中科院化學所：為生命科學奠定化學基礎

　　上世紀50年代起，DNA雙螺旋結構的發現讓生命科學走進了分子時代。作為我國分子科學研究的先鋒，中科院化學所較早時期即瞄準了生命化學的前沿，敢為人先地開展了與生命科學相關的化學分析工作，為生命過程化學本質的研究奠定了基礎。

活體電分析示意圖

　　化學所研制低溫毛細管電泳儀

　　以分析化學為基礎

　　中科院化學所生命科學分析研究始于分析化學的牢固基礎。六十年來，化學所分析化學學科發展歷經多次變遷，最終確定以生命科學為研究對象，開始深入系統地研究和探索。

　　據化學所相關負責人介紹，在形式上，分析化學的發展雙軌并進，一是依托于分析專業研究隊伍的集中發展，二是寓于其他學科的分散發展。

　　建所初期，以分析化學為中心的研究單元立足無機化學，屬無機分析方向。而有機分析最早隸屬于有機合成，直到1960年前后并入分析單元，兩個方向合稱為“分析化學研究室”，由梁樹權先生領銜。上世紀60年代、70年代，分析化學研究室逐漸發展完備。當時，科研人員們緊密結合國家需求，把握學科發展趨勢，開展了多項前瞻性創新研究。

　　1985年，隨著化學所撤銷研究室建制，分析室分散為組，兩年后復建，并于1989年更名為“生命科學中的分析化學研究室”。

　　在業內科學家們看來，該研究室較早部署了分析化學和生命科學的交叉研究，為我國生命分析化學的誕生和發展作出了重要貢獻。

　　毛細管電泳的先驅

　　對從事分析化學的研究人員而言，生命分析化學的難點在于，從相對簡單的無機分析體系轉至復雜生命體系樣品的研究。首當其沖的便是分離問題。

　　早在上世紀70年代末，該研究室研究員竺安便開始思考生物大分子的分離問題。“生物大分子相對慢的擴散速度，會限制它們在色譜過程中的分離效率，但在電泳過程中卻正好相反，分子越大、擴散系數越小，電泳分離的效率反而越高。”當時，竺安敏銳地意識到了毛細管電泳將在生命分析化學上大有可為。

　　于是，當毛細管電泳尚未引起國際權威分析化學專家注意的時候，化學所在竺安的帶領下，開始了毛細管電泳的探索，成為毛細管電泳研究的先驅。

　　如今，毛細管電泳已經發展為生物大分子分離分析的利器，人類的科技到20世紀末才能測定分子龐大、結構復雜的人類和動物基因的DNA序列，靠的正是這一技術。毛細管電泳研究也在化學所獲得了迅速而全面的發展，化學所成為我國此領域研究的中心之一。

　　瞄準生命科學前沿

　　2009年，“中科院活體分析化學重點實驗室”正式成立，國家自然科學基金委的“創新群體”也在這里誕生。科研人員敢為人先，將生命分析化學推向更高層次，并極大推動了該領域研究的快速發展。

　　十多年來，毛蘭群課題組創新性地發展了系列活體分析化學原理和方法，實現了模型動物的活體原位和活體在線分析，進而展開了諸如腦缺血和耳聾等神經生理和病理的分子機制研究和探索。

　　陳義課題組在毛細管電泳、色譜及其與質譜聯用等活體分離分析方法上進行了不懈探索，建立了針對活植物、活昆蟲直接取樣的超痕量分析方法。生物分子真實生理環境中相互作用的研究方法和技術平臺也隨之發展起來，包括免標記、可仿生的高通量表面等離子體共振成像方法等。基于此方法，他們自主研制了商品樣機和軟件工作站，能用于約兩千個識別反應的同時監測。

　　同時，馬會民、方曉紅、王樹、高明遠等課題組也系統地開展了分析化學與生命科學的交叉創新研究，例如，他們創制了結合STED超分辨成像、掃描探針成像和質譜成像等三大成像技術的高分辨化學成像系統。部分成果可用于重大疾病標志物的快速分析和藥物等研究。

　　此外，細胞質譜測定技術、親和色譜技術、脂質組學研究、氫氘交換質譜等新的生命科學分析創新成果也不斷涌現。

　　活體分析化學是個全新的、富有挑戰性的研究領域，該領域研究雖然備受關注，但是系統的研究才剛剛起步，急需創新的思維和方法。未來，化學所活體分析化學研究將依據化學與生命交叉研究的指導思想，不斷開展活體分析化學新原理和新方法的前沿探索。