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陈洪渊

陈洪渊,分析化学家, 出生于浙江三门。1961年,毕业于南京大学化学系。2001年,当选为中国科学院院士。在电分析化学基础与应用的多个前沿领域做出了重要贡献,在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中,构建成多种高效的仿生催化界面。教学贡献较为突出,他认为,导师主要职责是在思维方法上指导学生,学生应当是一个有主见的思维主体,做事情要有主动性,必须让学生充分发挥自己的能力,而不能事事越俎代庖。

1937年12月,出生于浙江三门县。1961年,毕业于南京大学化学系,留校任教。1981~1984年,留学联邦德国Mainz大学,1988年,任教授,2001年,当选为中国科学院院士陈洪渊院士在涉及生命和材料科学的电分析化学基础与应用的多个前沿领域的研究作出了重要的贡献。提出了超微电极及其阵列的几种理论模型,解决了一系列耦联化学反应多级电极过程复杂体系稳态电流的求解问题;阐明了超微电极扩散层重叠对阵列总电流的影响及计算公式,有关成果已被写入由国际纯粹与应用联合会化学(IUPAC)电分析化学委员会正式通过的IUPAC正式技术报告中;提出了各种电极表面功能化和形成各种类型催化膜的新方法,发现促进蛋白质电子传递的新材料、构建了一系列三维有序仿生催化界面,据此建立了几十种有关核酸、蛋白质(酶)、辅酶和生物活性小分子等的高灵敏、高选择的检测方法,及相关的稳定、长寿的生物传感器件,在生物物质检测和医疗诊断上有广阔的用途;提出了一系列有关微流控芯片和毛细管电泳电化学检测新方法,抗干扰能力强,灵敏度高,拓宽了电化学方法在芯片实验室中的应用范围。所建立的各种分析方法和传感器件被国内外同行广泛引用和推介。

陈洪渊后任南京大学教学委员会副主任,化学化工学院学术委员会主任,生命分析化学教育部重点实验室主任,南京大学分析科学研究所和化学生物学研究所所长;现兼任中国科学院化学学部常委;教育部科技委委员、化学化工学部主任;国家最高科学技术奖奖励委成员、评委;国家自然科学奖奖励委成员、评委;中国测试协会副理事长;中国化学会常务理事、分析化学委员会副主任;江苏省化学化工学会理事长;国家自然科学基金化学部评审组长;《高等学校化学学报》和《Chem. Res. in Chin. Univ.》两刊副主编,《中国科学(中、英文)》、《化学进展》、《分析化学》、《色谱》等杂志的编委或顾问编委等职;曾任国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)电化学委员会国家代表。

兼任:北京大学、清华大学、中国科技大学和青岛科技大学、华东理工大学、西北大学兼职或名誉教授,南开大学杨石先讲座教授,北京分子科学国家实验室董事会理事;中国科学院长春应化所电分析化学国家重点实验室学术委员会主任;湖南大学生物传感与化学计量学国家重点实验室学术委员会主任;陕西省电分析化学重点实验室学术委员会主任等职。

陈洪渊曾先后获得国家自然科学二等奖(2007)和三等奖(1982)各1项,教育部自然科学一等奖(2001,2006)2项,全国科学大会奖(1978)1项,何梁何利科技进步奖(2006)1项,中国侨联科技进步奖(2002)1项,以及其他多项省部级奖励。在国内外发表论文520余篇,合编著译书6册,专利5项。指导和培养了多名博后、博、硕士。2004年,评为江苏省优秀研究生导和全国模范教师:2005年,评为全国先进工作者,荣获国家“五一”劳动奖章。

陈洪渊性格非常随和,言谈中常流露着一丝淡淡的微笑。1956年,18岁的陈洪渊考进南京大学,其后就读于放射化学专业。学生时代的陈洪渊兴趣广泛、视野开阔。他除了学习本专业的知识外,对力学、数学、无线电学等其他学科也有涉猎,并培养了较强的动手能力和科学素养,这为他以后的科学研究工作打下了比较厚实的知识基础。大学四年级,陈洪渊以预备教师的身份进入分析化学教研室,从此踏上了一条新的、后来使他奋斗一生的专业之路。

“人类有科技就要有化学,化学从分析化学开始”。分析化学是化学学科的一个重要分支,是人们获得物质分析组成、结构和信息的一门科学。在现代科学技术中,伴随着学科交叉,分析化学与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、能源科学等的关系越来越密切,它已经成为现代科技和经济建设的基础,是衡量科技发展和国力强弱的主要标志之一。人类基因组图谱测序计划正是由于分析化学的毛细管电泳技术的发展而得以提前完成。

90年代以前,南京大学分析化学专业主要的学术带头人是高鸿院士。在高先生等前辈的带领下,该专业博士点在全国排名前三位,并在1987年被评为国家重点学科。进入90年代,由于兄弟院校奋起直追,再加上高先生等老前辈相继离校或退休,这门专业继续发展的趋势受到挑战。十年中,陈洪渊为科研和教学工作倾注了大量心血。

“七五”、“八五”建设期间,中国国内高校竞争日趋激烈,这是分析化学专业最困难的时期。陈洪渊领衔进行的科研工作遇到了种种难题,最使人头痛的还是经费短缺,必需的实验设备无法购置,甚至使科研面临无法继续的窘境。于是,他借助学校整体的力量,依靠兄弟实验室以及校内其他院系部门的支持和帮助,完成自己实验室无法完成的研究任务。每当谈到这段往事,陈教授总是感慨地说:“南大是个大家庭,每个人都不是孤立的。我们虽然缺设备,但兄弟实验室有、学校有啊!”

陈洪渊教授结合生命科学对电分析化学的前沿领域及仿生催化开展了系统、深入的研究,主持和完成了自然科学基金重大、重点、面上、博士点及开放实验室基金等多项课题,在分析化学领域做出了突出贡献。他在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中,陆续成功构建成多种高效的仿生催化界面,并研制出一系列电化学/生物传感器件等。他还首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高了两个数量级,由10-5mol/L提高到10-7mol/L。陈洪渊已经发表论文330多篇,合编著书5部,论文引用率600多篇次。他的科研工作得到科技界的高度评价,他还曾荣获全国科学大会奖、教育部中国高校自然科学奖一等奖、国家自然科学三等奖以及省部级奖多项。

尤其值得一提的是,陈洪渊早在二十世纪80年代初。就认识到纳米级科技的重要性,并做了很多前瞻性的工作,这些工作一直受到同行的重视。做微电极研究的人都知道,当两电极的距离小于一定尺度时,他们之间会发生相互影响。1992年陈教授课题组对此现象进行系统研究后,发表了《微电极研究:关于微带阵列电极的屏蔽效应》学术论文,对这种相互影响做了理论计算并建立了理论模型。2000年底,国际化学界权威学术机构“国际纯粹与应用化学联合会”,集中多名世界一流专家,以组织名义撰写一篇正式的技术报告“微电极:定义、特性和应用”,对微电极20多年来的发展进行系统总结。全世界有关微电极的论文有1万多篇,但该技术报告只援引了31篇最有价值的参考文献,陈洪渊的论文名列其中,并被重点推介。

陈教授为人和蔼、谦恭,每当人们谈到他的科研成就时,他总是淡淡一笑。他说的更多的则是学校、院系对他的支持,他常说:“学校给每个人的科学研究创造了一个非常好的环境。成就不是我个人的,我只是在其中起了一个学科带头人应起的作用。成绩是大家的,是共事者的心血,是精诚团结的结果,是学校、院系支持的结果。”

陈洪渊院士在生物催化、超分子组装和纳米电化学研究中取得系列重要成果。40多年来,在高级人才培养方面亦作出重要贡献。他在国际上,首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高两个数量级。他迄今已主持并圆满完成了国家自然科学基金重大、重点项目、博士点项目、「863」项目及国际合作项目等共计26项。曾获国家级和江苏省科技进步奖等多种奖项。

在研项目:国家自然科学基金重点项目(纳米重大研究计划:功能纳米材料的合成、组装和仿生界面构建的研究)、科技奥运攻关项目(基因兴奋剂的检测方法研究)、国家自然科学基金面上项目(微流控多功能检测芯片)等。

从18岁考入南京大学就读放射化学专业起,陈洪渊致力仪器分析的教学和科研凡40余年,在涉及生命、材料科学的电分析化学基础与应用研究的多个前沿领域作出重要贡献。

仿生催化界面

他成功地构建成多种高效的仿生催化界面,降低了NADH氧化过电位600mV,并研制成一系列电化学/生物传感器件;他组成了三维有序膜,为发展新型高效生物传感器创造了条件。在国际上,他首次观察到表面活性剂对血红蛋白电子转移的促进作用,使其测定灵敏度提高两个数量级;发展了微电极新技术的基础理论和应用,并在衡量生物物质的毛细管电泳分离与电化学分析中,使三种检测低达amol级高灵敏度。

普适公式

1981年,他作为访问学者赴德国美茵兹(Mainz)大学深造两年。与国际著名电化学家R.Neeb教授合作研究,回国时,得国际“VW-Stiftung”组织国际合作科研基金,1986年、1989年,两次重访联邦德国。

在德国期间,一次,他的德国指导教授根据他对29个不同体系在273-353K(0-80℃)范围内测量的实验数据,推导出一个电化学电流与温度关系的经验公式,其实验资料拟合与理论公式的偏差在5%以内,陈洪渊对此提出质疑。经一星期研究后,他导出的普适公式更为准确,其实验数据与理论公式拟合误差在±0.5~1.5%以内,此后他的这个公式经常被引用。

多方面的系统深入研究

他领导的研究小组在仿生催化与生物传感、纳米电分析化学和微流控芯片兴奋剂检测等方面开展了系统深入的研究,取得了多项创造性的成果,获奖无数。并于2001年11月当选中国科学院院士。

从风华正茂到鬓染风霜,陈洪渊在南京大学分析化学领域度过了40载岁月。分析化学专业前主任是著名化学家高鸿院士。1985年后,陈洪渊开始接任。南京大学分析化学专业博士点在全国排名前三位,1987年,被评为全国重点学科。

作为一位卓有成就的自然科学家,工作之余的他除了以音乐来放松大脑之外,还喜欢看一些历史题材的影视剧和读一些史、哲著作。陈洪渊说,在春秋战国时期,学术上讲究的就是百家争鸣、百花齐放,每一个做学问的人,就应当尽量地开拓眼界,同时做到有批判地接受别人的东西。虽然他自己研究的分析化学与这些先哲思想看似相距十万八千里,但他却不因此对人文科学的东西抱有门户之见。他不仅用眼去看,而且还用心去想。

陈洪渊经常能从《孙子兵法》中找到处理问题的灵感。他认为,将书中的战争谋略加以灵活运用,能使自己手头的工作能够更加顺利地进行。同时,陈洪渊也重视对文化的学习和思考。1981年,他以访问学者的身份到德国Mainz大学深造。在那里,他一边继续科学研究,一边探索、思考西方文化的风格、特点,寻找中西文化的差异和交融。这一切都为他的科研事业注入了新的活力。

91年以后,国内外院校竞争的激烈,该学科遭遇前所未有的艰难困境。陈洪渊开始再次创业。90年代初期,学科不论在资金还是人才上,都面临捉襟见肘的尴尬。设备如何购买、科研怎样继续,都成为极大难题。他“打到外线去”的做法,在其它兄弟院系的支持和帮助下,充分利用他人的设备,来完成自己实验室无法完成的研究。经过十年努力,南大分析化学专业取得了长足的发展,产生了3位国家杰出青年基金获得者,一位教育部第二届优秀青年教师奖励计划基金获得者。

学生们都说他是一个完美主义的提倡者,他也不否认这种说法。他说,科学工作需要严谨,一项工作你做了99%,可1%的缺憾就会让你前功尽弃。他饶有兴趣地讲了一个故事:“在贝尔发明电话机以前,莱斯也制造了一种传声装置,但他的“电话”不实用,只能用电流传送音乐。贝尔对此进行了改进,发现莱斯机器没有电话功能,其中一个原因是话筒上的一颗螺丝少拧进1/2圈,大约5丝米。换句话说,莱斯离发明电话就差5丝米的距离,这使他抱憾终生。我要求学生在学习科研中不能有一丝一毫的马虎,对实验数据要反复审核,论文拿出去前要改之又改。有人可能嫌我烦,但你既然发现还不完美,为什么不弥补呢?”

陈洪渊说:“有为而无为,天下为之用。”他认为,导师主要职责是在思维方法上指导学生,而每一名学生又都应当是一个有主见的思维主体,做事情要有主动性,因此在指导学生作研究的时候,就必须让学生去充分发挥自己的能力,而不能事事越俎代庖。他把自己当成了一名影视剧导演,把他的学生们比作了演员。他说:指导学生做一篇论文或是做一个项目,就是在演一部戏。最初,他这名“导演”所要做的只是把握好整部作品的风格和方向,给“演员们”说戏,指引“演员们”该做些什么;然后“演员们”的任务就是在“导演”的指导下,充分发挥自己的能力和特点把戏演好、演精;最后,再由“导演”来总体审核,去粗取精。

在实际教学和科研过程中,陈洪渊鼓励学生们独立思考,动手实践,而自己只是给予及时的指导。在他的实验室里,人们看不到一个“南郭先生”,大都在兢兢业业地工作。同时他还十分注重实验过去所作的总结报告。在带学生的时候,他更关心的就是如何指导他们写好科研论文。他根据学生的实际情况,用不同的方法去帮助他们。有些学生基础较差,刚一开始时研究论文往往难以令人满意,于是,他就会不辞辛劳地帮他们作大量的改动,一步步地指点他们如何去写好论文。经过长时间的锻炼,这批学生们到最后也都能各有所成。而对于那些底子较好的学生,他就会放手让他们自由发展,而不会有过多的干预。在四十年的教学生涯中,他一直秉承着这个方法,指导出了一大批优秀的学生。2001年,江苏省评选的6名“江苏省青年科学家”之中,就有两名是陈洪渊的学生。而他自己则在1998年被评为江苏省优秀研究生导师。

2015年12月8日,在《自然》杂志举办的“2015科研创新创业国际研讨会”上,陈洪渊被授予2015年《自然》杰出导师奖,中国南方终身成就奖,获得5万人民币奖金。 [1]

2016年5月获中国化学会-中国石油化工股份有限公司化学贡献奖。 [2]

仿生催化;生物电化学;化学生物学;纳米和超分子电化学;超微电极与生物分子电子器件;微全分析系统等。 Bionic catalysis; bioelectrochemistry; chemicobiology; nano- and supermolecular electrochemistry; ultramicroelectrodes and biomolecular-electronic devices; Micro-Total Analysis System.

1. Electrochemically deposited nanocomposite of chitosan and carbon nanotube for biosensor application,

XL Luo, JJ Xu, JL Wang, HY Chen*,

Chem. Commun., 2005, 2169-2171.

2. Synthesis and Characterization of Prussian Blue Modified Magnetite Nanoparticles and Its Application to the Electrocatalytic Reduction of H2O2,

G Zhao, JJ Feng, QL Zhang, SP Li, HY Chen*,

Chem. Mater., 2005,17(12); 3154-3159.

3. Electrochemically Deposited Chitosan Hydrogel for Horseradish Peroxidase Immobilization through Gold Nanoparticles Self-assembly,

XL Luo, JJ Xu, Q Zhang, GJ Yang, HY Chen*,

Biosens & Bioelectron, 2005, 21, 190-196.

4. Tris(2,2’-bipyridyl)ruthenium(Ⅱ)- Zirconia-Nafion composite films applied as solid-state electrochemi-luminescence detector for capillary electrophoresis,

SN Ding, JJ Xu, HY Chen*,

Electrophoresis, 2005,26,1737-1744.

5. Electrochemical Detection Method for Non-electroactive and Electroactive Analytes in Microchip Electrophoresis,

JJ Xu, N Bao, XH Xia, Y Peng, HY Chen*,

Anal. Chem., 2004, 76(23), 6902-6907.

6. Separation of Proteins on Surface Modified Poly (dimethylsiloxane) Microfluidic Devices,

YH Dou, N Bao, JJ Xu, F Meng, HY Chen*,

Electrophoresis, 2004, 25, 3024-3031.

7. Heterostructured Bi2Se3 Nanowires with Periodic Phase Boundaries,

XF Qiu, C Burda, RL Fu, L Pu, HY Chen, JJ Zhu,

J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16276.

8. Multilayers assembly of Prussian blue nanoclusters and enzyme-immobilized poly (toluidine blue) film and its application in Glucose biosensor construction,

D Zhang, K Zhang, YL Yao, XH Xia, HY Chen,

Langmuir 2004, 20, 7303-7307.

9. A novel glucose ENFET based on the special reactivity of MnO2 nanoparticles,

XL Luo, JJ Xu, W Zhao, HY Chen*,

Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 1295-1300.

10. The immobilization of hepatocytes on 24 nm-sized gold colloid for enhanced hepatocytes proliferation,

Gu HY, Chen Z, Sa RX, Yuan SS, Chen HY*, Yu AM,

Biomaterials 2004, 25, 3445-3451.


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