国家自然科学基金委化学科学部分析化学学科发展战略及优先资助领域

2010-10-11

                国家自然科学基金委化学科学部分析化学学科发展战略及优先资助领域
    1、分析化学学科发展战略与主要挑战

       分析化学在科学技术中不可或缺的作用和地位已是毋庸置疑的事实。上个世纪末“人类基因测序”被认为是一项像人类登月一样的伟大工程，在该工程面临进展缓慢的困难时，是分析化学家对毛细管电泳分析方法的重大革新，使这项伟大的工程得以提前完成，从而揭开了后基因时代的序幕。1999年比利时布鲁塞尔发生的二恶英污染中毒事件引起全球消费者的恐慌，导致比利时内阁被迫集体辞职，当时也是分析化学家拯救了比利时。2002~2004年度获得诺贝尔化学奖、医学奖的科学家大都因为率先建立了新的测定生物大分子的方法而获此殊荣。化学和物理学等诺贝尔的得主，约1/3~1/4是提出创新测试方法的科学家。
由此可见分析方法与技术在人类科学技术和社会发展中的重要性。
     分析化学是人们获得物质组成和结构信息的科学，这些信息对于生命科学、材料科学、环境科学和能源科学来说都是比不可少的。目前，分析化学的研究范围非常广泛，它既包括无机分析、有机分析、生化分析、环境分析、药物分析、细菌分析、免疫分析、食品分析、中草药分析、临床分析、功能材料分析表征及分析、表面与界面分析、波谱学分析、过程分析，还包括化学信息学、生物信息学、仪器研制、质量控制机纳米分析化学和芯片分析化学等，凡是与这线领域相关联的新原理、新方法、新技术、新仪器及新配件的研究工作都是分析化学学科的资助范围。从方法和技术的层面上，分析方法发展的趋势有：微流控芯片化、在线化、实时化、原位化、防生化、智能化、信息化、高灵敏化、高选择性化、高通量化、无损化、单原子化和单分子化等。此外，还有各种联用技术和各种批量操作技术，如分析和分离联用，分析、分离和合成联用，组成化学等。从研究对象层面上有：（1）生命分析化学：（2）材料分析化学；（3）坏境分析化学；（4）矿产资源分析化学；（5）流程工业中的在线分析和自动调控；（6）毒品和安全分析化学；（7）宇宙和星际分析化学等。
      目前生命科学、材料科学、坏境科学、后基因时代及生物信息学的发展，对分析化学提出了更高的要求，这也是分析化学发展的机遇。今后分析化学学科应更加注重并加强一下几个方面的研究：
      （1）分析化学要突出方法学的研究，要注重方法的集成，解决深层次的问题。2002~2004年度诺贝尔化学奖与医学奖的授予给了我们分析化学工作者很好的启示。我国分析化学在方法上已在国际上打下了很好的基础，影响不断的提高，应继续巩固和提高我们分析化学在国际上的地位。
       （2）分析化学的发展要与国家需求紧密结合。要注重于国家安全有关的分析化学研究；注重重大疾病早期诊断的分析化学研究；注重中草药现代化与标准化中的分析化学的前沿课题；注重仪器微型化及芯片的研究；加强食品安全与检测的基础研究；重视人世后的绿色壁垒和绿色封光问题；关注持久性有毒物质（PTS）和滥用药物和检测与分析等。
        （3）分析化学必须加强和注重仪器研制工作。科学仪器的研究是基础研究，而且是基础的基础，不能简单地把科学仪器的研究说成是开发工作。对分析化学学科来说，创新的科学仪器是创新研究成果的一种具体体现，用购买的国外仪器进行的研究工作很难超越国外的研究水平，要改变哪种重引进仪器轻研制仪器的观念。这里需要强调指出的是，仪器研制工作不光是指成型仪器的研制，而也包括仪器的改进、性能的提高、仪器配件及研究装置的研发等。
       （4）分析化学除了进行高灵敏、高选择的物种分离和检测外，类间关系（如分子间相互作用，信息关联，数量筛选等）及作用机理的研究也应引起重视。目前分析化学不断提出新的课题，研究对象不是高度复杂化，就是绝对个体化，要注意研究的深度，解决科学中的关键问题。此外，检测量和式样种类的要求也给分析化学提出了新的挑战。
       （5）基因组学、蛋白质组学、代谢组学、金属组学等各种组学的研究将为我国分析科学提供难得的发展机会。如高通量、高效率、高灵敏度的蛋白质组提取、分离、鉴定的新技术是蛋白质组学的关键；重大疾病预防诊治措施的突破需要蛋白质组学与代谢组学提供“全景式”的病理机制认识；各类组学的研究必将导致大量新型药物靶标的发现与药物的问世等。
       （6）在鼓励面向生命科学、材料科学、坏境科学、能源科学、信息科学总的分析科学的基础性研究的同时，也要对传统分析化学技术的发展给予关注。
       （7）要注重分析化学人才的发现、培养与支持；要大力发展研究队伍，实现学科平衡、协调和可持续发展。
    2、分析化学学科主要挑战与优先资助领域

        目前分析化学面临的主要挑战是：第一，面对生命科学和环境科学等领域的复杂体系，如何发展高效、高速、高选择、高灵敏度和高通量的分析技术，包括这些技术的基本理论；第二、面对国家安全、国际贸易、食品安全、环境监测、毒品分析等实际应用问题，如何发展痕量或超痕物质的新型检测方法；第三，面对各种分析技术得到的海量数据，如何发展新的化学信息学方法来高效快速地处理这些数据；第四、面对科研和生产中队高纯度物质的需求，如何开发更有效的制备分离技术，包括传统制备色谱的新型填料、手型药物分离填料的开发等；第五，为实现高效、高速、高灵敏和高通量分析，如何发展新的高效样品处理技术。
        近期分析化学优先资助研究领域有：基因组学、蛋白质组学、代谢组学和金属租学中的分析新技术、新方法；生物单分子、但细胞分析及实时、定量生命信息表达；样品前处理技术；生物分子相互作用研究；中草药分析及活性成分筛选；食品分析与食品安全；各类探针和传感技术研究；疾病检测与诊断新技术、新方法；与重大疾病相关的标志物检测与分析；波谱、质朴分析：表面、维区和形态分析；原位成像分析；结构与性能关系；过程分析化学；环境分析化学；纳米分析化学；芯片分析化学；化学信息学与生物信息学；仪器研制（包括仪器配件和仪器微型化）； 涉及国家信誉与利益的分析方法与技术；涉及国家安全与突发事件的分析新技术、新方法等。