顺序注射系统

日前，在第19届国际流动注射分析及相关技术大会上，因在流动分析方法学及样品预处理等方面的突出成就，东北大学理学院王建华教授获得了&ldquo 流动注射分析科学奖&rdquo 。 　　其实，在90年代后期的时候，中国做流动注射分析(FIA)研究的人已经明显减少了，中国的FIA全国性学术会议也在1996年之后停办，种种迹象表明，FIA 已经不再是科研的热点领域，目前研究人员多是将FIA作为一种工具进行相关的科学研究。那么，王建华教授是如何与FIA结缘、并且20多年来一直坚持、如今取得了哪些让自己自豪的成果、以及是如何看待FIA的发展呢? 　　&ldquo 好容易学会了一种东西，舍不得扔。并且一直研究下来，越发觉得FIA挺有意思，用处多、也挺重要，&rdquo 王建华笑到。&ldquo 我有幸成为今年的两名获奖人之一，并参加了在日本福冈举行的第19届国际流动注射分析及相关技术大会和颁奖仪式。这应该感谢国际同行对我本人所作的一点贡献的认可和肯定，&rdquo 王建华介绍，&ldquo 我个人觉得这不能算是多大的成功，我们只是在流动注射分析领域中进行了一些个人或课题组成员感兴趣的研究，我一直认为，在流动系统中进行样品预处理的尝试是十分有意义的。&rdquo 东北大学王建华教授 　　结缘&ldquo 流动注射&rdquo 　　王建华教授与FIA结缘可以说是件意料之外又顺理成章的事情，&ldquo 本科和硕士研究生期间，我学的是无机合成，后来才转行到分析化学领域的。&rdquo 王建华教授谈到如何进入FIA领域时说到，&ldquo 我在1990年开始接触FIA时,有一个梦想&mdash &mdash 到流动注射的发祥地跟FIA的创始人学习。做过了一些FIA研究之后，机缘巧合，居然&lsquo 梦想成真&rsquo ，不仅到FIA发祥地学习，而且还直接师从FIA创始人 Elo Harald Hansen教授。&rdquo Hansen教授对中国十分友好，王建华在他的系统指导下完成了自己的博士论文，并跟随他进入了国际流动注射分析研究的前沿领域，也因此与国际同领域中的顶尖学者有了接触和交流，包括流动注射分析的创始人Jarda Ruzicka教授等。 　　方肇伦先生是我国流动注射分析研究领域的主要开创人，在1992年的全国FIA学术会议上，王建华认识了方肇伦先生； 2003年，在Hansen教授的推荐、方肇伦先生的&ldquo 感召&rdquo 下，王建华&ldquo 一激动&rdquo 就留在了东北大学。&ldquo 自从我来到东北大学分析科学研究中心，就一直得到方先生的关怀，我学到了方先生宽厚待人的为人之道，更领略了他严谨的治学态度。这对于我后来的科学研究和指导研究生极为重要。&rdquo 谈起方先生，王建华就滔滔不绝起来，&ldquo 方先生做人做事非常低调，科学研究耐得住寂寞。他从90年代初开始研究微流控分析技术，经过了长时间的探索奠定了研究基础,直到五六年之后才发表了第一篇微流控分析的文章。&rdquo 　　虽然在90年代后期，国内对流动注射分析的关注已经减弱，但是王建华认为，流动注射尤其是顺序注射和阀上实验室作为一种进样技术具有独到的优点，是在线分析的理想手段。在过去的20多年间，王建华一直将在线分析技术和在线样品预处理作为主要研究方向之一。并且，坚持了20多年，如今王建华教授和他的课题组在FIA研究领域取得了一系列成果。 　　其中让王建华自己满意、认为比较有意义的研究也有不少，如建立了一些在线样品预处理方法，包括对生命样品中DNA和蛋白质的分离富集，以及对环境样品中金属及其形态的分离分析 还建立了一些专用于特定组分分析的顺序注射在线检测系统，仪器公司在他们研究的基础上将其产业化后在环境检测领域有较好的推广应用 另外，实现了在阀上实验室中进行微珠注射及微填充柱的在线表面更新，并用于固相萃取，这对于后来阀上实验室技术的发展具有积极的意义 与方肇伦先生一起提出了&lsquo 介观流控&rsquo 分析系统的概念，即介于微流控和常规流动系统之间的流动分析模式，可成为常规样品引入与微流控系统进样的桥梁。 　　不过遗憾的是，尽管目前FIA的相关理论已经相对成熟，但由于在实际应用中还存在稳定性不足等局限，使得FIA在常规检测和生产实践中的应用还远远没有达到理想的程度。王建华教授说到，&ldquo 总的来说，流动注射及相关技术在我国的产业化还不太广泛，我们课题组在这方面也只是进行了一点探索，离真正的实际应用还有差距。&rdquo 　　谈到下一步研究工作，王建华说，&ldquo 在流动注射分析方面，我们课题组在今后一段时间内仍将持续目前的研究，即加强在流动系统样品预处理方面的探索，特别是对生命样品的预处理。同时继续进行基于流动系统的微型化仪器研究。&rdquo 　　流动注射与原子光谱&ldquo 微型化&rdquo 　　王建华教授在不断研究流动系统中样品预处理技术的同时，也探索了基于第三代FIA技术&mdash &mdash 阀上实验室技术的微型化原子光谱系统。如建立了介观流控-分离富集-原子荧光微型集成系统、报道了基于阀上实验室的微型化原子荧光光谱分析系统、利用介质阻挡放电技术(DBD)发展了微型化原子荧光光谱及原子发射光谱分析系统&hellip &hellip 　　这里所说的&ldquo 微型&rdquo 比微流控系统中的&ldquo 微型&rdquo 装置要大，但又显著小于常规的分析系统，且在样品消耗、废液排放等方面也位于二者之间。王建华教授课题组在阀上实验室-介观流控系统中集成了样品预处理单元和检测装置，建立了小型化仪器装置，包括原子光谱系统。 　　&ldquo 这种微型化仪器系统与大型仪器的原理一样，只是利用了阀上实验室技术，在阀上加工了一些模块，包括流路、微型填充柱、光学检测系统等。不过，这些研究成果后续并没有产业化，只是在原理上论证了在那样小的系统中可以做原子光谱分析。在产业化之前还有很多技术问题需要解决。&rdquo 　　王建华指出，&ldquo 目前这种微型化原子光谱的应用还受到一些限制，比如样品通常需要以蒸汽状态引入，而液相直接进样尚有待研究&hellip &hellip .。总之，基于这些原理的微型化原子光谱仪器在实现真正的产业化之前还需要深入系统的研究。目前国内有数个课题组和仪器公司也正在进行相关瓶颈问题的攻关。&rdquo 　　在采访的最后，王建华教授说到，&ldquo 我本人认为，基于流动注射的进样技术今后在中国仪器分析领域仍有较大的潜力，在未来的一段时间内，它仍将是一种有效的进样技术，与此相关的在线分析仪器的应用也将不断扩大。&rdquo 　　采访编辑：刘丰秋 　　附录1：王建华教授简历 　　王建华本科毕业于南开大学，于吉林大学获硕士学位，导师为徐如人院士和冯守华院士，获丹麦科技大学博士学位。 　　现为东北大学理学院院长，教授，博士生导师。 　　担任TALANTA(ELSEVIER)副主编(2005年起)，英国皇家化学会《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》编委(2007-2010)、《分析化学》、《光谱学与光谱分析》、《分析试验室》、《分析科学学报》等编委，还担任中国仪器仪表学会分析仪器分会原子光谱专业委员会副主任委员。 　　在Angew Chem、Anal Chem、Chem Commun、Chem-Eur. J、Lab Chip等期刊上发表SCI论文150余篇。近年主持过国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金重点项目2项、重大国际合作项目1项、面上项目3项等。2005年被评为全国化工优秀科技工作者，2006被评为沈阳市优秀科技工作者、2008年被评为辽宁省优秀科技工作者，并获教育部自然科学一等奖，2009年获中国化学会分析化学基础研究梁树权奖，并被评为辽宁省优秀教师，2014年被评为沈阳市劳动模范。 　　附录2：流动注射分析科学奖 　　流动注射分析(Flow Injection Analysis，简写为FIA)是1974年丹麦化学家茹奇卡(Ruzicka J)和汉森(Hansen E H)提出的一种新型的连续流动分析技术，其发展经历了三代，即第一代流动注射分析，第二代顺序注射分析，第三代阀上实验室。国际流动注射分析及相关技术大会(ICFIA)是FIA领域内的系列国际学术会议，迄今已成功举办了19届。&ldquo 流动注射分析科学奖&rdquo 是用来奖励在国际FIA及相关技术研究领域中做出过相应贡献的学者的专有奖项，流动注射分析技术的创始人--美国华盛顿大学Jarda Ruzicka和丹麦科技大学Elo Harald Hansen教授均获得过此奖。

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