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提名国家自然科学奖项目公示项目名称等离子体-教育部科技发展中心.PDF
提名国家自然科学奖项目公示
项目名称 等离子体离子化/原子化的分析化学基础研究
提名单位 教育部
提名单位意见:
离子化是分析化学的重要研究内容,质谱离子化方法的创新大大推动了生物大分
子分析的发展。该项目聚焦于等离子体中的离子化研究,探讨了低温原子化行为,建
立了高灵敏度的多组分同时分析方法,并通过技术转化将方法学基础研究的成果用于
分析仪器关键部件创新。
该项目取得了一批具有影响的研究成果,8 篇代表性论文中有 2 篇发表于 J. Am.
Chem. Soc.,3 篇发表于 Angew. Chem. Int. Ed.期刊,已被 SCI 他引超过 1000 次,
其中 2 篇论文入选 ESI 1%高被引论文,在国际相关领域中产生了较大影响。
对照国家自然科学奖授奖条件,推荐该项目申报 2018 年度国家自然科学二等奖。
项目简介:
离子化是分析化学的重要研究内容,质谱离子化方法的进步曾大大推动了生物大
分子分析的发展。探索新的离子化方法,进而设计性能更加优异的分析仪器,是分析
化学研究追求的科学目标之一。
该项目聚焦于等离子体中的离子化研究,探讨了低温原子化行为,建立了高灵敏
度的多组分同时分析方法,并通过技术转化将方法学基础研究的成果用于分析仪器关
键部件创新。
主要发现点为:
1、提出低温等离子体离子化方法:该项目深入研究了有机分子在介质阻挡放电
低温等离子体中的反应特性和化学键的活化方式,探索了待测分子的分子离子峰和碎
片峰的裂解规律,提出了一种新型质谱离子源并命名其为 “DBDI”。利用该离子源原
位和微损的特点,发展了常压离子源质谱成像方法,并将该离子源用于食品安全现场
快速分析。该方法提出后,受到了国际同行的高度关注和认可,同行学者在评述敞开
式质谱离子源发展时,都将 DBDI 作为国际上出现的一种新型和重要的敞开式离子源
予以介绍。多个国际著名实验室如德国 Franzke、加拿大的 Sturgeon 等随后也开展了
DBDI 离子化方法研究。在基础研究的系列论文发表后,对该项成果进行了技术转化,
目前 DBDI 离子源已经由仪器厂家生产,与此配套的 “移动式现场检测质谱仪”也已
产品化。
2、提出等离子体质谱生物大分子分析的研究方向:采用金属稳定同位素与纳米
探针作为标记物,通过在等离子体中标记探针的离子化,成功实现了质谱多组分免疫
分析和核酸多组分绝对定量。该方法在一定程度上引导了标记免疫分析的新方向,已
成为一种同行广泛认可的方法。多位著名分析化学专家在他们撰写的综述中使用了
“首先”、 “率先”等词汇介绍该工作,一些实验室也紧随其后开展了研究,如德国
Jakubowski、加拿大 Tanner 课题组等。参考这一标记策略,加拿大学者与美国学者
合作研制了新一代流式细胞仪 (CyTOF),由美国 Fluidigm 公司生产且已广泛应用于
细胞生物学实验室。
3、该项目还研究了纳米团簇等离子体增强发光现象,利用酶促和等离子体增强
荧光特性提高检测的灵敏度,建立了阵列传感器识别复杂样品的方法。基于低温等离
子体中原子与离子的玻尔茨曼分布特征以及温度调控机制,深入研究了低温等离子体
中多种元素的原子化行为,建立了高灵敏度元素形态分析的方法,成功设计了元素形
态分析仪,促进了具有我国自主知识产权的原子荧光仪器更新换代。该仪器由仪器厂
家产业化,销售量已达数百台。在此基础上,第一完成人作为主要成员参与制订了我
国海产品干紫菜砷的食品安全标准。该方法和仪器研究成果也促进了我国元素形态分
析相关的食品安全强制标准的出台。
8 篇代表性论文 SCI 他人正面引用 1012 次,2 篇论文进入 ESI 化学学术领域全球
高被引论文。第一完成人在项目完成期间被聘为分析化学领域重要期刊 Analytical
Chemistry (ACS) 副主编以及 Luminescence (Wiley)期刊主编,并主持国家自然科
学基金重大项目。在项目完成期间第二完成人获国家杰出青年科学基金资助;第三完
成人的博士论文获全国百篇优秀博士论文。项目部分成果获 2014 年教育部自然科学
一等奖。
客观评价:
该项目受到同行的广泛关注、认可和正面引用评价。8 篇代表作 SCI 他人引用 1012
次,引文分布于 Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Anal. Chem.等多种期刊。部分代表
性评价如下:
美国佐治亚理工学院学者 Fern
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