來源：《中國科學(xué)報》
發(fā)布時間：2021-09-16
張玉奎在做報告。
■本報記者 卜葉
戰(zhàn)火中出生、新中國成長、從事科研近六十載，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱大連化物所）研究員張玉奎為推動我國分析科學(xué)的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)，是中國色譜領(lǐng)域的先驅(qū)者之一。
9月13日，張玉奎八十壽誕之際，在分離測量化學(xué)前沿論壇上，他說，“學(xué)海無涯，不學(xué)則罔；形勢逼人，不進(jìn)則退”，以此勉勵后輩繼續(xù)攻堅(jiān)克難，向?qū)崿F(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)不懈奮斗。
讓“色譜”跳出中國韻律
1965年，剛走出南開大學(xué)校門的張玉奎來到大連化物所，跟隨分析化學(xué)家盧佩章進(jìn)行色譜基礎(chǔ)理論研究。
在盧佩章的指引下，張玉奎將研究重心鎖定在液相色譜研究領(lǐng)域。液相色譜利用不同物質(zhì)流經(jīng)色譜柱的運(yùn)動速度不同，由此在屏幕上產(chǎn)生起起伏伏的波浪線，來判斷樣品組分。
閱讀文獻(xiàn)是科研的一項(xiàng)基本功。這讓從小到大學(xué)習(xí)俄語、從未接觸過英語的張玉奎犯了難，捧著一本本英文文獻(xiàn)像看“天書”一般。
但他并未有絲毫退卻之意，“誓要啃下這塊硬骨頭”。于是，他買來英漢詞典，一個單詞一個單詞地查，利用業(yè)余時間參加補(bǔ)習(xí)班，加之通過在德國短期的學(xué)術(shù)交流，終于掌握了這門語言。等到在國際會議流利主持、與各國友人對答如流時，國外科研人員非常驚訝，追問秘訣。張玉奎自豪地說，“在中國學(xué)的”。
在語言的加持下，張玉奎的科研工作如魚得水。經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)和分析，他發(fā)現(xiàn)色譜過程中影響分離行為的分子結(jié)構(gòu)因素，建立了系統(tǒng)的色譜熱力學(xué)研究方法，此外，還闡明了影響色譜峰展寬和峰形對稱性的動力學(xué)因素，證實(shí)高效液相色譜中保留時間與半峰寬之間存在定量關(guān)系。
張玉奎深知，“理論研究是為了解決實(shí)際問題”。上世紀(jì)90年代末，張玉奎開始負(fù)責(zé)高效液相色譜儀的研制與開發(fā)。
當(dāng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出P200-II型等高效液相色譜儀時，張玉奎看到國產(chǎn)色譜儀跳出起起伏伏的韻律，他欣喜不已。該色譜儀也于2000年通過ISO9001認(rèn)證，當(dāng)年銷售百余臺，進(jìn)一步提高了國產(chǎn)儀器的市場占有率。
邁向“智能”色譜時代
上世紀(jì)70年代，大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)初興，張玉奎隱約意識到這個“新家伙”在科學(xué)研究中的重要意義。
在盧佩章的鼓勵下，他開始學(xué)習(xí)編程?！坝?jì)算機(jī)的存儲技術(shù)能夠?qū)⒁粋€個色譜‘波浪’存儲起來，節(jié)省物理空間，同時方便檢索、查閱?！?/p>
但當(dāng)時的內(nèi)存條存儲空間很小，且價格昂貴。為了在有限的空間存儲更多的數(shù)據(jù)，張玉奎根據(jù)拖尾指數(shù)修正的高斯函數(shù)，利用當(dāng)時研究室僅有的Z80計(jì)算機(jī)，開始了色譜流出曲線計(jì)算機(jī)模擬的艱難探索。
當(dāng)時對解析誤差函數(shù)一竅不通的他，從公式學(xué)起，不斷請教領(lǐng)域內(nèi)的專家，發(fā)現(xiàn)潛在解決方案便沒日沒夜“趕工”，查看效果。
“只要碰上同事們集中用電，計(jì)算機(jī)就極其容易死機(jī)，之前編寫的程序就得重新來過，所以我就寫一點(diǎn)趕緊保存一下?！睆堄窨貞洝?/p>
后來，為了提高效率，張玉奎“錯峰”工作，抓住同事們上班前和下班后的空當(dāng)編寫程序，白天進(jìn)行常規(guī)的液相色譜研究。同事調(diào)侃，如果在實(shí)驗(yàn)室看不到張玉奎，那就去“機(jī)窩”找他，他肯定在。
不負(fù)眾望，張玉奎編寫出色譜流出曲線擬合軟件，實(shí)現(xiàn)對色譜峰型變化規(guī)律的定量描述，為色譜數(shù)據(jù)處理和存儲提供了全新的方法。
此后，張玉奎將串聯(lián)優(yōu)化指標(biāo)與智能搜索優(yōu)化方法結(jié)合用于復(fù)雜樣品的分離條件優(yōu)化，以大量的事實(shí)驗(yàn)證了知識庫的正確性和可靠性，開發(fā)出液相色譜專家系統(tǒng)。
如今，全世界的色譜儀無不與計(jì)算技術(shù)緊密相連，計(jì)算機(jī)這個“新家伙”早已變成色譜人的“老朋友”。
與計(jì)算科學(xué)的深情擁抱，也讓張玉奎深深意識到學(xué)科交叉、學(xué)術(shù)交流的重要性。為了在更大范圍內(nèi)促進(jìn)領(lǐng)域交流，1984年，在他和盧佩章等人的倡議下，《色譜》雜志創(chuàng)刊。經(jīng)過多年的苦心孤詣，《色譜》不僅獲得“中國精品科技期刊”等榮譽(yù)稱號，還在中國科學(xué)技術(shù)信息研究所發(fā)布的引證指標(biāo)排名中名列前茅。
心系學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)
蛋白質(zhì)在生命活動中至關(guān)重要，有些蛋白質(zhì)還是研究疾病機(jī)理和預(yù)防診治藥物等的直接靶點(diǎn)。上世紀(jì)末，一場生命科學(xué)領(lǐng)域的“淘金熱潮”——蛋白質(zhì)組學(xué)興起。
時任大連化物所副所長的張玉奎十分注重學(xué)科規(guī)劃和人才培養(yǎng)工作，早就捕捉到這一趨勢。
1995年，張玉奎建議一門心思搞化學(xué)的大連化物所研究員張麗華多學(xué)習(xí)生物化學(xué)知識，還送張麗華去國外“取經(jīng)”。
三年在德國、日本頂尖科研機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)，大大提高了張麗華的專業(yè)水平。
1998年，已過知天命之年的張玉奎重回實(shí)驗(yàn)室，再次創(chuàng)業(yè)，組建研究組，瞄準(zhǔn)國際前沿的蛋白質(zhì)組領(lǐng)域開始全新的探索。創(chuàng)業(yè)彌艱，張玉奎邀請張麗華回國。
“回國后，聽到張老師說，組里學(xué)生不知道生物樣品不能長時間在室溫放置，因而導(dǎo)致蛋白質(zhì)分離時峰越來越多時，我心里十分難過?！睆堺惾A回憶說。
此后，張麗華以極大的熱情投入科研中，成長為課題組組長，獲得國家自然科學(xué)獎二等獎、國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目資助等榮譽(yù)。除了培養(yǎng)內(nèi)部人才，張玉奎還利用國外短期學(xué)術(shù)交流的機(jī)會，為中國留學(xué)生回國從事科研、報效祖國鋪路架橋。
蛋白質(zhì)領(lǐng)域的二次攀登
事實(shí)證明了張玉奎選擇的正確性、前瞻性。如今，蛋白質(zhì)已成為21世紀(jì)最大的研究方向之一，是國際生物科技的戰(zhàn)略制高點(diǎn)和競爭焦點(diǎn)。
膜蛋白質(zhì)是一類重要蛋白。越來越多的研究證明，膜蛋白質(zhì)還是重要的藥物靶點(diǎn)，約有70%的藥物靶點(diǎn)為膜蛋白質(zhì)。然而，膜蛋白質(zhì)溶解度低，難以提取。
團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)研究離子液體與膜蛋白質(zhì)相互作用的機(jī)理，最終將離子液體用于膜蛋白質(zhì)提取，顯著提高了蛋白質(zhì)組分析覆蓋度。
“張老師十分重視實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)閱讀，他認(rèn)為很多科研難題的答案就藏在這些一閃而過的數(shù)據(jù)和階段性的研究結(jié)果中，因此經(jīng)常詢問和檢查實(shí)驗(yàn)記錄和文獻(xiàn)閱讀情況?！贝筮B化物所研究員梁振說。
此后，團(tuán)隊(duì)又突破了高效二維生物色譜系統(tǒng)、在線蛋白質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)、超高壓微納液相色譜系統(tǒng)等一系列難題。
長期超負(fù)荷的工作，嚴(yán)重?fù)p傷了張玉奎的身體，但他依然事事以工作為重。2004年，完成心臟支架手術(shù)后不久，他便不顧醫(yī)生和親友的反對，乘上了赴京參加學(xué)術(shù)交流的飛機(jī)。
隨著研究的深入，張玉奎認(rèn)為，要理解生命活動過程，還需要明確蛋白質(zhì)含量的變化情況，更艱難的研究開始了。
年至耄耋，張玉奎依然很忙碌，從早到晚參加團(tuán)隊(duì)組會，關(guān)心研究組的科研進(jìn)展，也像家長一樣關(guān)心愛護(hù)著每一位成員。學(xué)生的家長不在大連，他會以家長的身份關(guān)心他們的生活；組員的科研遇到阻礙，滿心抱怨找到他，他總會抽出時間，耐心開導(dǎo)，讓組員帶著輕松的心情離開……
“只要你們有發(fā)展、發(fā)展得好，我就高興！”這是張玉奎說得最多的一句話。
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