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为天地立心 为生民立命

2016-11-15雷杰能

江西教育A 2016年9期
关键词:质谱仪器教授

雷杰能

这是一个立足红土地、面向全世界的科研团队,也是我国质谱科学与仪器领域较完善的全链条创新体系,包含省重点实验室、省工程中心、院士工作站、省协同创新中心、教育部创新团队、国家级国际联合研究中心等平台,专门从事质谱科学与仪器领域“原理创新-仪器研制-应用开发-示范推广”方面的创新研究。该团队在江西省科研平台建设过程中实现江西省国家级国际联合研究中心零的突破,以及在全国范围内质谱科学与仪器领域研究零的突破。

近年来,在领军人物陈焕文的带领下,该团队承担国家级课题30余项,省部级课题20余项。在国际一流期刊发表SCI论文200余篇(NPG系列6篇),获国家专利34件(发明14件),获江西省自然科学一等奖(两项)、瑞士分析化学杰出贡献奖等国内外奖励10余项。研发关键部件及整机等仪器10余种。研究成果获Fenn 教授(2002年诺贝尔奖得主)及Nature 杂志Research Highlights 正面评价,被5部英文专著和两部中文专著、手册收录,编入两部英文教材。

宝剑锋从磨砺出,东华理工大学质谱科学与仪器科研团队已取得了骄人的成绩。2016年5月10日下午,江西省委教育工委、江西省教育厅在南昌隆重举行全省教育系统“两学一做·创新创业”事迹报告会,东华理工大学江西省质谱实验室党总支书记余斌教授,讲述了陈焕文教授带领团队,在分析化学领域的质谱分析研究中取得重大研究成果的艰辛历程。该团队的事迹深深地感染了每一位听众,与会人员给予了一阵阵热烈的掌声。科研团队以智慧和汗水为“为天地立心,为生民立命”一语的内涵作了生动的诠释。

成功源于信念

东华理工大学质谱科学与仪器科研团队在质谱科学领域取得了丰硕的科研成果,而且达到了国际先进水平。2006年,以陈焕文为首的研究人员在国际上建立了呼出气体原位活体质谱分析方法,首次证实了呼出气体中含有大量携带人体生理病理信息的非挥发性物质,并入选《北京科技报》“2007年中国科学十大发现”。美国科学院院士Cooks教授在国际著名期刊中发表署名评价,认为这一科研成果开创了临床分析化学研究的崭新领域。美国《分析化学》副主编Zenobi教授亲自来华,代表瑞士分析化学杰出人才中心、瑞士联邦理工学院等机构为陈焕文颁发瑞士分析化学突出贡献奖,陈焕文成为我国首位获此殊荣的青年科学家。陈焕文教授曾获全国五一劳动奖章,入选国家中青年科技创新领军人才、国家高层次人才特殊支持计划(万人计划)、国家杰出青年科学基金、教育部新世纪优秀人才、赣鄱英才555计划、江西省主要学科学术与技术带头人等人才工程,是扎根在江西这块红土地上逐渐成长的一株茁壮的幼苗,正在努力绽放创新的气息。

成功源于信念,信念成就人生。上个世纪70年代,陈焕文教授出生在将军县——兴国的一个偏远山村,三年前该村才有一条通向村外的水泥路。淳朴的民风培养塑造了他的善良与坚韧的品质,小时候他母亲经常教导他的一句话“勤有功,戏无益”,成为他以后日常行为的镜子。陈焕文兄弟姐妹8人,幼年家境贫寒,父亲是残疾军人,母亲体弱多病,他读硕士研究生的时候还因贫穷而吃不饱饭。穷人的孩子早当家,艰苦的环境让他学会了珍惜,学会了感恩,学会了坚韧。陈焕文教授作风严谨,生活朴素。他身上背的那个电脑包破旧难看,学生们说陈教授用的包比我们当学生的还差,他所有的心思都用在教学和科研上。学生生活上有困难他会主动提供力所能及的帮助,有一次活动成功举办后,用餐时他主动为学生们盛上一碗碗汤;他带学生去俄罗斯访问,看见学生身上穿得单薄,便把自己身上的衣服披在学生身上,他是学生心目中的严师慈父。而这些勤俭朴素、甘为人梯的品德来自从小父亲对他的言传身教。

陈焕文的父亲陈吉祥先生先后参加过淮海战役和解放华北、华南、西南等若干战役,参加过著名的延安保卫战,并被授予“人民功臣”勋章。后来在青海省工作,体察民情。父亲对他的人生观的形成影响极大,让他从小就明白一个道理:“当干部就要与底层群众利益保持一致,为绝大多数人谋福利。”

因此,他把做一名人民教师作为实现人生理想——“为绝大多数人谋福利”的有效途径。1991年填报大学志愿的时候,他选择了赣南师范学院,1998年于東华理工大学(原华东地质学院)硕士生毕业,2001年在吉林大学博士毕业,2005年从美国普渡大学完成博士后研究时,毅然选择了当教师。2008年在瑞士联邦工学院(ETH)完成联合研究工作后回到母校做全职教师。

随着年龄的增长,“为绝大多数人谋利益”的想法越来越在陈焕文教授脑海里扎下根,并内化于他人生的追求之中。在一次报告中,他引用北宋张载的名言“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平”作为题记,以此表达现代科学研究的作用和他所带领的团队的追求。他的科研团队要求“选题要贴近群众,成果要造福群众”。更可贵的是,科学研究固然辛苦,脑力体力劳动虽然繁重,但他没有把学生或老师作为研究工作中的廉价劳动力,而是将人才培养作为研究工作的重要目标,提出了“优秀人才不但需要适应环境,尤其需要改善环境”的理念,并建立了从“责任、标准、能力、规划”四个方面开展人才培养的具体方案。他先后培养了二级教授4名,并使胡斌、张华等先后代表江西省获得全国青少年科技创新奖而成为优秀硕士研究生,而且还逐渐积累了一些如何在相对落后的地区培养具有较好竞争实力的优秀人才的有益经验。

为了培养优秀人才,他要求团队成员做事要诚信(实事求是,富有科学精神),做人要感恩。他从如何建立标准、选择方法、做实验、选项目、查找文献、撰写论文等方面,手把手地教团队成员做事。教导学生如何待人接物、规划人生与事业、树立正确的世界观、人生观、价值观以及回报父母、老师、母校、家乡和祖国。

始终保持战士冲锋的姿态

陈焕文教授非常喜欢阿基米德的一句名言:“给我一个支点,我能撬起地球。”他是一个有担当、有使命感的人,他给科研团队的定位是:立足国际前沿,服务江西经济。

江西省质谱科学与仪器重点实验室在陈焕文教授的带领下,科研水平已经达到了国际先进水平。2015年该团队向俄罗斯联邦卫生部普京总统科学顾问(苏锡赫院士)捐赠了自行研发的仪器,帮助俄方医生解决癌变组织边界的快速界定等临床难题,受到俄方高度赞赏。2016年5月13日下午,俄罗斯总统高级顾问、俄罗斯科学院院士苏希赫,副院士、俄罗斯总统科学顾问利希,来到东华理工大学作了学术报告和交流,正式受聘为东华理工大学荣誉教授,这标志着陈焕文教授率领的科研团队在国际科技合作方面迈上了新的高度。

在科研领域能够取得如此成绩,凝聚着东华理工大学质谱科学与仪器科研团队成员的汗水,每一项科研成果都是心血的结晶。每一个科研项目从立项到出成果,东华理工大学质谱科学与仪器研究团队就发动一次强攻,打一场硬仗。实验室创办之前,质谱技术研究只是一个课题,从小到大,到2006年才开始筹建实验室。创业之初,基础薄弱,一些实验做不了,只好跑到其他大学,借别人的实验室做实验。为了实验,他常常奔波于北京、吉林、南昌、抚州等地。为了早出成果,快出成果,陈焕文带领他的团队,始终保持着一个战士的冲锋姿态。他常把实验室当家,痴迷于科研实验,夜以继日,乐以忘忧。陈焕文教授的研三学生王志豪介绍, 很多时候陈教授一天只睡三四个小时,经常通宵达旦地工作,好几次在凌晨三四点钟还收到陈焕文老师的邮件。

陈焕文教授既要搞科研,又要给学生上课、带研究生,每天就像拧紧发条的钟表,紧张而有规律地转动。陈焕文教授的科研秘书屈颖介绍说,实验室是陈焕文教授的最爱,长期以来他全身心投入到科学研究和人才培养工作中,在许多人眼里他是“工作狂”。每次他从外地出差回来,一下火车或飞机就直奔实验室,从国外回来也是先回实验室,对于他来说,实验室就是家。

团队的骨干成员王丹介绍,为了解决传统的牛奶检测仪器体积庞大,价格昂贵,且多用于实验室,而于家庭使用不合适这个问题。陈焕文教授说,再难也要把这块“硬骨头”啃掉。他带领大家跑了多家牛奶厂,向牛奶商请教,收集大量的数据,与上海一家企业合作,并邀请上海的工程师来江西进行数据编程,鼎力攻关,把大仪器小型化,让仪器变有线为无线,而且连接手机就可以直接使用。在科研攻关的那一段时间,经常是“5+2”“白+黑”地工作。现在,他们独创的基于云计算及互联网建立的“慧眼技术”,使手机成为个性化流质食品检测终端,通过手机与检测器无线连接就可以现场对牛奶品质进行检测,并即时获得反馈的牛奶质量信息。随着研发的深入,这一技术有望应用于流质食品安全、母乳品质、人体健康、环境质量、医疗卫生等领域的监测及预警方面。

在科研的道路上,陈焕文教授身先士卒,以身示范,刻苦攻关,成绩卓然。他的科研成果具有创新性的学术意义和潜在的应用前景,得到了国内外同行专家的好评,并被多次引用,且被编入英文教材,成为西方发达国家学习的典范。

创新是引领发展的第一动力,陈焕文教授深知创新对科研的重要性,致力于自主创新。他带领团队在理论创新、制度创新的基础上,建立了“原理创新-仪器研制-应用开发-示范推广”全链条创新体系。他不仅开创了临床分析化学研究的崭新领域,建立了直接获取复杂基体样品分子信息的质谱分析方法体系,更研制了系列仪器,为其在生命科学、医学、食品等领域的应用提供了科学理论和先进工具。

为了增强这个科研团队的科研活力,陈焕文教授极力推动机制体制改革,东华理工大学党委开创性地在实验室设立党总支。党总支以“党建+”为统领,积极探索“党建+制度建设”“党建+管理服务”“党建+人才工作”“党建+文化建设”等工作,为科研提供服务,催生了一批新成果。

为了增强科研团队的凝聚力,他多次组织团队成员到梅岭、井冈山等地开展“学习革命先烈事迹,弘扬艰苦奋斗传统”的拓展训练。学生王新晨回忆说,有一次,实验室全体成员前往风景优美的梅岭镇拓展基地参加了“我是特种兵”之魔鬼训练营。天气寒冷,训练是艰苦的,但是他的心却倍感温暖。“第一天训练结束后,陈老师来到宿舍,给我们带来了治疗跌打损伤的药水,询问我们每一个人的身体状况,给我们加油打气。”王新晨说,“穿越火线”(拓展训练中一种爬泥潭战术训练)后,每个人的身上沾满了泥巴,训练场条件有限,陈老师知道大家只能用冷水冲洗。“训练结束后,亲自到基地食堂熬了姜汤,当接触了冰冷溪水后的我们喝到一碗碗热乎乎的姜汤时,一股股暖流驱尽了寒意。”

学生杨美玲说:“最让我感动的画面是:在梅岭拓展训练时,陈老师擦干我们脸上的泪水,为我们正衣冠,拍拍我们的肩膀说鼓励的话,给每个人一个温暖的拥抱,那是最近的一次接触,也是最贴近心灵的一次接觸。擦泪水是添动力,整衣冠则是正精神,拍肩膀是赠慰问,而拥抱则是他给我们提供他最厚实的肩膀,让我们后辈进步成长,告诉我们他一直在鼓励我们,无论遇到多大的困难都坚持到底,决不放弃!”

这个团队在他的熏陶培养下,每个人都能得到意想不到的成长,始终保持昂扬的精神状态,去攻克一个个科研难关。

在服务社会中践行使命

一般的人对质谱仪器也许感到陌生,但它与我们的生活息息相关。科研人员王国凤介绍说:“质谱仪器是人类目前最敏锐的眼睛,能够看清楚其他科学仪器难以看到的物质世界。比如,采用质谱技术,吹一口气可知道是否有糖尿病、肾病、肝衰竭或是否吸毒;而对手术,可在10秒钟内判断癌症是否切除干净;在突发事件中可以最快的速度准确提供爆炸物、危险品等关键信息。可以说,质谱技术的应用遍及农轻重、海陆空,关乎民生福祉,维系国防安全。因此,质谱科学是提高国家原始创新力和推动社会发展的有力工具,质谱科学与仪器的发展水平是衡量一个国家精密制造业的发展程度和创新能力的重要指标。”

让科技成果造福人民,是东华理工大学质谱科学与仪器研究团队科研的巨大精神动力。作为红土地上成长起来的知识分子,团队成员心中常怀让科研服务大众生活的美好愿景。该团队除每年为十余家单位开展环境、食品、医药、矿产资源等方面免费测试、培训服务1000多小时外,还帮助攻克关键技术,使赣南脐橙的废弃物转化为高端的功能化香薰产品而供不应求;为省体育局避免我省高水平运动员食源性兴奋剂事件提供科技保障而获得显著成效;提供最先进痕量物证检测技术协助省公安厅、抚州市公安局等侦破了多起疑难命案,为依法解决“扶持老人起身还是碰撞老人倒地”等问题纠纷提供了前所未有的科学工具;车管所采用团队开发的装置使汽车尾气中PM2.5含量下降99%,甚至使黄标车尾气达到排放标准;独创的“慧眼技术”使手机成为个性化的食品环境,为终结食品安全问题提供新的解决方案,等等。

据了解,以前要判断病人是否患癌,需要经过抽血、拍片,甚至开刀等复杂过程,但现在分析病人痰样,用质谱仪检测的数据与大数据库对比,一分钟就能作出临床诊断。陈焕文科研团队的技术被南昌大学第一附属医院、第二附属医院用于开展临床试验。“从目前数百个样本来看,准确率达95%以上。”二附院一位医生介绍说,“在肿瘤切除手术中,质谱仪能快速确定癌症边界。以前手术中切开肿瘤后需要通过染色和化验来确认边界,耗费一个小时,但通过质谱的方法检测只需几分钟。”

东华理工大学质谱科学与仪器研究团队研发的质谱技术还在不断扩大应用范围,前景广阔。“产业化是先进技术发展的必然目标。”陈焕文说,“但从基础研究到产业化需要一个过程。此外,质谱仪器对精密制造的要求非常高,我们希望国内相关精密制造水平再上一个台阶,届时能让更多人享受到质谱带来的好处。”

科研一旦走出“象牙塔”,就会绽放出旺盛的生命力。该团队逐步将基础理论研究中取得的原始创新成果(成果写入Mass Spectrometry,Analytical Chemistry等國际权威教材,已获省级自然科学家一等奖(2项),中国分析测试学会科学技术奖一等奖、瑞士分析化学杰出贡献奖等10余项国内外奖励与荣誉)转化为仪器装置,形成具有国际竞争力的新型产业,促进地方发展升级、开放升级、创新升级,凸显江西在创新创业浪潮中的国际魅力。

把科技成果转化为产业,是东华理工大学质谱科学与仪器研究团队一直努力的方向。陈焕文教授通过自己在瑞士科学界的威望和赢得的信任,努力引进瑞士技术,根据中心现有基础及优势,拟聚集各方优势资源,以产业化“手术中癌边组织快速界定仪”“痕量物证速测仪”及基于手机、云计算和互联网的“流质食品安全预警检测仪”等一批成熟的国际独创先进技术为切入口,拟全链条引进瑞士精密制造产业中先进的机械设计、工艺开发、精密制造、管理规范等方面的技术、设备、人才及理念,在江西建立具有“瑞士制造”品质的精密制造与工艺开发中心,发展以精密制造为特色的新兴产业。最近,他又积极推动国际联合研究中心、中瑞精密制造与工艺研究工程中心、江西精密仪器制造工程中心入驻南昌国家大学科技城,构建一个集研发、教育、培训、实践为一体的综合性基地与公共服务平台。

陈焕文教授把为民众服务、为经济社会发展服务作为自己回报社会、报效国家的途径。作为省政协委员,陈焕文教授经常深入基层调研,较早提出“智慧农业”这一金点子,积极推动建立集生态种养、休闲旅游、高端销售为一体的智慧产业模式,努力为农业的发展装上科技的翅膀。赣南盛产脐橙,但橙花、橙叶等往往无从利用。2015年,陈焕文团队与兴国县丰硒农业发展有限公司开展合作,采用橙花、叶、枝、皮与艾草等天然原料,用质谱技术分析原料成分,提取最合适的香料成分进行配比,研制出特殊的锁香工艺,制得香薰产品。在提高橙树利用率的同时,也为企业带来经济效益。

陈焕文教授团队因贡献巨大而多次获得党和政府的嘉奖。陈教授认为奉献是幸福的,在服务社会中实现自身的人生价值,科研成果造福于民众,是科研工作者的共同追求。

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