北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 馮金生教授

　　類腐殖質(zhì)的研究 走上質(zhì)譜分析生涯

　　在新一屆中國質(zhì)譜學(xué)會的理事中，馮金生教授似乎是新面孔，其實(shí)他跟質(zhì)譜也打了近20年交道。從南開大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè)畢業(yè)后，1995年馮金生教授到德國勃蘭登堡工業(yè)大學(xué)分析化學(xué)實(shí)驗室工作，當(dāng)時實(shí)驗室有臺體積龐大的串聯(lián)四極桿液質(zhì)(VG Quattro)，但購買后一年多時間一直沒人能夠使用起來。當(dāng)時年輕的馮金生雖然沒接觸過質(zhì)譜，但他憑著一股子韌勁兒，僅花了3個月時間，就基本掌握了這臺大型質(zhì)譜的使用，并成功分析了第一批送檢樣品。實(shí)驗室的主任非常高興，這臺儀器不僅開始發(fā)揮科研作用，還可以“創(chuàng)收”了。1996-2003年,馮金生一直使用這臺質(zhì)譜，不僅為各類科研和測試做樣，還自己拆裝維修，從離子源到四極桿分析器， 6年的時間里居然只請過兩次維修工程師。

　　談到應(yīng)用，馮金生教授還回顧了一段故事。當(dāng)時的課題是研究大氣水分中的類腐殖質(zhì)類物質(zhì)。大氣水分中的類腐殖質(zhì)，即大氣中的云;研究清楚這些物質(zhì)，將能深入了解下雨的成因。馮金生教授當(dāng)年用這臺液質(zhì)聯(lián)用分析類腐殖質(zhì)。當(dāng)時的文獻(xiàn)認(rèn)為類腐殖質(zhì)全是大分子，但馮金生教授用質(zhì)譜得到的結(jié)果，卻是在分子量800以內(nèi)的信號。他當(dāng)時認(rèn)為質(zhì)譜觀測到的結(jié)果和文獻(xiàn)不符，所以丟棄了這些數(shù)據(jù)。直到1997年，有文獻(xiàn)發(fā)表了質(zhì)譜分析類腐殖質(zhì)的結(jié)果，數(shù)據(jù)卻和當(dāng)年自己得到的結(jié)果一致。一方面對自己丟棄了親手得到的結(jié)果惋惜，一方面馮金生教授也更加認(rèn)識到質(zhì)譜的作用。質(zhì)譜為自己今后的科研和測試打開了一扇大門，后來這臺液質(zhì)在分析有機(jī)合成的樣品，水、土壤、大氣等環(huán)境樣品，塑料等樣品中發(fā)揮了很大的作用。

　　回到北理工后，馮金生教授看到學(xué)院有一臺氣質(zhì)、一臺液質(zhì)沒有更好地使用，就主動請纓把兩臺質(zhì)譜和其它儀器一起管理。比如這臺原瓦里安公司的離子阱液質(zhì)充分發(fā)揮了作用，為學(xué)校的各類合成樣品提供測試服務(wù)，還用于近幾年熱門的超分子材料結(jié)構(gòu)的分析、生物發(fā)酵液中物質(zhì)的分析等領(lǐng)域，使用效率極高。

　　無機(jī)同位素質(zhì)譜在環(huán)境、生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

　　既然是無機(jī)質(zhì)譜會，馮金生教授也談了自己對無機(jī)質(zhì)譜應(yīng)用和發(fā)展的一點(diǎn)看法。眾所周知，最初無機(jī)質(zhì)譜在無機(jī)同位素分析領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，剛推出時便發(fā)現(xiàn)了200多種同位素，隨后技術(shù)就越來越成熟。近年來，隨著有機(jī)物分析的深度和廣度不斷增加，從表面現(xiàn)象來看，無機(jī)質(zhì)譜的應(yīng)用領(lǐng)域正在縮小，貌似走到了盡頭。但實(shí)際上，無機(jī)同位素質(zhì)譜憑借其高靈敏度、高準(zhǔn)確度、能夠絕對定量等優(yōu)勢，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和人類對健康的要求越來越高，無機(jī)同位素質(zhì)譜在生命科學(xué)和環(huán)境領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來越大的作用。

　　比如近年來，大工業(yè)生產(chǎn)造成了環(huán)境污染嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生、威脅人類健康。而檢測大氣、水、土壤等環(huán)境中這類污染物，或者傳播入生物體內(nèi)的污染物，往往需要儀器有很高的靈敏度，并能準(zhǔn)確定性和定量。傳統(tǒng)上的離子色譜僅能檢測已知物無法定性，同時靈敏度也有局限。而無機(jī)質(zhì)譜如ICP-MS，在檢測環(huán)境、生物體內(nèi)微量金屬離子和形態(tài)方面，有極強(qiáng)的定性、定量優(yōu)勢。同時，ICP-MS高靈敏度的優(yōu)勢，還可以大大地減少傳統(tǒng)方法中的前處理過程。

　　化學(xué)分離與材料表征實(shí)驗中心—北理工分析儀器共享的平臺

　　回國后，馮金生教授在北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院任教，09年組建了化學(xué)分離與材料表征實(shí)驗中心。實(shí)驗中心從學(xué)校最初投資的300萬，通過3年時間現(xiàn)已擁有近600萬的資產(chǎn)。實(shí)驗中心的部分儀器是原來某些老師的課題買來的，很多沒有充分發(fā)揮作用。而馮金生教授回國后，不僅自己課題購買的儀器愿意共享，還愿意把其它課題組的儀器也有效管理起來，儀器運(yùn)轉(zhuǎn)的效率大大提高。該實(shí)驗中心除進(jìn)行課題研究外，還成為學(xué)校分析測試中心的一部分，成為全校分析儀器共享的平臺。目前實(shí)驗中心擁有13臺儀器，包括氣質(zhì)、液質(zhì)、液相色譜、熱重分析、熱膨脹儀、表面孔徑分析、紅外光譜儀、紫外光譜儀、XRD等等。其中除了兩臺質(zhì)譜儀器有專門的人員進(jìn)行操作外，其余的儀器都可開放讓學(xué)生來使用，并使用了先進(jìn)的儀器預(yù)約管理系統(tǒng)。馮金生教授還表示，希望今后進(jìn)一步發(fā)揮這些儀器的作用，打造一個不僅為本校，也為區(qū)域發(fā)展建設(shè)服務(wù)的中心。

　　化學(xué)分離與材料表征實(shí)驗中心陳列的分析儀器

　　針對高校實(shí)驗室分析儀器運(yùn)行困難的看法和建議

　　高校實(shí)驗室面臨經(jīng)費(fèi)和占地面積等問題

　　針對高校的實(shí)驗室，資金不足是面臨的首個難題。馮金生教授希望:對于北理工這樣的高校，尤其是自己管理的這個學(xué)院的實(shí)驗中心，非常歡迎有興趣的廠家和實(shí)驗室聯(lián)合共建實(shí)驗室。這對于儀器起到示范效應(yīng)、拓寬應(yīng)用、教育學(xué)生非常有益。要知道，這些學(xué)生未來都可能到各個單位進(jìn)入分析測試領(lǐng)域，將成為未來的主力采購用戶。

　　在北京等大城市，實(shí)驗室要發(fā)展，占地面積也是當(dāng)前面臨的一大問題。2014年北理工在良鄉(xiāng)的教學(xué)樓即將竣工，馮金生教授將在良鄉(xiāng)校區(qū)建立一個2000-3000平方米的實(shí)驗室，將緩解上述問題。

　　國家應(yīng)大力支持高校大型分析儀器的維護(hù)費(fèi)用

　　在申請985工程經(jīng)費(fèi)后，高校雖有了購買儀器設(shè)備的費(fèi)用，但是大型儀器每年的維護(hù)費(fèi)用不是個小數(shù)目，還需再寫報告申請維護(hù)費(fèi)，這也是造成高校很多儀器設(shè)備運(yùn)行困難的原因。很多儀器設(shè)備購買前3年幾乎不會出現(xiàn)什么問題，3年以后便會出現(xiàn)很多問題，有時甚至因為沒有錢維修，儀器被擱置幾個月;像核磁和質(zhì)譜這樣的高端儀器設(shè)備都比較“嬌氣”，維護(hù)費(fèi)用也隨之增加，如一臺核磁儀器每年僅液氦的使用就需花費(fèi)十幾萬。馮金生教授希望國家除了能夠支持購買儀器設(shè)備外，還能不斷提供后期儀器維護(hù)的費(fèi)用。

　　馮金生教授還認(rèn)為，高校大型分析儀器應(yīng)需要有專人進(jìn)行管理和維護(hù)。大型儀器共享之后，如沒有專業(yè)人員管理維護(hù)，損壞的頻率非常高，儀器運(yùn)轉(zhuǎn)效率很差。進(jìn)口大型設(shè)備往往只能讓儀器公司的維修工程師上門，眾所周知，儀器配件、工時費(fèi)和出場費(fèi)都是很大的一筆費(fèi)用。

　　提高用戶對國內(nèi)分析儀器的信心

　　對于國產(chǎn)儀器的現(xiàn)狀，馮金生教授表示：首先國產(chǎn)儀器的設(shè)備質(zhì)量必須做到?jīng)]有問題，這樣就能被用戶使用，只有先被市場接受今后才能在技術(shù)上有突破。其次，國產(chǎn)儀器要想在國內(nèi)市場占據(jù)一席之地，除了要在技術(shù)上下狠下功夫之外，要特別注重售后服務(wù)，提高用戶的信心，這樣才能讓產(chǎn)品打進(jìn)市場。這就好比在80年代買一臺電腦，大家一定會想著買一臺進(jìn)口的，而現(xiàn)在不管是單位還是個人，都能接受聯(lián)想等國內(nèi)的品牌電腦, 質(zhì)量和耐用性已經(jīng)得到認(rèn)可。其實(shí)，國外儀器的維修費(fèi)用高是個缺點(diǎn)，他們的工程師啥都沒干，出場費(fèi)就得1200元，工時費(fèi)每小時200元，配件大多不是兼容的標(biāo)準(zhǔn)件，而是廠家自己專門定做的，收費(fèi)極其昂貴。國產(chǎn)儀器在此方面要抓住機(jī)遇，首先質(zhì)量讓大家放心，其次在售后上讓客戶更滿意。

　　對于國家近年來投資加大對國產(chǎn)儀器研發(fā)的支持，馮金生教授希望，最后要解決關(guān)鍵部件的問題，而不要最后支持的項目都是從國外買來部件、零件組裝。這樣的國家項目支持就是浪費(fèi)了納稅人的錢。

　　分析化學(xué)工作者永遠(yuǎn)都不會失業(yè)

　　談到對現(xiàn)在年輕的分析工作者的期望，馮金生教授表示，自己在國內(nèi)讀有機(jī)化學(xué)，到了德國轉(zhuǎn)行做分析化學(xué)發(fā)現(xiàn)很順利，因為有機(jī)化學(xué)打下的基礎(chǔ)對今后的分析工作非常有幫助，所以要想做好分析化學(xué)工作，打好基礎(chǔ)、了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)原理、儀器原理非常重要。馮老師用一段非常鼓舞人心的話做結(jié)尾：“有些人說分析化學(xué)是為別的學(xué)科做服務(wù)，但是能為別人做好服務(wù)也是不容易的，同時也是非?？鞓返?。幫助別人解決了問題，很有成就感，會比較快地感受到自己的價值。同時還有個有趣的現(xiàn)象，從事分析化學(xué)工作會面臨各種應(yīng)用、各種樣品，隨著工作經(jīng)驗的積累，涉及面會越來越廣泛，可以說現(xiàn)在科學(xué)研究和國民經(jīng)濟(jì)的各個方面，都離不開分析化學(xué)。所以，不管經(jīng)濟(jì)好與壞，分析化學(xué)工作者永遠(yuǎn)不會失業(yè)?！?

　　附錄：馮金生教授簡歷

　　馮金生 博士 現(xiàn)任北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院副院長

　　1982年畢業(yè)于南開大學(xué)化學(xué)系，獲得理學(xué)學(xué)士學(xué)位。同年分配到北京理工大學(xué)(原北京工業(yè)學(xué)院)化工系工作;

　　1995年赴德國學(xué)習(xí)和工作，1995-1998年在博蘭登堡工業(yè)大學(xué)(Brandenburgische Technische Universit?t Cottbus)環(huán)境科學(xué)與工程系中心分析化學(xué)實(shí)驗室工作，從事環(huán)境有機(jī)污染物分析;

　　1999-2003年在博蘭登堡工業(yè)大學(xué)大氣化學(xué)研究所工作，從事云有機(jī)物分析;

　　2003年獲德國自然科學(xué)博士學(xué)位后回國，從事分析化學(xué)和實(shí)驗室管理工作。曾任北京理工大學(xué)西山實(shí)驗區(qū)副主任。