從1996年來到武漢大學(xué)，馮鈺锜教授在分析化學(xué)領(lǐng)域的科研之路已經(jīng)走過了20多個年頭，談起這么多年的科研歷程，他笑稱 “我是看菜下飯，有什么條件做什么事兒，一步一步跟著問題走”。以應(yīng)用和實際需求為導(dǎo)向，從一個個具體問題出發(fā)，是馮鈺锜多年從事分析化學(xué)相關(guān)科研的指導(dǎo)思想。

近期，91儀器信息網(wǎng)特別采訪了武漢大學(xué)馮鈺锜教授，聽他談?wù)勊侨绾谓鉀Q科研路上的問題。

武漢大學(xué)教授馮鈺锜

從實際出發(fā) 關(guān)注色譜技術(shù)落地

色譜柱是色譜分析的心臟，對色譜分離分析效果影響巨大。剛來武漢大學(xué)的幾年，馮鈺锜一直在研究色譜柱的固定相。作為液相色譜的填料，傳統(tǒng)的硅膠基質(zhì)應(yīng)用歷史較長，但其化學(xué)穩(wěn)定性較差，難以在極端pH條件下應(yīng)用。而氧化鋯具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度，作為固定相基質(zhì)引起了馮鈺锜的關(guān)注。由于氧化鋯表面具有大量的吸附位點等不利因素，馮鈺锜對其進(jìn)行了大量吸附改性研究，取得了一系列成果。

在2000年左右，馮鈺锜又將視線投入到樣品前處理領(lǐng)域，在固相微萃取、磁固相萃取等方面做了大量工作。整體柱作為一種新型色譜柱技術(shù)，主要應(yīng)用于液相色譜、毛細(xì)管電色譜等系統(tǒng)中。馮鈺锜便想到將整體柱作為萃取材料，用來做管內(nèi)固相微萃取，并通過不斷改進(jìn)，將該技術(shù)從手動變成自動。恰逢當(dāng)時實驗室里采購了一款島津的自動進(jìn)樣器，馮鈺锜就在該儀器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改造，實現(xiàn)了管內(nèi)固相微萃取與液相色譜的全自動化操作。磁性固相萃取是一種以磁性或可磁化的材料作為吸附劑基質(zhì)的分散固相萃取技術(shù)，如何將磁性材料功能化是該技術(shù)的核心問題。馮鈺锜課題組利用物理共混法制備磁性功能材料，操作簡單、萃取效果好，是課題組研究出的一種較滿意的技術(shù)。

除此之外，馮鈺锜還利用多種天然產(chǎn)物，包括花粉、巰基棉以及腐殖酸等作為吸附材料，用于固相萃取技術(shù)。其中，將腐殖酸作為固相萃取填料用于食用油中苯并芘分析已經(jīng)成功商業(yè)化，該技術(shù)可以大大節(jié)約溶劑的使用，并獲得良好的回收率，深受食用油檢測工作者的喜愛。

馮鈺锜表示，在早期他主要從事分析技術(shù)相關(guān)的研究，是根據(jù)當(dāng)時的工作條件來決定的?！拔蚁矚g有什么條件就干什么活，在現(xiàn)有的條件下做一些實際的東西?！?/p>

實驗室一角

聚焦植物激素 用分析化學(xué)解決科學(xué)上的“疑難雜癥”

2007年前后，實驗室采購了島津的質(zhì)譜儀，有了質(zhì)譜，馮鈺锜的團(tuán)隊也將研究方向轉(zhuǎn)為以具體的分析方法開發(fā)為主。馮鈺锜表示，從事分析方法的開發(fā)，主要是以應(yīng)用為導(dǎo)向，解決那些困擾科學(xué)研究進(jìn)展的“疑難雜癥”。

在科學(xué)技術(shù)研究中，當(dāng)今研究熱點生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等都涉及研究物質(zhì)的組成、含量和結(jié)構(gòu)等信息，分析化學(xué)都是它們所不可缺少的研究工具與手段。作為分析化學(xué)的從業(yè)者，馮鈺锜很多方法開發(fā)研究，是從其他學(xué)科提出需求開始的。

植物激素是植物體內(nèi)一系列的小分子有機化合物，其在植物體內(nèi)雖然含量極低，但是對于植物的成長發(fā)育起著重要的調(diào)控作用，其定性定量分析一直是植物學(xué)領(lǐng)域研究的難點。一度植物學(xué)家們想要做痕量植物激素相關(guān)分析，還需要送到國外的實驗室進(jìn)行。偶然的機會，馮鈺锜從植物學(xué)家那里了解到這一困難，并展開了相關(guān)研究。

2008年，馮鈺锜開始從事植物激素相關(guān)分析工作，到了2010年，他的團(tuán)隊已經(jīng)成功建立了赤霉素的分析方法。在過去十?dāng)?shù)年間，馮鈺锜一直在從事植物激素分析方法開發(fā)的工作，并與植物學(xué)家一起，跨學(xué)科合作，解決了一系列植物激素分析的難點問題，大大提升了我國植物激素分析研究的水平。而在今年，馮鈺锜團(tuán)隊又開發(fā)出針對擬南芥單個花朵或者一根雄蕊中多種植物激素的同時測定的液質(zhì)聯(lián)用方法，這一成果已發(fā)表在今年4月的《Anal Chem》上。

馮鈺锜介紹實驗室液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)

馮鈺锜表示，植物激素的相關(guān)項目雖然已經(jīng)結(jié)束，但是課題組還在持續(xù)進(jìn)行相關(guān)研究。除了相關(guān)方法開發(fā)，他也分配了專人幫助有需求的研究者進(jìn)行植物激素樣品的分析測試。到目前為止，相關(guān)的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)表了超過90篇文章。他表示，希望能夠建立一所專門解決各類分析領(lǐng)域的“疑難雜癥”的研究所?！艾F(xiàn)在學(xué)科的界限越來越模糊，有些研究需要不同學(xué)科相互促進(jìn)。把問題拿出來，不同學(xué)科的研究者共同商討，強強結(jié)合，就可以很好地通過學(xué)科交叉促進(jìn)科研的發(fā)展?！?/p>

問題牽引著問題 不斷探索科研新思路

在研究植物激素分析方法的過程中，馮鈺锜的課題組發(fā)現(xiàn)利用化學(xué)標(biāo)記的方法，可以有效地提高標(biāo)記產(chǎn)物的分析效果。該技術(shù)一方面為植物學(xué)家們解決了植物激素檢測的難點，另一方面也為分析化學(xué)領(lǐng)域提供了一個新的技術(shù)思路。

之后，馮鈺锜的課題組開發(fā)了一系列用于標(biāo)記的化學(xué)試劑。并利用三重四極桿質(zhì)譜建立代謝物的篩查方法。利用化學(xué)試劑，一方面可以檢測到那些原來難以檢測到的代謝物質(zhì)，另一方面利用同位素標(biāo)記可以獲得一對化學(xué)試劑，用來判斷代謝物的性質(zhì)，使得質(zhì)譜檢測的靈敏度增加的同時，還可以用來輔助鑒定代謝物的性質(zhì)。

在上述工作持續(xù)推進(jìn)的過程中，馮鈺锜又發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行大量樣品檢測的過程中，色質(zhì)譜的保留時間會發(fā)生偏移，重現(xiàn)性較差。而較嚴(yán)重的保留時間偏移會導(dǎo)致色譜峰對匹配失誤，進(jìn)而降低代謝物鑒定的準(zhǔn)確性。他又將色譜領(lǐng)域經(jīng)典的保留指數(shù)(retention index, RI)與結(jié)構(gòu)定量規(guī)律聯(lián)系起來，為代謝物定性分析提供了有效的輔助手段。

馮鈺锜表示，“做科研總是被問題牽著鼻子走，在解決一個問題的過程中發(fā)現(xiàn)新的問題和方向?！彼谧隹蒲械倪^程中，從來不關(guān)注這個問題是不是當(dāng)前的熱點問題，關(guān)注點都放在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題上。

目前，對于分析技術(shù)的需求越來越高，樣品成分日趨復(fù)雜，含量也越來越低。對此，馮鈺锜提到，一方面需要檢測儀器技術(shù)本身性能不斷提高，另一方面也需要針對問題，分析問題所在，更好地運用各種技術(shù)的集合。

馮鈺锜舉了一個例子，在剛剛開始從事赤霉素方法開發(fā)時，團(tuán)隊就遇到了樣品成分復(fù)雜，質(zhì)譜離子化效率受到抑制，信號不高的困難。最初，針對樣品不夠純凈的問題，在樣品前處理、色譜分離方面做了很多努力都效果不佳。之后，馮鈺锜從另一個角度入手，將待測物進(jìn)行改性，從而提高了離子化效率，成功開發(fā)出了赤霉素的分析方法?！叭绻?dāng)時我們有像島津LCMS-8050這樣更好的質(zhì)譜儀器，可能就不需要花費這么大的精力去研究如何解決這個問題。但是，很多時候解決問題有很多種方法，這條路走不通的時候就需要走另一條路?？傊氡M一切方法解決問題，這就是我們一直以來的科研思路?！?/p>

在最后，馮鈺锜表示，目前，仍有一些問題在困擾著分析化學(xué)工作者，例如復(fù)雜樣品中微量小分子化合物定性及結(jié)構(gòu)分析、非目標(biāo)化合物的定量精度等。這些需要分析化學(xué)家和儀器制造企業(yè)一起努力去解決。儀器設(shè)備作為分析化學(xué)家手中的“利器”，一直在幫助分析化學(xué)家不斷在科研領(lǐng)域探索。多年來，像島津這樣的科學(xué)儀器企業(yè)為馮鈺锜提供了很多支持，目前實驗室中擁有3臺島津的液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)和一臺MALDI-TOF，這些儀器幫助他做了很多過去難以從事的工作。馮鈺锜也提到，希望儀器在耐用性、穩(wěn)定性、靈敏度等方面能夠繼續(xù)加強;同時，在用戶使用和維護(hù)的簡便性、軟件的易用性以及譜庫建設(shè)方面能有更多提高。

采訪撰稿編輯：趙儀