吴瑾光

吴瑾光人物生平

吴瑾光，祖籍安徽省歙县，1934年7月17日出生于北京，吴瑾光由于受父亲和化学教师的影响，很早就喜欢化学，1952年她考取了北京大学化学系。60年代因实验工作导致严重铀中毒，备受痛苦折磨。大学三年级时，学年论文的题目“无机含氧酸强度的规律性”是徐光宪教授出的，这一巧遇对吴瑾光的科学生涯起了重要作用。她毕业后被安排在物质结构组读研究生，导师仍是徐光宪教授，研究方向是溶液络合物结构，课题是研究碱金属离子与含氧酸的络合作用。当时有关碱金属的配位效应是不清楚的，她的实验结果证实了徐光宪提出的碱金属有络合作用的看法，澄清了配位化学中的一个重要问题。次年，徐光宪调往原子能系（现技术物理系），1959年初她也调到技物系，讲授物理化学，建立和开设物化实验课等，同时进行论文工作，不过课题方向改为“核燃料铀的萃取机理研究”。1960年响应全民办原子能的号召，吴瑾光首批被安排到土法炼铀点进行铀矿浆直接萃取研究，当年冬天，在萃取100克铀/升高浓度溶液时，她的手割破了，意外地受到毒害。不久，中毒症状逐渐出现，人感到疲倦，大量脱发，牙龈肿痛，血象很不正常，经诊断为铀放射性中毒，两三个月后症状仍未能改善，当时北医内科主任林传镶教授说这种病没有特效药，建议用高维生素和高蛋白维持，著名中医方鸣谦大夫及时用药为她改善症状，他认为吴瑾光恐怕也只好带病延年了。那时她照常坚持教学科研工作，以坚韧不拔的意志抵御病魔的侵害，于1961年完成了研究生论文和答辩，同年留系工作。那时吴瑾光对分子光谱有浓厚兴趣，用紫外和可见光谱法来研究铀的萃合物，并尝试用红外光谱探讨铀酰离子与萃取剂的相互作用。1969年技物系迁往汉中，她留守技物大楼，1971年转到无线电系，分配到电子学教研室。她学焊接晶体管电路，为工农兵大学生写光学课程讲义，在这个新环境里她的心情很愉快，周围的同事对她也很关心，对她的遭遇深表同情，大家同意把系里分配到的第一台煤气灶给她，这种友谊的真诚和温暖使她永久不忘。1975年她回到阔别16载的化学系，被分配到分析站红外光谱实验室，从事分析测试工作。在分析站她完成了多项剖析任务，例如：1976年，交通部公路所送来两瓶一黑一白的溶液未知样品，希望通过剖析了解其技术核心，她利用红外光谱等方法，查明是阳离子乳化沥青，据此提出在我国开展阳离子乳化沥青铺路新技术研究的建议，并被交通部公路所接受，获得了巨大的经济效益和社会效益。又如胆结石的剖析，色素型胆结石是威胁人类健康的外科疾病，然而国内外医学界对它的组成都不清楚，她与北医三院周孝思大夫开展合作研究，她认为红外光谱是有效的研究手段，最后阐明色素型胆石是一种组成复杂、结构特殊的生物矿化组织，其主要成分是钙的络合物。还发现难溶棕色结石（色素型胆结石有两种，我国多为棕色结石，而欧美国家多为黑色结石）含有大量水溶性蛋白、糖蛋白和多糖，部分胆红素钙以聚合物形式存在。这个课题后来发展成为生物无机化学中一个新方向。

吴瑾光简历

1934年7月17日 出生于北京。

1952-1956年 在北京大学化学系学习。

1957-1961年 在北京大学技术物理系读研究生。

1961年至今 在北京大学任讲师、副教授、教授、博士生导师。

1986年 赴美国宾州大学医学院进行合作研究。

1989年 赴美国德州大学和奥本大学进行合作研究。

吴瑾光技术成就

“文化大革命”中徐光宪调回化学系从事稀土萃取分离研究。吴瑾光调回该课题组之前，已开始承担稀土萃取机理的研究。在萃取稀土时，先要将环烷酸类酸性萃取剂皂化，把大量浓碱水溶液加入有机相，此时会形成透明的溶液，相体积可增加50%以上，萃取稀土后，有机相又缩小到原有体积，徐先生要求她搞清楚萃取前后相体积发生巨大变化的原因。她通过多种谱学方法，把配位作用、分子缔合与氢键、纳米级分子聚集态和分子自组装等液体结构新概念引入萃取研究，揭示这类外观透明的萃取有机相不是真溶液而是微乳液，存在多种亚微米结构，属于复杂流体。稀土萃取前后有机相有微乳生成和破乳等分子聚集态结构的变化，导致有机相体积在萃取前后发生巨大变化。这就开辟了从分子水平和以界面化学的角度研究萃取机理的新途径。1979年她在全国萃取会议上、1980年又在国际萃取会议上报告她的看法，引起国内外同行的重视。10年后，该研究方向“微乳和反胶团萃取”逐渐成为国际萃取界的研究热点。吴瑾光在化学分析站做了两年多剖析和测试工作之后，重新回到徐光宪的科研组，70年代末，该组用世界银行贷款购置了一台当时最先进的傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR），1980年初，吴瑾光有了先进的FT-IR，对萃取机理和溶液结构的研究又取得了新的进展，例如，证实了萃取有机相的阴阳离子都有强烈的水化作用，指出这种水化作用是使微乳状液成为热力学稳定体系的结构本质。利用萃取有机相研究了溶液的超浓状态，发现当[Na+]：[H2O]>10时，水与金属离子配位，处于超浓状态的水的性质与普通水有很大不同，其NMR氢（1H）谱的化学位移比纯水向低场移动值为δ=2，比高浓盐溶液中水的氢（1H）谱的化学位移大一个数量级。她指出微乳液中可存在超浓溶液状态的新概念。

吴瑾光调回化学系后，开展了稀土络合物的基础研究新课题，进行了络合物合成、结构测定、光谱表征并配合简正坐标分析等，探索结构新颖或性能特殊的稀土络合物。通过对溶液络合物和固体络合物的制备和结构性能研究，合成并表征了单核、阴阳离子都含稀土的双核络合物，具有载氧功能的多种四核稀土络合物、九核稀土多核络合物以及具有非化学计量特征的稀土络合物，为研究发展稀土功能材料研究打下了良好基础。通过对稀土络合物中稀土离子的配位结构和聚集状态（溶剂化离子、离子簇、胶团、微乳、纳米微粒或晶态）的基础研究，特别是配位结构对稀土络合物荧光强度影响的规律性研究，证实稀土络合物的荧光性能不但与其分子内的配位结构有关，还与分子聚集状态，甚至与加工制备过程有关。稀土荧光络合物的非化学计量组合物，能够显著提高荧光强度，揭示荧光强度与络合物中稀土含量的非线性依赖关系。配位环境和颗粒结构的微细变化可成倍提高荧光效率。这些基础研究为研制稀土荧光新材料提供了理论依据。在上述研究的基础上，研制出一系列性能优异的稀土荧光络合物和纳米分散的荧光复合材料。1990年她首次提出专利申请，指出这种特征性强、隐蔽性好、能化有形为无形、变无色为有色的络合物型稀土——高分子荧光新材料可用于防伪。这项获专利权的技术已广泛用于荧光防伪，如金融票据、证件等高档防伪技术，取得了显著的社会效益和经济效益。通过学科交叉，又把稀土和高分子复合制成化学纤维等材料，如荧光纤维，为稀土资源深加工和拓宽应用途径提供了科学依据。此项工作获国家教委科技进步一等奖（1997）。

红外光谱法研究胆石的结果，引起美国胆石症专家宾州大学医学院Soloway教授的注意，1986年吴瑾光应邀进行合作研究三个月，取得了新结果。她用谱学方法研究萃取有机相聚集态结构的新思路，使得美国奥本大学的Neuman教授也很感兴趣，也主动邀请她进行合作研究，恰巧Soloway教授（于1988年调往德州大学Galveston医学院）又来邀请，吴瑾光于1989年6月以客座教授身份去德州大学和奥本大学分别进行胆结石及形成机理和萃取机理及有机相聚集态结构合作研究。在两校共停留六个月，共同发表了文章，长期协作的科研工作取得了良好的进展。

吴瑾光这些年还从事下述几方面的科学研究，并取得了进展。

1.萃取机理和溶液结构研究。吴瑾光始终坚持开展萃取化学基础研究。她运用多种谱学方法、显微结构研究手段和配位化学观点从分子水平来进行液体结构和萃取机理的研究，阐明反胶团（或微乳）具有非化学计量特征，是一种分子自组装酸盐相互作用体系，深化了对反胶团（或微乳）的认识。她与国际著名萃取专家美国Argonne国家实验室的顾问Ferraro教授建立友好的合作关系，证实萃取水相也有O/W型胶团和微乳，从而揭示了萃取剂水相流失的本质，为改进萃取工艺提供了依据。阐明萃取有机相和水相中都存在纳米级分子聚集体的结构特征。她还研究了多种金属离子（一价、二价及稀土等）对萃取有机相分子聚集态和结构的影响，把蛋白质、氨基酸等生物分子引入微乳体系，探讨水分子与生物分子的作用，分子自组装结构的变化，深化了对液体结构的认识。

1998年吴瑾光应云南省科委和贵金属所陈景院士邀请进行科研合作，从胶团和微乳的观点探讨KAu（CN）2的萃取机理和研究萃取新流程、新方法，现已取得显著进展。这些研究成果也为液态物理学家所重视。她曾应邀在液态物理会议上做介绍。她1985年的专利技术（萃取法处理钢铁酸洗废液）优于国外引进的燃烧法处理技术，且有利于环境保护。

2.生物无机和生物谱学研究。吴瑾光将FT-IR法应用于胆石研究，证实色素型胆石的重要成分胆红素钙是羧酸与吡咯同时参与钙的配位，是一种结构特殊的非化学计量螯合物，质疑了把胆红素钙看作简单羧酸盐的传统观念；阐明胆红素钙与水溶性大分子如蛋白等形成复杂的网络结构是棕色结石难溶的内在原因。对结构不明黑色结石的研究，发现铜离子对胆红素的催化氧化及络合作用是此类色素型胆石呈黑色的结构本质，她提出非化学计量络合沉淀的新概念，解释了色素型结石组成不固定的特性，以及胆红素钙的组成随制备条件而变的“异常”现象。通过对胆结石形成过程的研究，发现结石的生成不符合通常的浓度或pH依赖性等一般化学规律，用前人的“溶解度或溶度积”思路很难解释结石生成速率和沉淀物组成多变等“反常”现象。根据胆石在粘蛋白介质中生成，结石常具有环形周期结构和分形图案等特征，以及胆红素钙等的非化学计量特性，借鉴非线性科学中时空图形生成规律等概念，提出胆结石生成机理应遵循非线性科学规律的观点，并用体外模拟实验（在凝胶介质中研究胆汁酸与金属离子生成周期结构或分形沉淀的规律性）来论证此观点。用非线性科学的混沌分形理论来解释人体中胆结石形成的复杂现象，这一系列属配位化学、生物无机化学、生物医学和非线性科学等学科交叉工作，受到国内外同行的重视和高度评价，这一学术观点通过多次参加高水平的美国消化道年会和知名度更高的临床基础研究国际会议的学术报告和在国内外著名刊物发表论文，逐渐被国际同行理解、认识和接受。有关论文4次在国际上影响因子（Impact factor）最高的刊物《Clinical Research》上发表。结石形成规律具有非线性行为的学说受到高度评价。1993年获得美国临床基础研究五十周年纪念大会Henry Christian优秀科研奖。吴瑾光两次被国外邀请撰写有关胆石研究著作专章，Biospectroscopy主编邀请她撰写有关胆结石的综述。

3.建立红外光谱实验室，开展光谱计算，推动谱学应用研究。自六七十年代以来，吴瑾光大量开展红外光谱基础研究和应用基础研究，应用简正坐标分析和分子力学等方法，通过光谱频率和强度计算等基础研究，对一些稀土络合物和生物分子进行谱带指认和强度计算，以及分子结构解析等，推动了谱学应用研究的进展。由她牵头所建立的红外光谱实验室在国内外享有一定声誉，她被推选主编《近代傅里叶变换红外光谱技术及应用》上下两卷（200多万字），并获第九届中国图书奖。吴瑾光自1994年被选为生物分子与光谱学和国际学科交叉刊物《Biopectroscopy》（生物谱学）的编委。近年来，她与其同事用分子光谱方法研究了肿瘤早期诊断和血糖无损监测，国内外专家对该项目的重要意义及取得的进展都有好评。

总起来讲，吴瑾光从事配位化学和分子光谱研究40年，论著涉及萃取机理及溶液结构、稀土络合物和新材料、胆结石、生物无机化学与生物谱学等，在国内外刊物已发表论文多篇（其中国内外期刊218篇，其中进入SCI源期刊的127篇）；主编专著1部。在国外出版的专著2部，国内3部专著中撰写了专章。获得3项专利权。获国家教委科技进步一等奖1项、二等奖3项，省部级奖5项，美国临床基础研究优秀科研奖，中国分析测试协会一、二等奖各两项，第九届中国图书奖，中国建行优秀博士导师奖。她还培养了博士生25名，硕士生16名，博士后6名。他们中间有很多人已成长为学术带头人、教授和博士导师等。

吴瑾光主要论著

1 吴瑾光，高宏成，徐光宪等.萃取有机相中微乳状液的形成及其对萃取机理的影响.中国科学，1981，（1）：52；Scientia Sinica，1980，23（12）：1533

2 吴瑾光、陈滇，徐光宪等.离子水化过程的核磁共振研究—环烷酸长链醇—煤油—水微乳液体系.中国科学，1982（9）