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电分析仪器研发的创新之路
双击自动滚屏 发布者:admin 发布时间:2009/12/18 22:23:53 阅读:741次 【字体:

中国卖仪器网消息:科学的本质在于创新,科学家的贡献在于致力解决国家的重大需求。汪尔康院士用自己的行动作了最好的回答。几十年来,他把相当大的精力投入到了分析仪器的研发上,不管遇到多大困难,付出多大艰辛,他都一无反顾地拼搏、开拓和攀登着,因为在他的心中始终系着“国家需求”这四个沉甸甸的大字。

  从60年代开始,他在研制新型电分析仪器方面做了大量工作,积累了丰富经验,在他的组织领导下,先后研制成功直流示波谱仪、卡路萨克交流换向器、极谱自动分析仪等。70年代中期,创新性地研制成功我国第一台大型脉冲极谱仪,其分析灵敏度和稳定性均达到当时国际最高水平。80年代,他又研制成功国内外首创的多功能新极谱仪,并获国家优秀新产品金龙奖。还结合生命科学中的化学问题、环境分析中急需要解决的问题,他开辟了油/水界面电化学、生物电化学、液相色谱/电化学的基础与应用研究,发展了一系列通常较难检测物质的电化学检测方法。90年代以来,他从市场需求出发,立足于科技创新,在已有研究成果的基础上,开展了电化学扫描探针显微法、毛细管电泳/电化学以及液/液界面和仿生膜电化学的理论、应用及其新技术新方法的研究,领导研制成功了用以监测环保水质、药物质量和临床药物及生物分析的“在线生化需氧量(BOD)快速测定仪”、“溶氧(DO)快速在线检测仪”、“分子识别电化学分析仪”、“毛细管电泳电化学发光检测仪”等一系列电化学分析仪器。

  “九五”期间我国科学仪器事业虽然取得了可喜成绩。但仍有约70%的分析仪器依赖进口,尤其是高精尖分析仪器,一些急需的专用仪器尚属空白。因此,研发具有我国自主知识产权的新产品是每一位分析仪器科技人员的历史使命和迫切任务。

  “科学技术是第一生产力”,除了“拿来”,更要创新,只有创新,才能超越和取得重大突破,才能为国家做大贡献,作为一个科技工作者应该有“啃硬骨头”的精神。

  汪尔康院士结合自己多年来在电分析化学和生物传感器研制方面深厚的学科和经验积累,于2001年12月承担了“十五”国家科技攻关重大项目“科学仪器研制与开发”之“电分析化学仪器的研制与开发”任务。他深知这既是一项国家重大需求和世界科学前沿的项目,又是一个难攻的“堡垒”。他更知攻破这一“堡垒”的重大意义:电分析仪器在科研生产,特别是在生命、环境、能源和材料等方面有广泛的应用,量大面广。国际上虽有一些类似的测试分析仪器,但价格昂贵。国内虽也有一些研究,均不能满足和适应我国环保、医药、农业、卫生等方面的需求。研制和开发市场需求和有自主知识产权、有别于国内外已有的技术方法的仪器,是加强环保与监测,坚持可持续发展及人口与健康、生命科学迫切需要解决的问题。例如,研制“毛细管电泳/电化学发光检测仪”(简称CE/ECL),这是一种可用于药物、氨基酸、多肽、蛋白质及核酸等分析以及蛋白质与药物、核酸相互作用的创新仪器及其全新的检测方法,无论在临床分析还是在医药、病毒、免疫等科学实验中都有重要作用。他将毛细管电泳的分离技术与电化学发光检测相结合,大大简化了分析的技术难度,提高了分析的准确性,扩大了其应用范围,目前国际上尚无这种检测仪器,也很少有相关技术报道。

  研制这一仪器在设计上遇到很大困难,科技人员通过广泛深入的理论研究和科学实验,认识到先进仪器设备的研制,依靠的是技术路线的大胆突破和关键技术的集成创新,技术路线的突破和创新,需要有胆识、有魄力,更需要科学的头脑。基于这一认识,他们打破传统思路,改进技术方法,与西安瑞迈公司合作,确立仪器设计的关键技术及相关研究内容,克服了如何设计毛细管与工作电极的界面,以提高分离效率;如何对ECL非活性的物质进行分离检测等一系列技术难题,并将这一技术应用于临床、药物分析以及其它样品的分析,体现出良好的实际应用性能,从而解决了仪器研制中毛细管电泳分离单元设计、电化学单元与发光检测单元的一体化检测;解决了将分离毛细管与检测安装在一起的电化学检测池的设计、器件、组装等关键技术,有效地提高了仪器电流随电位变化的同步性及电化学控制单元的响应速度、灵敏度和分离效率等性能。成功地将毛细管电泳分离和电化学发光检测各自特点而集成为一体,开拓出国际首创,并具有我国自主知识产权的“毛细管电泳/电化学发光检测仪”。该仪器实现了CE/ECL的在线分离,实时检测,仪器操作灵敏,软件功能齐全。其毛细管电泳系统、电化学系统及接口技术,还具有可分别或联合使用等功能。根据目前市场需求和初期产品在药物、医学等方面的使用情况和科学分析,预期在生化、医药、临床、免疫等方面有着更为广阔的市场前景。同时,它比相关领域通常应用的进口“毛细管电泳激光诱导荧光分析仪”(每台18万美元)和电化学发光检测仪(每台18万美元)成本大大降低(“毛细管电泳/电化学发光检测仪”每台5万元人民币)。

  与此同时,汪尔康等科技人员以同样的开拓创新思路,发挥在电分析化学和化学修饰电极研究方面的积累和人才、技术等优势,经过艰苦拼搏,合作攻关,研制成功“十五”国家科技攻关重大项目中“电分析化学仪器研制与开发”的“在线生化需氧量(BOD)监测仪”、“在线溶氧(DO)监测仪”等。这些仪器可用于水质分析、环境监测、生活用水、废水处理、渔业养殖、生物化学、食品卫生、工农业等方面监测与分析,可为国家在防治污染方面提供科学依据,减少因水质污染给国家经济造成的重大损失,具有广泛的应用价值和广阔的市场前景,将会在我国经济建设中发挥重要作用。仪器设计制作的科学思路新颖,创新性显著,具有我国自主知识产权,达到国际先进水平。

  汪尔康等科技人员在取得众多电分析化学仪器研发的丰硕成果后,从市场需求和科技生产发展出发,在现有基础上进一步研制开发了微型医用毛细管电泳电化学发光仪、便携式小型溶氧(DO)监测仪、小型化专用型生物需氧量(BOD)在线监测仪,这绝非是前期工作的重复和简单延续,而是新的发展和创新,以实现创新特点和广泛适用的电化学分析仪器的完全产业化,并推向国内外市场。

 
 

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