普工作具有非常的价值和意义。田奇乐回顾了九三学社近几年与科学博物馆的互动交流，尤其对九三学社清华大学委员会屡次捐赠科博、把仪器征集工作落到实处的工作精神表示了极大的认可，由此看出社员们对科学历史的认同、对科学精神的敬畏以及对清华事业发展高度关心的务实态度。吴国盛与闵顺耕为72型光电分光光度计仪器揭幕与会人员合影 最后，科学博物馆馆长吴国盛与闵顺耕教授共同为72型光电分光光度计仪器揭幕，与会嘉宾合影留念。会后，在吴国盛教授的带领下，各位嘉宾参观了展览“哥白尼的生平与成就”。