人物簡(jiǎn)介
吳瑾光,物理化學(xué)與無(wú)機(jī)化學(xué)家。長(zhǎng)期從事配位化學(xué)與分子光譜學(xué),論著涉及萃取機(jī)理及溶液結(jié)構(gòu)、稀土絡(luò)合物和新材料、生物無(wú)機(jī)與生物譜學(xué)等,有發(fā)明專利3項(xiàng)并曾獲獎(jiǎng)多項(xiàng)。
人物生平
吳瑾光,祖籍安徽省歙縣,1934年7月17日出生于北京,吳瑾光由于受父親和化學(xué)教師的影響,很早就喜歡化學(xué),1952年她考取了北京大學(xué)化學(xué)系。60年代因?qū)嶒?yàn)工作導(dǎo)致嚴(yán)重鈾中毒,備受痛苦折磨。大學(xué)三年級(jí)時(shí),學(xué)年論文的題目“無(wú)機(jī)含氧酸強(qiáng)度的規(guī)律性”是徐光憲教授出的,這一巧遇對(duì)吳瑾光的科學(xué)生涯起了重要作用。她畢業(yè)后被安排在物質(zhì)結(jié)構(gòu)組讀研究生,導(dǎo)師仍是徐光憲教授,研究方向是溶液絡(luò)合物結(jié)構(gòu),課題是研究堿金屬離子與含氧酸的絡(luò)合作用。當(dāng)時(shí)有關(guān)堿金屬的配位效應(yīng)是不清楚的,她的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了徐光憲提出的堿金屬有絡(luò)合作用的看法,澄清了配位化學(xué)中的一個(gè)重要問題。次年,徐光憲調(diào)往原子能系(現(xiàn)技術(shù)物理系),1959年初她也調(diào)到技物系,講授物理化學(xué),建立和開設(shè)物化實(shí)驗(yàn)課等,同時(shí)進(jìn)行論文工作,不過課題方向改為“核燃料鈾的萃取機(jī)理研究”。1960年響應(yīng)全民辦原子能的號(hào)召,吳瑾光首批被安排到土法煉鈾點(diǎn)進(jìn)行鈾礦漿直接萃取研究,當(dāng)年冬天,在萃取100克鈾/升高濃度溶液時(shí),她的手割破了,意外地受到毒害。不久,中毒癥狀逐漸出現(xiàn),人感到疲倦,大量脫發(fā),牙齦腫痛,血象很不正常,經(jīng)診斷為鈾放射性中毒,兩三個(gè)月后癥狀仍未能改善,當(dāng)時(shí)北醫(yī)內(nèi)科主任林傳鑲教授說這種病沒有特效藥,建議用高維生素和高蛋白維持,著名中醫(yī)方鳴謙大夫及時(shí)用藥為她改善癥狀,他認(rèn)為吳瑾光恐怕也只好帶病延年了。那時(shí)她照常堅(jiān)持教學(xué)科研工作,以堅(jiān)韌不拔的意志抵御病魔的侵害,于1961年完成了研究生論文和答辯,同年留系工作。那時(shí)吳瑾光對(duì)分子光譜有濃厚興趣,用紫外和可見光譜法來(lái)研究鈾的萃合物,并嘗試用紅外光譜探討鈾酰離子與萃取劑的相互作用。1969年技物系遷往漢中,她留守技物大樓,1971年轉(zhuǎn)到無(wú)線電系,分配到電子學(xué)教研室。她學(xué)焊接晶體管電路,為工農(nóng)兵大學(xué)生寫光學(xué)課程講義,在這個(gè)新環(huán)境里她的心情很愉快,周圍的同事對(duì)她也很關(guān)心,對(duì)她的遭遇深表同情,大家同意把系里分配到的第一臺(tái)煤氣灶給她,這種友誼的真誠(chéng)和溫暖使她永久不忘。1975年她回到闊別16載的化學(xué)系,被分配到分析站紅外光譜實(shí)驗(yàn)室,從事分析測(cè)試工作。在分析站她完成了多項(xiàng)剖析任務(wù),例如:1976年,交通部公路所送來(lái)兩瓶一黑一白的溶液未知樣品,希望通過剖析了解其技術(shù)核心,她利用紅外光譜等方法,查明是陽(yáng)離子乳化瀝青,據(jù)此提出在我國(guó)開展陽(yáng)離子乳化瀝青鋪路新技術(shù)研究的建議,并被交通部公路所接受,獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。又如膽結(jié)石的剖析,色素型膽結(jié)石是威脅人類健康的外科疾病,然而國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界對(duì)它的組成都不清楚,她與北醫(yī)三院周孝思大夫開展合作研究,她認(rèn)為紅外光譜是有效的研究手段,最后闡明色素型膽石是一種組成復(fù)雜、結(jié)構(gòu)特殊的生物礦化組織,其主要成分是鈣的絡(luò)合物。還發(fā)現(xiàn)難溶棕色結(jié)石(色素型膽結(jié)石有兩種,我國(guó)多為棕色結(jié)石,而歐美國(guó)家多為黑色結(jié)石)含有大量水溶性蛋白、糖蛋白和多糖,部分膽紅素鈣以聚合物形式存在。這個(gè)課題后來(lái)發(fā)展成為生物無(wú)機(jī)化學(xué)中一個(gè)新方向。
技術(shù)成就
“文化大革命”中徐光憲調(diào)回化學(xué)系從事稀土萃取分離研究。吳瑾光調(diào)回該課題組之前,已開始承擔(dān)稀土萃取機(jī)理的研究。在萃取稀土?xí)r,先要將環(huán)烷酸類酸性萃取劑皂化,把大量濃堿水溶液加入有機(jī)相,此時(shí)會(huì)形成透明的溶液,相體積可增加50%以上,萃取稀土后,有機(jī)相又縮小到原有體積,徐先生要求她搞清楚萃取前后相體積發(fā)生巨大變化的原因。她通過多種譜學(xué)方法,把配位作用、分子締合與氫鍵、納米級(jí)分子聚集態(tài)和分子自組裝等液體結(jié)構(gòu)新概念引入萃取研究,揭示這類外觀透明的萃取有機(jī)相不是真溶液而是微乳液,存在多種亞微米結(jié)構(gòu),屬于復(fù)雜流體。稀土萃取前后有機(jī)相有微乳生成和破乳等分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化,導(dǎo)致有機(jī)相體積在萃取前后發(fā)生巨大變化。這就開辟了從分子水平和以界面化學(xué)的角度研究萃取機(jī)理的新途徑。1979年她在全國(guó)萃取會(huì)議上、1980年又在國(guó)際萃取會(huì)議上報(bào)告她的看法,引起國(guó)內(nèi)外同行的重視。10年后,該研究方向“微乳和反膠團(tuán)萃取”逐漸成為國(guó)際萃取界的研究熱點(diǎn)。吳瑾光在化學(xué)分析站做了兩年多剖析和測(cè)試工作之后,重新回到徐光憲的科研組,70年代末,該組用世界銀行貸款購(gòu)置了一臺(tái)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR),1980年初,吳瑾光有了先進(jìn)的FT-IR,對(duì)萃取機(jī)理和溶液結(jié)構(gòu)的研究又取得了新的進(jìn)展,例如,證實(shí)了萃取有機(jī)相的陰陽(yáng)離子都有強(qiáng)烈的水化作用,指出這種水化作用是使微乳狀液成為熱力學(xué)穩(wěn)定體系的結(jié)構(gòu)本質(zhì)。利用萃取有機(jī)相研究了溶液的超濃狀態(tài),發(fā)現(xiàn)當(dāng)[Na+]:[H2O]>10時(shí),水與金屬離子配位,處于超濃狀態(tài)的水的性質(zhì)與普通水有很大不同,其NMR氫(1H)譜的化學(xué)位移比純水向低場(chǎng)移動(dòng)值為δ=2,比高濃鹽溶液中水的氫(1H)譜的化學(xué)位移大一個(gè)數(shù)量級(jí)。她指出微乳液中可存在超濃溶液狀態(tài)的新概念。
吳瑾光調(diào)回化學(xué)系后,開展了稀土絡(luò)合物的基礎(chǔ)研究新課題,進(jìn)行了絡(luò)合物合成、結(jié)構(gòu)測(cè)定、光譜表征并配合簡(jiǎn)正坐標(biāo)分析等,探索結(jié)構(gòu)新穎或性能特殊的稀土絡(luò)合物。通過對(duì)溶液絡(luò)合物和固體絡(luò)合物的制備和結(jié)構(gòu)性能研究,合成并表征了單核、陰陽(yáng)離子都含稀土的雙核絡(luò)合物,具有載氧功能的多種四核稀土絡(luò)合物、九核稀土多核絡(luò)合物以及具有非化學(xué)計(jì)量特征的稀土絡(luò)合物,為研究發(fā)展稀土功能材料研究打下了良好基礎(chǔ)。通過對(duì)稀土絡(luò)合物中稀土離子的配位結(jié)構(gòu)和聚集狀態(tài)(溶劑化離子、離子簇、膠團(tuán)、微乳、納米微;蚓B(tài))的基礎(chǔ)研究,特別是配位結(jié)構(gòu)對(duì)稀土絡(luò)合物熒光強(qiáng)度影響的規(guī)律性研究,證實(shí)稀土絡(luò)合物的熒光性能不但與其分子內(nèi)的配位結(jié)構(gòu)有關(guān),還與分子聚集狀態(tài),甚至與加工制備過程有關(guān)。稀土熒光絡(luò)合物的非化學(xué)計(jì)量組合物,能夠顯著提高熒光強(qiáng)度,揭示熒光強(qiáng)度與絡(luò)合物中稀土含量的非線性依賴關(guān)系。配位環(huán)境和顆粒結(jié)構(gòu)的微細(xì)變化可成倍提高熒光效率。這些基礎(chǔ)研究為研制稀土熒光新材料提供了理論依據(jù)。在上述研究的基礎(chǔ)上,研制出一系列性能優(yōu)異的稀土熒光絡(luò)合物和納米分散的熒光復(fù)合材料。1990年她首次提出專利申請(qǐng),指出這種特征性強(qiáng)、隱蔽性好、能化有形為無(wú)形、變無(wú)色為有色的絡(luò)合物型稀土——高分子熒光新材料可用于防偽。這項(xiàng)獲專利權(quán)的技術(shù)已廣泛用于熒光防偽,如金融票據(jù)、證件等高檔防偽技術(shù),取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。通過學(xué)科交叉,又把稀土和高分子復(fù)合制成化學(xué)纖維等材料,如熒光纖維,為稀土資源深加工和拓寬應(yīng)用途徑提供了科學(xué)依據(jù)。此項(xiàng)工作獲國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)(1997)。
紅外光譜法研究膽石的結(jié)果,引起美國(guó)膽石癥專家賓州大學(xué)醫(yī)學(xué)院Soloway教授的注意,1986年吳瑾光應(yīng)邀進(jìn)行合作研究三個(gè)月,取得了新結(jié)果。她用譜學(xué)方法研究萃取有機(jī)相聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的新思路,使得美國(guó)奧本大學(xué)的Neuman教授也很感興趣,也主動(dòng)邀請(qǐng)她進(jìn)行合作研究,恰巧Soloway教授(于1988年調(diào)往德州大學(xué)Galveston醫(yī)學(xué)院)又來(lái)邀請(qǐng),吳瑾光于1989年6月以客座教授身份去德州大學(xué)和奧本大學(xué)分別進(jìn)行膽結(jié)石及形成機(jī)理和萃取機(jī)理及有機(jī)相聚集態(tài)結(jié)構(gòu)合作研究。在兩校共停留六個(gè)月,共同發(fā)表了文章,長(zhǎng)期協(xié)作的科研工作取得了良好的進(jìn)展。
吳瑾光這些年還從事下述幾方面的科學(xué)研究,并取得了進(jìn)展。
1.萃取機(jī)理和溶液結(jié)構(gòu)研究。吳瑾光始終堅(jiān)持開展萃取化學(xué)基礎(chǔ)研究。她運(yùn)用多種譜學(xué)方法、顯微結(jié)構(gòu)研究手段和配位化學(xué)觀點(diǎn)從分子水平來(lái)進(jìn)行液體結(jié)構(gòu)和萃取機(jī)理的研究,闡明反膠團(tuán)(或微乳)具有非化學(xué)計(jì)量特征,是一種分子自組裝酸鹽相互作用體系,深化了對(duì)反膠團(tuán)(或微乳)的認(rèn)識(shí)。她與國(guó)際著名萃取專家美國(guó)Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的顧問Ferraro教授建立友好的合作關(guān)系,證實(shí)萃取水相也有O/W型膠團(tuán)和微乳,從而揭示了萃取劑水相流失的本質(zhì),為改進(jìn)萃取工藝提供了依據(jù)。闡明萃取有機(jī)相和水相中都存在納米級(jí)分子聚集體的結(jié)構(gòu)特征。她還研究了多種金屬離子(一價(jià)、二價(jià)及稀土等)對(duì)萃取有機(jī)相分子聚集態(tài)和結(jié)構(gòu)的影響,把蛋白質(zhì)、氨基酸等生物分子引入微乳體系,探討水分子與生物分子的作用,分子自組裝結(jié)構(gòu)的變化,深化了對(duì)液體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。
1998年吳瑾光應(yīng)云南省科委和貴金屬所陳景院士邀請(qǐng)進(jìn)行科研合作,從膠團(tuán)和微乳的觀點(diǎn)探討KAu(CN)2的萃取機(jī)理和研究萃取新流程、新方法,現(xiàn)已取得顯著進(jìn)展。這些研究成果也為液態(tài)物理學(xué)家所重視。她曾應(yīng)邀在液態(tài)物理會(huì)議上做介紹。她1985年的專利技術(shù)(萃取法處理鋼鐵酸洗廢液)優(yōu)于國(guó)外引進(jìn)的燃燒法處理技術(shù),且有利于環(huán)境保護(hù)。
2.生物無(wú)機(jī)和生物譜學(xué)研究。吳瑾光將FT-IR法應(yīng)用于膽石研究,證實(shí)色素型膽石的重要成分膽紅素鈣是羧酸與吡咯同時(shí)參與鈣的配位,是一種結(jié)構(gòu)特殊的非化學(xué)計(jì)量螯合物,質(zhì)疑了把膽紅素鈣看作簡(jiǎn)單羧酸鹽的傳統(tǒng)觀念;闡明膽紅素鈣與水溶性大分子如蛋白等形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是棕色結(jié)石難溶的內(nèi)在原因。對(duì)結(jié)構(gòu)不明黑色結(jié)石的研究,發(fā)現(xiàn)銅離子對(duì)膽紅素的催化氧化及絡(luò)合作用是此類色素型膽石呈黑色的結(jié)構(gòu)本質(zhì),她提出非化學(xué)計(jì)量絡(luò)合沉淀的新概念,解釋了色素型結(jié)石組成不固定的特性,以及膽紅素鈣的組成隨制備條件而變的“異!爆F(xiàn)象。通過對(duì)膽結(jié)石形成過程的研究,發(fā)現(xiàn)結(jié)石的生成不符合通常的濃度或pH依賴性等一般化學(xué)規(guī)律,用前人的“溶解度或溶度積”思路很難解釋結(jié)石生成速率和沉淀物組成多變等“反!爆F(xiàn)象。根據(jù)膽石在粘蛋白介質(zhì)中生成,結(jié)石常具有環(huán)形周期結(jié)構(gòu)和分形圖案等特征,以及膽紅素鈣等的非化學(xué)計(jì)量特性,借鑒非線性科學(xué)中時(shí)空?qǐng)D形生成規(guī)律等概念,提出膽結(jié)石生成機(jī)理應(yīng)遵循非線性科學(xué)規(guī)律的觀點(diǎn),并用體外模擬實(shí)驗(yàn)(在凝膠介質(zhì)中研究膽汁酸與金屬離子生成周期結(jié)構(gòu)或分形沉淀的規(guī)律性)來(lái)論證此觀點(diǎn)。用非線性科學(xué)的混沌分形理論來(lái)解釋人體中膽結(jié)石形成的復(fù)雜現(xiàn)象,這一系列屬配位化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和非線性科學(xué)等學(xué)科交叉工作,受到國(guó)內(nèi)外同行的重視和高度評(píng)價(jià),這一學(xué)術(shù)觀點(diǎn)通過多次參加高水平的美國(guó)消化道年會(huì)和知名度更高的臨床基礎(chǔ)研究國(guó)際會(huì)議的學(xué)術(shù)報(bào)告和在國(guó)內(nèi)外著名刊物發(fā)表論文,逐漸被國(guó)際同行理解、認(rèn)識(shí)和接受。有關(guān)論文4次在國(guó)際上影響因子(Impact factor)最高的刊物《Clinical Research》上發(fā)表。結(jié)石形成規(guī)律具有非線性行為的學(xué)說受到高度評(píng)價(jià)。1993年獲得美國(guó)臨床基礎(chǔ)研究五十周年紀(jì)念大會(huì)Henry Christian優(yōu)秀科研獎(jiǎng)。吳瑾光兩次被國(guó)外邀請(qǐng)撰寫有關(guān)膽石研究著作專章,Biospectroscopy主編邀請(qǐng)她撰寫有關(guān)膽結(jié)石的綜述。
3.建立紅外光譜實(shí)驗(yàn)室,開展光譜計(jì)算,推動(dòng)譜學(xué)應(yīng)用研究。自六七十年代以來(lái),吳瑾光大量開展紅外光譜基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究,應(yīng)用簡(jiǎn)正坐標(biāo)分析和分子力學(xué)等方法,通過光譜頻率和強(qiáng)度計(jì)算等基礎(chǔ)研究,對(duì)一些稀土絡(luò)合物和生物分子進(jìn)行譜帶指認(rèn)和強(qiáng)度計(jì)算,以及分子結(jié)構(gòu)解析等,推動(dòng)了譜學(xué)應(yīng)用研究的進(jìn)展。由她牽頭所建立的紅外光譜實(shí)驗(yàn)室在國(guó)內(nèi)外享有一定聲譽(yù),她被推選主編《近代傅里葉變換紅外光譜技術(shù)及應(yīng)用》上下兩卷(200多萬(wàn)字),并獲第九屆中國(guó)圖書獎(jiǎng)。吳瑾光自1994年被選為生物分子與光譜學(xué)和國(guó)際學(xué)科交叉刊物《Biopectroscopy》(生物譜學(xué))的編委。近年來(lái),她與其同事用分子光譜方法研究了腫瘤早期診斷和血糖無(wú)損監(jiān)測(cè),國(guó)內(nèi)外專家對(duì)該項(xiàng)目的重要意義及取得的進(jìn)展都有好評(píng)。
總起來(lái)講,吳瑾光從事配位化學(xué)和分子光譜研究40年,論著涉及萃取機(jī)理及溶液結(jié)構(gòu)、稀土絡(luò)合物和新材料、膽結(jié)石、生物無(wú)機(jī)化學(xué)與生物譜學(xué)等,在國(guó)內(nèi)外刊物已發(fā)表論文多篇(其中國(guó)內(nèi)外期刊218篇,其中進(jìn)入SCI源期刊的127篇);主編專著1部。在國(guó)外出版的專著2部,國(guó)內(nèi)3部專著中撰寫了專章。獲得3項(xiàng)專利權(quán)。獲國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng),省部級(jí)獎(jiǎng)5項(xiàng),美國(guó)臨床基礎(chǔ)研究?jī)?yōu)秀科研獎(jiǎng),中國(guó)分析測(cè)試協(xié)會(huì)一、二等獎(jiǎng)各兩項(xiàng),第九屆中國(guó)圖書獎(jiǎng),中國(guó)建行優(yōu)秀博士導(dǎo)師獎(jiǎng)。她還培養(yǎng)了博士生25名,碩士生16名,博士后6名。他們中間有很多人已成長(zhǎng)為學(xué)術(shù)帶頭人、教授和博士導(dǎo)師等。
簡(jiǎn)歷
1934年7月17日 出生于北京。
1952-1956年 在北京大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí)。
1957-1961年 在北京大學(xué)技術(shù)物理系讀研究生。
1961年至今 在北京大學(xué)任講師、副教授、教授、博士生導(dǎo)師。
1986年 赴美國(guó)賓州大學(xué)醫(yī)學(xué)院進(jìn)行合作研究。
1989年 赴美國(guó)德州大學(xué)和奧本大學(xué)進(jìn)行合作研究。[1]
主要論著
1 吳瑾光,高宏成,徐光憲等.萃取有機(jī)相中微乳狀液的形成及其對(duì)萃取機(jī)理的影響.中國(guó)科學(xué),1981,(1):52;Scientia Sinica,1980,23(12):1533
2 吳瑾光、陳滇,徐光憲等.離子水化過程的核磁共振研究—環(huán)烷酸長(zhǎng)鏈醇—煤油—水微乳液體系.中國(guó)科學(xué),1982(9)
科技館