國產快速在線質譜儀、離子遷移譜儀產業化進程——訪中科院大連化...

2020-12-08 儀器信息網
前言

  飛行時間質譜儀(Time-of-flight Mass Spectrometer, TOF-MS),時至今日已有60年的研究歷史,其中,1998年A.F.Dodonov等設計的一臺垂直引入反射式TOF-MS,其質量解析度達到20000以上,才使TOF-MS進入一個前所未有的發展階段;而把小型化TOF-MS應用於環境領域進行快速檢測的研究始於本世紀初,2000年,美國TSI公司結合美國加州河邊分校新開發的質譜檢測技術,推出了世界首臺商品化的氣溶膠飛行時間質譜儀。

  我國首臺「雷射氣溶膠雙級飛行時間質譜儀」於2005年「橫空出世」,第二代氣溶膠雙級飛行時間質譜儀——「納米氣溶膠在線質譜儀」已於2008年6月通過了項目驗收;同時,「MS-500有機物在線監測質譜儀」,隸屬李海洋研究員課題組(大連化物所102組)的第三代小型化TOF-MS也研製成功;就目前的市場情況來看,這幾款國產「快速在線質譜儀」已經彰顯出較為廣闊的市場前景̷

  離子遷移譜儀(Ion Mobility Spectrometer, IMS),是在大氣壓或近大氣壓下,根據樣品分子離子在漂移管的特徵遷移時間,對微量氣體進行快速檢測的一種儀器,於20世紀60-70年代開始發展,目前已應用於爆炸物、毒品、化學毒劑的檢測,環境監測以及生物分子分析等領域;根據《簡氏核生化防護年鑑》2001年版提供的資料顯示,離子遷移譜(IMS)技術已經躍升至「快速檢測有毒有害物的十大技術」之首。

  離子遷移譜(IMS)技術國外一直對我國禁運,為打破這種技術封鎖以及國家安全、生態環境等領域的戰略需要,李海洋研究員領導「大連化物所102組」,經過幾年時間的潛心研究,成功開發出擁有自主智慧財產權的離子遷移譜(IMS)全套技術;目前,這批擁有自主智慧財產權的商品化離子遷移譜(IMS)儀器(T30系列爆炸物檢測儀,T31系列毒品/易製毒化學品檢測儀等),已經投放市場,其產業化進程正順利進行̷

  中科院大連化物所 青年科學家 李海洋研究員

  2008年7月27日晚8:00,時逢李海洋研究員來京參加中科院某科研項目評審之際,在其下榻賓館處,儀器信息網工作人員就「國產快速在線質譜儀、離子遷移譜儀產業化進程」等問題採訪了儀器研製者李海洋研究員̷

戰略指導 選題明確 領導「大連化物所102組」跨越式發展

  李海洋研究員領導的「中國科學院大連化學物理所快速分離和檢測研究組(簡稱:大連化物所102組)」研究方向主要涉及了兩大技術領域:快速在線質譜、離子遷移譜;在採訪過程中,李海洋研究員亦稱「快速在線質譜、離子遷移譜」是目前自己研究組的「左右手」。

  1、研究方向的轉變:由「分子反應動力學領域」到「在線分析和檢測方法方面」

  通過筆者的了解,李海洋研究員在上世紀九十年代主要進行分子反應動力學領域的研究,後來為什麼轉到在線分析和檢測方法方面的研究工作呢?

  李海洋研究員向筆者解釋到:「現場快速分析儀器具有體積小、重量輕、性能可靠、使用簡單維護方便、附屬設備少、價格低廉等突出特點,在大面積的環境普查和應用中越來越受到人們的青睞,尤其是在國土安全、食品衛生、環境保護和突發事件等的檢測應用中顯示出特殊地位。」

  早在1997年,在美國召開的「21世紀環境實驗室」(Environmental Laboratory Moving for the 21 Century)研討會上,明確提出對現場監測設備和可移動實驗室的設計與研究,確立了分析儀器的一個新的發展方向。

  「正是看到這種契機以後,我才感覺在線分析將來有很大的發展前途,當時分子反應動力學的分析手段也發展到一個瓶頸階段、大家也都在找新的技術或出路,因此回國之後我就著重在這個領域開始相關的探索研究。我原來做分子反應動力學也是採用光譜學,包括飛行時間質譜(TOF-MS)都是經常用到的工具。」

  2、研究對象的確定:選擇「質譜(MS)和離子遷移譜(IMS)」

  在線分析方法有很多,像快速色譜與微型色譜、電子鼻、近紅外光譜等,這些技術現在均有商品化的儀器,李海洋研究員在談到「為什麼選擇質譜(MS)和離子遷移譜(IMS)作為在線分析儀器的研究對象」時表示:「每一種技術都有其自身的優越性和局限性,就像剛才所提到的近紅外光譜儀,雖然其分析速度快,測量效率高,但是其分析靈敏度低,因為近紅外光譜作為分子振動的非諧振吸收躍遷機率較低,就組分的分析而言,其含量一般應大於0.1%;另外,近紅外光譜是一種間接分析技術,必須通過建立校正模型(標定模型)來實現對未知樣品的定性或定量分析,該方法所依賴的模型必須事先用標準方法或參考方法對一定範圍內的樣品測定出組成或性質數據,因此模型的建立需要一定的化學計量學知識、費用和時間。」

  「就高端分析檢測領域而言,技術本身無外乎是質譜、光譜,當然光譜最有前景的是核磁,而質譜作為分析領域中『最精密的天平』,針對化學複雜組分分析,質譜的確是最好的分析手段之一、也勢必成為21世紀分析學科的主流手段;目前在國外,質譜已經被廣泛採用,國內也有這個趨勢,開始由『實驗室教授』用到『諸如省級環保站專業人士』用,一些藥廠原來使用的光度計、色譜也開始逐漸採用質譜或色-質聯用。目前,『很好用』的質譜,主要問題就是價格太貴,但通過國內我們大家的研製,就能把其價格降下來。」

  論及飛行時間質譜(TOF-MS)和離子遷移譜(IMS)的獨特技術優勢,李海洋研究員向筆者進一步談到:「飛行時間質譜(TOF-MS)分析速度快,在微秒級就可以實現全譜分析,這也是其他質譜儀器所不具備的優勢,而且其結構比較簡單,容易實現國產化。離子遷移譜(IMS)測量速度微秒級,氣相離子在大氣壓下的電場中得到分離,比色譜分離速度快,不需要真空,該方法對於爆炸物和毒品檢測具有獨特的優勢。」

  「尤其,突發性的事故往往在分析速度上要求比較高,飛行時間質譜(TOF-MS)和離子遷移譜(IMS)在速度和靈敏度上應該說都能夠滿足快速檢測的需求,因此我就選擇了這兩種技術作為實驗室以後發展的重點方向。」

李海洋研究員領導的大連化物所102組實驗室

  3、創製高端分析儀器 用高水平研究引領應用市場

  關於自己領導的大連化物所102組總體情況,李海洋研究員向筆者談到:「我們的研究組,在總體戰略上是以市場需求作為牽引,我們的使命圍繞著『國家安全、生態環境和生命健康』對分析科學的需求,去創製用於現場快速檢測的高端分析儀器,在『國家安全、生態環境』側面我們已經涉及到了,同時,我們希望用高水平研究和應用示範引領應用市場。」

  可揮發性有機物在線測量新技術和新儀器的研究(軟電離-微型飛行時間質譜技術及其應用,石英晶體微天平QCM的電子鼻技術及其應用)、離子遷移譜新技術的研究及其在快速監測中的應用、氣溶膠粒譜與化學組分在線測量新技術和新儀器的研究是李海洋研究員的三大研究方向。

  「圍繞我們的使命,課題組的研究方向就定位在以質譜與遷移譜為主的核心技術研究;這就涉及到如何『離子化』問題,因此我們的基礎研究就緊緊圍繞『離子化』的新方法:團簇、氣溶膠、大分子的電離新方法,如何實現軟電離、硬電離、軟硬電離切換,以及相關新型電離源的研究等;技術側面主要是飛行時間質譜(TOF-MS)和離子遷移譜(IMS)中的核心技術,涉及質譜中直接進樣技術、多維質譜技術、質譜成像技術、質譜微型化關鍵技術、高分辨遷移譜技術、高靈敏度遷移譜技術、離子遷移譜微型化關鍵技術、色譜-離子遷移譜聯用技術等。」

  「具體應用到國家安全、生態環境中,我們主要在氣溶膠測量新方法,QCM、SAW化學傳感器,炸藥、毒品快速稽查技術和儀器,化學毒劑和危險品的快速測量技術等方面做一些應用示範,希望把我們研究新技術和新儀器應用到一些重要的科學研究中去。」

  潛心研究 不拘一格 突破「TOF-MS與IMS」核心技術

  正如李海洋研究員強調的那樣:「正是從『離子化』新方法等源頭方面做了一系列基礎研究,我們的飛行時間質譜(TOF-MS)和離子遷移譜(IMS)有自己的東西。」接下來,李海洋研究員就「TOF-MS與IMS」核心技術突破向筆者作了提綱挈領的介紹。

  1、小型化TOF-MS在環境領域的快速檢測應用

  目前,商品化飛行時間質譜儀(TOF-MS)幾乎完全由國外廠家壟斷,針對這種情況,李海洋研究員所研製的小型化TOF-MS和國外這些產品相比有什麼優勢和特色?

  「國外的公司在TOFMS技術方面做得的確已經是比較成功,特別是在生物大分子這一領域,目前為止我們還沒有足夠的能力去嘗試。」 李海洋研究員坦言。

  「但是,我們把它應用於環境中的快速領域中就不需要那麼高的指標,比如解析度和檢測質量數,我們現在做的解析度600左右,質量數大概500,這些指標完全可以滿足空氣中揮發性有機物的檢測。」

  「在環境科學領域中,跟傳統的化學分析模式還是有些區別的,更關注於快速實時監測,這樣對環境治理等才更有意義,從這種程度上說,我們當時在2000年左右就開始著手把小型化TOF-MS在環境領域進行快速檢測應用研究應該說是一種很大的創新。」

  2、自主研發的小型化TOF-MS技術特色

  關於自主研發小型化TOF-MS的技術特色,李海洋研究員向筆者談論到:「我們的特色主要是在TOF-MS的電離方式和樣品前處理方法這兩個方面。」

  「在電離方式方面,我們採用了一個真空紫外光單光子電離方法,使用真空紫外燈發射真空紫外光10.6eV,只要電離能低於該能量,那麼該化合物都可以被電離。空氣中的氮氣、氧氣等由於電離能高於10.6 eV,均不能夠被電離,這樣可以除去部分的背景氣體幹擾,簡化實驗譜圖,而且SPI(Special Position Identification,特殊位置標識)電離是軟電離僅產生分析樣品的分子離子,由於光子的能量超出樣品分子的電離能很小,所以不能產生碎片離子,所得的譜圖簡單,這樣更加有利於樣品的識別。」

  「在樣品前處理方面,我們採用了在線的膜進樣設計,在膜兩側氣體壓力差的推動力下,被分離的混合氣體中由於樣品氣體分子的形狀、大小以及在膜中溶解度不同從而在膜中滲透速率產生差異,滲透率大的組分在高真空側得到富集,從而達到分離與富集的目的。可揮發性有機汙染物能夠快速透過矽橡膠膜,然而空氣中主要成分例如氮氣、氧氣和二氧化碳等氣體很少能夠透過。因此當氣體樣品經過此膜時,其中痕量的可揮發性有機汙染物就會被富集。樣品的富集倍數可以達到幾百倍,完全可以保證我們在線分析的靈敏度。膜進樣具有一定的相應時間,我們設計了新型的進樣系統,分析時間可以控制在10秒,還可以根據靈敏度適當調整分析時間。」

  李海洋研究員表示:「總體來說,我們的小型化TOF-MS產品特點具體體現在:採用了膜富集和直接進樣技術,複雜樣品無需前處理;軟電離無碎片,利用分子量快速定性;響應時間短,數秒內即可得到分析結果等。」

  3、IMS技術獨特之處

  TOF-MS在在線分析方面確實顯示出諸多優點,但是要進一步實現儀器的小型化甚至微型化是很困難,主要是其真空系統受制於目前國內真空器件發展的約束。

  李海洋研究員說:「而相比較而言,離子遷移譜(IMS)是大氣壓下的質譜,IMS技術在小型化以及微型化方面則具有其獨特之處:第一,不需要真空系統,整個裝置可以做得很小。第二,其靈敏度極高,而質譜一般是微克(ug)量級,在不加任何富集的情況下,IMS就可以達到皮克(pg)量級,這些特點使得其很適合於現場在線快速分析;加上近幾年出現的更新探測器技術,又可能達到飛克(fg)量級;如果再加上新的手段,其在靈敏度上的前景就不可限量。第三,具有很好的結構區分性,能對同分異構體等實現很好的區分。」

  IMS技術在國內曾一度不被看好,近些年來,IMS在國家安全方面有廣泛的應用,它能夠實現pg級的爆炸物和毒品的快速測量;同時,IMS在環境、生物醫學、食品等方面也展示出其無限的潛力。IMS的研究在國內也起步較晚,李海洋研究員是2002年開始從事IMS的研究的。

  4、自主智慧財產權的IMS全套技術

  「前段時間,我有個朋友在國外參加了一次質譜前沿技術研討會,給我帶回一個信息:離子遷移譜(IMS)技術在國外的研究越來越熱;目前,美國有五個國家實驗室在研究遷移譜的新技術,均是美國國防的支持,主要都是應用在航天、反恐等方面;之前有關離子遷移譜技術國外一直對我們國家禁運。」

  關於離子遷移譜(IMS)的核心技術,李海洋研究員稱:「現在我們有自主智慧財產權的IMS全套技術,包括遷移管、放大器、數據接收與採集系統、進樣器、氣路系統等。我們最主要的突破是在非放射性電離源的研製、陣列式遷移管的研製等方面,這些技術的突破,能夠很好地促進IMS的發展。」

  在談到一些技術細節突破所面臨的困難和艱辛時,李海洋研究員為筆者舉了一個「遷移譜中的微電流放大器研製」的例子:「放大器是市場上很常見的,但滿足我們需求、被應用到『遷移譜中的微電流放大器』,在市場上是沒有的;要完全滿足一定帶寬、高靈敏度、高放大率、低噪音、又要價格便宜的『微電流放大器』的研製就有些困難,前後有2個學生專職做這個事情,前後開發了十幾款這種『微電流放大器』,耗費3年時間才完全解決這個問題。」

致力前沿 著眼應用 實現「快速在線質譜儀、離子遷移譜儀」產業化

  關於「快速在線質譜儀、離子遷移譜儀」系列儀器的產業化進程問題,應筆者的請求,李海洋研究員先從「首臺雷射氣溶膠雙級飛行時間質譜儀問世」談起。

  1、我國首臺雷射氣溶膠雙級飛行時間質譜儀問世

  李海洋研究員告訴筆者:「氣溶膠廣泛存在於環境當中,與人們的生活和健康息息相關。目前使用的氣溶膠測量裝置主要是一些離線的測量技術,國外從20世紀70年代開始發展在線氣溶膠測量技術,直到2000年TSI公司才推出世界首臺商品化的氣溶膠飛行時間質譜儀。」

  我國首臺「雷射氣溶膠雙級飛行時間質譜儀」是在2005年由李海洋研究員主持研製成功,作為國家863課題「大氣細粒子連續監測技術與設備」項目的核心儀器,該儀器研製成功的非凡意義在於:掌握了該領域內的核心技術,打破了國外對該類儀器的技術壟斷,具有自主智慧財產權,價格遠遠低於國外同類儀器;在2006年國家科技創新重大成就展(共展出480餘項重大科技成果和800餘件實物、模型)上,該儀器被遴選為「100個亮點」項目之一。

  筆者了解到:該儀器主要用於空氣品質實時監測和環境汙染過程動態分析以及實時分析等領域;可以實時監測大氣中0.5-10μm的氣溶膠粒子的粒徑分布,並同時測量細粒子中的硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、地殼元素、重金屬粒子等基本化學組分。同時,該儀器克服了離線技術測量過程中分析時間長、在分析過程中粒子會發生物理化學性質變化的局限,具有分析速度快、可以進行現場實時多組分同時分析、揭示氣溶膠的瞬間變化等優點。

  在談到與國外產品的性能比較時,李海洋研究員表示:「在氣溶膠粒子粒徑範圍等任一項技術參數,我們的儀器不輸於TSI公司的氣溶膠質譜儀;至於整機的穩定性,這需要時間的長期檢驗,我們不能說一定比他們強,截止目前為止,我們的氣溶膠質譜儀運行穩定。」

  2、快速在線質譜儀產業化進程

氣溶膠粒譜與化學組分在線測量新技術和新儀器的研究

  關於我們快速在線質譜儀系列產品的應用領域方面,李海洋研究員說:「我們的小型化TOF-MS應用範圍也是很廣泛的,現在主要是把其應用於VOCs 的分析,比如香菸煙氣的分析、汽車尾氣的分析、垃圾焚燒煙氣的分析等,可以開拓的領域其實很多。」

  「目前,我們的小型化TOF-MS已經發展到了第三代,最近還在開發新的電離方法,爭取在以後的TOF-MS版本中,體積更小,靈敏度更高。」

可揮發性有機物在線測量新技術和新儀器的研究

  論及其產業化情況時,李海洋研究員說:「前一段時間我們給浙江大學做了一臺,他們主要是應用於二噁英前驅物的檢測。另外,我們還與瀋陽環境科學院籤訂了合作的意向,準備在環境檢測車上安裝我們的TOF-MS用於VOCs的檢測和二噁英前驅物的在線監測。最近,我們還將給中國計量科學研究院做一臺。這裡,當然不包括之前給北大直接訂製的一臺。」

  「其實,我們的第一代產品『雷射氣溶膠雙級飛行時間質譜儀』在05年研製出來一直沒有找到合適的用戶。但是,第二代『納米氣溶膠在線質譜儀』已經有兩個用戶:國家海洋局,用於海洋氣溶膠的測量;另一個是國家環境科學研究院。目前,還有2-3家傾向性用戶,還在具體談。」

  這幾款「快速在線質譜儀」的基本報價在100-200萬人民幣,像氣溶膠雙級飛行時間質譜儀的用戶主要分布在高校、研究所等科研單位,正如李海洋研究員所說:

  「快速在線質譜這一塊,我們主要是通過我們開發的新技術和新儀器做一些示範應用來引領市場;因為大家沒有用過這種儀器做相關評價分析,不知道如何『好用、實用』,我們是要做一些具體的推廣、引導工作;前段時間,我們利用自己的儀器做了『菸草方面的分析評價』,結果很理想;最近,我們在著手找1-2個『汽車尾氣的分析評價』的示範用戶。」

  3、離子遷移譜儀產業化進程

離子遷移譜新技術的研究及其在快速監測中的應用

  「因為我們擁有自主智慧財產權的IMS全套技術,自主智慧財產權的商品化IMS儀器也比較成熟,已經受過相當數量的市場用戶的實踐檢驗;現在我們主要是把IMS應用到以下幾個方面:(1)易製毒化學品及毒品的檢測;(2)爆炸物的檢測;(3)環境汙染物的在線檢測;(4)食品安全的監測等。」 李海洋研究員說。

  「目前,這批商品化離子遷移譜(IMS)儀器,已經銷售出十幾臺,儀器單價是30-40萬,準備成立大連金瑞恆達科技公司在旅順產業化園(中科院大連科技創新園)進行產業化合作生產,其前期籌備工作已經完成。」

  針對筆者關於此項合作是否會有變故的疑問,李海洋研究員微笑地說到:「應該不會,中科院本身對這種產業化合作是要支持的,但這需要一個過程,比如涉及一些股權分配等問題討論;最終審批只是時間問題,當然他們(合作者:大連中環)對這事是很期待的,合作資金在手裡幾個月了。」

  4、水下質譜、MS與IMS聯用技術的研製

  李海洋研究員向筆者透露:「我們現在還在積極研製的水下質譜(Under-water MS),將直接用於水質(海洋中水質)的在線檢測;關於水下質譜(Under-water MS),目前在美國有四所大學也在研究,都是美國軍方在支持;在現有我們掌握的技術基礎之上,水下質譜研製亟需解決難題不少,依據我們掌握的MS核心技術,相關的一些前沿技術探索我們已經在做;可能會跟國家海洋局、海軍相關研究所等相關單位進行合作,這次來開會也是順便來初步來談這個項目;這個項目比較大,如果能夠上馬的話,將是我們未來一段時間工作的一個重點,當然,前期科研投入就會在千萬級資金的投入。」

  在談到質譜(MS)和離子遷移譜(IMS)的聯用技術研製方面,李海洋研究員說:「MS與IMS核心技術是我們的研究主體,利用它們可以搭建很多組合:如IMS做MS的前期,提高在樣品引入技術、信號採集和數據處理等方面的性能;合適的分離能力與痕量水平的靈敏度相結合使IMS可以作為一種二維色譜檢測器(IMD)等。例如,在美國空間站和太空梭上,就帶有GC-IMS去測空間殘物。我們也一直在致力其聯用技術研製,感覺真正的應用才剛剛開始,前景很廣闊:我們掌握了這些核心技術,就有信心可以把價格做下去,實現這些儀器『平民化』應用。」

  在其他在線分析方法上,大連化物所102組還開展了石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance, QCM)和表面聲波器件(Surface Acoustic Wave, SAW)的檢測器研究。李海洋研究員說,目前美國化學毒劑檢測的核心技術就是離子遷移譜(IMS)和表面聲波器件(SAW)。

  同時,李海洋研究員簡單地為筆者介紹了他們在QCM上最新研究進展:「QCM是一種質量敏感型壓電晶體傳感器件,其諧振頻率隨傳感器表面質量增加而降低;我們發展了用QCM快速評價VOCs在離子液體等材料的溶解性的方法與裝置;前段時間,我們篩選了乙醇、取代苯等重要有機物的敏感塗層材料進行試驗,結果很理想;目前,我們研製出QCM傳感器陣列與快速識別軟體,能對複雜揮發性有機物進行有效識別。」

  因材施教 潤物無聲 篤行「教書育人」之神聖職責

  大連化物所102組成員人數不到30人,主要有:職工、學生,各13-14人;分為3個科研小組,一組主攻質譜(MS)、一組主攻離子遷移譜(IMS)、另一組做QCM檢測器等其他方面。

  李海洋研究員曾開玩笑地向筆者說到:「其實,課題組具體人數,一時我還真說不來;第一年碩士、博士生的基礎課都去中國科大念,還有聯合培養的學生、不定期的訪問學者等;但說到具體每個學生工作的內容,我是非常清楚的。」

  1、希望自己的科研生涯能為科學界留下一點東西

  談起所取得的科研成就時,李海洋研究員平靜地說到:「我還是希望自己的科研生涯能為科學界留下一點東西。我想,作為一名科研工作者的最大價值應該體現在三個方面:(1)研製的儀器得到很好的應用;(2)發現的新方法或論文得到廣泛的引用;(3)培養出一批出色的學生。」

  「特別是第三條,對學生的培養問題,我非常看重這個方面。我認為,這是一種自己精神、文化內涵的一種延續;本身,教師就肩負著教育學生、培養學生的責任。我想,這也猶如我從我的恩師張存浩院士、沙國河院士那裡繼承和學習到的許多品質和能力一樣。」

李海洋研究員指導學生調試研製的儀器

  李海洋研究員繼續說到:「我在大連化物所時間還不長,剛畢業的博士生我們留下了;在安徽光機所帶的博士生有十幾個,有些人出國了,有些在國內大學當教授,都還不錯。03年,我離開安徽光機所,當時未畢業的學生都轉給別的導師了,後來安徽光機所所長向我反映:我的那些學生都很不錯,無論在發表文章、還是具體科研工作都表現的很優秀。對此,我很自豪。」

  2、李海洋研究員培養與教育學生的若干新穎觀點

大連化物所102組召開內部技術研討會

  最後,關於「我國科學儀器後備人才的培養與教育問題」,李海洋研究員謙遜地向筆者表示:大的方面不敢說,就談談自己學生這一塊̷

  筆者有感於李海洋研究員的這些新穎、生動、務實的教育觀點,簡單擇錄如下,與各位讀者共欣賞:

  (1)集訓基本技能:新學生都要進行AutoCAD、SolidWorks培訓,讓其掌握獨立設計儀器或器件的技能。(2)「灌輸」前沿問題:開始階段從來不讓學生查文獻,相關文獻資料為其準備好,並把相關前沿科學問題給學生講清楚,讓學生以最短的時間去進入課題。(3)歷練基本素質:在做PPT報告、訪客接待等小事情上,也是一種嚴謹、深刻的鍛鍊。(4)不用擔心論文:踏踏實實地把工作做好,有創新成果後,寫論文只是水到渠成的事情。(5)需要激勵原則:學生也是需要激勵的,不能把第一批做出科研貢獻的學生給忘記了。(6)注重團隊效應:讓學生在團隊中接受薰陶與鍛鍊,團隊綜合實力以及內部思想碰撞對一個學生的成長很重要。(7)重視師生交流:實驗室專門 「開闢」出Meeting Room,並且創建了師生QQ群,就是能為了師生之間實時交流。(8)鼓勵創新實踐:寬容失敗、鼓勵創新是我們一貫的基本原則,新來的學生都讓其設計、組裝一套自己的裝置(比如,離子遷移譜儀);在實踐中去鍛鍊自己的創新能力,不要說做的和別人一樣好,而一定要做的比別人好。

編者手記

  採訪結束之時,已近午夜,與李海洋老師的交流頗有「餘興未盡」之感̷

  前沿技術的簡潔剖析、科研成就的謙遜論述、國家安全的使命責任,學術研究的忘我專注、儀器研製的熾熱之情、教育事業的摯愛情愫,李海洋老師的「言傳身教」給筆者留下深刻的印象̷

  李海洋老師最後言稱:僅為「一家之言」̷

  筆者此刻在想:再多寫言語,或許已有些多餘,就用李海洋老師研究組的座右銘作為此文的結束語吧:「老老實實做人,踏踏實實做事」!

  採訪編輯:王海

李海洋研究員簡介

  李海洋研究員,1964年4月出生,河南湯陰縣人;1984畢業於鄭州大學化學系,1992年在中科院大連化物所獲理學博士學位。分別在香港大學(1995)、日本分子科學研究所(1997)、美國肯塔基大學(1998-2000)、加拿大NRC分子科學研究(2002)等進行訪問研究。

  1999年入選中國科學院「百人計劃」,在中國科學院安徽光學精密機械研究所任研究員、博士生導師,從事雷射光譜學、環境光化學和先進飛行時間質譜技術在大氣檢測中應用的研究。

  2003年9月起擔任中國科學院大連化學物理所快速分離和檢測研究組(102組)組長。

  李海洋研究員,近年來主要從事光譜、質譜、雷射與物質相互作用方面的研究,取得了豐碩的成果;發表學術論文100餘篇,在新儀器研製方面申請發明專利22件;先後承擔「中科院百人計劃」、「國家863計劃」、「國家科技支撐計劃」、「國家自然科學基金重點項目」、「科技部科技支撐計劃」、「中國科學院科研裝備項目」、「國防項目」等多項國家級重大研究課題。

  2008年年初,李海洋研究員榮獲「第一屆大連市歸國留學人員創業英才」光榮稱號。

  快速分離和檢測研究組簡介

  快速分離與檢測研究組(簡稱RSD), 又稱102組,是以中國科學院百人計劃引進的學科帶頭人李海洋研究員(博士生導師)為首組建的中國科學院創新研究組,研究組面向國家安全、生態環境和生命健康對分析科學的迫切需求,發展用於現場快速檢測的高端分析儀器,為客戶提供系統解決方案,用高水平研究引領應用市場。

  快速分離與檢測研究組網址:http://rsd.dicp.ac.cn/

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    第一次見到周振博士是2008年9月26日在嘉興召開的第六屆分析儀器發展與創新論壇暨第一屆中國科學儀器南湖論壇上,他在「國產質譜研發與產業化」的會議上做了題為「飛行時間質譜的研製」的報告,給與會者留下了深刻的印象。  周振博士從事質譜儀器的研究十幾年,目前擔任上海大學研究員。
  • 離子阱質譜儀或將取代光譜儀、色質聯用儀等用於混合毒品鑑定
    長期以來,對於鑑定毒 品,通常採用螢光能譜儀,氣相色譜儀,紅外吸收光譜儀,質譜儀等。近年來,犯罪分子對於毒 品的加工方式越來越千變萬化,使用多種毒 品進行混合,配置成混合藥效新型毒 品,對於配方多樣化的新型毒 品光譜儀、色質聯用儀無法滿足現場快速、精準的檢測要求。
  • 實時在線檢測呼氣質譜儀研製成功
    原標題:實時在線檢測呼氣質譜儀研製成功本報訊(記者 汪永安)呼一口氣就可檢測患者是否患上了食管癌,只需用時7秒鐘。記者12月9日從中科院合肥研究院獲悉,該院醫學物理中心研究部光譜質譜研究室與臨床部和中科院合肥腫瘤醫院合作,利用自主研製的實時在線檢測呼氣質譜儀,開展食管癌患者與健康志願者呼氣檢測比較研究,用於甄別是否患食管癌的真陽性率和真陰性率分別達到86.2%和89.5%。
  • 國產質譜儀的行業進展
    質譜儀是一類將物質粒子(原子、分子)電離成離子,通過適當電場或磁場將它們分離,並檢測其強度從而進行定性、定量分析的儀器。然而,中國的質譜市場上,儀器設備幾乎被國外公司壟斷,我國國產質譜儀的市場佔有率不足一成。中國質譜曾經有過輝煌時期,早在上個世紀六十年代,我國就已經生產出第一臺質譜儀。但由於一些歷史原因,我國質譜儀的研發和生產工作無法延續,十分可惜。現階段,我國的質譜儀與國際水平存在一定的差距。在國際質譜儀市場的佔有率極低,在國內質譜儀市場也只能參與低端產品的競爭。
  • 一次破釜沉舟的創業:禾信儀器的「國產」質譜儀之路
    之後幾年,周振往返德、美和中國,在德國重離子加速中心、美國阿崗國家實驗室作博士後研究工作,同時在國內開展質譜儀產業化試點工作。2004年,35歲的他歸國創業,立志「做中國人的質譜儀」,十幾年後,團隊多項質譜技術及產品填補了國內甚至國際質譜領域與高端環保儀器行業的空白。
  • 第六屆中國二次離子質譜會議在大連化物所舉辦
    」(The 6th Chinese National Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry,SIMS)在中科院大連化學物理研究所舉辦,研究員李海洋擔任大會主席。
  • 【經濟日報】新型離子阱質譜儀問世
    【經濟日報】新型離子阱質譜儀問世 27種毒品2秒鐘即可識別 2019-03-28 經濟日報 蘇大鵬 【字體:大 中 小】
  • 東西分析再攀國產GC/MS高峰——訪北京東西分析儀器有限公司李選培...
    當東西分析在2007年1月召開質譜儀產品發布會時,我們終於得到了肯定。同時,我們承擔了科技部「十一五」科技支撐計劃項目《科學儀器設備研製與開發》中-- 「小型臺式及車載應急檢測氣相-(四極杆)質譜聯用儀產業化示範」課題,得到國家210萬的專項資金支持,用於質譜產品的產業化項目。在國家的支持下,東西分析建立了這條質譜儀生產線,向實現質譜儀器的產業化邁進了一步。
  • 國產電子順磁共振譜儀新品研發問世
    中國教育報—中國教育新聞網訊(記者 方夢宇)近日,國產電子順磁共振譜儀新品在合肥發布,有力推動了高端科學儀器的自主可控。據悉,本次發布的電子順磁共振譜儀系列產品均由源自中國科學技術大學中科院微觀磁共振重點實驗室的國儀量子自主研發。
  • 天瑞儀器在京隆重發布三款質譜儀新品
    天瑞儀器憑藉強大的自主研發實力及堅定不移的信念,歷經五年努力,終於齊心協力、攻克難關,面向市場正式推出GC-MS 6800氣相色譜-質譜聯用儀、LC-MS 1000液相色譜質譜聯用儀、ICP-MS 2000電感耦合等離子體質譜儀三款質譜儀新品。  「也許我們的產品還是個孩子,但它會在市場的磨練中,不斷成長優化,實現國產儀器廠商在質譜儀領域的突破。」
  • 中國雨生紅球藻產業化進程提速
    如果從1999年美國Cyanotech公司率先在夏威夷利用開放式跑道池技術探索商業化開發紅球藻資源算起,雨生紅球藻產業化進程整整走過了20年時間。  「受困於技術專利制約,在起初十餘年時間裡,雨生紅球藻的產業話語權一直被美國Aquasearch和日本富士化工等少數幾個企業控制。」
  • 中科院發明使用二次離子質譜儀同時分析非金屬元素和金屬元素
    二次離子質譜(sims)和濺射中性粒子質譜(snms)是表面分析科學和材料科學中廣泛應用的分析技術。使用離子濺射固體表面能夠引起光子、電子、中性粒子和二次離子的發射。sims技術探測濺射產生二次離子,snms技術探測濺射產生中性粒子。由於二次離子的產率和基體相關,sims技術具有顯著的基體效應,需要標準樣品進行分析校正。
  • 飛行時間質譜儀的國產化之路
    近期,廣東省傳來喜訊,又一家國產飛行時間質譜檢測系統通過註冊申請,獲得醫療器械證。這臺由達瑞生物申報的儀器產品,成為了國內首臺獲批的可直接檢測核酸的飛行時間質譜系統,為國產質譜儀器尤其是飛行時間質譜儀的發展作出了貢獻。
  • 國際首創:基於敞開式大氣壓複合型離子源的移動式現場檢測質譜儀...
    他從成果簡介、技術總結、實施條件及產業化規劃、效益分析、用戶報告、查新報告六個方面進行了詳細的鑑定匯報。  在聽取成果匯報和審閱查新報告、檢驗報告、用戶報告等資料之後,專家組觀看了產品。  3、移動式現場檢測質譜分析儀採用敞開式離子源,具有操作簡便、免樣品前處理和預分離的優點,分析速度快、操作簡便、適用範圍廣、環境適用性強、自動化程度高,適用於車載、船載等現場快速原位分析和實驗室樣品高通量篩選,具有廣闊的市場前景和推廣應用價值。
  • 大連化物所研製出新型便攜離子阱質譜儀 實現現場快速鑑定檢測混合...
    大連化物所研製出新型便攜離子阱質譜儀 實現現場快速鑑定檢測混合型毒品 作者:王偉民 謝小芳 2019-10-03 07:34   來源:大連日報
  • MALDImini-1迷你數字離子阱質譜儀快速鑑定芽孢桿菌
    我們使用胰蛋白酶珠進行蛋白質的快速酶解,使用島津MALDImini-1數字離子阱MS/MS功能來鑑定芽孢桿菌。 MALDImini-1基質輔助雷射解吸電離數字離子阱質譜儀數字離子阱(DIT)技術是島津獨有的原創技術,緊湊迷你的體積,僅佔用A3紙大小面積,即可實現MS多級的檢測。數字離子阱是由數位訊號驅動的四極離子阱,使用矩形波RF捕獲離子,更容易調諧頻率,無需使用高壓即可捕獲高質量離子。
  • Y2T72 材料分析之-質譜儀、二次離子質譜儀
    質譜儀的原理,是先把電子攆出去(叫做電離),首先不影響計算原子電荷(質子在呢)第二不影響原子質量(電子質量太小了,有它沒它一樣)質譜儀的流程:近看,材料也是各種分子原子了呀,給他用刀砍不了,用離子來砸,這是採用二次電離,來分析材料
  • 質譜儀器研製專輯分享十二——基於傅立葉變換離子迴旋共振質譜儀...
    近日,《質譜學報》出版了由復旦大學楊芃原教授組織,全國多家質譜研製相關課題組參與撰寫的「質譜儀器研製專輯」,專輯主要包含四極杆的離子光學和串聯振蕩技術;四極杆的導向裝置、四極杆質量分辨自動調節技術、三重四極杆儀器開發平臺以及三重四極杆質譜分析軟體等硬軟體技術;雙線形離子阱間離子傳輸技術和靜電軌道離子阱離子切向引入技術
  • ...儀器的檢測器——訪中國科學院高能物理研究所實驗物理中心劉術林
    在2013年11月舉行的第四屆網絡質譜研討會上,中國科學院高能物理研究所實驗物理中心研究員級高級工程師劉術林作了《質譜儀器中的離子探測器》的報告,報告中劉術林介紹了一種可用於質譜儀中的低噪聲、高增益、脈衝計數能力好、動態範圍大、響應速度快、抗磁場、壽命長的探測器(探測器在儀器行業更多的被稱為檢測器