【人物专访】天然产物分离纯化技术研究室张经华研究员

2023-05-10 14:56:27

北京市理化分析测试中心天然产物分离纯化技术研究室张经华研究员

  与色谱结缘 专注天然产物分离纯化技术开发

  1982年张经华研究员毕业于北京大学化学系分析化学专业,被分配至北京市理化分析测试中心工作。1991年他远赴日本东京大学攻读博士学位,在那期间与色谱结缘,利用毛细管电泳开展了金属蛋白质及高等植物抗逆性因子的研究。2000年至2002年张经华研究员作为日本学术振兴会外国人特别研究员再次到东京大学开展博士后研究,加深了对色谱技术的理解和实践。随后4年间,张经华研究员在长崎大学从事分析科学研究工作,开展了紫菜褪色机理的研究,开发了利用毛细管电泳测定色素蛋白质的定量分析方法。回国以后,,一直从事植物性天然产物分离纯化技术的开发工作,与色谱结缘。

  张经华研究员主要从事食品安全检测技术及天然产物分离纯化技术的研究开发工作。张经华研究员首次发表了低pH毛细管电泳方法测定植物中甜菜碱等细胞成分方法的论文,且该方法前处理简单,分离分析效果好,可适用于大量植物样品的分析。张经华研究员还利用该方法建立了抗旱抗盐性大麦品种的快速筛选方法,实用性强。

  2004年张经华研究员发表了微量元素缺乏是造成养殖紫菜褪色直接原因的论文,为解决这一生产性难题提供了科学依据。不仅如此,他还开发了从紫菜中同时纯化3种藻胆素蛋白的技术,并在激光诱导荧光毛细管电泳方法研究方面达到国内先进水平。在天然产物分离纯化领域,张经华研究员参加了20余项天然产物国家标准样品的研制,并发表学术论文140余篇,参编著书14册,授权发明专利4项,获得省部级科学技术奖励4项。

  带领团队专攻天然产物分离纯化技术

  2006年张经华研究员回国后于2008年创建了天然产物分离纯化技术研究室,在2009年经全国标准化样品技术委员会批准,承担了天然产物标准样品专业工作组秘书处工作。目前该团队共有成员9人,其中高级技术职称2人,博士3人,硕士5人。团队的主要工作内容为承担天然产物国家标准样品专业工作组秘书处日常工作,开展天然产物标准样品的研制以及为企业提供分离纯化技术服务。

  团队研究的方向为:依托高速逆流色谱、中高压制备色谱等技术,开展天然产物提取、分离、纯化等方法开发;开展天然产物国家标准样品研复制工作,已完成国家实物标准样品26项;以分离纯化技术为基础,以液相色谱、气相色谱及质谱为手段,开展复杂及痕量样品分析工作;开展离子色谱分离分析技术的研究与应用,以及国产离子色谱柱填料研发。

  而目前团队正在进行的项目以及进展为:。目前已完成核磁共振氢谱和碳谱技术、红外光谱、薄层色谱、高效液相色谱/蒸发光散射技术、稳定性和有效期分析技术研究工作。(2)国家重大科学仪器设备开发专项《多功能离子色谱仪的开发与产业化》子任务《多功能离子色谱仪在电子及能源领域中的分析应用》。目前已建立了相关领域的20项标准分析测试方法,开发了相应的离子色谱应用软件包。

  团队成立以来,在天然产物国家标准研制过程中,还存在着天然产物化学结构的范围和类型研究面过窄、对化合物结构波谱的测定和解析不够规范、对纯度测定及分析采用的技术不够规范等难题。针对这些问题,团队采取了不同的措施进行解决,选取具有代表性的天然产物进行了示范性研究,进一步扩展了研究范围。这些范围包括:具有立体异构体的化合物,没有紫外吸收的化合物,只有紫外末端吸收的化合物,常温下呈液体状态的化合物,具有聚合状态的寡聚肽和寡聚糖;针对标样研制过程中存在的技术问题,进行了全面的分析总结,找出了问题的原因并提出解决问题的初步措施和方案,并在标准样品的示范性研究过程中,对涉及的技术逐个进行针对性的研究。

  据张经华研究员介绍,团队成立以来,已承担国家及地方科技项目共7项,研制国家天然产物标准样品26项,并获得中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)二等奖2项、三等奖1项。所建立的“一种淫羊藿苷单体的制备方法”获得2011第二十届全国发明展览会铜奖,所建立的“一种分离纯化葛根素单体的方法”获得2011中国(合肥)专利技术成果交易会创新奖”。此外,团队还发表相关学术论文50余篇,出版专著2册,授权发明专利3项。

  对中国色谱技术的发展提出期许

  科学是解决发现的问题,技术是解决发明的问题。张经华研究员认为目前中国色谱科学基本与国际水平同步,因为我国从事色谱分析的科学家几乎都具有国外留学的经历,他们具备世界级科学研究的素养和眼光。同时,我国现在实验室所配备的色谱科学仪器也同样具有国际一流水平。但是就中国色谱技术来说,目前高端的色谱仪器仍然依赖国外进口,国产色谱仪器与国外仪器相比还具有相当大的差距。仅以毛细管电泳为例,目前配备激光诱导荧光检测器的全自动化仪器只有两家国外公司生产,而国内仍处于配备紫外检测器的手动仪器阶段,所以张经华研究员期望中国的色谱技术在硬件方面要有更大程度的进步,推动色谱技术全面发展。

  采访后记:

  张经华研究员在采访过程中也谈到了国内的技术转化问题,他认为:技术转化其实就是成果转化或技术转移。其中,技术转移是外来语,成果转化是我国特色,所说的都是同一个问题,即国家投入的各种科技计划项目最终产生的结果能否实现产业化。以往的各种项目,通常是专家验收以后即告结束,成果转化或技术转移被摈弃在项目之外。然而近年来,我国政府相关部门已开展重视科研成果的转化和落地问题,取得较显著的成绩。在未来,技术转化问题定会得到更妥善的解决方法。

  张经华 研究员

  北京市理化分析测试中心天然产物分离纯化技术研究室

  地址:北京市西三环北路27号理化实验室楼124

  邮编:100089

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