董紹俊:探討生物分析技術領域新進展

　　董紹俊是第三世界科學院院士、中國科學院長春應用化學研究所研究員。

　　逆勢而上

　　1949年，在新中國成立的隆隆禮炮聲中，她跨入了北京輔仁大學化學系。在國慶節，她和同學們一起打著腰鼓，列隊通過天安門，真正體會到“中國人民站起來了”的喜悅。

　　正當她奮發讀書的時候，父親以“歷史反革命”的罪名被判入獄，這突如其來的災難像山一樣壓得她喘不過氣來，痛苦、彷徨、失望時刻折磨著她，是輟學，還是咬緊牙關向前走?在人生的十字路口，她毅然選擇了后者。堅信“知識就是力量”、“天生我才必有用”、“祖國永遠會鐘情每一個熱愛她的兒女”。她挺起胸膛，以巨大的勇氣和毅力，晝夜不舍，忘情讀書，把所有的痛苦都化作更加刻苦學習的動力。1952年，她以優異的成績畢業，被選入中國科學院長春應化所。從此，她和電化學結下了不解之緣，開始了她壯麗人生的艱難跋涉和攀登。

　　20世紀50至60年代初，她在極譜分析研究中建立了硅中痕量雜質測定和極譜電極過程的鑒別方法，深入開展了稀土絡合物的電極過程研究。初戰告捷，使她深深感受到科學探索與成功的歡樂。然而她卻沒有為此放慢探索的腳步，依然孜孜以求。60年代中期至70年代，她先后對稀土元素汞陰極電解、變價稀土元素、稀土固體化學等一系列國內外非常活躍的課題進行了大膽開拓，發表學術論文30多篇，6次參加全國學術會議，并提交多篇很有見解的學術報告。特別是在稀土電沉積率上，她以無可辯駁的實驗數據，修正了有的國外專家認為稀土電沉積率不能超過70%的論點，被國外專家稱贊為“開辟了電解法分離稀土的新途徑”。

　　“十年動亂”使科研的正常秩序被打亂，董紹俊卻未虛度年華，仍把心血傾注在她所鐘情的科學事業中。

　　董紹俊以扎實的科學底蘊，敏銳地預見到化學修飾電極是一門新興的領域，國內尚無人問津。1980年，她率先開拓了這一領域的研究，在原子、分子、超分子的電極修飾、表征和功能等方面成功地研制出各類新型修飾電極90多種，采用超分子自組裝解決了有序膜體系中荷電基團相互作用產生的難題;在導電聚合膜研究中，用電聚合過程中的摻雜反應研制成功了電化學傳感器;對無機物修飾電極的雜多酸類膜的深入表征和效應進行了開拓性的研究。董紹俊課題組為此被稱為“國際上有代表性的四個小組”之一。功夫不負有心人，5年內她先后發表論文40多篇，多次在國際會議上做專題報告，1987年獲國家自然科學三等獎、中科院科技進步二等獎。專著《化學修飾電極》以其內容豐實、分析深刻、成果創新等特點得到大陸和港臺地區專家學者的贊譽。

　　中國生物傳感器誕生

　　20世紀60年代出現的光譜電化學交叉學科方法，一直是在國際上十分活躍的研究領域。為了填補空白，董紹俊以一名科技工作者特有的膽識和目光，從80年代初率先在國內開展了光透光譜電化學法的現場研究，研制成功多種短、長光程的光透膜層電化學池，建立起多種譜學電化學技術和方法，闡明了一些體系復雜、難度大的反應機理問題，為解析生物大分子在電場作用下的構象變化發揮了重要作用。該成果1995年獲中科院自然科學二等獎，1993年專著《光譜電化學方法—理論和應用》、外文專論《光譜電化學》分別在美國和英國出版。在電催化研究中，她結合金屬卟啉電催化分子氧還原體系，提出了一整套獨創性的研究不穩定體系點催化的流體動力學理論和實驗方法，該成果1993年獲中科院自然科學二等獎。她提出并建立的超微修飾電極的電催化理論和實驗方法被收入外國叢書，作為“現代電化學方法新進展”，被國際上的專家學者廣泛采用。

　　1984年，她瞄準仿生膜電化學國際前沿，開展了色素蛋白的直接電化學研究，觀察到多種有機、無機和生物物質對其電子轉移有促進作用，發現了一些重要生物大分子的直接電子轉移現象，以及實現導電聚合物膜上藥物和生物大分子的電化學控制釋放，預示著廣闊的應用前景。突出的學術成果使她特邀在日本第115次藥學會9000人年會上作大會報告，是10位特邀代表中唯一的中國科學家。以化學修飾電極為主，她成功地研制出一、二、三代生物傳感器;設計合成了低溫水凝膠以提供酶分子的微水環境，真正實現了純非水溶劑中的生物檢測，相關的7篇論文連續在美國《分析化學》雜志上發表。她在第一次世界生物傳感器會議上所作的大會報告得到了國際同行的高度贊譽。她應邀撰寫的《生物電化學》專論分別在美國、德國出版。近年來，她開展了納米材料的合成組裝和納米電化學研究并取得了一系列創新性成果。

　　步入國際講壇

　　“科學無國界，但科學家有祖國。”這是董紹俊最信奉的格言。

　　令她難忘的是，1981年當她第一次去日本時，她以扎實的科學底蘊、流暢的外語、創新性的學術觀點所作的學術報告贏得了日本化學會、日本東北大學諸多專家學者的熱烈反應和高度贊譽。 她還應邀先后在美、歐等20多個國家和地區幾十所大學講學百余次，在國際學術會議上做大會、專題報告40多次。擔任“生物傳感器和生物電子學”、“生物電化學和生物能”、“電化學通訊”、“Talanta”等國際學術刊物編委和美國Kansas大學、法國Bourgogne、日本山黎等大學的客座教授，還擔任系列相關國際學術會議的國際顧問委員會、科學委員會委員。

　　我國首創毛細管電泳電化學發光綜合分析儀

　　一種具有自主知識產權、靈敏度高、穩定性強、多參數聯用的毛細管電泳電化學發光綜合分析儀，日前由中科院長春應化所研制成功，并通過了國家自然科學基金委員會組織的專家鑒定。專家認為，該儀器填補了國內外空白。

　　隨著國民經濟的迅猛發展和人民生活水平的大幅提高，生命科學和環境領域的分析研究日益引起廣泛關注，人們對相應的分析儀器的需求也越來越迫切。電化學發光(ECL)檢測、毛細管電泳技術和微流控芯片等分析檢測方法作為近年發展起來的新的檢測方法，分別具有靈敏度高、分離效率高、利于微型化等優點，在基礎科學研究尤其是生物及臨床分析中有很好的應用前景，目前已被廣泛應用于蛋白質檢測、免疫分析及DNA檢測等生物分析檢測領域。但目前相關ZL技術等一直把持在國外大型公司手中，所生產的專用儀器價格昂貴。

　　中科院長春應化所研究員董紹俊和他的研究團隊以國家需求為己任，聚焦電化學綜合分析儀器研發這一重要發展方向，于2005年1月承擔了國家自然科學基金委儀器專項“毛細管電泳電化學發光綜合分析儀的研制與開發”。他們與西安瑞邁電子科技公司合作，在現有的毛細管電泳電化學發光檢測技術研究基礎和積累上，將電化學發光、電化學等檢測技術與毛細管電泳(CE)、微流控芯片等分析手段有機結合，綜合分析各個方法及檢測技術的特點，優勢互補，并在此基礎上進一步小型化、集成化，解決了儀器研制中檢測器設計、器件組裝、實現多參數聯用等關鍵技術，經過近三年的攻關，研制出具有自主知識產權的毛細管電泳電化學發光綜合分析儀。

　　該儀器采用全新的設計，組建為多參數聯用分析儀器，目前國內外尚無此類商品儀器出售。該儀器的多功能檢測平臺將常規CE、芯片CE以及電化學和ECL檢測組合在一起并小型化。基于WINDOWS操作系統的多窗口、多界面、多參數、多控制分析部件的綜合化學分析檢測平臺，實現了各分析功能的聯用及同步分析。同時，他們還建立起與儀器實際應用相匹配的分析方法和應用體系，在生物藥物分析、臨床模擬應用等方面進行了大量的基礎研究;研發出5類新型的電化學發光探針，并應用于生物分子檢測與藥物分析;開發出一系列電化學發光探針在電極表面固定的新技術，發展了多種固體電化學發光檢測器，并應用于微流控分析系統，取得系列創新成果。

　　另據介紹，該電化學綜合分析儀器可用于蛋白質、DNA、氨基酸、臨床藥物等生物分子檢測分析，同時比相關領域通常應用的進口儀器大大降低了成本，在生化、醫藥、臨床、免疫等方面有著更為廣闊的市場前景。

　　董紹俊百科

　　董紹俊 女，山東青島人，1931年6月出生。1952年畢業于北京鋪仁大學。任電分析化學開放室主任，為研究員、博導。長期從事電分析化學研究，特別在化學修飾電極，光譜電化學，生物電化學和超微電極等領域作出重要貢獻。承擔過國家、省部委自然科學方面重大任務多項，均取得優秀成績。獲國家和中科院自然科學獎5項，均排名第一。出版專蓍部。外文專論5冊。ZL9項。發表論文400多篇，美國(SCI)檢索，被引用1000多次。美車ISI報告，1993-1997年國際電化學雜志論文世界排前100名中名列榜首。1997年發表論文被引用篇數個人全國排名第二。1998年當選 為吉林省首批省管優秀專家。1999年被授予全國先進女職工稱號。在科研中拓進取，在國際會議上作特邀大會、專題報告30余次，在美、歐、亞洲諸國以及香港和臺泫地區講學80余次。被聘為三種國際權威雜志編委以及美、法兩所大學兼職教授。培養研究生70多人，她本人連續4屆被中科院評為優秀導師。