楊丙成教授：新型分析儀器，自己動手最帶勁！

　　一次，學校分析測試中心某個儀器上的接頭壞了，一時無法使用。楊丙成接到求助后“慷慨解囊”，拿出自己實驗室自行加工的接頭給予幫助。“我那一抓一大把，都是自己加工的。這樣一個接頭外面賣到六七十元1個，自己做成本可以下降近10倍，且性能相當”。

　　 “不好意思，我辦公室比較亂，這些箱子里都是做儀器用的零件、電子元器件什么的……”楊丙成指著辦公桌前大大小小十幾個紙板箱對記者說。實驗室被楊丙成親切地稱為“手工作坊”，“實驗室里50%的儀器都是我們自己做的。”他自豪地介紹。

　　 發展新型分析儀器是楊丙成的主要工作。“我開發的分析儀器是很多領域樣品分析的必要工具。自己的儀器能作研究，還能給很多客戶用。很有成就感！”提起創新，楊丙成滿臉自信，神采飛揚 。

　　 做科研，“下得市場，上得火星”

　　 Anal. Chem.，《美國分析化學》，分析化學領域的頂級期刊，對稿件質量要求很高，儀器類文章更是難發。楊丙成卻已在該雜志上發表了8篇論文。

　　 2010年，楊丙成在美國做博士后期間發現了一種全新的檢測模式——電荷檢測器，可以測定溶液中所有類型的電解質的電量，而常見的電量測定儀器——庫倫儀僅能測定部分電解質。該成果在Anal. Chem.上發表時被稱為“檢測領域最突出的進展”，并且獲得一項美國授權專利。該專利又被色譜專業網站譽為“世界上首個離子色譜電荷檢測器專利”，后來該技術成功轉讓給美國ThermoFisher公司，并于2013年實現了產業化。

　　 火星上為什么沒有生命跡象、土壤中為什么寸草不生？2008年5月，美國“鳳凰號”火星車探測火星時發現，火星土壤中可能含有大量的高氯酸鹽。高氯酸鹽具有強氧化性，這就可以解釋為什么土壤中寸草不生了。但受檢測技術的限制，該檢測結果尚不能得到證實。太空航行中的極寒、極熱環境，以及對載重的苛刻限制，是對分析儀器的巨大挑戰，現有儀器根本無法使用。因此，NASA（美國國家航空航天局）推出了一個攻關項目，旨在發展某種技術確認上述檢測結果。

　　 對此，楊丙成的美國導師就召集了一班人馬，提出做一個特殊類型的色譜儀，去攻克這個項目。基于2006~2008年在該課題組的相關技術積累，楊丙成受邀于2011、2012年暑假赴美參與攻關。他覺得，這是“挺有意思的一件事。”儀器做好后，他們又在智利找了一個環境與火星相似的地方，在“那個鬼地方”，他們待了整整一星期做儀器測試。為模擬極寒條件，他們又將儀器放置在零下80度的冰箱內做熱脹冷縮測試。2014年，他們的相關成果——一種微型開管式毛細管離子色譜儀再次發表于Anal. Chem.。

　　 2008、2009年，楊丙成也在Anal. Chem.上相繼發表了兩篇文章，報道了一種高壓微型電致淋洗液發生器及其聯用接口。正是前期研發微型電致淋洗液發生器所積累的經驗，令他獲得了科技部重大儀器專項的資助，再研發用于常規色譜系統的電致淋洗液發生器。歷經3年艱苦攻關，該技術終于被攻克，于2015年實現了小批量生產。

　　 目前，發表SCI論文近70篇，獲授權專利15項，其中3項已轉讓，且2項已實現產業化，另有1項正在產業化進程中，2008年入校的楊丙成，不僅已獲選國家“優青”，并且成果累累。

　　 “國貨，要支持！”

　　 楊丙成主要從事色譜分析及相關技術研究。自2008年回國后，他開始為分析儀器的國產化貢獻力量。

　　 “最高濃度乘以2.5或3，按這個標準設……180毫安可以……”電話這頭，楊丙成了然于胸地予以指點，電話那頭，學生在青島為企業調試儀器，遇到問題就馬上求助。

　　 這個企業賣了兩臺儀器給雪龍號極地考察船。楊丙成為該儀器提供了兩個核心部件。“這個儀器缺一個東西，我就設計了一套設備。”他介紹，儀器運作需要用到溶液，溶液用完了需要人工配制。這不僅不利于自動化和長期無人值守運行，更重要的是，人工配制容易產生誤差，且會受空氣中的二氧化碳干擾。楊丙成提供的電致淋洗液發生器就可以完全避免這些缺陷。其原理類似于“整存零取”，先在“倉庫”中儲存上溶液。當純水經過該倉庫門口時，只要控制電流就可以從“倉庫”中取出所需試劑，試劑流入純水后，就能得到所需濃度的溶液。

　　 同時，這個設備使用起來也十分便捷，完全自動化運行，且使用時間很長，通常情況下可用2年左右。當倉庫內的溶液用完后，只需像老百姓為家中的凈水器換濾芯一樣，直接換個當 “倉庫”的瓶子即可。楊丙成的介紹聽起來輕松，其實里面蘊含了他在檢測技術方面的多年積累。這項工作實際上也是他承擔的科技部重大科學儀器設備開發專項的一部分。

　　 “我國絕大部分分析儀器是進口的。雖然從整體上看，目前國產儀器與國外儀器仍有一定差距（如使用方便性、性能等），但在某些領域，我國已形成領先優勢。” 同時擔任中國離子色譜學會專業委員會副理事長、中國儀器儀表學會理事的楊丙成表示，比如我國的原子光譜儀器就非常強。但令他感到遺憾的是，“國內用戶采購意愿不強！”已成為阻礙國產儀器發展的一個因素。

　　 只要能滿足基本需要，楊丙成家里用的大多是國貨，比如海爾洗衣機、格力空調，他隨手掏出來的手機也是華為的。他深有感觸地說，“儀器都是在用戶不斷使用、反饋、改進中日益完善的。所有分析儀器也都是在使用期間不斷發現問題、改進問題中完成升級的。要讓國產儀器有試錯的機會！我們不能永遠都處于買別人的儀器進行科學實驗的尷尬狀態中”。

　　 創新，無處不在

　　 楊丙成的創新之路是“力求國產儀器在功能上更強大，在結構上更有創意。”“小型、便捷、在線”則是未來分析儀器重要的發展方向。

　　 瘦肉精殘留不容易監管，就因為缺乏有效便捷的檢測儀器。目前，國內對瘦肉精的檢測用的是大型儀器，費用高達300萬元一臺，且操作相當復雜，操作者的技術門檻也很高，因為檢測后要進行大量的數據分析。

　　 對此，楊丙成在一種免疫試劑條技術的基礎上，利用光學儀器替代人眼對試劑條在陽性反應下呈色進行色度測量的原理，研發出了針對瘦肉精殘留的小型化快檢儀器。這個儀器就跟一般的鼠標一般大，握感很好，它的“頭頂”上有個插口，只要把試劑條插進去，含量多少、是否超標，一目了然。這對含瘦肉精樣品的快速篩查很有幫助。

　　 同樣的，類似于地溝油之類的檢測識別，對楊丙成來說也不在話下。“只要吃透其中的原理，并不難辦。”他也研制出了對應的分析方法及配套的手持式儀器。

　　 農村飲用水檢測、水質檢測、土壤檢測……凡是與自己的研究相關的，楊丙成都愿意去嘗試、去探索，并從中解決一些實際問題。

　　 培養學生，楊丙成也是大力鼓勵創新。有一次，他帶著一個學生設計了一個檢測儀器，學生完成后，激動了半天“這是我自己設計的儀器！好有成就感！”

　　 楊丙成還“以研養學”，確保學生無生活之憂，全心全意投入研究。因為“做儀器很花錢，不容易出成果。出10個主意，有2個成功就不錯了。”“干這行，比的就是堅持，就是時間、經驗的積累。”