科技日报记者 张蕴
近日，以诺贝尔化学奖得主阿彻·马丁命名的权威奖项——英国色谱学会年度马丁奖揭晓。马丁奖是英国色谱学会设立的重要学术奖项之一，旨在表彰在全球范围内推动分离科学发展方面作出杰出贡献的科学家。中国科学院大连化学物理研究所研究员许国旺因其在分离科学分支——色谱学及组学研究领域作出的重要贡献获奖，成为该奖项自1978年设立以来首位中国得主。
几十年间，许国旺始终紧扣国家需求开展研究。马丁奖的获得，为他的坚守画上了浓墨重彩的一笔。
攻关色谱柱国产化难题
20世纪80年代，中国重工业蓬勃发展，却面临一个关键难题——工业生产中不可或缺的在线气相色谱仪的核心柱系统完全依赖进口，严重制约着国内工业生产的自主推进与过程控制。
1987年，25岁的许国旺，正在中国科学院大连化学物理研究所攻读博士学位，在他的导师、我国色谱学奠基人之一、中国科学院院士卢佩章的指引下，他悄然扛起了色谱柱国产化攻关的重任。
为了实现这一目标，许国旺开始了对可应用于指导色谱柱系统设计和研制的气相色谱专家系统的开发。那段时间，实验室成了他的第二个家，无数个日夜，他反复调试参数、验证数据，一次次攻克技术难题，终于构建出一套科学、高效的柱系统推荐模块，为后续国产柱的选型提供了坚实的方法学支撑。
尽管取得了重要成果，许国旺却并未满足，他又将目光投向了国产柱在石化行业的应用。当时，某石化总厂30万吨乙烯工程需要23套在线色谱柱，采购进口柱成本高，出现故障后维护周期长，严重影响生产进度。得知这一情况后，许国旺主动请缨，为该厂配备国产柱。他带领团队深入厂区，实地调研生产工况，结合国产柱的特点，配以组合式柱切技术，达到顶替进口柱的目的。
这是一个极具挑战性的工作，国产柱与其他进口仪器的适配、工业环境下参数的波动、分离效果的稳定性，每一个问题都需要反复试验、优化。许国旺与团队成员并肩作战，扎根一线，白天监测工况、采集数据，晚上回到实验室分析结果、调整方案，终于攻克了一系列工程应用难题，为该石化企业节省了大量开支，也为国产色谱柱的工业应用奠定了坚实基础。
开拓新兴研究方向
上世纪90年代中期，一次短暂国外访学经历，让许国旺看到了色谱学的分离分析技术在临床医学中的巨大潜力，他由此下定决心，投身于这一新兴研究方向。
1999年，国外学者提出“代谢组学”定义——基于色谱学等的分离分析技术，对生物体内所有代谢物进行系统分析，从而揭示机体生理、病理状态。许国旺发现其与自身研究高度契合，便迅速调整团队重心，结合代谢组学理念，从零搭建研究平台。他也成为我国代谢组学的开拓者之一。
拟靶向代谢组学方法的研发是许国旺等人在代谢组学方法学上取得的突破，更是一场“十年磨一剑”的持久战。
上世纪90年代末，团队刚开始涉足代谢组学研究时，就陷入一个两难困境：复杂生物样品中代谢物含量低、干扰多。当时主流的非靶向代谢组学方法能扫描到大量代谢物，覆盖度广，但灵敏度低、数据可比性差；而靶向代谢组学方法灵敏度高、定量精准，却只能检测已知化合物，会漏掉大量潜在的重要代谢物，无法满足复杂疾病机制研究和生物标志物筛选的需求。“当时，团队连续数月都在围绕如何使代谢组学方法兼顾灵敏度与覆盖度的问题进行攻关，反复优化实验条件，却始终无法突破，这让大家士气低落，有的人甚至产生了退缩的念头。”许国旺说。
面对困境，许国旺召集团队反复讨论，鼓励大家：“我们不是在做简单的技术改进，而是在创造一种新方法。靶向的精准和非靶向的全面，就像人的两条腿，少了哪条都走不远。我们现在遇到问题，是因为还没找到让两条腿协调的节奏。”他提出了一个大胆的设想：将两者结合起来，先用非靶向方法“撒网”，把所有潜在目标都捞出来，再用靶向方法“精准捕捞”，定量这些目标——这就是拟靶向代谢组学方法的灵感来源。
确定思路后，大家振作精神，开启了漫长的拟靶向代谢组学方法优化。他们先反复优化非靶向检测方法的色谱条件，让更多低丰度代谢物能被“捕捉”到，再针对筛选出的每一种代谢物，逐一设计靶向检测方法的离子对和质谱参数。
8年时间里，他们日复一日地重复实验、优化参数，经历了无数次失败，也收获了无数次微小的突破。2020年，许国旺团队终于将拟靶向代谢组学方法以操作范式的形式发表在《自然·实验手册》上，为全球代谢组学研究提供了全新的技术路径。
扶持青年人才成长
数十年攻关，许国旺带领团队推动中国分离科学从跟跑到并跑、领跑。他构建的“多维色谱+联用技术+化学信息学（AI）”体系，突破传统瓶颈，将可分析的代谢物从几百量级提升至成千上万量级，为复杂生物体系分析提供了解决方案；他聚焦中国高发慢病，联合6家医院发现两种肝癌新型标志物，早筛性能优于传统标志物，其研发的检测试剂盒获批临床医疗器械注册证；他带领团队在国际顶尖期刊发表数百篇创新性论文；他长期参与国际学术交流、担任国际知名杂志的编辑、编委，为中国科研发声，提升中国色谱、代谢组学的国际影响力。
但这些都不是许国旺最得意的成绩。“作为团队带头人，我最大的骄傲，不是获得了多少奖项、发表了多少论文，而是看到一批又一批年轻人成长成才，接过科研的接力棒。”许国旺说，“科研的未来在年轻人身上，只有培养出一批又一批优秀的青年人才，中国的科研事业才能薪火相传、持续发展。”
数十年间，许国旺带领团队培养出近百位博士，其中很多人成为教授、研究员，不少人已在代谢组学领域崭露头角，在国民经济建设的各个领域发挥作用。
许国旺育人很严格。他为学生修改论文，每篇少则十几遍，多则数十遍。实验结果是否可靠、文章图表是否美观、行文逻辑是否清晰……他都要逐字逐句指导，甚至数值和单位之间是否有空格、冠词是否滥用这样的细节，他也毫不放松。“做学问要严谨，细节决定成败”，这是许国旺常常对学生们说的一句话。
对于刚加入团队的学生，许国旺不会限制他们的研究思路，还鼓励他们结合课题需求，去做他们认为有意义的工作，并和学生一起探讨琢磨合适的博士论文题目。他常鼓励学生不要闭门造车，要走出去和同行们交流。无论再忙，许国旺都会每天下载最新的文献，并将文献推送到微信群，让相关研究方向的学生仔细阅读。每次参加学术会议后，他也会把最新的学术动态、应该留意的科研方向等向课题组的学生们转达。
他对每个学生研究方向的最新动态了如指掌，学生每每和他交流讨论，他总是能提出关键问题，使学生们的思想永远处于活跃状态。在学生眼中，许国旺充满探索精神，并且会用这种精神感染大家。
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