質譜儀因其準確的定性和定量能力，在科學儀器領域占據的地位越來越重要，被公認是近年來發展最快的分析儀器之一。在全球范圍內召開的各大科學儀器展會上，推出的質譜儀新品種類最多。據美國ACS網站統計，目前國際上排名前十的儀器廠商中有七家在從事質譜儀的生產;自2006年開始，到目前為止已經有七家國內企業開始涉足商業化的質譜儀的生產。

　　美國普渡大學R. Graham Cooks教授（以下簡稱Cooks教授）是世界著名的、專門從事質譜基礎研究、質譜儀研發、以及質譜應用的科學家，他于1985年獲得了質譜學領域的最高榮譽Thomson獎，并于2002年獲得了諾貝爾化學獎提名，他同時還是美國Academy of Arts and Science院士。

　　到目前為止，R. Graham Cooks已經指導了119名博士生， 在各類學術刊物上發表學術論文近1000篇，是ISI檢索引用率最高的一百名化學家之一。Cooks教授課題組近期主要從事氣相中離子分子的碰撞、離子與表面的碰撞等方面的基礎研究，并且發現了離子軟著落（soft landing）這一現象。

　　值此Cooks教授受清華大學之邀來到中國講學之際，采訪了Cooks教授，就質譜儀的最新技術進展、產業化等問題與Cooks教授進行了深入的交流。

　　R. Graham Cooks 教授

　　問：Cooks教授您好，請您結合2011年召開的ASMS大會，談談質譜技術在近期有哪些新的技術進展？

　　Cooks 教授：在2011年召開的ASMS上，如果說新的技術進展，主要是在生物組織質譜成像分析方面。從發表論文方面來看，我們會發現做質譜成像的科學家數量越來越多，尤其是制藥行業在這方面的投入非常大。在現代生物材料研究中，迫切需要獲得高質量的信息用于診斷疾病，準確區別生病的組織和沒有生病的組織。用于生物組織成像研究的方法有很多種，目前最主要的質譜成像方法有MALDI、SIMS等，但是在質量準確度、高分辨率方面還有很多工作要做。在常態離子化質譜成像方面也發表了一些很有代表性的成果，例如，發表了一些關于DESI成像和低溫等離子成像方面的文章。

　　另外，有一些有趣的、非常好的研究工作應該引起足夠的重視，比如在蛋白質方面的“soft landing”，以及通過蛋白質的折疊和展開而發生一系列復雜的微觀過程來研究蛋白質生物活動等。在其他一些領域，科學家們也利用質譜做了很多連續性的工作，比如通過引入離子淌度技術來提高儀器的分析能力，為質譜儀提供額外的分離、純化性能來應對復雜的體系以及鑒定痕量組分。

　　問：近幾年現場、便攜式質譜越來越受到重視，您本人與歐陽證博士又多年從事現場、便攜式質譜的研究，請您談談關于這類質譜目前以及將來的發展情況？

　　Cooks 教授：現場質譜的存在和發展已經有很長的時間了，它是為了解決在真正的環境中完成重要的、艱巨的任務而出現的。“現場”意味著質譜儀器要能夠便攜，能夠在大氣壓下對樣品作無預處理的離子化，實驗方法要盡可能的簡單，測試過程要盡可能的快速，并且能夠處理一些復雜的樣品;因此，用于現場快速分析的質譜儀是綜合了很多方面技術的一個體系。

　　現場、便攜式質譜主要應用在環境監測、公共場突發事件、以及食品安全應急檢測。例如可以通過檢測水果表面的農藥殘留，來判斷蘋果是否經過有機化合物的處理，以確保對蘋果的質量及食用安全性的合理評價。這些檢測任務不需要太高的分辨率、太高的質量準確度，需要的是能夠測定一定數量的已知化合物，可以做串級質譜（MS/MS），在幾秒鐘內就可以給出檢測結果。我們實驗室在5年前就已經開始開展這方面的工作了，現在可以完成這些儀器整機設計和制造。另外我們正在研發可以承擔類似工作的低溫等離子體技術和紙噴霧質譜技術。

　　在普度我們正在研制一臺可用于對血樣及食品等進行直接分析的小型質譜儀，預計會在2012年的PittCon展出。這臺質譜儀使用紙噴霧及離子阱多級串聯質譜進行定量分析，不要求操作人員懂得質譜及樣品前處理。這是對發展個人化質譜的一次嘗試，對質譜儀未來發展有一定的前瞻性。

　　問：現在的質譜越來越復雜，比如質量分析器由原來的單四極到現在的三重四極，以及不同種類質量分析器的相互組合成新的質譜;對于一個普通實驗室的使用者來說，他們是否真的需要這些越來越高端的質譜？

　　Cooks 教授：首先我要說的是，我可能不是最合適的人來回答這個問題，我個人對于這方面是比較消極的（a little bit negative）?，F在確實一些高端質譜越來越復雜，為了科研的需求，在一臺儀器上承載的功能越來越多，但是回頭來看并沒有發現真正的新東西，只是一些已有功能的組合。比如，使用了第二代離子淌度技術的串聯質譜儀，為用戶提供了另外一種預分離的選擇，我們并不否認，使用這樣的儀器可以做出很漂亮的科研工作，但是這并不能夠代表新的理念。你在問題中提到的“普通的使用者”，確實在許多的實驗室有各個公司生產的很多大型的、復雜的質譜，但是很多工作可以用其他的簡單儀器來完成。在質譜技術的研發方面，當我們在一個領域進行長時間的研究并且沒有新的想法時，總是傾向于將舊的方法充分的利用（We continue to make liberation of old ideas），現在這樣的情況很多。

　　問：您本人有很多的科研成果成功地進行了產業化，和相關的儀器公司也有很好的合作，比如與菲尼根合作推出了世界上第一臺離子阱質譜，請您談談這方面的經驗？

　　Cooks 教授：在化學領域，很多的科學家對于將自己的科研成果商業化，或者據此建立新的公司非常感興趣。我自己就幫助成立了三個公司，做微型質譜儀、離子化方法、離子源等。我自己的經驗是將科研成果商業化或者建立公司是非常有價值的事情，將技術產品化的速度越快越好，科學家應該積極面對這樣的事情。當然能夠獲得一些資金的支持，啟動的時候會相對容易一些。

　　不論是在美國、中國，還是世界其他的地方，科研成果的產業化是有風險的，而且可以說成功率是比較低的。由一個實驗室樣機到工程化、商業化的產品，要經歷很多不確定因素;科學家、企業都必須共同面對這些問題。

　　問：目前，很多質譜的技術已經非常成熟，現在很多中國的科學儀器廠商也正在努力進入這個領域，但是專利保護是必須面對的問題，您有哪些建議？

　　Cooks 教授：一個長久的、穩定的解決方法就是企業必須保證研發方面的投入，持續不斷地創新;除非能夠通過收購其它公司來得到相關的專利。但是中國的儀器企業也有一些優勢可以加以充分地利用。一方面中國已經認識到了解決實際問題的重要性，比如食品安全、環境污染等問題，政府每年投入大量的資金解決這些實際問題，本土企業可以抓住這些機會，推出適合解決這些問題儀器設備。另一個方面，中國的科學儀器企業應該多關注能夠利用化學分析技術的一些工程及過程領域，這些領域同樣有許多實際問題需要解決。在這些領域開發新的專用的儀器，可以一定程度上避免涉足專利保護的問題。

　　儀器企業應該積極與科研院所的科學家進行合作，我自己就已經與賽默飛世爾有很長的合作歷史，從最初共同開發離子阱質譜，一直到現在。另外，我自己的實驗室就有很多來自中國的學生，他們都非常的勤奮和聰明，只要有合適工作環境和共同目標，我想這年輕人也非常愿意與中國國內的企業進行合作。

　　問：您很早就與中國的科研單位進行了合作，請您談談對近幾年中國的科研環境的印象？您是如何帶領您的團隊進行持續不斷地創新的？

　　Cooks 教授：我確實在80年代就開始于中國的科研機構進行合作，而且近幾年經常收到來自中國的學術交流邀請。中國有很多杰出的科學家，一些科研成果逐漸獲得國際同行的認可。另外，越來越多的留學生從海外回來，并且在中國國內的科研院所、企業單位獲得很好的職位。就我所了解的分析化學和質譜領域，5年前來自中國學者的文章還很少，因為他們首先要克服來自語言方面的問題，但是現在情況發生了很大的變化，現在越來越多的文章來自中國，而且質量和數量都在逐年提高。

　　對于創新，我想這是很多人愿意做的事情，大多人不喜歡重復做同一件事，他們往往希望通過一件事情能夠開啟一個全新的局面，我想這種創造性是很多人的一種自然特點，關鍵是能夠為他們提供很好的發展機會。

　　后記

　　在談話中我們了解到，作為一位科學家，Cooks教授不僅僅發表了大量的科研論文，擁有多項質譜技術專利;而且Cooks教授的“市場”意識也非常強，科研課題的選擇首先考慮的是能否解決實際問題，他發明和改進了二十多種質譜儀，包括對串聯質譜 （MSn） 的發展起到了關鍵作用。另外，Cooks教授還積極與企業合作，例如，與菲尼根（Finnigan， 現Thermo Fisher）合作研制了世界上第一臺商業離子阱質譜儀。目前，Cooks教授所在的課題組正在進行環境離子化和小型便攜式質譜儀的研發和原型化。Cooks教授的這些親身經驗值得國內同行借鑒。