閃光的足跡-記分析化學(xué)家耿信篤教授

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
本刊主編楊建華編審早就讓我們采訪耿信篤教授,把他的科研成就和奮斗精神介紹給讀者。耿信篤教授潛心研究,惜時(shí)如金,我們幾次登門采訪,都未能如愿。只好留言:請(qǐng)耿老師約定時(shí)間,我們?cè)僭L。 一天下午,應(yīng)耿信篤教授之約,我們?nèi)ゲ稍L他。耿教授在書房里接待了我們。耿教授的幾個(gè)書架上大多是化學(xué)方面的著作,有中文版的,也有外文版的。對(duì)于耿教授從事的研究領(lǐng)域,我們知之甚少,自然對(duì)這些高深的專著興趣不濃,我們的注意力集中在書架上《中國(guó)當(dāng)代自然科學(xué)人物總傳》、《當(dāng)代中國(guó)科技名人成就大典》、1993年《中國(guó)人物年鑒》、《中國(guó)當(dāng)代科技精華叢書》等書刊中,在這些書刊中均有介紹耿信篤教授的傳略或文章。 《中國(guó)當(dāng)代自然科學(xué)人物總傳》既是一部自然科學(xué)綜合性人物傳記著作,又是一部自然科學(xué)學(xué)術(shù)著作。入傳對(duì)象為中國(guó)當(dāng)代自然科學(xué)領(lǐng)域具有學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的高級(jí)知識(shí)分子。它是我國(guó)第一部完整、系統(tǒng)、全面地記載中華人民共和國(guó)成立以來(lái)在自然科學(xué)界作出學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的專家學(xué)者的總傳。客觀地?cái)⑹隽巳雮鲗W(xué)者的主要學(xué)術(shù)活動(dòng)、學(xué)術(shù)思想和學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。在總傳的第二卷中共收入712位專家學(xué)者的傳略,其中有中國(guó)科學(xué)院院士朱景潤(rùn)、王淦昌、曾昭倫等著名科學(xué)家。 1993年《中國(guó)人物年鑒》共收錄各界人物1039人,其中包括中國(guó)共產(chǎn)黨和國(guó)家、政府、軍隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)人,各民主黨派領(lǐng)導(dǎo)人,獲得全國(guó)性重大榮譽(yù)稱號(hào)的英雄模范人物,在農(nóng)工商各條戰(zhàn)線上做出突出貢獻(xiàn)的企業(yè)家、改革家和優(yōu)秀代表人物,在科學(xué)技術(shù)方面有重大發(fā)明創(chuàng)造的專家,在學(xué)術(shù)上有重要成就的學(xué)者,發(fā)表有影響的著作或作品的理論家、文學(xué)家…… 《中國(guó)當(dāng)代科技精華叢書》由盧嘉錫任主編、宋健作序,該書主要介紹中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)工程院院士、國(guó)家科學(xué)大獎(jiǎng)的主要獲得者及部分貢獻(xiàn)突出的青年科學(xué)家的有代表性的高新科研成果。在該叢書的化學(xué)卷中記載了趙玉芬、唐敖慶、耿信篤等37位化學(xué)家。 耿信篤,陜西省山陽(yáng)縣人,1941年4月生。山陽(yáng)縣位于陜西省東南部的秦嶺南坡,山大溝69多,地貌復(fù)雜。家鄉(xiāng)的自然環(huán)境鑄就了耿信篤頑強(qiáng)拼搏的意志,蘊(yùn)藏著巖石中豐富的物質(zhì),使他中學(xué)時(shí)代對(duì)化學(xué)這門科學(xué)就情有獨(dú)鐘。上中學(xué)時(shí),他的課外讀物大多是有關(guān)化學(xué)的參考書,這使他從此于化學(xué)結(jié)下了不解之緣。化學(xué)這個(gè)豐富多采的世界獨(dú)有魅力吸引著他一步一步地深入,并漸入佳景。中學(xué)畢業(yè)時(shí),他考取了西北大學(xué)化學(xué)系。他發(fā)奮苦讀,勇于探索,1960年以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于西北大學(xué)化學(xué)系,留校從事教學(xué)與科研工作。1978年晉升為講師,1986年破格晉升為教授,1990年被評(píng)為博士生導(dǎo)師,F(xiàn)任中國(guó)色譜學(xué)會(huì)常務(wù)理事、上海交通大學(xué)生物工程與技木系兼取數(shù)授、《色譜》雜志編委、美國(guó)普渡大學(xué)客座教授并為美國(guó)大學(xué)教授會(huì)成員。耿信篤教授曾先后為本科生和研究生講授分析化學(xué)、無(wú)機(jī)及分析、高等分析化學(xué)、現(xiàn)代分離科學(xué)、表面物理化學(xué)等課程,并給博士生用外語(yǔ)開設(shè)現(xiàn)代分離科學(xué)研究課程。耿信篤教授講課重點(diǎn)突出,遐輯性強(qiáng),深受學(xué)生的歡迎,他已培養(yǎng)和指尋碩士生11名、博士生8名。 我們?cè)倏匆韵鹿⑿藕V教授經(jīng)歷中的一些片段: 1981年5月~1984年6月先后在美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者并任教授會(huì)成員和在普渡大學(xué)講學(xué)。 1987年6月被國(guó)家教委委派,作為現(xiàn)代科學(xué)儀器考察團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)帶團(tuán)赴日本考察。 1989年6月在瑞典斯德哥爾摩參加第13屆國(guó)際液相柱色譜會(huì)議,并為特邀中心發(fā)言人。 1991年10月在美國(guó)華盛頓參加第9屆國(guó)際高效液相色譜分離蛋白質(zhì)、多肽及核酸國(guó)際會(huì)議,并作大會(huì)報(bào)告。 1992年9月在法國(guó)參加第19屆國(guó)際色譜會(huì)議,并作大會(huì)報(bào)告。 1994年他研究的“基因工程生產(chǎn)治療蛋白復(fù)性及同時(shí)純化技術(shù)”在美中匹茲堡召開的第10屆國(guó)際發(fā)明與新技術(shù)大會(huì)上獲金獎(jiǎng)。 1995年1月~1996年2月在美國(guó)普渡大學(xué)任客座教授,為研究生講授現(xiàn)代分離科學(xué)。 耿信篤教授在科學(xué)研究方面成績(jī)卓著。60年代從事微量分析中環(huán)爐技術(shù)研究,首創(chuàng)了多孔環(huán)爐儀,提出了疏水柵柱環(huán)及自動(dòng)持續(xù)沖洗技術(shù),使我國(guó)在環(huán)爐技術(shù)研究方面居世界領(lǐng)先地位。近10年來(lái),他跟蹤現(xiàn)代科學(xué)的前沿領(lǐng)域,開展現(xiàn)代分離科學(xué)研究,開展生物大分子的分離和純化的研究。先后承擔(dān)國(guó)家“七?五”科技攻關(guān)、國(guó)家“863”高技術(shù)、國(guó)家自然科學(xué)基金中的高技木新概念項(xiàng)目、國(guó)家教委優(yōu)秀年輕教師資助項(xiàng)目等10項(xiàng)重大科研任務(wù),在基礎(chǔ)理論及高新技術(shù)研究方面均取得一系列重大的創(chuàng)新性成果。 1952年,英國(guó)生物化學(xué)家馬丁和辛格因提出液-液色譜分配機(jī)理而獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展,探索各種高效液相色譜的保留機(jī)理已成為各國(guó)色譜學(xué)家的目標(biāo)。1983年耿信篤與他在美國(guó)的合作者普渡大學(xué)的F.E.Regnier教授,根據(jù)體系中溶質(zhì)、流動(dòng)相、固定相分子間多種相互作用的熱力學(xué)平衡,在世界上首次提出了反相高效液相色譜溶質(zhì)的計(jì)量置換保留機(jī)理??在溶質(zhì)分子被固定相吸附的同時(shí),在溶質(zhì)與固定相接觸界面上必然釋放出一定數(shù)目的置換劑分子。并將其發(fā)展到除尺寸排阻色譜外的各種色譜領(lǐng)域,提出適用于全濃度、多組分的各類色譜的統(tǒng)一保留模型;他所提出模型中的Z值使液相色譜的應(yīng)用從一般分析提高為研究生物大分子構(gòu)象變化的新方法。著名色譜學(xué)家E.Soczwinski認(rèn)為該模型是對(duì)置換機(jī)理的“intensive development”。國(guó)外的雜志評(píng)價(jià)為“耿所提出的模型是幾十年來(lái)最激動(dòng)人心的結(jié)果”。它已被取代液相色譜奠基人之一的L.R.Snyder博士等國(guó)內(nèi)外著名學(xué)者驗(yàn)證、承認(rèn)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)專家也對(duì)該模型作出了很高的評(píng)價(jià):周同惠教授評(píng)價(jià)“本項(xiàng)工作有創(chuàng)新性見解,有一定學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)用意義”;陸婉珍教授的評(píng)價(jià)是“由于Z值的提出對(duì)反相液相色譜中的保留機(jī)理的認(rèn)識(shí)是有推動(dòng)作用的”。 耿信篤在美國(guó)的合作者Reginer教授以這一模型為核心曾先后獲DalNogare獎(jiǎng)及1988年美國(guó)化學(xué)會(huì)獎(jiǎng),而耿信篤教授也因此成果而獲國(guó)家教委l988年科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。國(guó)家教委評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)專家組的評(píng)價(jià)為:“此項(xiàng)研究提出的液相色譜中計(jì)量置換模型,是目前得到國(guó)際公認(rèn)的最佳模型,考慮到了溶質(zhì)、溶劑、吸附劑三者間各種效力學(xué)平衡,思想新穎,觀點(diǎn)全面,推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)用于各種色譜體系,理論與實(shí)踐均很好符合,在學(xué)術(shù)上、理論上均具有獨(dú)創(chuàng)性,達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,被國(guó)際色譜學(xué)界權(quán)威肯定和應(yīng)用。此項(xiàng)研究的合作者普渡大學(xué)Reginer教授已獲美國(guó)化學(xué)會(huì)獎(jiǎng),從Reginer給西北大學(xué)校長(zhǎng)來(lái)信中,表明他們合作所取得的成果,耿信篤是發(fā)現(xiàn)者,發(fā)表論文耿均為第一作者。因此,耿在我國(guó)也應(yīng)予以獎(jiǎng)勵(lì)! 1992年《J.Chromatogr.,》主編來(lái)函特約耿信篤教授撰寫有關(guān)“反相高效液相色譜保留機(jī)理”方面的評(píng)論文章,這不僅說(shuō)明國(guó)際學(xué)術(shù)界已承認(rèn)該模型并認(rèn)定耿教授是保留模型的主要提出者,而且表明耿教授在國(guó)際色譜學(xué)界的地位。 回國(guó)之后耿教授將他與Reginer合作提出的僅造于一定濃度范圍的二元組分的反相色譜保留模型發(fā)展到全濃度多組分的反相色譜體系,并將這一模型推廣到正相色譜、薄層與紙色層及疏水相互作用色譜,并進(jìn)而發(fā)展成為液相色譜中除排阻色譜外的一個(gè)統(tǒng)一的保留模型,深入地揭示了各類色譜的保留過(guò)程的本質(zhì)是相同的計(jì)量置換過(guò)程,進(jìn)而解釋了以前許多難以解釋的現(xiàn)象,如溶質(zhì)的結(jié)構(gòu)與保留的關(guān)系、固定相與保留的關(guān)系、反相色譜的收斂點(diǎn)、鑭系元素四素組效應(yīng)的表征等,并提出了色譜中一些新的表征參數(shù),拓寬了該模型的應(yīng)用范圍。他們所提出的對(duì)基因工程產(chǎn)品的分離與純化極有效的疏水相互作用色譜中的保留機(jī)理尤為重要。 耿信篤教授建立了物理化學(xué)中液-固吸附體系定量模型,并將其與液相色譜計(jì)量保留模型一起來(lái)。液-固體系中溶質(zhì)在固體表面上吸附機(jī)理是現(xiàn)代液相色譜及表面物理化學(xué)的基礎(chǔ)理論之一,長(zhǎng)期以來(lái),人們將氣?固吸附機(jī)理用于液?固吸附體系。后者遠(yuǎn)較前者復(fù)雜,習(xí)慣上簡(jiǎn)單的搬用實(shí)際上出現(xiàn)了較大的偏差,在很大程度上阻礙人們對(duì)液?固吸附本質(zhì)的了解及實(shí)際應(yīng)用。耿信篤教授所提出的“液?固體系中溶質(zhì)計(jì)量置換吸附模型”,提出了溶劑化的溶質(zhì)分子被溶劑化的吸附劑吸附時(shí),在二者之間必然釋放出一定計(jì)量數(shù)目Z的溶劑分子。這一模型的推導(dǎo)過(guò)程考慮了各種分子間的相互作用,客觀地表達(dá)了吸附機(jī)理。該論點(diǎn)的意義在于: ①特70多年來(lái)廣泛應(yīng)用的Freundlich經(jīng)驗(yàn)公式從理論上推導(dǎo)出來(lái),闡述了式中各項(xiàng)參數(shù)的物理意義,對(duì)用該公式線性作圖斜率小于1的原因進(jìn)行了解釋;②將所提出的計(jì)量吸附模型與Langmuir模型比較,發(fā)現(xiàn)不僅其理論模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的線性回歸要比Langmuir模型為好,其線性參數(shù)q/Z和β溶質(zhì)性質(zhì)之間有著內(nèi)在聯(lián)系。而且該模型可適用于多種吸附體系(不同溶質(zhì)、不同溶劑和不同吸附劑)的吸附;③對(duì)液?固吸附中的Trauble規(guī)律及反Trauble規(guī)律進(jìn)行了解釋;④液相色譜的計(jì)量量換保留模型,其實(shí)就是液?固吸附定量模型理論推導(dǎo)過(guò)程中的一個(gè)公式。這樣,用計(jì)量置換機(jī)理將長(zhǎng)期以來(lái)物理化學(xué)及色譜領(lǐng)域中各自地立進(jìn)行的吸附及保留機(jī)理研究統(tǒng)一起來(lái)。耿信篤教授所著《現(xiàn)代分離科學(xué)理論導(dǎo)引》是世界上有關(guān)分離科學(xué)的兩部理論著作之一。耿信篤教授在《現(xiàn)代分離科學(xué)理論導(dǎo)引》專著中,全面、系統(tǒng)地闡述了現(xiàn)代分離科學(xué)的基礎(chǔ)理論,提出現(xiàn)代分離科學(xué)理論組成的骨架。集中介紹了近年來(lái)國(guó)際上分離科學(xué)領(lǐng)域中獲獎(jiǎng)的有突出貢獻(xiàn)的一些化學(xué)家的最新成就,以及作者自己在這一領(lǐng)域中的最新研究成果。梁樹權(quán)教授認(rèn)為該專著“闡述了現(xiàn)代分離科學(xué)中的一些理論問(wèn)題,提出一系列新的見解,彌補(bǔ)了我國(guó)色譜界理論進(jìn)展較貧乏的缺陷,它是‘文革’以來(lái)最佳化學(xué)著作之一,給學(xué)者以指路明燈! 耿信篤創(chuàng)立了全國(guó)第一個(gè)現(xiàn)代分離科學(xué)研究所,該研究所被列為陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。西北大學(xué)化學(xué)系被確定為全國(guó)理科培養(yǎng)人才基地、分析化學(xué)博士后流動(dòng)站,這與耿信篤教授創(chuàng)新的研究工作分不開。 耿信篤教授不僅在地論研究上取得了重大成果,而且在生物大分子特別是某因工程產(chǎn)品的分離機(jī)理、介質(zhì)合成、純化工藝及交性蛋白的復(fù)性等高新技術(shù)研究中取得了突破性成果。 耿信篤教授創(chuàng)建的我國(guó)第一個(gè)專門從事生物大分子分離和純化的研究室的設(shè)備及能力已具備從一般分析、測(cè)定實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向研究生物大分子構(gòu)象及生物大分子,如多肽、蛋白及其他基因工程產(chǎn)品的分離、純化和制備生產(chǎn),基因工程產(chǎn)品發(fā)酵、細(xì)胞培養(yǎng)及生物活性測(cè)定。已承擔(dān)10項(xiàng)國(guó)家有關(guān)生物大分子分離和純化理論及應(yīng)用方面的重大研究課題,基本上能保證在生物大分子分離和純化研究方面跟蹤世界先進(jìn)水平。 在蛋白質(zhì)的分離與純化研究方面,“七?五”及“八?五”期間耿信篤教授均承擔(dān)了國(guó)家“863”生物高技術(shù)領(lǐng)域中有關(guān)“目標(biāo)產(chǎn)品的制備色譜及純化工藝研究課題”,用疏水介質(zhì)直接對(duì)生物工程產(chǎn)品??重組人γ-干擾素鹽酸胍提取液進(jìn)行分離、富集和復(fù)性,分離效果相當(dāng)于通;蚬こ毯筇幚淼5~6步(省去了沉淀、過(guò)濾、離心分離、復(fù)性及除去其他雜蛋白等過(guò)程),我國(guó)病毒基因工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等四個(gè)單位還用于重組人β型干擾素,白細(xì)胞介素-2、病毒轉(zhuǎn)移因子的分離和純化。這是對(duì)基因工程產(chǎn)品分離的一項(xiàng)突破性進(jìn)展,解決了基因工程產(chǎn)品與包涵體中雜質(zhì)分離的生物工程中長(zhǎng)期難以解決的問(wèn)題,在國(guó)際上是首創(chuàng),該成果已被列入《中國(guó)高等學(xué)樣重大科技成果與研究進(jìn)展選編》中。 在蛋白體外折疊及復(fù)性研究上,耿信篤教授承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金中的高技術(shù)、新概念項(xiàng)目??用色譜法對(duì)蛋白折疊的研究。蛋白折疊是當(dāng)前分子生物學(xué)研究的前沿課題,但迄今為止的折疊研究均是基于Anfinsen的觀點(diǎn),即除去變性條件后的變性蛋白的隨機(jī)折疊。耿信篤教授等首次在同際上采用色譜法完全除去交性劑,并在液-固界而上(即疏水色譜填料表面),在分子水平上給已交性的蛋白分子提供能量,不僅使水合變性蛋白分子瞬時(shí)脫水并瞬時(shí)固定在固定相表面上,在疏水界面上形成微區(qū)及中間體,加速折疊述程。并提出了蛋白質(zhì)在疏水介質(zhì)上折疊的機(jī)理,使蛋白的體外人工折疊成為可能。用于基因工程產(chǎn)品如γ-干擾素的復(fù)性,可使活性回收率提高2~3倍,大大簡(jiǎn)化純化工藝。 在基因工程產(chǎn)品分離介質(zhì)研究中,耿教授圓滿完成了國(guó)家“七?五”科技攻關(guān)的三個(gè)項(xiàng)目:①首次合成了硅膠基質(zhì)上α-淀粉酶專一性親合填料;②合成了國(guó)內(nèi)從未合成過(guò)的α-干擾素單克隆抗體填料;③在國(guó)際上首次合成了改性醚鍵硅膠介質(zhì)高效疏水色譜介質(zhì),通過(guò)了國(guó)家科委委托國(guó)家教委主持的鑒定。鑒定專家組評(píng)價(jià)是“很好完成了‘七?五’攻關(guān)項(xiàng)目的任務(wù),未見國(guó)內(nèi)外報(bào)道,為首次合成,為立足國(guó)內(nèi)技術(shù)替代進(jìn)口介質(zhì),有應(yīng)用推廣價(jià)值。”其中“高效疏水色譜填料”還被國(guó)家科委選為技術(shù)出口項(xiàng)目。該成果獲1992年陜西省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 上述的貢獻(xiàn)也提高了耿倍篤在國(guó)際學(xué)術(shù)界的知名度,他曾多次被邀在美國(guó)、歐洲及亞洲的國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上做Keynotelecture,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主辦的《AnalyticalAbstracs》雜志主編J.Gorden曾特邀耿教授對(duì)該雜志的質(zhì)量、內(nèi)容等進(jìn)行全面的評(píng)估。國(guó)際著名的《J.Chromatography》,《Chromatographia》和《J.Liq.Chromatography》雜志主編均來(lái)函特邀耿信篤的稿件及寫專題進(jìn)展的評(píng)論。耿信篤被收入英國(guó)劍橋國(guó)際傳略中心(IBC)名人錄中,他被美國(guó)傳記研究所(ABI)評(píng)為1996年有成就金獎(jiǎng)獲得者。 耿信篤教授有獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的精神,從1964年起,他先后在《中國(guó)科學(xué)》、《化學(xué)學(xué)報(bào)》、《高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報(bào)》及《Journalof Chromatography》等國(guó)際國(guó)內(nèi)著名雜志上發(fā)表舉術(shù)論文130余篇。他吃苦耐勞,艱苦奮斗,熱愛黨,熱愛社會(huì)主義,治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn),學(xué)術(shù)思想活躍,富有創(chuàng)造力及拼搏精神,是一位做出重大貢獻(xiàn)的年富力強(qiáng)的優(yōu)秀中青年科學(xué)家。他的科學(xué)研究受到了黨和政府的充分肯定,他的研究成果曾獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)、國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、陜西省政府科技成果一等獎(jiǎng)等10次重大科技成果獎(jiǎng)。1990年耿教授被國(guó)家教委和國(guó)家科委授予“全國(guó)高校先進(jìn)科學(xué)工作者”稱號(hào),被國(guó)家勞勞人事部授予“國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家”稱號(hào);1991年被國(guó)家教委及人事部評(píng)為“有突出貢獻(xiàn)的回國(guó)留學(xué)人員”;1992年被評(píng)為“陜西省勞動(dòng)模范”。
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