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最火李刚强在国外从事质谱仪器研发30载

发布时间:2021-09-21 12:51:52 阅读: 来源:非开挖施工厂家

李刚强:在国外从事质谱仪器研发30载

作为我国第一代出国留学学习前沿质谱理论和技术的研究人员,下属有很多的种类李刚强先生在国外从事质谱仪器研发近30年,并参与完成了多个质谱仪的研发历程,包括德国Spectro公司早期的ICP-MS、美国Leco第一代等离子体飞行时间质谱产品、安捷伦公司高灵敏度LC-TOF产品及Ion Funnel技术在Q-TOF上的应用等。不久前,李刚强入选国家千人计划,加盟国内上市仪器公司聚光科技,担任科学仪器首席科学家。

情系质谱三十年

“我从事质谱最早受到季欧教授的启蒙,也希望大家都能记住中国质谱界的前辈季欧教授。”据李刚强先生介绍,季欧教授最早在北京分析仪器厂,上世纪年代就开始做质谱,是中国第一代研发质谱仪器的先驱。80年代季欧教授表示:在实验分析中,分析仪器起到了至关重要的作用,因此不能仅仅依靠外力提供,需要我们自己生产的分析手段,但我国在仪器研发方面的人才非常少。所以,季教授80年代到厦门大学化学系筹建科学仪器工程系。

出生于厦门的李刚强1982年从合肥工业大学精密仪器专业毕业,受到季欧教授感召,就到厦门大学化学系帮助其建立分析仪器专该试样也一样合格业系,1年多后建立了科仪系,83年该系便开始对外招生。

我国第一代出国留学人员的TOF研发之路

1984年,李刚强先生考取了教育部世界银行贷款留学资格,被送到联邦德国吉森大学学习。在吉森大学,李刚强从师于Wollnik教授攻读硕士,博士,学习质谱相关技术。Wollnik教授的实验室有着60年的质谱研究传承,尤其对现代TOF理论和应用有杰出贡献。

早在上世纪40年代就有人提出了TOF的基本原理,到50年代中期,美国的Bendix公司在进行军工喷气式飞机发动机尾气检测项目中,研制出了第一台采用正交90度技术的商用TOF质谱,开创了TOF质谱应用的先河。随后美国2位科学家又研发出一种离子源,该离子源修正离子的初始速度和位置发散,大大提高了TOF的分辨率(Wiley-Mclaren聚焦,美国,1955年);一位俄国专家研发了反射镜,增加飞行距离,补偿能量发散,给TOF质谱的发展再次带来了质的飞跃(Mamyrin,俄国,1973年)。当时李刚强在Wollnik教授实验室围绕上述研究成果研发TOF样机,把反射镜前的栅极去掉,提高了离子的传输效率。

李先生的吉森大学毕业(Diplom)论文就围绕TOF飞行时间质谱研究,当时便开始从事一些开创性的研究工作,研发了无栅极反射器、分辨率高于500 FWHM的飞行时间质谱,这在当时属于性能很不错的质谱仪器。李刚强先生笑着回顾自己的这段科研经历,“那时我第一次做科研,只想着发表论文,还没想过将这款仪器商品化。因为只知道TOF的原理,不清楚TOF质谱在现实应用中能够用来分析什么,与四极杆和离子阱相比,TOF的优势是什么?当时TOF的应用还是比较窄”。60年代德国的Bennninghoven教授用SIMS-TOF做表面分析;70年代明斯特大学个教授和他的学生(Hillenkamp 和 Karas),用激光做表面电离,设计了离子探针飞行时间质谱,并将其商品化(型号为LAMMA),生产了十几到几十台。但当时市场上对于TOF的需求总是不大。TOF质谱技术真正得以“翻身”,是80年代末90年代初。MALDI和ESI的出现使大分子的“软电离”成为可能。TOF以其能够检测高质量数的生物大分子(可以检测几万甚至百万的质量数)的优势得到研究人员的关注,也使得TOF技术成为当时质谱技术的研究热点。“所以80年代末90年代初到任何一个质谱会议,最响亮的词就是TOF!”

1、冷冻系统灵敏性高

在Wollnik教授实验室攻读博士期间,除了研究TOF,李刚强先生也研究磁质谱和分子碎裂技术。虽然大多数分子裂解是用气体碰撞的CID,但普渡大学的Cooks教授发现也可以在固体表面裂解离子,即SID技术。1991年,李刚强先生在Wollnik教授和 H. Matsuda教授(日本Osaka University,以设计各种离子光学系统闻名)的指导下,完成了一台以Wien滤质器为主体的、用于研究分子在固体表面裂解(SID)的磁式双聚焦质谱仪,并以优秀的成绩获得博士学位。

博士毕业后,李刚强被Wollnik教授引荐到德国Spectro公司主持ICP-MS的项目开发,经过一年多的时间,在1992年制造出第一台ICP-MS样机。1993年初,在一届国际质谱大会上,美国印第安纳大学Gary 我们从巴斯夫大量的工程塑料中精选出了最适合的材料Hieftje教授看到了李刚强先生会议论文非常感兴趣,邀请李刚强先生到美国,继续从事ICP质谱的研发。除ICP质谱外,李光强在印第安纳大学期间还接触了交流辉光放电、直流辉光放电、固体表面等TOF质谱的研发工作,两年内共发表十多篇关于TOF的文章;首次成功地将飞行时间质谱用于ICP电离技术。此技术获得美国专利后,技术转让给了LECO公司,生产出 Renaissance ICP-MS商品仪器。

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