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累累硕果报效祖国和人民
文章来源:    发布时间:2013-09-29    【字号:

  

(一) 聚焦国际科学前沿, 发展分析化学

  科学的本质在于创新,正如一位伟大的哲人曾经说过的“……人类总得不断地总结经验,有所发现,有所发明,有所创造,有所前进”。六十多年来,汪尔康所走过的道路,就是在充满艰辛和挑战的科学研究中,不断地发现、发明、创新、开拓之路。他认为:科研工作者的价值在于用累累硕果报效国家和人民。在这种理念的驱使下,他利用一切机会,了解和把握国内外分析化学的发展态势,以国家需求和科学发展前沿来定位自己的创新目标。以坚韧不拔的意志,全身心地投入到他所挚爱的科研事业中,取得了令人瞩目的科学成就。

  20世纪50年代后期和60年代,汪尔康第一个发现了阴离子促使汞电极氧化产生极谱氧化波的普遍规律,并提出与汞形成配合物及形成汞盐膜的理论,这一发现被编入专著《极谱学基础》一书。“配合物极谱电极过程”获1989年中国科学院自然科学奖一等奖。他第一个发现了锑(III)与各类氨羧配合剂的配合物、锰(II)与酒石酸双核配合物的极谱波,系统研究了配合物的电极过程。70年代,他研制成功我国第一台大型脉冲极谱仪,其灵敏度和稳定性均达到当时国际先进水平。80年代他研制成功国内首创、达到国际商品水平的多功能新极谱仪,获得实际应用,并分别建立了方法和理论,获国家科学大会奖和省部级科技进步奖。他应用极谱和电化学方法于第二松花江水系分析和环境保护,获中国科学院1987年科技进步奖一等奖。

  80年代,当液/液界面电化学刚刚问世,汪尔康即敏锐地预见到这一方向的发展前景,率先开展了系统研究。他发展了线性电流扫描法研究液/液界面的方法和仪器,系统探讨了离子转移机理,概括提出离子转移普遍规律的理论,为国际同行权威所公认。“液/液界面电化学的研究”获中国科学院1990年自然科学奖一等奖、1993年国家自然科学奖四等奖。在此基础上,他又将液/液界面电化学发展为仿生膜的电化学研究,研制成功仿生膜新型生物传感器,并借仿生膜促进生物分子直接电化学等,为发展这一研究领域做出了重要贡献。

  结合国家对生命科学中的化学问题和环境分析等领域的重大需求,汪尔康及时开展了生物分子相互作用、生物电化学的研究;开展了液相色谱/电化学的应用研究和基础研究;系统研究并设计出各类微电极、阵列电极、多工作电极及化学修饰电极等的检测方法;在国内最先研究了各类电极的极谱电极过程,并与各类极谱及电分析技术联用,提出镱、硝酸根、亚硝酸根同时存在的催化和电催化机理,为中国电分析化学跻身于世界前列发挥了重要作用。这些研究,使他在1985~1995年间,相继荣获中国科学院自然科学奖一等奖2项、二等奖1项,中国科学院科技进步奖二等奖、三等奖各1项。

  从1990年起,汪尔康又在国内较早地开展了扫描探针和电化学扫描探针显微学的研究,在单晶界面电化学研究方面取得了突破性进展。“扫描探针显微技术在电化学和生命科学中的基础研究”获2003年吉林省科技进步奖一等奖。他还率先开展了毛细管电泳/电分析化学和用于药物及重大疾病蛋白质的分析研究,“毛细管电泳/电化学发光及电化学检测的研究”获2005年吉林省科技进步奖一等奖和2009年国家自然科学奖二等奖。

  1997年,汪尔康以他在电分析化学领域的突出成绩和重要贡献,荣获世界知识产权组织(日内瓦)创新发明奖和第十届霍拉子米国际科学优秀研究奖(一等奖)两项国际奖,为祖国和人民赢得了荣誉。2004年4月,吉林省委、省政府授予汪尔康首届科技进步特殊贡献奖。

  至今,汪尔康已获得国家、院部省级科技成果奖18项、国际奖2项;申请专利公布42项;发表科技论文984篇,其中SCI (Science Citation Index)收录738篇,SCI引用17000余次;H-指数66;出版专著、译著和专论60余篇册,包括主编出版《21世纪的分析化学》(1999)、《生命分析化学》(2006)等;在国际会议及相关机构作大会、专题、邀请和口头报告200多次。这些成果、专利、论文和专著、译著等是他在长达半个多世纪辛勤耕耘的结晶,对发展电分析化学具有深远的意义。

  汪尔康先后被中国科学技术大学、清华大学等10所高校聘为客座教授,被《化学学报》等20余种化学杂志聘为编委或顾问编委。1991年汪尔康当选为中国科学院学部委员(院士),1993年当选为第三世界科学院院士。2006年当选日本分析化学学会荣誉会员。

(二) 面向国家战略需求, 创新系列分析仪器

  汪尔康始终以国家需求为根本出发点。在20世纪50年代后期,他就把目光聚焦在电分析仪器的研发上,并为此付出了极大的心血。70年代中期,汪尔康研制成功我国第一台大型脉冲极谱仪。80年代后又首创多功能新极谱仪,获1990年国家级科技新产品奖。他先后研制成功经典极谱仪、各类示波极谱仪、方波极谱仪、示波/方波极谱仪、脉冲极谱仪、循环伏安仪、电位溶出伏安仪、四电极系统循环伏安仪、线性电流扫描伏安仪和水质检测仪等。同时,又先后发展出悬汞电极、汞膜电极和其他固体电极,以及化学修饰电极的极谱法、伏安法及溶出法和金膜电极电位溶出法,还发展出极谱滴定、离子交换极谱、极谱自动分析器等装置和方法,并与吉林省国营8270厂、吉林省无线电厂和四平电子厂合作生产相关产品,产生了很好的经济效益和社会效益。

  针对我国环保监测、人民健康和生命科学等诸多领域中的重大分析问题,从20世纪末汪尔康就开展了“毛细管电泳/电化学发光检测仪(CE-ECL)”的研发。这是“十五”国家科技攻关重大项目“科学仪器研制与开发”的子项目。在研发中他创新地将毛细管电泳的高效分离技术与电化学发光灵敏检测技术相结合,综合发挥分离/分析的协同优势,扩大了两项技术单独使用的应用范围。在此基础上,与

  西安瑞迈公司合作,突破了毛细管电泳分离单元、电化学单元和发光检测单元一体化的重大难题,解决了分离毛细管与检测装置的集成、电化学检测池的器件组装等关键技术和集成技术,成功地将毛细管电泳分离和电化学发光检测各自特点集为一体,研制出国际首创、具有我国自主知识产权的“毛细管电泳/电化学发光检测仪”。该仪器可同时对被测样品实现毛细管电泳在线分离、电化学发光实时检测,并同步显示化学发光信号、电化学电位扫描信号、电化学电极电流信号及毛细管电泳电流信号,并对其进行详细分析。它的成功研制,不仅可用于药物、氨基酸等检测分析及蛋白质分离检测、免疫及DNA分析和细胞组分的测定,还可用于研究蛋白质分子间或其他分子如临床药物间的相互作用以及蛋白质折叠现象和构象变化等,对深入探讨相关疾病的发生机制具有很好的参考价值。而有关DNA的损伤及其修复等的科学研究,在一定程度上有助于了解一些基因性疾病的致病原因并寻求可能的治疗手段。

  该仪器在检测系统设计、电极化学修饰、电化学发光试剂的固定化、整体仪器的开发和芯片系统制作方面取得了突破性的成果:①建立了方便易用的毛细管电泳电化学发光、电化学的检测平台,基于该平台,对药物、环境污染物、生物分子等进行检测,并应用到临床样本等实际体系的分析,推动了该技术的发展。②将化学修饰电极技术引入毛细管电化学检测,极大地提高了检测的灵敏度、选择性及电极的稳定性。③建立了多种电化学发光试剂的固定化技术,避免了繁琐的试剂引入操作,提高了信号的稳定性,并首次将该技术用于毛细管电泳分析。例如,制作毛细管腐蚀接头,有效抑制了电泳高压对检测的干扰;利用平行催化的电化学和发光的电化学及电化学发光双检测技术,扩大了毛细管电泳电化学发光检测的应用范围;对毛细管电泳电化学发光检测中的场放大效应进行研究,提高了检测的灵敏度。④首次研制出商品化的整体毛细管电泳电化学发光检测仪,经中国科学院组织的鉴定会评价为“国际首创”,该仪器已成功投放市场,取得了可观的经济效益和社会效益,并为该项研究的推广和相关学科的研究提供了有力的工具。⑤建立了新型的芯片毛细管电泳电化学发光、电化学检测系统,为后续研究提供了有效平台。该仪器的研制成功,是产研结合的典范,具有广阔的市场前景。该仪器的相关技术已申请专利公布15项。在此基础上,汪尔康等又从国家需求出发,研发出了“小型医用毛细管电泳电化学发光仪”等系列仪器,为一些重大疾病的早期诊断和医治提供了新型灵敏的检测仪器。