在中國化學會第29屆學術年會召開期間,筆者碰巧聽到了北京師范大學化學學院那娜副教授所作的學術報告,再一次領略了在分析科學創新研究中學科交叉的魅力。
那娜,女,2002年獲河北大學化學與環境科學學院學士學位,2005年于北京師范大學化學學院碩士畢業,同年赴清華大學攻讀博士學位,師從張新榮教授。2007年9月~2008年6月在“國家建設高水平大學公派研究生項目”資助下,作為聯合培養博士生赴美國普渡大學化學系庫克斯(Cooks)教授組學習。2009年獲清華大學化學系博士學位,現為北京師范大學化學學院副教授。同時兼任英國皇家化學會旗下J.Anal.Atom.Spectrom.雜志的中國區新聞記者。

納米材料表面化學發光是樣品分子在納米催化劑表面發生催化氧化反應時伴隨的化學發光現象。近年來,那博士和她的合作者們對納米材料表面的催化化學發光現象進行了深入系統地研究,設計了一系列適用于有害氣體和揮發性有機物檢測的傳感器。具體而言就是,不同的樣品分子在同一種納米材料表面響應所得到的化學發光信號不同,同一種樣品分子在不同納米材料表面上的化學發光響應信號也不同。因此,每一種物質若在一組特定的納米材料上進行響應,就可以獲得該物質的化學發光信號指紋圖譜。利用線性判別分析(LDA)方法對這些數據進行分析,從而可實現不同樣品分子的識別。由于各傳感單元的發光強度和光譜特征又能夠通過溫度進行調節,因此這種傳感器陣列可綜合化學發光強度、光譜變化、溫度效應所提供的多維信息進行樣品檢測,具有較強的識別能力。
但是這類傳感器陣列仍存在一些應用上的局限。譬如對于氣態烴類物質而言,當使用堿土納米材料作為感應單元時,它們的催化發光活性非常差;再譬如,如果不采用高溫和大體積進樣的話,該技術很難用于檢測液態樣品。那博士和她的合作者們巧妙地將質譜技術中的低溫等離子體技術和電噴霧離子化技術引入到他們的實驗裝置中,從而極大地提高了被分析物的催化反應活性,實現了在相對低的溫度下對液態樣品(例如:糖尿病病人尿液中的糖)的分析。這一成果已發表在美國化學會分析化學雜志上。
如果仔細品味一下那博士在會議上所介紹的工作,它涉及了催化化學、質譜技術、納米材料、化學計量學、光譜學、臨床診斷等諸多領域。它需要一個團隊的通力合作,而且這個團隊里成員的學術背景也應是各有特色,互為補充。創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力,這一點已為大家所認可。那么,如何取得原始性創新呢?借助學科交叉來開拓新的視角,是實現創新的一條道路。





