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11选5任5计划:工業化應用,讓低場核磁技術未來可期——訪華東師范大學姚葉鋒教授

儀器信息網 2019/07/16 09:22:16 點擊 1986 次
默克工藝
[導讀] 近日,儀器信息網特別采訪了上海市磁共振重點實驗室姚葉鋒教授,請他就高校的產學研轉化、低場核磁技術前景等內容展開介紹。

官方pc蛋蛋开奖历史查询 www.trluz.com   位于上海市普陀區的華東師范大學校園里,有一間創立于上世紀50年代的磁共振重點實驗室。它由我國波譜學事業創始人之一、前華東師范大學副校長鄔學文先生創建。從這里走出了國內核磁共振研究領域無數人才,也誕生了國產低場核磁第一品牌“紐邁分析”的前身,上海紐邁電子科技有限公司。

  2017年8月,上海市磁共振重點實驗室攜手蘇州紐邁分析儀器股份有限公司成立“華師大-紐邁核磁共振技術聯合實驗室”,延續此前產學研合作的基因,共同推進低場核磁共振技術的研發和成果轉化。近日,儀器信息網特別采訪了上海市磁共振重點實驗室姚葉鋒教授,請他就高校的產學研轉化、低場核磁技術前景等內容展開介紹。

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華東師范大學姚葉鋒教授

  低場核磁:上海市磁共振重點實驗室的一張名片

  姚葉鋒,華東師范大學教授,上海市磁共振重點實驗室主任。研究生就讀于華東師范大學,由知名固體核磁專家陳群教授“領進門”,畢業后赴德國馬普高分子研究所攻讀博士學位,師從著名固體核磁專家H. W. Spiess教授,繼續從事固體核磁和高分子物理方面的研究。2008年學成歸國,正式進入上海市磁共振重點實驗室。

  回國后,姚葉鋒教授一直從事核磁技術的開放和應用研究,核磁方法的應用體系包括:高性能聚烯烴材料的結構和性能、固態電解質與全固態電池、鈣鈦礦結構材料與性能。在核磁設備研發方面,姚葉鋒教授開發了一套基于仲氫的超極化設備,并研發出一系列用于仲氫超極化信號壽命增長的長壽命自旋單態制備技術。2013年迄今共發表SCI文章49篇,其中影響因子5以上的文章26篇。由于在高性能聚乙烯材料方面的特色研究工作,曾被荷蘭Teijin Aramid公司聘為技術顧問指導超高強度聚乙烯纖維研發。因在固體核磁研究和應用方面的特色工作,獲得國內波譜學最高獎-王天眷波譜學獎。

  回國十年,姚葉鋒教授說起重點實驗室的發展歷程如數家珍?!笆笛槭頁閃⒂?952年,當時的名稱叫‘華師大波譜教研室’。創始人鄔學文先生在核磁共振領域有很深造詣,早在1958年就利用自己搭建的儀器在國內首次觀測到核磁共振現象,上世紀80年代更憑借自主研發的核磁共振儀器榮獲上海市科技獎項。秉承創始人在儀器研發和工程化方面打下的基礎,實驗室形成了磁共振醫學成像和低場核磁儀器系統開發兩大特色,先后孵化了從事醫學和成像核磁研發的上??ɡ輾毆艙竇際跤邢薰?,以及主打低場核磁儀器研發的上海紐邁電子科技有限公司(現為蘇州紐邁分析儀器股份有限公司)?!?/p>

  重點實驗室目前擁有Siemens 3T磁共振成像儀、500MHz液體/600MHz固體寬腔/700MHz液體核磁共振波譜儀,以及來自紐邁分析的VTMR核磁共振變溫分析儀等核磁共振儀器。姚葉鋒教授表示:“看到低場核磁今后在工業和科研領域的巨大前景,我們和紐邁合作共建了磁共振技術聯合實驗室,目的是要打造一個國內領先、國際一流,以低場核磁研發與應用為導向的實驗室?!?/p>

  讓“科研語言”和“企業語言”實現互通

  共建實驗室落成后,華東師范大學與紐邁分析開展了多種嘗試,希望把企業需求和高校的技術實力有機結合,集成到低場磁共振系統技術的深入研發和成果轉化中。姚葉鋒教授介紹了幾個成功案例,包括雙量子(DQ)法測定交聯密度方法開發和基于低場核磁共振技術的食用油高通量智能化品質分析系統的研制。

  日常生活中,我們隨處可見橡膠、膠水、果凍、洗滌劑、化妝品等一類“軟物質”。這是一種處于固體和理想流體之間的軟凝聚態物質,一般由大分子或基團組成,由于具備對外界微小作用敏感、非線性響應、自組織行為、性能與網絡結構密切相關等特性,使得常規的分析手段難以對其進行有效觀測,基于固體核磁的雙量子研究方法成了研究“軟物質”的最佳策略。雙量子研究方法過去是由國外廠商獨有,經過實驗室與紐邁的聯合攻關,目前已在紐邁生產的變溫核磁共振設備(0.5特斯拉)上初步實現雙量子法的序列、測試條件和數據處理方法,并應用到天然橡膠交聯密度的測量表征中,且“性能和指標已經接近進口儀器?!?/p>

  第二個案例是食用油品質的真偽鑒別。市面上一些不法商販為牟取暴利,通?;嵐訓圖塾筒艫礁嘸塾橢薪諧鍪?,以達到迷惑消費者的目的。類似的摻油情況很難通過常規手段進行檢測,實驗室利用建立數據處理算法模型,在紐邁提供的低場核磁共振設備上開發了適用于測試食用油的磁共振指紋譜序列,實現市面上各類油品的真偽鑒別。在上海市科委儀器專項的支持下,紐邁基于低場核磁共振技術的食用油高通量智能化品質分析系統已研制成功,下一步有望實現車載乃至便攜式,為工商、質檢機構的執法人員提供現場快速檢測依據。

  與紐邁合作多年,讓姚葉鋒教授印象最深刻的是紐邁整個公司對于技術的執著追求。他舉了個例子:“我們曾采購過紐邁一臺用于弛豫測量的低場核磁設備,弛豫測量本身對儀器的要求并不高,但紐邁為了讓儀器能有更好的應用,對它進行了持續不斷的技術升級,并將我們的使用反饋進一步整合到儀器的改進優化中,整個過程體現出紐邁對于技術的極致追求?!?/p>

  每到周末,紐邁的技術人員還會到華東師范大學聆聽核磁共振相關的課程,姚葉鋒教授說這是雙方在合作中慢慢摸索出的經驗?!昂獻鞴討形頤欠⑾制笠滌镅院透咝S镅雜惺輩⒉換ネ?,雖然我們都處在核磁這個小眾的領域里,但并不能說對方的意思你就能馬上聽懂。要想使溝通達到水乳交融的狀態,就必須要學校的老師走出去,讓企業的技術人員走進來,這也是我們舉辦技術交流會,以及紐邁工程師到學校上課的原因?!?/p>

  要想讓高校和企業的語言實現互通,其中還涉及到許多產學研轉化的問題,姚葉鋒教授對此深有感觸?!巴ü餉炊嗄旮煌笠檔慕渙?,我們總結出來,第一,企業和科研人員應該明確自己的定位,科研著眼于研究,企業做好市場開發和技術推廣,二者的角色不能混淆,攪合到一起對雙方都是災難。第二,要加強溝通,所有不成功的案例歸結起來都是溝通不良造成的,這也是我們和紐邁建立長期交流機制的原因。第三是互惠互利,要營造雙方能夠獲利的空間,這并不僅僅指金錢方面,企業給科研人員一定的回饋,科研人員也愿意把技術奉獻給企業,形成雙方共贏的態勢?!幣σ斗娼淌誆鉤淥擔骸叭綣蘢齙秸餿?,企業和科研院所的合作就有前景了?!?/p>

  低場核磁最好的應用在于工業化

  2018年末北大售后維權事件爆發,引發行業對核磁共振儀器的高度關注。國產核磁共振儀器該如何發展,怎樣追趕進口設備,姚葉鋒教授認為關鍵在于評價體系和工匠精神。姚葉鋒教授指出:“核磁從連續波向傅里葉變換發展的時候,正好處于文化大革命的特殊階段,國內原有技術積累缺失,國產核磁錯過了發展的黃金時期。然而在追趕的過程中,原有科研評價體系過于重視SCI文章,導致科研體系內的工程技術人才嚴重匱乏,再加上整個行業缺乏工匠精神的培養,國內的核磁共振儀器制造水平遠不敵國外?!?/p>

  不過上述現象也在逐漸扭轉。儀器的研發和工程化本身是一項枯燥且周期長的工作,姚葉鋒教授希望高校和科研院所在制定工程技術人才的考核體系時,能根據工程研制自身的發展規律制定更有針對性的考核指標,在評價和激勵上給予儀器研發人員一定支持。未來如果高溫超導、超極化等顛覆性技術能成熟地應用于核磁共振設備上,國內核磁共振儀器,尤其國產高場核磁將有望實現對進口品牌的“彎道超車”。

  當然,比起主攻科研市場、曲高和寡的高場核磁共振設備,姚葉鋒教授更看好低場核磁技術的發展前景?!案叱『舜乓瞧魈磕?,并且受到很多空間和成本的限制,你無法想象將它應用于某些工業化的場景。而低場核磁技術最好的應用就在于工業化?!?/p>

  “舉個例子,基于低場核磁技術開發的食用油真偽鑒別方法經改進之后,同樣可以應用到酸奶、堅果、糧食、玉米、大豆等行業?!貝送?,低場核磁技術可以通過測定單倍體與多倍體在含油量上的差異,實現玉米種子的有效篩選;可以開發適合于巖心分析的脈沖序列和多弛豫反演技術,實現孔隙度、滲透率等巖石參數的快速無損檢測,提升油氣資源勘探的效率。姚葉鋒教授表示:“目前開發的低場核磁共振的應用還只是冰山一角,有更多的應用領域有待于發掘,可以說低場核磁共振無論是在以纖維、食品、材料、能源為代表的傳統行業,還是在以納米材料、新能源、智能制造、基因醫學為代表的新型行業,都大有可為?!?/p>

  下一步,實驗室將與紐邁繼續就雙量子(DQ)法測定交聯密度方法進行開發,提供給紐邁一套完整的天然橡膠交聯密度DQ法分析測試、解釋方法、流程等相關文檔。同時,將對低場核磁指紋譜序列進行開發,推進低場核磁技術在食品領域相關標準的建立,為食品安全保駕護航。

  姚葉鋒教授表示:“當前,國產核磁共振發展基礎薄弱、企業小、散和低水平競爭現象沒有得到根本性轉變,加速提高磁共振儀器產業的技術創新能力、加強核磁儀器研發的產、學、研聯合,已經成為每一位核磁人的當務之急?!?/p>

  向工業市場邁進的同時,姚葉鋒教授也看到低場核磁與其他技術聯用的可能,在課題組的光催化研究中已開展嘗試。據介紹,這也是實驗室下一步有望和紐邁或其他企業開展合作的方向,為國產核磁共振儀器產業的發展“添磚加瓦” 。

[來源:儀器信息網]  未經授權不得轉載
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編輯: 韋東裕
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  • 厲害
    07月17日 00:12:48
  • DQ序列技術好文章不少
    07月16日 21:28:36

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