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客座编辑:陈忠、林雁勤
序言吴钦义教授是我国著名的科学家和教育家,为我国磁共振事业的发展作出了卓越的贡献.他带领团队完成了我国第一台Q波段EPR波谱仪、60 MHz CW-NMR谱仪和100 MHz FT-NMR谱仪,是我国磁共振谱仪研制领域的先驱和开拓者之一.吴钦义教授1922年出生于福建省漳州市,于2008年逝世,享年86岁.
吴钦义教授作为《波谱学杂志》第一任主编,生前一直关心期刊的成长与发展.为发扬先生毕生致力于磁共振波谱学研究、攻坚克难甘为人梯的奉献精神,2018年《波谱学杂志》编辑部就开始策划出版“纪念吴钦义教授逝世10周年”正刊专辑,并于2019年第4期出版发行.本专辑收录吴先生的部分学生和年轻学者的论文共16篇,涵盖液体和固体磁共振波谱及成像的方法及应用.
陈忠课题组的综述论文结合该团队在纯化学位移新技术及其应用研究的基础上,评述了纯化学位移技术的发展现状及其机遇与挑战.梁栋课题组提出了一种深度递归级联卷积神经网络结构,相较于传统并行成像方法,通过训练好的神经网络对欠采样磁共振数据进行重建,可快速获得更准确的重建结果.刘朝阳课题组设计了常规4 mm MAS转子,能在14 KHz转速下正常运行,并在4 KHz及12.5 KHz转速下采集了金刚烷标样的1H NMR信号,证明其能满足常规固体NMR实验的需求.林雁勤课题组设计了一种基于空间编码选择性恒时演化的测量氢-氢偶合常数的方法,利用一次实验就能解析分子中所有氢核的偶合网络,并测量偶合常数.杨文晖课题组提出了一种基于粒子群与遗传算法的、适用于开放式永磁型MRI系统的矩阵式梯度线圈设计方法,可以高效地对开放式MRI系统的矩阵梯度线圈进行设计.周欣课题组构建了水溶性的葫芦[6]脲纳米颗粒,发现其具有葫芦[6]脲/纳米颗粒内部双“笼”信号,具有成为超极化129Xe分子探针的潜力;并能降低检测结果中假阳性和假阴性的发生率.张许和刘买利课题组利用1H-13C HSQC技术来表征提纯的天然丰度野生型细胞色素c的构象变化,能在2 h内检测到大多数甲基的信号,且化学位移变化明显的甲基与其构象变化一致.姚叶锋和王雪璐课题组采用原位NMR方法研究发现不同贵金属担载的锐钛矿型二氧化钛催化剂对甲醇光催化重整产物的产量和产率有不同程度的影响,但是对其动力学特征影响不大;光照波长对甲醇光催化重整产物的产量也影响较大.冯继文等的论文对聚阴离子型温敏嵌段共聚物-聚(苯乙烯磺酸钠)-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PSSS50-b-PNIPAM300)进行了研究,发现PNIPAM链段在水/丙酮以及水/甲醇二元溶剂中的临界溶解温度比纯水溶液中略低,而在水/丙酮体系中的塌缩程度却明显低于纯水和水/甲醇体系.钟凯课题组利用9.4 T高场DTI技术,发现Wilson疾病模型TX小鼠的各向异性比值在感兴趣区(海马、尾状核、苍白球)显著下降,平均扩散率呈现上升趋势,但无统计学意义;其脑结构连接并未受到严重破坏,证明了铜累积对脑组织的损伤具有区域性.林东海课题组使用基于1H NMR的代谢组学方法,发现癌基因SIRT7低表达胶质瘤细胞株中乳酸、甘氨酸、谷氨酸等12种代谢物浓度升高;缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸等10种代谢物浓度降低.黄少华等通过手性二苯基乙二胺与异氰酸酯的衍生化反应,合成了一种C2对称的主体1,结果显示除含2个NO2的客体7和12外,主体1可以较易识别含有两个伯胺的脲和酰胺衍生物;相比酰胺衍生物,主体1和脲衍生物2、9之间有更强的氢键作用;此外,主体1对脲衍生物中的CHCH3基团有更高的辨识能力.吴俊芳和王玉兰等的论文为绒癌的耐药机制研究补充了代谢层次的数据,研究发现JEG3R耐药极可能与糖代谢异常相关,主要表现为耐药株细胞中山梨糖醇的累积,提示醛糖还原酶可能在耐药过程中起重要作用;另外,耐药株细胞中乳酸积累,丙氨酸流入三羧酸循环途径增强.张利民和马建锋等采用固体NMR方法获得了聚羟基丁酸戊酸酯共聚物实验室坐标系和旋转坐标系条件下质子的自旋-晶格弛豫时间T1和T1ρ,以及分子动力学参数(包括Ea和τ0).王英雄和乔岩课题组利用多种NMR技术表征了5-氟尿嘧啶分子结合在PAMAM分子表面,并通过氢键或疏水相互作用进入到PAMAM的内部疏水空腔.蔡宏浩等展示了利用分子间双量子相干技术在不均匀场下获得水果的高分辨NMR谱图的可行性.专辑中所有文章都经过了正常的审稿程序.除此之外,吴钦义教授早年的朋友——浙江大学徐元植教授撰写了一篇感人的回忆文章.
这本专辑是向吴钦义教授表达最深切的怀念,也是代表波谱学界同仁表达对吴钦义教授的研究、教育和为人的感念.
陈忠、林雁勤
2019.10.28
缅怀吴钦义先生吴钦义先生是我国波谱学领域著名专家.1922年出生于福建省漳州市,1946年毕业于厦门大学数理系.上世纪50年代初期,他响应国家号召,来到长春参加祖国大东北的建设,在中国科学院长春应用化学研究所工作.1951年,他赴抚顺合金钢厂开展钢铁及铁合金的炉前快速分析方法的研究.经过刻苦钻研,1953年他领导的团队成功建立了钢铁炉前快速光谱分析法,使得电炉钢的冶炼时间由原来每炉10多个小时缩短为半小时甚至更短.该方法很快推广到其它合金钢厂使用,促进了我国合金钢的生产.在此期间,他还同时在长春应用化学研究所创办的全国光谱物理专业班中担任繁重的教学任务.后来该专业班大部分学员成为中国光谱学领域的重要技术骨干.
上世纪60年代初国家正处于困难时期,顺磁共振波谱仪无从进口.中国科学院决定试制一批苏式顺磁共振波谱仪供院内有关单位使用.当时我国的磁共振研究还在萌芽之中,吴钦义先生响应国家需要转向磁共振波谱仪的研究开发.他集中力量钻研磁共振理论和技术,毫不犹豫地挑起了研制负责人的重担.他带领20多人经过约两年的努力,成功研制出Q波段顺磁共振波谱仪,并移交上海科学仪器厂批量生产,促进了我国磁共振研究工作的广泛开展.1965年,他领导的研究小组因该成果获国家科委颁发的新技术集体一等奖.为了进一步发展磁共振技术,中国科学院又下达了研制60 MHz核磁共振波谱仪的任务,他立即投入新的工作,担任研制核磁共振波谱仪的技术总负责人.他不仅在总体上做技术安排,而且对每项关键技术都亲自研究问题所在.在大家团结协作下,经过一年多的努力,仪器按期研制成功,移交北京分析仪器厂生产.这项成果获1978年全国科学大会奖.
即使在文化大革命期间,吴钦义先生也从未忘却一个科学工作者的责任和使命.1974年,他又承担了100 MHz脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪的研制任务.当时处于文化大革命特殊历史时期,研制组名义上由工人担任组长,但吴钦义先生实际负责消化外国图纸资料、研制方案论证、磁体设计及研制、计算机及其接口逻辑设计等方面的工作.经过近10年的艰苦努力,他领导的团队终于成功研制出100 MHz脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪.该成果获得中国科学院颁发的科技成果二等奖.
根据中国科学院工作布局的需要,1982年吴钦义先生从中国科学院长春应化所调到中国科学院武汉物理研究所工作,并任副所长,同年和他一起调入的还有沈联芳和江宜进等同事.1984年至1987年吴钦义先生任武汉物理研究所所长.在他的领导下,研究所在波谱学和原子分子物理学方面的研究上取得了可喜的成果,得到了国内外同行的肯定.1986年,他与叶朝辉等同事一起建立了波谱与原子分子物理国家重点实验室,现在该实验室已成为我国磁共振学科最重要的研究中心.
1988年,应母校厦门大学的邀请,两鬓斑白的吴钦义先生回到阔别40年的母校厦门大学工作,担任化学系教授、博士生导师.他决心在有生之年为国家培养高水平的磁共振波谱人才.通过多方共同努力,1995年他领导的团队获得厦门市共建经费的支持,购置了国际先进的美国Varian 500 MHz液体和300 MHz固体核磁共振波谱仪,建立了厦门大学厦门市共建核磁共振实验室,为厦门大学磁共振研究的发展和壮大打下了坚实的基础.
吴钦义先生于2008年逝世,享年86岁.吴钦义先生带领团队研制了我国第一台Q波段顺磁共振波谱仪、60 MHz连续波核磁共振波谱仪和100 MHz脉冲傅里叶变换核磁共振波谱仪,是我国磁共振波谱仪研制的先驱和开拓者之一.吴钦义先生的一生是光明磊落的一生,奋进不息的一生,卓有建树的一生.他为人堂堂正正,学识渊博,眼光敏锐,有大家风度.他为人低调谦和,生活简朴,对自己要求严格,关心青年人才的发展,是一位好同事、好师长.在国家大力支持国产科学仪器研制和发展的大背景下,我们要缅怀他的奋斗人生,学习他的刻苦奉献精神,为我国磁共振仪器的研发、研究和推广应用贡献力量.
吴钦义先生,您永远活在我们心中!
中国物理学会波谱专业委员会
追忆吴钦义先生吴钦义先生是我国磁共振波谱学的先驱者,尤其在磁共振谱仪的研制领域,是举国熟知的开拓者.
我认识吴钦义先生是在1960年冬,当时我在中国科学院大连化学物理研究所工作.所领导指派我带领一个由四人组成的小组,去中国科学院长春应用化学研究所学习电子顺磁共振(包括谱仪和谱学).当时长春应用化学研究所正在“研制”(确切地说是“仿制”)从苏联进口的ЭПР-2型顺磁共振谱仪.该项目的负责人是吴钦义先生,项目成员包括裘祖文先生、沈联芳先生和江宜進先生等.虽然他们仨都非物理专业出身,但在吴先生的领导之下,沈联芳和江宜進成为研制谱仪的主力,裘祖文则成为主攻谱学的专家.
我们大连化物所派去的四人小组在长春应用化学研究所一直学习到1961年底.其中俩人学习谱仪操作和维修,我和另外一位学习谱学(包括解谱和应用).我作为小组的负责人,需两面兼顾,但偏重谱学.在谱学的专业方面,我们较多得益于裘先生的指导.然而,作为小组的负责人,我有幸有较多机会聆听吴先生的教诲.虽然促膝谈话的次数不可能太多,但每次谈话之后总有“胜读十年书”之感,其裨益是不可能从书本上学到的.我在日后工作时,脑海中经常浮现出当年与吴老师相处时的美好回忆.吴老师对我的谆谆教诲,永远留在我的心坎里.
我是学化工出身的,数理基础差.而学习顺磁共振波谱学,必须要有量子力学基础.吴老师建议我们去听唐敖庆教授在光谱班讲授的量子力学课程,并请裘祖文先生给我们补习数学.裘老师虽然毕业于浙江大学化工系,但他的数学基础非常之好.为了学习量子力学,裘老师为我们补习了五门数学课线性代数、数学物理方程、偏微分方程、特殊函数和拉普拉斯变换,使我达到了能够听懂唐先生的量子力学课程的基本条件.在顺磁共振波谱学的学习过程中,他既是我的学长,更是我的老师,使我终身受益匪浅.在缅怀吴钦义老师的同时,我还应该衷心感谢裘祖文老师.他们俩都是我国磁共振学科的重要奠基人.
ЭПР-2型谱仪研制完成后就调拨给大连化物所.全套技术资料都移交给中科院仪器厂生产.而吴老师所领导的团队又开始了核磁共振谱仪的研制.
1988年,我出差厦门大学,曾专程到吴老师家登门拜望.现在回想起来,那就是我们的最后一次会面了.
徐元植 于浙江大学求是村
2019, Vol. 36