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清华大学分析中心

清华大学分析中心

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研究情况

本学科依托清华大学雄厚的工科背景和理工结合的优势,以多学科交叉为切入点,凝练形成了“色谱及微流控分析”,“电化学分析”,“光谱及波谱分析”,“材料和表面分析”和“药物分析”五个研究方向。2001-2006年本学科围绕纳米分析化学、药物分析化学和环境分析化学中的关键科学问题开展研究,取得了一批显著的研究成果。   


在过去六年中本学科共发表SCI论文365篇,影响因子(IF)>10的1篇,IF>5的23篇,IF>3的70篇,IF>3的论文占总SCI论文的19.1%。在化学类高水平学术刊物J. Am. Chem. Soc.上发表论文2篇,Anal. Chem.上发表论文12篇,此外还在Adv. Mater.上发表论文1篇、Adv. Funct. Mater.上发表论文 2篇,Lab on Chip 发表论文2篇、Clin. Chem. 3篇。获授权发明专利 38项。出版专著28部。本学科承担国家各类基础和应用基础研究课题共172项。其中国家自然科学基金重点项目3项,国家自然科学基金面上项目35项,承担“973”课题5项,“863”课题5项,国家攻关项目13项,以及省部级项目9项,共获得各类科研项目总经费达4560万元。

贡献情况

(1)在色谱及微流控分析方向上,依托本学科在不同研究方向的优势,建立了基于化学发光、荧光、质谱、电化学检测方法的微流控芯片分析平台,开展了生物体系中复杂物质的高效分离与高灵敏度检测方法与技术研究,推动了芯片生物样品分析的发展。并在微流控操控技术、表面修饰和检测新技术方面有所突破。

提出了液体浓度复梯度的微流控技术控制新方法,攻克了分子扩散破坏溶液浓度梯度形成的难题(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4194);提出了基于OLED技术的生物芯片荧光检测方法,发展了有机发光二极管为激发光源的微流控芯片等电聚焦电泳柱成像多通道荧光检测系统,实现了荧光藻红蛋白的多通道等电聚焦电泳分离检测,发表在Lab on Chip (2005, 5, 1041)上的论文被英国皇家化学会评为10篇hot-papers之一。所建立的微流控重力驱动流式细胞检测新方法,实现了单个细胞的分离和操纵(Lab on Chip 2004, 4, 603)。建立了基于微流控芯片技术测定液体化学物理参数的新方法,利用重力驱动原理,实现了微流控芯片上的均一纳升级两相液滴的制备和操纵(Anal. Chem,2007, 79,371)。

(2)在电化学分析方向上, 在深入研究电极界面电子转移与电化学反应机制的基础上,结合纳米技术和生物技术,研究界面生物电化学、新体系中的电化学和先进电极材料。

2006年李景虹教授撰写了重要的综述性文章(Sur. Sci. Rep., 2006, 61, 445 IF 17.86),并被邀请在J. Phys. Chem. C(2007, 111, 2351)上发表Feature Article。重点研究了纳米电化学体系中的新现象,直接利用室温离子液体作为介质,研究了这一体系中的电化学规律及其生物传感性能(Chem. Commun. 2005, 13, 1778;Green Chem. 2005, 7, 655;Biomacromoleculars, 2006, 7, 975; Electrochem. Commun. 2006, 8, 874; Langmuir, 2005, 21, 4797)。

(3)在光谱及波谱分析方向,以化学发光和荧光探针为研究重点,结合纳米技术和生物技术,建立了一系列高灵敏度的分析方法和传感体系。

建立了纳米材料表面化学发光新体系,发展了多种长寿命微型化学发光传感器(Anal. Chem. 2002, 74, 120; Anal. Chem. 2002, 74, 6279;Anal. Chem. 2005, 77, 1518;Anal. Chem. 2005, 77, 7356)。;提出了催化化学发光阵列传感器设计的新原理,设计了用于分子识别的光学阵列传感器件(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 14420;J. Am. Chem. Soc.2007, 129,6062)。研究了磁性上转换荧光纳米粒子作为生物芯片上生物分子的标记材料(Chem. Mater. 2002, 14, 2910)。设计了中性水溶液中果糖的高选择性、高灵敏度荧光探针(Anal. Chem. 2001, 73, 1530)。合成了多种具有光“开-关”效应的基于罗丹明衍生物的荧光增强型或显色型探针 (Org. Lett. 2006, 8, 1549; Org. Lett. 2006, 8, 2863)。提出了元素和纳米粒子标记ICP-MS免疫分析新方法(Anal. Chem. 2002,74, 96;Anal. Chem. 2006, 78, 865;Anal. Chem. 2007, 79, 923; Clin. Chem. 2004, 50, 1214)。

(4)在材料与表面分析方向上,充分利用国家级测试平台“北京电子能谱中心”所具有的国际上最先进的扫描俄歇微探针和扫描成像X射线光电子能谱系统,在催化材料与表面分析方向做出了创新性的工作。

深入研究了Ba5Ta4O15纳米材料的结构、尺寸、形貌与其光催化性能的关系,提出了材料表面晶体取向对其催化活性的影响规律,发挥了表面分析手段在高活性催化剂研究中的指导作用(Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1599)。其中发表在Chem. Mater. ( 2005, 17, 3537)上的有关Bi2WO6纳米片光催化剂及其污染物降解研究的文章,在美国2006年化学周活动中被评为100篇Hot-papers之一。提出了纳米光催化剂与塑料复合的新思路,获得了可以在自然光下彻底降解的新型塑料,为白色污染的治理提供了一条新途径(Environ. Sci. Technol. 2003, 37, 4494)。还通过光电协同催化作用,大幅度提高了有机物的降解速度,为污染物的深度氧化净化处理提供了新的思路(Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 3367)。

(5)在药物分析方面,以中药现代化中的关键科学问题为重点,充分发挥清华大学多学科交叉的优势特别是分析化学学科的技术支撑作用,致力于中药复方研究方法学的创新,在中药方剂(复方)化学研究领域达到国内国际领先水平。

发展了药物分析和生命分析化学的新技术和新方法,将生物色谱、质谱、生物电化学以及蛋白质组学、代谢组学等多学科交叉成果应用于中药复方和生命复杂体系研究,发表了180余篇SCI论文(Clin. Chem. 2005, 51, 1742 ; Anal. Chem. 2006, 78, 5845; Anal. Chem. 2004, 76, 2239; Anal. Chem. 2002, 74, 2034),被SCI他引1300余次。系统提出了中药复方化学物质基础与药效相关性研究的方法论,创立了整合化学物质组学的整体系统生物学研究体系。建立了复方配伍过程中活性组分跟踪及评价的方法体系,发展了以组分配伍理论。提出了以指纹图谱与多指标成分定量技术相结合的现代中药质量质控体系,获得国家科技进步二等奖两项、教育部科技进步一等奖以及中华中医药学会一等奖等。