林崇熙:痴迷核磁共振波譜30年——訪北京大學化學院副教授林崇熙

　　林崇熙，北京大學化學院副教授，著名的核磁共振波譜(NMR)技術專家。

　　林崇熙來自臺灣省高雄，是家中唯一的男孩，家裡有一片祖業需要其繼承，大家都認為他一定會回臺灣工作。但是，從1996年到現在，林崇熙在北京大學工作已經18年了，並且，計劃繼續工作、生活下去。

北京大學化學院教授 林崇熙

　　「父親在中國待過十幾年，當年是以成績第一名保送到吉林長春的建國大學讀書。從小父親就經常跟我們小孩提到在大陸的各種生活情形，鼓勵我去大陸看看。因此，我早就有來大陸看看的夙願。」林崇熙說到，「1996年時有機會來北大做博士後研究，原來我只想感受一下北京與北大的氣氛然後就離開。沒想到的是，我在這裡解決了很多人生大事，戀愛、結婚、生子̷̷，也就這樣一年一年留了下來。」

　　談到與NMR結緣，林崇熙說到，「我是第一志願考進臺灣大學化學系的，對有機化學特別感興趣，而使用NMR進行化合物結構鑑定是常規工作。來到北大化學院後，院裡看我很懂NMR, 就鼓勵我負責NMR的管理。我也當仁不讓，在博士後期間就兼職負責起北大化學院新購入NMR譜儀的工作。」

　　除了最初的一臺200 MHz(Varian)，化學院之後又陸續採購了一些NMR，其中也包括 Bruker與Jeol公司的儀器。「對於這些不同公司、不同型號的NMR，其不同的操作方法與應用，我很有興趣去了解、熟悉。我們課題組的老師和學生們一起開發這些儀器的新功能，得到成果後再培訓給其他課題組的學生們使用。學校也建議我開設一門研究生課程『核磁共振在化學中的應用』，教學相長，讓我對於NMR有了更深一層的認識。多年下來，對NMR越來越喜愛，慢慢的工作重點也由有機化學轉向了NMR」。

開風氣之先，積極倡導NMR開放給學生操作

　　從上研究生開始接觸NMR，到現在30多年的時間過去了，對於自己為NMR發展所做的貢獻，林崇熙津津樂道的是——開風氣之先，在中國積極倡導NMR開放給學生操作。

　　「這種新政策的阻力非常大，多數領導們怕損壞了如此貴重的儀器。在我的堅持與勸導下，才試驗性、循序漸進的實施了這個開放方案，我們首先培訓幾位老師，之後逐漸擴大到博士生、碩士生，乃至本科生。並且，十多年間，許多國內學校陸續來觀摩請教仿效開放。」

　　「核磁共振譜儀開放給學生操作在美國與臺灣是很平凡普遍的現象. 可以說，我是把國外的科研經驗堅持在國內推廣成行. 這個作法在某種程度也為這幾年國內化學界科研進展的效率做了一定的貢獻，」林崇熙說道，「北大化學學院本科生接受培訓、能夠上機操作，充分熟悉了NMR的各種檢測方法，高效應用該技術，他們出國留學時表現良好，獲得了國外許多化學系老師的欣賞，也算是為國爭光了。」

　　林崇熙還參與創辦了氘代試劑研發與生產公司，使氘代試劑昂貴的價格平民化。「目前我們是國內惟一生產氘代試劑的公司，十年來使得進口氘代試劑的價格大幅度降低，算是為國內NMR或化學界在經費節省以及科研效率方面做出的另一個具體貢獻吧。」

「超導磁體將場強增到200 MHz以上，是NMR發展過程中的重大革命」

　　NMR的發展歷程，可以追溯到 1920 年代發現電子以及質子磁矩、1953年美國 Varian公司生產出第一臺商用NMR-- Varian-30 MHz。這幾十年來，200 MHz以上超導NMR只有Varian(現在的Agilent)、Bruker、Jeol這三家公司在生產與銷售。磁體的發展歷程經歷了早期永久磁體(小於60 MHz)，到電磁體 (60、80、120MHz)，再到超導磁體(200-600、700、800、850、900、950、1000̷̷ MHz)。

　　「600 MHz之後，磁場強度的增加速度就慢了下來。2009年Bruker公司在巴黎推出了1000 MHz NMR之後，迄今沒有更高磁體推出的報導。超導磁體使用超導材料，將磁場增強到200 MHz以上，算是NMR發展過程中的一個嶄新的科技革命，」林崇熙認為，「200-600 MHz磁體的發展順利而迅速。其中，400 MHz NMR可以完全滿足化學方面的各種檢測與研究工作;600 MHz NMR基本上可以滿足蛋白質大分子的檢測。」

　　據林崇熙介紹，探頭技術這幾年有明顯的改進、增強，讓NMR多彩多姿的檢測技術成為現實。另外，目前探頭的調諧許多都已經自動化，可以輕易的用來檢測各種核素。相關軟體的開發成就也是有目共睹的，數十種知名的檢測技術都成為事實。另外，譜圖處理的軟體也是推陳出新，除了譜儀自身的操作軟體外，出現了許多商用軟體，讓譜圖解析更為方便。NMR的聯網、進樣等系統，也都有明顯的改良。

「許多精彩奇妙的應用功能，會逐漸成為NMR未來熱點」

　　NMR 在判斷化合物的分子結構上是極強而有用的工具，是有機四大譜(紫外光譜、紅外光譜、質譜、NMR)中最有力、能給出最豐富信息的儀器，可以解決其他儀器無法辨別的同分異構物結構等難題。

　　然而，NMR鑑定化合物的結構只是它應用功能之一，只佔1/10左右。除了有機化學專業外，在無機化學、分析化學、物理化學等各個領域，NMR都有許多更為精彩的應用。

　　如，在探討反應機理方面，可使用到NMR的高溫動力學或低溫中間體捕獲檢測技術；在立體構型化合物方面，NMR可以檢測手性化合物；絡合物方面，NMR可以快速判斷是否和某金屬離子絡合、判定絡合位點以及配位數；在物理化學方面的應用更多，NMR可以研究分子間的作用力，包括氫鍵的形成與位點；還有很奇特的弛豫 T₁與 T₂ 的檢測以及應用；另外，在混合物指紋譜的檢測應用方面，NMR存在強大的信息預測功能，將是未來應用的熱點。

　　「當前國內NMR應用研究的風氣還不是很興盛，主要是因為NMR價格昂貴，懂得靈活應用的課題組或人員有限，缺乏交流風氣與氛圍，」林崇熙說，「國內目前大約有1300臺左右NMR，近年來每年約增加100 臺，增長的速度平穩快速。展望未來，中國二十年內將有可能擁有3000–5000臺NMR。隨著NMR數量的逐漸增加，許多科研工作都會有一番新氣象。」

「中國國產儀器公司已經成功改造了20多臺NMR」

　　2006年，由中科院武漢物理與數學研究所主導，聯合廈門大學與華東師範大學共同承擔了科技部「300MHz~500MHz核磁共振波譜儀的研製」課題。2010年5月完成首期2臺500MHz核磁共振譜儀的研發生產(撥款2000萬元)。

　　2011年10月，第二期也已經開展，科技部繼續撥款2200萬元，計劃進行5臺500 MHz與1臺600 MHz NMR的研發，並且計劃升級改造20臺200-500 MHz NMR。

　　「該項目進展順利，一些相關技術逐漸成熟。遺憾的是目前關鍵的磁體與探頭仍然仰賴進口，國家正在鼓勵中科院電工所以及大連金山核磁共振公司進行自主研發、生產，」林崇熙介紹到，「中國在2012年左右開始進行國產NMR的生產、銷售，主要在保有舊譜儀的磁體與探頭情況之下，進行『升級改造』，目前已經成功改造了20多臺NMR。國產NMR現在進入市場，正逢其時，算是趕上了歷史腳步。」

　　採訪最後，林崇熙信心滿滿地說到，「我對 NMR 的未來前景非常看好，NMR目前雖然不如色譜、光譜、質譜『熱』，但是未來絕對是關注的焦點。」

　　採訪編輯：劉豐秋