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做一个在科研领域“寻路”的人 ——访中国科学院文献情报中心主任刘会洲研究员

仪器信息网 2018/11/27 10:43:48 点击 554 次
默克
[导读] 多岗位的工作,多行业的涉猎,让刘会洲积累了丰富的经验,现如今中科院文献情报中心的工作又让其“近水楼台”,有了更详细的数据支撑,他说要做一个在科研领域“寻路”的人。

  从中国科学院过程工程研究所党委书记、所长,到中国科学院青岛生物能源与过程研究所所长、中国科学院条件保障与财务局局长,再到中国科学院文献情报中心主任,刘会洲一直都在与“化工分离”打交道,从冶金,扩展到生化、石化、环境,甚至能源领域。

  多岗位的工作,多行业的涉猎,让刘会洲积累了丰富的经验,现如今中科院文献情报中心的工作又让其“近水楼台”,有了更详细的数据支撑,他说要做一个在科研领域“寻路”的人。日前,仪器信息网编辑借全国分子光谱会之际,特别采访到了刘会洲研究员,请他介绍一下自己的科研经历,及对行业的感悟和建议。

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中国科学院文献情报中心主任 刘会洲研究员

  致力于化工分离 青霉素破乳剂攻关是最自豪的事情

  虽然经历了多个工作岗位,但是刘会洲一直在从事和“化工分离”相关的工作。他说,“绿色化工分离是一个永恒的主题,而我一辈子都会朝着这个目标前进。”

  回顾刚进入化工分离领域的时候,刘会洲说,那时我国化工分离领域的研究还处于“只知其一不知其二”的阶段,当时化工放大过程只能做一些模拟计算,或者是模型的建立,对化工反应的过程和机理并不清楚,可以说是一个“黑箱操作”,只能逐级放大。而随着科技的进步,就要求对化工反应过程中的机理进行深入的研究,进而提高化工分离和过程放大的效率。

  1988年,刘会洲进入中科院化冶所博士后流动站,开展萃取机理及新方法研究工作。他一开始进入的是湿法冶金领域,主要的工作是用化工原理和手段来强化冶金的过程。之后,相继扩展到了生物、医药、环境、能源等各个领域,他说这其中最有成就感的事情就是青霉素生产的八五攻关项目。

  据介绍,改革开放初期,我们国家的青霉素生产非常落后,为了实现青霉素生产的国际化先进水平,致力于此的国家八五攻关项目由华北制药厂牵头,多个高校、研究所通力合作,其中萃取分离阶段由化工冶金研究所承担,这也是刘会洲第一次介入青霉素研究领域。据悉,为了改进工艺,当时引进了最先进的装备,但使用国外工艺过程及辅助材料的时候运转一切正常,用国产原材料代替进口材料的时候就出现了堵塞等一系列的问题,最后发现关键问题出在萃取分离的阶段,其中破乳剂至关重要。对此,刘会洲等利用拉曼、红外技术随时监测破乳的过程,发现了破乳的规律,进而设计、并生产出了不同于国外破乳剂组成的、新的、国产高效的破乳剂,性能甚至超过国外。此项工作不仅获得了国家科技进步奖,最重要的是,成本要远远低于国外。据悉,当时国产破乳剂成功上市之后,国外相关产品就开始降价了。

  正是因为在此项工作中的突出贡献,刘会洲也获得了“八五”科技攻关做出突出贡献优秀个人的荣誉。刘会洲说,“值得欣慰的并不是获奖,而是因为我们破乳剂的成功研发,真正把我国青霉素的提取工艺提高了一大步。后来,几乎百分之七八十的青霉素生产都转移到中国了。同时,我们自己的破乳剂产品也几乎就涵盖了全国80%以上的市场,这是我感到非常自豪的事情。”

  除了青霉素破乳剂的攻关,刘会洲还将化工分离拓展到了石化领域,与美国相比,我们国家的原油来源复杂,汽柴油等原用油的含硫量很高,为了寻找更温和的脱硫办法,刘会洲领导的团队提出生物脱硫新方法和工艺,并且通过努力,筛选出来了用于生物脱硫的专一性的菌,从而提高脱硫的选择性,实现温和条件下的清洁生产。现如今,刘会洲又提出了一些新的研究方向,如利用超顺磁性来强化分离等。

  拉曼、红外是分析手段,更是科研的“眼睛”

  对刘会洲而言,可以说是改革开放之后第一批涉足光谱研究领域的科研工作者。不管是湿法冶金的研究,还是青霉素破乳剂的八五公关项目、生物脱硫,以及目前正在进行的超顺磁性强化分离,拉曼、红外一直是重要的分析和表征手段。比如,破乳剂破乳机理的研究以及过程的监测、生物脱硫工作中碳硫键及碳碳键的表征等,拉曼、红外等光谱技术都起到了重要的作用。

  “因为我是化学化工出身,我在科研中一定会考虑工业化问题,最终要实现产业化,最关心的是性价比、要解决实际问题,而不仅仅是发论文。” 刘会洲说,“由于红外和拉曼光谱本身是对分子层面的解析,可以研究分子之间的相互作用,对反应机理进行更深入地认识,进而基于实际需求提出更好的设计原理。

  对机理的研究越深入,就越能更多的去理解一些宏观分离所表现出的性质,可以提出别人认识不到的问题,相应的,工作就比别人更进一步。借助红外、拉曼等光谱技术,深入的研究化工分离的过程,这也是刘会洲取得科研突破的一个重要原因。

  刘会洲说,“从我的工作经历来说,虽然涉猎比较多,但都是以油水的分离为主线。在这个过程中,拉曼、红外一直伴随、并指导着我科研的整个过程,他们是科研的‘眼睛’,像显微镜一样,引导我去深入地观察化工分离的过程。”

  科研热点:拉曼+单细胞

  基于多年的工作经历,以及现在中科院文献情报中心“近水楼台”的优势条件,刘会洲认为细胞最能代表生物学发展的最基础的工作,拉曼光谱与单细胞的研究是一个值得关注的方向。在本届分子光谱会以中,刘会洲特别做了题为《拉曼光谱在单细胞研究中的应用》的报告。报告统计分析了单细胞、光谱学与单细胞、拉曼光谱与单细胞的研发态势,包括SCI论文发文量、被引频次等,引起了与会代表的重视。

  从研究内容上来说,拉曼光谱学与单细胞研究领域主要包含生物物理学、微生物学、细胞生物学;以单细胞类型划分,拉曼光谱与单细胞研究论文以红细胞、癌细胞、干细胞、酿酒酵母细胞、肿瘤细胞、白血细胞为主;从细胞结构的角度,拉曼光谱学与单细胞研究中以细胞器、细胞膜、细胞核、细胞质、细胞壁研究为主。

  从全球的发展态势上来说,拉曼光谱与单细胞研究的第一篇SCI论文出现在1994年,2005年以前,拉曼光谱学与单细胞每年发表的论文数量很少,每年都低于10篇;2005年以后,拉曼光谱与单细胞领域的SCI论文快速增长,全球约94%的拉曼光谱与单细胞SCI论文主要集中在2005-2017年。

  对于我国的研究态势,刘会洲从SCI论文的发文量和被引频次两个方面进行了详细的介绍。据统计,拉曼光谱学与单细胞SCI论文,美国每年SCI论文都保持世界领先地位,位居世界第1位,2014年开始,中国每年发表的SCI论文数量超过英国和日本,与德国数量相同,2016年开始超过德国,位居世界第二位;而从被引频次上来说,中国拉曼光谱学与单细胞领域SCI论文的被引频次的世界份额为14.8%,中国的篇均被引频次为30.3次/篇,接近于世界平均水平(30.8次/篇),落后于美国、德国,排名世界第3位。

  报告中,刘会洲还特别以青岛生物能源与过程所徐健团队作为典型的案例。“选择好一个方向,找准结合点,就可能实现一个引领。青岛生物能源与过程所徐健回国之后就选择了拉曼光谱-单细胞分选技术这个方向,虽然难度很大,但是经过努力,已经实现了世界的引领。”据介绍,近5年,拉曼技术应用于单细胞分选SCI论文篇均被引频次10.73,青岛生物能源与过程所单细胞中心SCI发文篇均被引频次16.8,排名世界第一。

  分子光谱仪器:在线、定制化是重要的发展方向

  1982年本科毕业,刘会洲就开始与红外、拉曼打交道。20多年前,就曾为课题组采购过拉曼光谱仪。之后,这些光谱技术也始终伴随在后续科研中。正是因为这样的经历,刘会洲对拉曼、红外等分子光谱仪的发展有切身的体会。他说,“80年代,如果能做出一张红外光谱图,那就是一篇硕士论文。而现在,基本上是秒级,还可以在线,已经发生了巨大的变化;而且,原来红外、拉曼光谱仪体积大,需要占据很大的空间,现在已经发展到手持式,这也是一个很大的进步。”

  感慨之余,刘会洲也谈到了分子光谱类仪器的发展趋势。他认为,当前红外、拉曼分子光谱正在向在线方向发展,要求更精准、更快速、更高效,这跟数据处理技术的进步、仪器设备的改进都密切相关;从技术上来说,表面增强、针尖增强等一些新的技术可能会有一个更好的应用前景;此外,定制化也将是未来一个重要的方向,因为只有定制才会更有针对性,测定的工作才会更有创新性。

  谈到国产仪器的差距,刘会洲说,过去国产仪器的研制多是跟踪国外产品的技术,即便是现在,大部分领域的差距还是非常明显的,究其原因还是基础研究不够。“以芯片为例,仔细分析芯片落后的多个方面,包括设计、分装、精加工等,其实最终只有一个方面是最落后的,就是最基础的材料还依赖进口,这方面必须引起重视。”

  不过对于未来,刘会洲还是充满信心,他说,“其实,通过近几年参与分析仪器设备相关专项的评审,我明显感觉到这方面的发展已经在加速了。虽然目前国产仪器与进口产品相比还有一定的差距,但发展空间会很大,速度也会很快。而且,科技部、基金委在仪器设备的研制方面也给予了大力支持。我相信通过若干年的努力,分析仪器设备的发展有一天也会像我国的卫星研发一样摆脱‘跟踪’,实现引领。”

  后记:

  尽管近年来我国的科研水平与创新能力取得了长足的发展,但原始创新能力不足依旧是不争的事实。不论是学术界还是产业界,如何实现从跟跑、并跑、到领跑的跨越发展是一直是业界讨论的话题。在这样的局势下,瞄准一个创新的、领先的方向,并通过长时间的积累,进而实现全球引领对我国现阶段的科研工作来说至关重要。

  科研如何实现引领?选择和坚持同等重要!一方面,需要更多像刘会洲这样的,有专业、经历、有经验,并有数据支撑的科研“寻路人”;另一方面,坚持长时间的努力和积累也是非常重要的,这就需要科研工作者耐得住寂寞,静下心来去做事情。

[来源:仪器信息网]
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编辑: 叶建
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