耿信篤

耿信篤

耿信篤,陝西省山陽縣人,1941年4月出生。教授,博士導師,現代分離科學研究所所長。中學畢業,考取了西北大學化學系。1960年以優異的成績畢業於西北大學化學系,留校從事教學與科研工作。

基本信息

人物介紹

耿信篤 耿信篤

1978年晉升為講師,1986年破格晉升為教授,1990年被評為博士生導師。現任中國色譜學會常務理事、上海交通大學生物工程與技木系兼取數授、《色譜》雜誌編委、美國普渡大學客座教授並為美國大學教授會成員。入選2005年中國科學院院士增選有效候選人名單。先後為本科生和研究生講授分析化學、無機及分析、高等分析化學、現代分離科學、表面物理化學等課程,並給博士生用外語開設現代分離科學研究課程。

耿信篤 耿信篤
耿信篤 耿信篤

生平經歷

●1982年5月—1984年6月先後在美國明尼蘇達大學做訪問學者並任教授會成員和在普渡大學講學。

●1987年6月被國家教委委派,作為現代科學儀器考察團團長帶團赴日本考察。

●1989年6月在瑞典斯德哥爾摩參加第13屆國際液相柱色譜會議,並為特邀中心發言人。

●1991年10月在美國華盛頓參加第9屆國際高效液相色譜分離蛋白質、多肽及核酸國際會議,並作大會報告。

●1992年9月在法國參加第19屆國際色譜會議,並作大會報告。

●1994年他研究的“基因工程生產治療蛋白復性及同時純化技術”在美中匹茲堡召開的第10屆國際發明與新技術大會上獲金獎。

●1995年1月~1996年2月在美國普渡大學任客座教授,為研究生講授現代分離科學。

科研成就

中環爐技術研究

耿信篤教授在科學研究方面成績卓著。60年代從事微量分析中環爐技術研究,首創了多孔環爐儀,提出了疏水柵柱環及自動持續沖洗技術,使中國在環爐技術研究方面居世界領先地位。他跟蹤現代科學的前沿領域,開展現代分離科學研究,開展生物大分子的分離和純化的研究。先後承擔國家“七?五”科技攻關、國家“863”高技術、國家自然科學基金中的高技木新概念項目、國家教委優秀年輕教師資助項目等10項重大科研任務,在基礎理論及高新技術研究方面均取得一系列重大的創新性成果。

液-液色譜分配機理

1952年,英國生物化學家馬丁和辛格因提出液-液色譜分配機理而獲諾貝爾化學獎。隨著現代科學技術的進展,探索各種高效液相色譜的保留機理已成為各國色譜學家的目標。1983年耿信篤與他在美國的合作者普渡大學的F.E.Regnier教授,根據體系中溶質、流動相、固定相分子間多種相互作用的熱力學平衡,在世界上首次提出了反相高效液相色譜溶質的計量置換保留機理——在溶質分子被固定相吸附的同時,在溶質與固定相接觸界面上必然釋放出一定數目的置換劑分子。並將其發展到除尺寸排阻色譜外的各種色譜領域,提出適用於全濃度、多組分的各類色譜的統一保留模型;他所提出模型中的Z值使液相色譜的套用從一般分析提高為研究生物大分子構象變化的新方法。著名色譜學家E.Soczwinski認為該模型是對置換機理的“intensivedevelopment”。國外的雜誌評價為“耿所提出的模型是幾十年來最激動人心的結果”。它已被取代液相色譜奠基人之一的L.R.Snyder博士等國內外著名學者驗證、承認和套用。國內專家也對該模型作出了很高的評價:周同惠教授評價“本項工作有創新性見解,有一定學術價值和實用意義”;陸婉珍教授的評價是“由於Z值的提出對反相液相色譜中的保留機理的認識是有推動作用的”。

耿信篤在美國的合作者Reginer教授以這一模型為核心曾先後獲DalNogare獎及1988年美國化學會獎,而耿信篤教授也因此成果而獲國家教委1988年科技進步一等獎。國家教委評獎委員會專家組的評價為:“此項研究提出的液相色譜中計量置換模型,是目前得到國際公認的最佳模型,考慮到了溶質、溶劑、吸附劑三者間各種效力學平衡,思想新穎,觀點全面,推導嚴謹,套用於各種色譜體系,理論與實踐均很好符合,在學術上、理論上均具有獨創性,達到國際領先水平,被國際色譜學界權威肯定和套用。此項研究的合作者普渡大學Reginer教授已獲美國化學會獎,從Reginer給西北大學校長來信中,表明他們合作所取得的成果,耿信篤是發現者,發表論文耿均為第一作者。因此,耿在我國也應予以獎勵。”

1992年《J.Chromatogr.,》主編來函特約耿信篤教授撰寫有關“反相高效液相色譜保留機理”方面的評論文章,這不僅說明國際學術界已承認該模型並認定耿教授是保留模型的主要提出者,而且表明耿教授在國際色譜學界的地位。

回國貢獻

色譜研究

回國之後耿教授將他與Reginer合作提出的僅造於一定濃度範圍的二元組分的反相色譜保留模型發展到全濃度多組分的反相色譜體系,並將這一模型推廣到正相色譜、薄層與紙色層及疏水相互作用色譜,並進而發展成為液相色譜中除排阻色譜外的一個統一的保留模型,深入地揭示了各類色譜的保留過程的本質是相同的計量置換過程,進而解釋了以前許多難以解釋的現象,如溶質的結構與保留的關係、固定相與保留的關係、反相色譜的收斂點、鑭系元素四素組效應的表征等,並提出了色譜中一些新的表征參數,拓寬了該模型的套用範圍。他們所提出的對基因工程產品的分離與純化極有效的疏水相互作用色譜中的保留機理尤為重要。

建立液

耿信篤教授建立了物理化學中液-固吸附體系定量模型,並將其與液相色譜計量保留模型一起來。液-固體系中溶質在固體表面上吸附機理是現代液相色譜及表面物理化學的基礎理論之一,長期以來,人們將氣—固吸附機理用於液—固吸附體系。後者遠較前者複雜,習慣上簡單的搬用實際上出現了較大的偏差,在很大程度上阻礙人們對液—固吸附本質的了解及實際套用。耿信篤教授所提出的“液—固體系中溶質計量置換吸附模型”,提出了溶劑化的溶質分子被溶劑化的吸附劑吸附時,在二者之間必然釋放出一定計量數目Z的溶劑分子。這一模型的推導過程考慮了各種分子間的相互作用,客觀地表達了吸附機理。該論點的意義在於:

①特70多年來廣泛套用的Freundlich經驗公式從理論上推導出來,闡述了式中各項參數的物理意義,對用該公式線性作圖斜率小於1的原因進行了解釋;②將所提出的計量吸附模型與Langmuir模型比較,發現不僅其理論模型與實驗結果的線性回歸要比Langmuir模型為好,其線性參數q/Z和β溶質性質之間有著內在聯繫。而且該模型可適用於多種吸附體系(不同溶質、不同溶劑和不同吸附劑)的吸附;③對液—固吸附中的Trauble規律及反Trauble規律進行了解釋;④液相色譜的計量量換保留模型,其實就是液—固吸附定量模型理論推導過程中的一個公式。這樣,用計量置換機理將長期以來物理化學及色譜領域中各自地立進行的吸附及保留機理研究統一起來。耿信篤教授所著《現代分離科學理論導引》是世界上有關分離科學的兩部理論著作之一。耿信篤教授在《現代分離科學理論導引》專著中,全面、系統地闡述了現代分離科學的基礎理論,提出現代分離科學理論組成的骨架。集中介紹了近年來國際上分離科學領域中獲獎的有突出貢獻的一些化學家的最新成就,以及作者自己在這一領域中的最新研究成果。梁樹權教授認為該專著“闡述了現代分離科學中的一些理論問題,提出一系列新的見解,彌補了中國色譜界理論進展較貧乏的缺陷,它是‘文革’以來最佳化學著作之一,給學者以指路明燈。”

耿信篤創立了全國第一個現代分離科學研究所,該研究所被列為陝西省重點實驗室。西北大學化學系被確定為全國理科培養人才基地、分析化學博士後流動站,這與耿信篤教授創新的研究工作分不開。

生物大分子的研究

耿信篤教授不僅在地論研究上取得了重大成果,而且在生物大分子特別是某因工程產品的分離機理、介質合成、純化工藝及交性蛋白的復性等高新技術研究中取得了突破性成果。

耿信篤教授創建的中國第一個專門從事生物大分子分離和純化的研究室的設備及能力已具備從一般分析、測定實驗轉向研究生物大分子構象及生物大分子,如多肽、蛋白及其他基因工程產品的分離、純化和製備生產,基因工程產品發酵、細胞培養及生物活性測定。已承擔10項國家有關生物大分子分離和純化理論及套用方面的重大研究課題,基本上能保證在生物大分子分離和純化研究方面跟蹤世界先進水平。

在蛋白質的分離與純化研究方面,“七?五”及“八?五”期間耿信篤教授均承擔了國家“863”生物高技術領域中有關“目標產品的製備色譜及純化工藝研究課題”,用疏水介質直接對生物工程產品——重組人γ-干擾素鹽酸胍提取液進行分離、富集和復性,分離效果相當於通常基因工程後處理的5~6步(省去了沉澱、過濾、離心分離、復性及除去其他雜蛋白等過程),中國病毒基因工程國家重點實驗室等四個單位還用於重組人β型干擾素,白細胞介素-2、病毒轉移因子的分離和純化。這是對基因工程產品分離的一項突破性進展,解決了基因工程產品與包涵體中雜質分離的生物工程中長期難以解決的問題,在國際上是首創,該成果已被列入《中國高等學樣重大科技成果與研究進展選編》中。

在蛋白體外摺疊及復性研究上,耿信篤教授承擔了國家自然科學基金中的高技術、新概念項目——用色譜法對蛋白摺疊的研究。蛋白摺疊是當前分子生物學研究的前沿課題,但迄今為止的摺疊研究均是基於Anfinsen的觀點,即除去變性條件後的變性蛋白的隨機摺疊。耿信篤教授等首次在同際上採用色譜法完全除去交性劑,並在液-固界而上(即疏水色譜填料表面),在分子水平上給已交性的蛋白分子提供能量,不僅使水合變性蛋白分子瞬時脫水並瞬時固定在固定相表面上,在疏水界面上形成微區及中間體,加速摺疊述程。並提出了蛋白質在疏水介質上摺疊的機理,使蛋白的體外人工摺疊成為可能。用於基因工程產品如γ-干擾素的復性,可使活性回收率提高2~3倍,大大簡化純化工藝。

在基因工程產品分離介質研究中,耿教授圓滿完成了國家“七?五”科技攻關的三個項目:①首次合成了矽膠基質上α-澱粉酶專一性親合填料;②合成了國內從未合成過的α-干擾素單克隆抗體填料;③在國際上首次合成了改性醚鍵矽膠介質高效疏水色譜介質,通過了國家科委委託國家教委主持的鑑定。鑑定專家組評價是“很好完成了‘七?五’攻關項目的任務,未見國內外報導,為首次合成,為立足國內技術替代進口介質,有套用推廣價值。”其中“高效疏水色譜填料”還被國家科委選為技術出口項目。該成果獲1992年陝西省科技進步一等獎.

主要著作

上述的貢獻也提高了耿倍篤在國際學術界的知名度,他曾多次被邀在美國、歐洲及亞洲的國際學術會議上做Keynotelecture,英國皇家學會主辦的《AnalyticalAbstracs》雜誌主編J.Gorden曾特邀耿教授對該雜誌的質量、內容等進行全面的評估。國際著名的《J.Chromatography》,《Chromatographia》和《J.Liq.Chromatography》雜誌主編均來函特邀耿信篤的稿件及寫專題進展的評論。耿信篤被收入英國劍橋國際傳略中心(IBC)名人錄中,他被美國傳記研究所(ABI)評為1996年有成就金獎獲得者。

耿信篤教授有獻身科學事業的精神,從1963年起,他先後在《中國科學》、《化學學報》、《高等學校化學學報》及《JournalofChromatography》等國際國內著名雜誌上發表舉術論文130餘篇。他吃苦耐勞,艱苦奮鬥,熱愛黨,熱愛社會主義,治學態度嚴謹,學術思想活躍,富有創造力及拼搏精神,是一位做出重大貢獻的年富力強的優秀中青年科學家。他的科學研究受到了黨和政府的充分肯定,他的研究成果曾獲全國科學大會獎、國家發明三等獎、國家教委科技進步一等獎、陝西省政府科技成果一等獎等10次重大科技成果獎。1990年耿教授被國家教委和國家科委授予“全國高校先進科學工作者”稱號,被國家勞勞人事部授予“國家級有突出貢獻的中青年專家”稱號;1991年被國家教委及人事部評為“有突出貢獻的回國留學人員”;1992年被評為“陝西省勞動模範”。

個人榮譽

專著《現代分離科學導引》一書被教育部推薦為全國研究生教材。2004年及2006年由科學出版社分別出版了“計量置換理論及套用”和“蛋白摺疊液相色譜法”兩本專著。在《中國科學》、“J. Chromatography”、“化學學報”等雜誌上發表論文240餘篇,鑑定成果4項,技術報告6份,發明專利4項。研究成果先後獲得全國科學大會獎(1978),國家發明三等獎(1983),國家教委科技進步一等獎(1988),陝西省政府成果一等獎四次(1979、1992、1998、2006),美國匹茲堡第十屆國際發明與新技術博覽會金獎(1994)。其成果已被國家教委列入“中國高等學校重大科技成果與研究進展選編”中。

1984年他與美國普渡大學Fred E Regnier教授合作首次提出了反相液相色譜中溶質計量置換保留模型, 並將其發展為適於全濃度, 多組分的各類液相色譜的"統一保留模型",提出了物理化學中的"液-固吸附體系中溶質計量置換吸附機理",從理論上推導出Freundlich公式和Langmuir公式,將表面物理化學中的吸附和液相色譜中的保留機理統一起來。該成果已獲1988年國家教委科技進步一等獎,1993年和1998年兩次獲陝西省科技進步一等獎。

系統研究了基因工程產品分離、純化和摺疊的新型介質、新技術和新工藝,圓滿完成國家七五攻關及863任務,其成果被列入"中國高等學校重大科技成果與研究進展選編"的57項成果之一,獲1993年陝西省科技進步一等獎,並獲國際發明與新技術博覽會金獎。

首創了多孔環爐技術,使我國在環爐技術研究方面居世界領先地位,獲1978年全國科學大會獎,1979年陝西省科技進步一等獎,1984年國家發明二等獎。 提出液相色譜中的溶質統一保留模型及用色譜法研究蛋白分子的構象變化,獲1998年陝西省科技進步一等獎。1952年,英國生物化學家馬丁和辛格因提出液-液色譜分配機理而獲諾貝爾化學獎。隨著現代科學技術的進展,探索各種高效液相色譜的保留機理已成為各國色譜學家的目標。1983年耿信篤與他在美國的合作者普渡大學的F.E.Regnier教授,根據體系中溶質、流動相、固定相分子間多種相互作用的熱力學平衡,在世界上首次提出了反相高效液相色譜溶質的計量置換保留機理——在溶質分子被固定相吸附的同時,在溶質與固定相接觸界面上必然釋放出一定數目的置換劑分子。並將其發展到除尺寸排阻色譜外的各種色譜領域,提出適用於全濃度、多組分的各類色譜的統一保留模型;他所提出模型中的Z值使液相色譜的套用從一般分析提高為研究生物大分子構象變化的新方法。著名色譜學家E.Soczwinski認為該模型是對置換機理的“intensivedevelopment”。國外的雜誌評價為“耿所提出的模型是幾十年來最激動人心的結果”。它已被取代液相色譜奠基人之一的L.R.Snyder博士等國內外著名學者驗證、承認和套用。國內專家也對該模型作出了很高的評價:周同惠教授評價“本項工作有創新性見解,有一定學術價值和實用意義”;陸婉珍教授的評價是“由於Z值的提出對反相液相色譜中的保留機理的認識是有推動作用的”。

耿信篤在美國的合作者Reginer教授以這一模型為核心曾先後獲DalNogare獎及1988年美國化學會獎,而耿信篤教授也因此成果而獲國家教委1988年科技進步一等獎。國家教委評獎委員會專家組的評價為:“此項研究提出的液相色譜中計量置換模型,是目前得到國際公認的最佳模型,考慮到了溶質、溶劑、吸附劑三者間各種效力學平衡,思想新穎,觀點全面,推導嚴謹,套用於各種色譜體系,理論與實踐均很好符合,在學術上、理論上均具有獨創性,達到國際領先水平,被國際色譜學界權威肯定和套用。此項研究的合作者普渡大學Reginer教授已獲美國化學會獎,從Reginer給西北大學校長來信中,表明他們合作所取得的成果,耿信篤是發現者,發表論文耿均為第一作者。因此,耿在我國也應予以獎勵。”

論著與論文

出版了《現代分離科學理論導引》一書,將多年來分散在各個分離方法之中的理論有機地聯繫起來。

在"中國科學"、"J. Chromatography"、"化學學報"等雜誌上發表論文160餘篇。 上述理論受到國內外化學、化工、藥學及生物工程等方面專家的關注、引用和好評。

目前,他是國家計委下達的"重組蛋白下游示範生產線"(經費2200萬元)的項目負責人。

化學大師

化學是在原子和分子水平上研究物質的組成,結構,性質以及變化規律的科學。化學領域大師級人物的突出成果和貢獻推動社會經濟發展和促進人類文明發展的歷史。對於社會的可持續發展、對於人類文明的發展起到了十分重要的作用,與人類文明發展、進步密切相關。化學大師是在化學領域或化學某一領域有過突出貢獻或者巨大貢獻的人物。
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