中国科学院大连化学物理研究所

简历介绍

张玉奎，男，1942年出生，河北省保定市人，中国科学院院士，中国科学院大连化学物理研究所研究员，博士生导师。1965年毕业于南开大学化学系。1965年至今在中科院大连化学物理研究所工作。曾任该所副所长、国家色谱研究分析中心主任。先后在德国图宾根大学和美国国家环保署进行高级访问。蛋白质研究重大科学研究计划专家组成员，国家自然科学基金委化学部咨询专家，中国分析测试协会副理事长，中国化学会色谱专业委员会主任， J. Chromatography A、Talanta、Anal. Chim. Acta等杂志编委。

主要从事色谱基本理论和新技术、新方法的研究，为我国色谱学科的发展作出了巨大的贡献。在基础研究方面，采用统计热力学的方法研究溶质在多种色谱分离模式下的保留行为，推导出物理意义明确的描述流动相组成对色谱保留值影响的理论表达式，阐明了色谱过程中影响分离行为的分子结构因素，从而建立了系统的色谱热力学研究方法，也为液相色谱专家系统的建立奠定了理论基础；采用物料平衡原理建立了包括柱外效应影响的溶质在整个色谱分离系统中输运的质量平衡模型，对色谱流出曲线高阶统计矩的研究，从理论上阐明了影响色谱峰展宽和峰形对称性的动力学因素，证实了保留时间与半峰宽之间存在的定量关系。采用高斯卷积模型对色谱流出曲线进行拟合，发现了模型参数与色谱操作条件之间的定量关系，从而解决了色谱图的存储和重叠峰定量解析等难题；在建立液相色谱专家系统总体布局过程中，针对国外只考虑经验规律的片面性,首次提出了“知识库必须基于色谱理论和经验规律相结合”的思想，据此思想建立的知识库已用于液相色谱柱系统推荐，并以大量的事实验证了知识库的正确性和可靠性。将串联优化指标与智能搜索方法相结合建立了智能优化方法，并用于复杂样品的分离条件优化；在毛细管电泳的理论研究中，发现了毛细管区带电泳中操作参数及溶质的分子结构对迁移行为的影响规律。首次开展了物理吸附开管毛细管电色谱的研究工作。发展了混合填料、整体聚合床层等多种电色谱柱系统，并研究了溶质在不同柱系统上的分离机制和柱上富集规律，对碱性样品在电色谱中达到了17000倍的富集效果；在深入理论研究的基础上，注重完成国家任务与仪器的应用开发。1968年承担了国防科工委下达的“09—II核潜艇中大气组份分析仪”的研制任务。提出了四柱四检测器反吹流程，用于同时测定大气中痕量和常量组分；研制出四种放射性离子化检测器。样机通过船用条件试验及常规潜艇的现场考查后，已装09—II作随艇分析仪，1978年获中科院科技成果奖；1983年承担了国家科委“六五”攻关项目，与人合作共同研制成功2030型智能高效液相色谱仪样机。在此基础上开发成功包括高压输液泵、紫外可变波长检测器等整套液相色谱仪器产品；1978年开始负责中科院下达的k-1吸附型高效液相色谱柱的研制工作，研制成功1-5mm内径的吸附型高效液相色谱柱，并已实现产业化，1979年获辽宁省科技成果一等奖。1986年负责承担863生物工程下游目标产品分离纯化用径向色谱柱的研究工作，研制出四种离子交换膜介质径向流动色谱柱，其中弱阳离子交换CM柱属首创。此后，亲合膜等多种类型径向柱、聚合型毛细管电色谱整体柱、毛细管无胶筛分电泳用超大分子线性聚丙烯酰胺色谱柱等相继研制成功，申报发明专利多项；承担了中美合作项目烟道气排放有毒污染物监控的研究，提出了气相色谱辅助富里叶变换红外光谱对固定污染源复杂样品进行解析的方法，建立了相应的光谱差减定量数据库，已通过国家环保总局组织的验收鉴定，这种方法得到了美方专家的好评；采用微渗析-高效液相色谱、亲和色谱及毛细管电泳方法研究了多种药物与人血浆蛋白的相互作用;首次建立了研究药物与蛋白竞争作用的系统方法; 探讨了药物与蛋白作用位点和平衡常数与药效之间的相互关系。

近年来，根据分析化学和国际前沿研究领域的发展趋势，结合国家重大应用领域的需求，放眼于分析学科与生命学科的交叉发展，主要开展蛋白质的高效分离与高灵敏检测的研究。重点集中在发展多维液相分离体系，包括多维液相色谱、多维毛细管电泳以及与质谱的联用。提出了构建蛋白质分离-在线酶解-多肽分离-质谱鉴定的蛋白质分离鉴定平台的思路。发展了多种蛋白质原位微酶反应器。此外，为实现痕量组分的高效富集，还发展了基于整体材料的固载金属亲和色谱介质和基于毛细管电泳、电色谱技术的蛋白质选择性和通用性富集技术。目前国内外发表论文500余篇，撰写专著7部，代表著作有《分析化学手册第六分册》、《现代生物样品分离分析方法》等，并申请30余项发明专利。

在科学研究同时，坚持以人为本的原则，高度重视人才培养，培养博士20余名，有的已经成为博士生导师、还有的在仪器公司作为科研骨干力量，在我国分析科学领域基础研究、应用开发以及仪器产业化等方面发挥着重要的作用。

研究方向

职务

社会任职

获奖及荣誉

代表论著

1. 张玉奎等编著，现代生物样品分离分析方法，科学出版社, ISBN 7-03-011117-6, (2003)

2. Junfeng Ma, Jinxiang Liu, Liangliang Sun, Liang Gao, Zhen Liang, Lihua Zhang, Yukui Zhang, On-line Integrating Multiple Sample Pretreatment Steps Involving Denaturation, Reduction, and Digestion with μRPLC-ESI-MS/MS for High-Throughput Proteome Profiling, Anal. Chem., in press，2009

3. Dingyin Tao, Guijie Zhu, Liangliang Sun, Junfeng Ma, Zhen Liang, Weibing Zhang, Lihua Zhang, Yukui Zhang, Serially coupled microcolumn reversed phase liquid chromatography for shotgun proteomic analysis, Proteomics, 2009，9, 2029-2036

4. Junfeng Ma, Zhen Liang, Qiliang Deng, Xiaoqiang Qiao, Dingyin Tao, Lihua Zhang, Yukkui Zhang, Organic-Inorganic Hybrid Silica Monolith Based Immobilized Trypsin Reactor with High Enzymatic Activity, Anal. Chem., 2008，80, 2049-2056

5. Jicheng Duan, Zhen Liang, Chun Yang, Jie Zhang, Lihua Zhang, Weibing Zhang, Yukui Zhang, Rapid protein identification using monolithic enzymatic microreactor and LC-ESI-MS/MS, Proteomics,2006，6, 412-419

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张玉奎 院士;研究员

张玉奎院士;研究员