基本介紹
人物生平,技術成就,簡歷,主要論著,
人物生平
吳瑾光，祖籍安徽省歙縣，1934年7月17日出生於北京，吳瑾光由於受父親和化學教師的影響，很早就喜歡化學，1952年她考取了北京大學化學系。60年代因實驗工作導致嚴重鈾中毒，備受痛苦折磨。大學三年級時，學年論文的題目“無機含氧酸強度的規律性”是徐光憲教授出的，這一巧遇對吳瑾光的科學生涯起了重要作用。她畢業後被安排在物質結構組讀研究生，導師仍是徐光憲教授，研究方向是溶液絡合物結構，課題是研究鹼金屬離子與含氧酸的絡合作用。當時有關鹼金屬的配位效應是不清楚的，她的實驗結果證實了徐光憲提出的鹼金屬有絡合作用的看法，澄清了配位化學中的一個重要問題。次年，徐光憲調往原子能系（現技術物理系），1959年初她也調到技物系，講授物理化學，建立和開設物化實驗課等，同時進行論文工作，不過課題方向改為“核燃料鈾的萃取機理研究”。1960年回響全民辦原子能的號召，吳瑾光首批被安排到土法煉鈾點進行鈾礦漿直接萃取研究，當年冬天，在萃取100克鈾/升高濃度溶液時，她的手割破了，意外地受到毒害。不久，中毒症狀逐漸出現，人感到疲倦，大量脫髮，牙齦腫痛，血象很不正常，經診斷為鈾放射性中毒，兩三個月後症狀仍未能改善，當時北醫內科主任林傳鑲教授說這種病沒有特效藥，建議用高維生素和高蛋白維持，著名中醫方鳴謙大夫及時用藥為她改善症狀，他認為吳瑾光恐怕也只好帶病延年了。那時她照常堅持教學科研工作，以堅韌不拔的意志抵禦病魔的侵害，於1961年完成了研究生論文和答辯，同年留系工作。那時吳瑾光對分子光譜有濃厚興趣，用紫外和可見光譜法來研究鈾的萃合物，並嘗試用紅外光譜探討鈾醯離子與萃取劑的相互作用。1969年技物系遷往漢中，她留守技物大樓，1971年轉到無線電系，分配到電子學教研室。她學焊接電晶體電路，為工農兵大學生寫光學課程講義，在這個新環境裡她的心情很愉快，周圍的同事對她也很關心，對她的遭遇深表同情，大家同意把系裡分配到的第一台煤氣灶給她，這種友誼的真誠和溫暖使她永久不忘。1975年她回到闊別16載的化學系，被分配到分析站紅外光譜實驗室，從事分析測試工作。在分析站她完成了多項剖析任務，例如：1976年，交通部公路所送來兩瓶一黑一白的溶液未知樣品，希望通過剖析了解其技術核心，她利用紅外光譜等方法，查明是陽離子乳化瀝青，據此提出在我國開展陽離子乳化瀝青鋪路新技術研究的建議，並被交通部公路所接受，獲得了巨大的經濟效益和社會效益。又如膽結石的剖析，色素型膽結石是威脅人類健康的外科疾病，然而國內外醫學界對它的組成都不清楚，她與北醫三院周孝思大夫開展合作研究，她認為紅外光譜是有效的研究手段，最後闡明色素型膽石是一種組成複雜、結構特殊的生物礦化組織，其主要成分是鈣的絡合物。還發現難溶棕色結石（色素型膽結石有兩種，我國多為棕色結石，而歐美國家多為黑色結石）含有大量水溶性蛋白、糖蛋白和多糖，部分膽紅素鈣以聚合物形式存在。這個課題後來發展成為生物無機化學中一個新方向。
技術成就
“文化大革命”中徐光憲調回化學系從事稀土萃取分離研究。吳瑾光調回該課題組之前，已開始承擔稀土萃取機理的研究。在萃取稀土時，先要將環烷酸類酸性萃取劑皂化，把大量濃鹼水溶液加入有機相，此時會形成透明的溶液，相體積可增加50%以上，萃取稀土後，有機相又縮小到原有體積，徐先生要求她搞清楚萃取前後相體積發生巨大變化的原因。她通過多種譜學方法，把配位作用、分子締合與氫鍵、納米級分子聚集態和分子自組裝等液體結構新概念引入萃取研究，揭示這類外觀透明的萃取有機相不是真溶液而是微乳液，存在多種亞微米結構，屬於複雜流體。稀土萃取前後有機相有微乳生成和破乳等分子聚集態結構的變化，導致有機相體積在萃取前後發生巨大變化。這就開闢了從分子水平和以界面化學的角度研究萃取機理的新途徑。1979年她在全國萃取會議上、1980年又在國際萃取會議上報告她的看法，引起國內外同行的重視。10年後，該研究方向“微乳和反膠團萃取”逐漸成為國際萃取界的研究熱點。吳瑾光在化學分析站做了兩年多剖析和測試工作之後，重新回到徐光憲的科研組，70年代末，該組用世界銀行貸款購置了一台當時最先進的傅立葉變換紅外光譜儀（FT-IR），1980年初，吳瑾光有了先進的FT-IR，對萃取機理和溶液結構的研究又取得了新的進展，例如，證實了萃取有機相的陰陽離子都有強烈的水化作用，指出這種水化作用是使微乳狀液成為熱力學穩定體系的結構本質。利用萃取有機相研究了溶液的超濃狀態，發現當[Na+]：[H2O]>10時，水與金屬離子配位，處於超濃狀態的水的性質與普通水有很大不同，其NMR氫（1H）譜的化學位移比純水向低場移動值為δ=2，比高濃鹽溶液中水的氫（1H）譜的化學位移大一個數量級。她指出微乳液中可存在超濃溶液狀態的新概念。
吳瑾光調回化學系後，開展了稀土絡合物的基礎研究新課題，進行了絡合物合成、結構測定、光譜表征並配合簡正坐標分析等，探索結構新穎或性能特殊的稀土絡合物。通過對溶液絡合物和固體絡合物的製備和結構性能研究，合成並表征了單核、陰陽離子都含稀土的雙核絡合物，具有載氧功能的多種四核稀土絡合物、九核稀土多核絡合物以及具有非化學計量特徵的稀土絡合物，為研究發展稀土功能材料研究打下了良好基礎。通過對稀土絡合物中稀土離子的配位結構和聚集狀態（溶劑化離子、離子簇、膠團、微乳、納米微粒或晶態）的基礎研究，特別是配位結構對稀土絡合物螢光強度影響的規律性研究，證實稀土絡合物的螢光性能不但與其分子內的配位結構有關，還與分子聚集狀態，甚至與加工製備過程有關。稀土螢光絡合物的非化學計量組合物，能夠顯著提高螢光強度，揭示螢光強度與絡合物中稀土含量的非線性依賴關係。配位環境和顆粒結構的微細變化可成倍提高螢光效率。這些基礎研究為研製稀土螢光新材料提供了理論依據。在上述研究的基礎上，研製出一系列性能優異的稀土螢光絡合物和納米分散的螢光複合材料。1990年她首次提出專利申請，指出這種特徵性強、隱蔽性好、能化有形為無形、變無色為有色的絡合物型稀土——高分子螢光新材料可用於防偽。這項獲專利權的技術已廣泛用於螢光防偽，如金融票據、證件等高檔防偽技術，取得了顯著的社會效益和經濟效益。通過學科交叉，又把稀土和高分子複合製成化學纖維等材料，如螢光纖維，為稀土資源深加工和拓寬套用途徑提供了科學依據。此項工作獲國家教委科技進步一等獎（1997）。
紅外光譜法研究膽石的結果，引起美國膽石症專家賓州大學醫學院Soloway教授的注意，1986年吳瑾光應邀進行合作研究三個月，取得了新結果。她用譜學方法研究萃取有機相聚集態結構的新思路，使得美國奧本大學的Neuman教授也很感興趣，也主動邀請她進行合作研究，恰巧Soloway教授（於1988年調往德州大學Galveston醫學院）又來邀請，吳瑾光於1989年6月以客座教授身份去德州大學和奧本大學分別進行膽結石及形成機理和萃取機理及有機相聚集態結構合作研究。在兩校共停留六個月，共同發表了文章，長期協作的科研工作取得了良好的進展。
吳瑾光這些年還從事下述幾方面的科學研究，並取得了進展。
1.萃取機理和溶液結構研究。吳瑾光始終堅持開展萃取化學基礎研究。她運用多種譜學方法、顯微結構研究手段和配位化學觀點從分子水平來進行液體結構和萃取機理的研究，闡明反膠團（或微乳）具有非化學計量特徵，是一種分子自組裝酸鹽相互作用體系，深化了對反膠團（或微乳）的認識。她與國際著名萃取專家美國Argonne國家實驗室的顧問Ferraro教授建立友好的合作關係，證實萃取水相也有O/W型膠團和微乳，從而揭示了萃取劑水相流失的本質，為改進萃取工藝提供了依據。闡明萃取有機相和水相中都存在納米級分子聚集體的結構特徵。她還研究了多種金屬離子（一價、二價及稀土等）對萃取有機相分子聚集態和結構的影響，把蛋白質、胺基酸等生物分子引入微乳體系，探討水分子與生物分子的作用，分子自組裝結構的變化，深化了對液體結構的認識。
2.生物無機和生物譜學研究。吳瑾光將FT-IR法套用於膽石研究，證實色素型膽石的重要成分膽紅素鈣是羧酸與吡咯同時參與鈣的配位，是一種結構特殊的非化學計量螯合物，質疑了把膽紅素鈣看作簡單羧酸鹽的傳統觀念；闡明膽紅素鈣與水溶性大分子如蛋白等形成複雜的網路結構是棕色結石難溶的內在原因。對結構不明黑色結石的研究，發現銅離子對膽紅素的催化氧化及絡合作用是此類色素型膽石呈黑色的結構本質，她提出非化學計量絡合沉澱的新概念，解釋了色素型結石組成不固定的特性，以及膽紅素鈣的組成隨製備條件而變的“異常”現象。通過對膽結石形成過程的研究，發現結石的生成不符合通常的濃度或pH依賴性等一般化學規律，用前人的“溶解度或溶度積”思路很難解釋結石生成速率和沉澱物組成多變等“反常”現象。根據膽石在粘蛋白介質中生成，結石常具有環形周期結構和分形圖案等特徵，以及膽紅素鈣等的非化學計量特性，借鑑非線性科學中時空圖形生成規律等概念，提出膽結石生成機理應遵循非線性科學規律的觀點，並用體外模擬實驗（在凝膠介質中研究膽汁酸與金屬離子生成周期結構或分形沉澱的規律性）來論證此觀點。用非線性科學的混沌分形理論來解釋人體中膽結石形成的複雜現象，這一系列屬配位化學、生物無機化學、生物醫學和非線性科學等學科交叉工作，受到國內外同行的重視和高度評價，這一學術觀點通過多次參加高水平的美國消化道年會和知名度更高的臨床基礎研究國際會議的學術報告和在國內外著名刊物發表論文，逐漸被國際同行理解、認識和接受。有關論文4次在國際上影響因子（Impact factor）最高的刊物《Clinical Research》上發表。結石形成規律具有非線性行為的學說受到高度評價。1993年獲得美國臨床基礎研究五十周年紀念大會Henry Christian優秀科研獎。吳瑾光兩次被國外邀請撰寫有關膽石研究著作專章，Biospectroscopy主編邀請她撰寫有關膽結石的綜述。
3.建立紅外光譜實驗室，開展光譜計算，推動譜學套用研究。自六七十年代以來，吳瑾光大量開展紅外光譜基礎研究和套用基礎研究，套用簡正坐標分析和分子力學等方法，通過光譜頻率和強度計算等基礎研究，對一些稀土絡合物和生物分子進行譜帶指認和強度計算，以及分子結構解析等，推動了譜學套用研究的進展。由她牽頭所建立的紅外光譜實驗室在國內外享有一定聲譽，她被推選主編《近代傅立葉變換紅外光譜技術及套用》上下兩卷（200多萬字），並獲第九屆中國圖書獎。吳瑾光自1994年被選為生物分子與光譜學和國際學科交叉刊物《Biopectroscopy》（生物譜學）的編委。近年來，她與其同事用分子光譜方法研究了腫瘤早期診斷和血糖無損監測，國內外專家對該項目的重要意義及取得的進展都有好評。
