厦门大学现代分析科学教育部重点实验室年度工作报告(2003–2004)TheKeyLaboratoryofAnalyticalSciences(KLAS)oftheMinistryofEducationofChina,XiamenUniversityANNUALREPORT2003-2004目录一、工作总结……………………………………………………………1二、实验室人员情况1.实验室学术委员会成员……………………………………………102.实验室固定人员……………………………………………………11三、科研情况1.实验室人员主持的科研项目………………………………………122.实验室人员参与的科研项目………………………………………163.国际合作项目………………………………………………………174.横向协作课题………………………………………………………18四、开放交流1.来访情况……………………………………………………………192.应邀讲学……………………………………………………………20五、研究成果1.获奖情况……………………………………………………………212.专利成果……………………………………………………………223.正式论文……………………………………………………………234.会议论文……………………………………………………………365.编著…………………………………………………………………511现代分析科学教育部重点实验室(2003-2004年度)工作总结在国家教育部和依托单位厦门大学的领导以及科技部和国家自然科学基金委的支持下,现代分析科学教育部重点实验室背倚黄本立院士和学术委员会的精心指导,经过全体研究人员和研究生的共同努力,在2003和2004年里取得了一定的发展,且于2003年底顺利地通过了教育部化学类重点实验室的专家现场评估。2003-2004年度的研究工作主要围绕下列四个主要方向:1.分子发光分析检测新研究与新方法主要研究荧光传感的新模式、新体系,荧光检测新技术和实验方法。2.生命和生态环境科学中重要元素化学形态的多元分析化学研究发展多种现代化学/生物分析联用新技术与新方法,用于生命环境科学中困难复杂样品的分析与测定,并进行多元分析及其与人类健康关系的研究。3.现代生物医学指导下的中药和食品安全中的分析科学研究开展中药复杂体系表征的方法学研究,并用于中药现代化质量控制的系统工作。4.化学/生物传感器及化学/生物芯片技术的研制集成及应用研究研制新型的化学/生物传感器和化学/生物芯片,并用于环境和生物医学领域的在线、原位、实时监测。主要体现在以下几个方面:一、科研成果实验室通过承担各类研究课题,在分析科学研究的广度和深度上获得新的发展,实验室的构成趋于合理、研究特色显现。我室承担了1项以分子发射光谱为研究方向的国家杰出青年基金,同时获得了2项国家重大基础研究项目,在国家863项目、国家基金委项目和福建省重点科技项目等课题申报中都获得了一系列的资助。两个年度新争取到的科研经费分别为632万元和947万元,其中实验室人员作为参与者的项目经费分别为76.5万元和458万元。2两年分别发表学术论文47篇(另还有25篇因某种原因未署名实验室,但为实验室固定人员所作论文)和81篇(另还有14篇,原因同上),其中被SCI收录的分别为20篇(另还有13篇,原因同上)和60篇(另还有6篇,原因同上),SCI影响因子在3以上的论文分别为1篇(另还有3篇,原因同上)和7篇(另还有2篇,原因同上)。实验室参与并出版著作2部,教材1部。授权国家发明专利4项,实用新型专利3项。2003年度,我室郭祥群教授荣获“国家教学名师奖”,2004年度,我室江云宝教授荣获国家杰出青年科学基金,郭祥群教授领衔的“分析化学”课程荣获国家精品课程。我室承担的项目“电极电解液室一体化的电化学离子色谱抑制柱”获中国发明协会第十四届全国发明展览会铜奖;“高分辨率电喷雾离子源-垂直引入反射式飞行时间质谱仪”项目获得2004年度厦门市科技进步三等奖。二、教育部重点实验室的现场评估以湖南大学姚守拙院士为组长的教育部评估专家组,于2003年11月27日至28日对我室进行了现场考察评估。评估期间,专家组听取了时任实验室主任王小如教授的主任工作汇报,从简要回顾与发展目标、研究水平与贡献、队伍建设与人才培养、开放交流与运行管理等方面作了较为详细的介绍。专家组还分别听取了黄本立院士、江云宝教授、王秋泉教授和陈曦教授的专题研究汇报,现场考察了实验室的教学、科研条件,查阅了文件资料,并进行了个别访谈。专家组认为“厦门大学现代分析科学教育部重点实验室围绕生命、材料、海洋、环境等科学中的分析化学问题开展了一系列具有重要应用前景的基础和应用基础研究,取得了一批高水平的原创性成果,受到了学术界同行的广泛关注和高度评价。”专家组作出了下列评价:“实验室管理规范、制度健全、环境整洁、学术交流活跃,国内外合作富有成效。该实验室已成为我国分析化学领域科学研究、高层次人才培养、对外开放和交流合作的重要基地之一。”三、队伍建设与人才培养实验室现有固定人员24人,其中中国科学院院士1人,高级职称11人,副高级职称6人,中级职称3人,初级职称4人。研究人员的学术思想活跃、勇于创新、学风严谨,研究队伍结构梯队合理。实验室将队伍建设和人才培养置于运行管理工作的突出位3置,注重营造宽松和谐、创新气氛浓厚的研究环境,先后有多人出国进修或合作研究;同时,实验室也接受国内外教师和学者的进修和访问。在实验室各位导师的精心指导下,研究生已经成为科研工作的重要力量,他们中多人获得厦门大学的“嘉庚奖”、“本栋奖”、“翔鹭奖”以及学院的各项奖励。两年来,共有15名博士研究生、31名硕士研究生毕业,均有良好的工作去向,部分毕业生前往国外继续学习深造。四、创新团队建设和对外开放、国际合作交流实验室着重于分析科学研究,所在的分析化学学科为国家重点学科,在厦门大学学科建设中发挥着较为重要的作用。经过国家九五“211工程”和“985工程”一期重点建设,分析化学在学科建设方面得到了不小的发展。国家科技基础条件平台是国家创新体系的重要组成部分。在国家教育部、科技部、厦门大学创新团队发展计划的框架中,现代分析科学教育部重点实验室于2004年组建了以“环境与生物分析中的新原理、新方法与新技术”为研究方向的创新团队。创新团队将在“环境和生物分析中的新原理、新方法与新技术”方向开展系统、深入的研究工作,拟在申报厦门大学创新团队的基础上,努力向“教育部创新团队”和“国家创新群体”迈进。实验室根据研究方向,和拟开展研究方向,设置了开放基金和开放课题,吸引国内外优秀科技人才,加大了开放力度,在原有的基础上与国内外多所大学和科研院所交流合作。2003年,以中国科学院院士黄本立教授为首的中国科学家,代表我国成功地申办2007年在福建省厦门市召开的第35届国际光谱分析峰会,相信此次会议的举行,将更为全面提升实验室的整体研究水平和国际影响力发挥重要作用。2004年12月5日至8日由国家自然科学基金委员会化学科学部与本实验室联合举办了为期四天的“国家自然科学基金委光谱分析化学战略研讨会”,就生命科学、材料科学、环境科学、后基因时代和生物信息学中的分析科学未来发展战略展开了热烈的研讨,该次会议的举行对我室的学术研究和对外交流合作具有重要的推动作用。4五、2003至2004年主要研究工作进展1.色谱-原子光谱/质谱研究以黄本立院士、王小如教授和王秋泉教授为学术带头人的色谱-原子光谱/质谱联用技术研究群在原子光谱/质谱的基础理论、色谱的各种分离模式的分离机制及新型固定相的合成制备等方面的研究工作取得新的进展。在色谱与光谱/质谱联用技术中的“新接口”(newinterface)设计与研制及其用于复杂环境和生物体系中痕量元素/化合物的形态分析的研究工作备受国际同行关注,多次受邀参加国际性学术会议。王秋泉教授设计制作的纳米TiO2光催化还原/氧化双功能装置,用于高效液相色谱与原子荧光光谱的在线还原接口时可望取代传统的NaBH4蒸气发生技术,研究结果在J.At.Anal.Spectrom.,Anal.Bioanal.Chem.,Fresen.J.Anal.Chem.等学术刊物上发表;提出的大气污染监测“时间隧道”新技术实现了中国东南部大气污染历史的“世纪监测”(1873-2003),揭示了这一地区大气多环芳烃污染的历史演变趋势,研究结果即将发表于环境科学领域最为重要的学术期刊之一Environ.Sci.&Technol.上。在课题“重金属ICP-MS检测技术以及茶叶、蔬菜对典型污染物吸收转化与积累规律”研究过程中,建立了微量重金属同位素稀释-电感耦合等离子体质谱分析方法及样品处理方法;采取了色谱与电感耦合等离子体质谱联用技术分析方法及样品处理方法。建立并应用蔬菜茶叶和种植土壤的重金属元素背景值数据库;研究土壤中重金属形态和蔬菜茶叶中重金属含量的相关性,建立土壤中重金属污染的评价方法;跟踪和监测重金属在植物体内的存在状态和分布。在国家自然科学基金项目“元素形态分析在中药药效、毒理评价中方法学研究”执行中,建立高效液相色谱,毛细管电泳与原子光谱,电感耦合等离子体质谱联用测定朱砂在给予大鼠前、后汞形态定量分析方法;并应用所建立的方法,对二批多组灌喂朱砂的大鼠血清和脏器的样品,开展了汞的形态分布和转化过程的研究,获得一些阶段性成果。通过反相液相色谱法分别与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和电喷雾电离质谱(ESI-MS)联用的方法表征出灌喂朱砂的大鼠血清和脏器存在着汞结合金属硫蛋白的形态。使用生物质谱技术,对汞的主要形态化合物进行结构、构象表征并建立了可以分析与不同金属结合的金属硫蛋白亚型、次亚型的结构信息的方法。52.分子发光研究以许金钩、江云宝、郭祥群、李耀群、赵一兵教授等为学术带头人的分子发光研究群已经形成。许金钩教授研究组的工作主要围绕以下三个方面:(1)花菁染料在荧光分析中的应用研究。合成了多种花菁染料,研究了花菁染料在表面活性剂溶液中的光谱行为,建立了以花菁染料为光谱探针测定水溶液中微量表面活性剂SDS的荧光分析方法,测定表面活性剂的cmc值的荧光分析法;研究了花菁染料与DNA的相互作用,建立了测定DNA的3种荧光分析新方法;将羟基去保护反应应用于水样中F-离子的比色测定。(2)复合二氧化硅纳米材料在荧光分析中的应用研究。制备了嵌合不同有机染料(或模拟酶)的SiO2纳米颗粒,将嵌合荧光染料的复合二氧化硅纳米颗粒作为新型的荧光标记物用于免疫分析;将嵌合模拟酶的复合二氧化硅纳米颗粒用于荧光动力学分析,提高了模拟酶的催化活性和稳定性;在氧化铝模板膜的单分散园柱型纳米级孔道中,通过溶胶-凝胶法制备了负载辣根过氧化物酶的二氧化硅纳米管阵列膜,并用作流动注射分析体系中的生物微反应器,明显提高了固定化酶的催化活性和稳定性。(3)光学型分子化学传感器的研究。设计和合成了多种过渡金属(或铂族金属)配位化合物和团簇化合物,并进行将它们用作分子化学传感器的可能性研究,建立了水溶液中含磷酸根阴离子的分辨型传感模式,水溶液中过渡金属离子的分辨型比色识别模式,提出了硫-铁团簇化合物与卟啉的杂化复合物[2Fe-2S]-2TPPS这一新的HRP模拟酶,并成功地应用于H2O2以及水中溶解氧的测定。部分研究成果,自2004年初以来,已经有10篇论文分别在J.Am.Chem.Soc.,Anal.Chem.,Anal.Biochem.,Anal.Chim.Acta.,Analyst,Anal.Lett.,Spectrachim.Acta,Anal.Sci.等期刊上发表。江云宝教授研究小组从事分子内电荷/质子转移光物理研究,特别在将其引入分析化学领域,发展相应的荧光探针和分子识别与化学传感体系方面,继续开展研究工作,近来更模拟生物信号传导模式,发展了新型变构型阴离子受体。部分研究结果已在Org.Lett.,J.Org.Chem.,Anal.Chim.Acta等期刊上发表;2003年受“美国化学会志”