“让细胞分析成为一个系统的理论”——访清华大学教授林金明

　　岛津中国合作实验室的数量很多，与中国科研人员展开合作的案例也同样非常多。清华大学教授林金明就是其一,而且，林金明不但与岛津中国建立了合作实验室，还与日本岛津合作、共同研发了细胞微流控芯片-质谱联用系统(CM-MS)。

　　985工程二期的时候，国家支持建设科研平台，清华大学分析中心作为该校重要的科研平台，也获得了985工程二期经费的支持，其中一部分被用来购买质谱仪器，其中就包括了岛津的IT-TOF-MS、MALDI-TOF、LC-MS/MS 8050、GCMS-QP2020等5台质谱；随即清华大学分析中心与岛津公司建立合作实验室，至今已有5年多的时间，合作实验室里岛津的色谱、质谱仪器也已经有10多套了。“岛津公司的工程师定期来实验室检查仪器设备的运行情况。仪器出现故障时，工程师反应速度也很快。”林金明介绍到，“合作实验室挂牌在分析中心，仪器主要用于测试服务以及支持教授们负责的国家、国际合作、企业等多项课题，对于人才培养和完成各项研究课题起到重要作用。”

清华大学林金明教授与岛津公司市场部经理杨桂香

　　“而说到与岛津公司合作，从我回国开始一直到现在，历史渊源非常长久。”2004年林金明即与岛津公司开始合作、共同举办“中日韩分析化学研讨会”，至今已经合作了15届。“长期的合作关系，而且合作得越来越好，岛津这种持之以恒的态度与精神令我非常欣赏。”林金明说到，“除此之外，我们合作的内容主要包括从开始的用岛津的仪器，到后来的琢磨岛津的仪器，再到现在开发新技术、并与岛津质谱仪器结合形成了新一代细胞微流控芯片-质谱联用系统(Cell Microfluidics-Mass Spectrometry, CM-MS)。”

　　上世纪60年代出现了针对小分子分析的GC-MS、70年代出现了针对中等分子分析的LC-MS、90年代出现了针对大分子以及超大分子分析的CE-MS。而在2016年，微流控芯片-质谱联用细胞分析系统研制成功，这是一个全新类型的仪器。这个世界上第一台、用于细胞及其代谢物分析的Chip-MS就是林金明教授课题组与日本岛津合作成功研制的成果，可广泛应用于疾病诊断、药物筛选、细胞识别、细胞定量、细胞代谢、细胞生理过程和细胞相互作用等研究。

　　林金明2012年接受仪器信息网采访时说过，他的一辈子科研聚焦两件事。“前十年，我主要做化学发光免疫分析方面的研究工作，并且和企业合作实现了产业化;后十年，工作重点转向细胞分析技术及方法的研究，并且将致力于这项工作直到退休为止。”此次采访，林金明补充到，细胞研究不能纸上谈兵，既要在理论有新的突破，还要“造”出能用得上的、新的研究工具。而自2010年起，林金明团队一直从事微流控芯片与质谱联用的细胞分析方法技术与装置开发。经过几年的努力，团队解决了质谱接口、非接触检测离子源、在线富集等关键问题，获得多项中国发明专利。并于2016年将这项成果与日本岛津合作，结合岛津现有的高性能质谱，正式推出了商品化的细胞微流控芯片-质谱联用系统(CM-MS)。

　　CM-MS由细胞培养基注入系统、细胞培养芯片系统、代谢物富集分离系统和质谱检测系统四部分组成，具有多通道芯片细胞培养、显微观察、细胞代谢富集与分离、高灵敏质谱检测等多种功能。林金明介绍到，“该系统有三大特点：多通道芯片与质谱联用;细胞共培养;细胞形态观察。我认为，CM-MS是目前是最有效的细胞研究手段之一。”

　　谈到CM-MS的应用前景，林金明谈到，GC-MS、LC-MS等面世至今已有100多年的历史了，如今仍然是“红红火火”。而细胞是生命体最基本的结构和功能单元，作为目前最有效研究手段之一的CM-MS，其应用前景非常广泛。“就像一根毛细管色谱柱、一根固相填充柱，如今已经做出了无数学问，那么，一个芯片可做的学问必然也是数不胜数的。”

　　“目前上市的第一代CM-MS主要用于药物筛选等科研工作，未来会不断推出不同用途的CM-MS，如环境污染物毒性研究、食品营养品研究、毒物毒性研究等专用仪器，以及可用于临床细胞分选、芯片上细胞功能培养等的设备。而且，除了细胞分析，CM-MS还可以用于细菌等的研究。”谈到下一步计划时，林金明介绍到。

　　而且，为了普及推广、更好地在全球范围内传播“微流控芯片与质谱联用的细胞分析技术”，林金明专门撰写了英文版《Cell Analysis on Microfluidics》专著，并由国际著名出版商Springer于2017年底正式全球出版，该书中文版《微流控芯片细胞分析》由科学出版社于2018年2月正式出版，目前该书已经成为清华大学本科生参考教材。并且，林金明与岛津中国定期联合举办微流控芯片质谱联用细胞分析讲习会，至今已在不同城市成功举办了四期。“等到从事相关研究工作的人员达到了一定数量、研究工作不断深入，新的研究领域、新的应用方法不断涌现出来，我们就可以考虑组织召开技术研讨会。”林金明说，“这一系列的举措下来，相信该技术的推广会更快。”而且，林金明一再强调，传播知识是他作为一名大学教授最愿意做的事情，不但给自己大学里的学生传授了最新的科研成果，还可以在社会上实现研究内容和仪器技术的“科普”。

　　虽然，这款国际首台的新仪器是最直观的成绩，但是林金明却认为“人才培养”才是他与岛津合作最有意义的事情。在研发这个新原理仪器的过程中，前后共有10多名博士生参与其中，发表了100多篇高水平、有创新思想的论文，起到了人才培养的作用。“日本岛津的科研人员到中国来与我们课题组进行交流和探讨，拓展了学生们的国际化视野。另外，像岛津这样的大型国际化仪器公司开发新技术的思路肯定有其独特的地方，所以，交流过程中，学生们的仪器设计、产学研成果转化等能力有了进一步的提升，这对学生的成长和未来的发展都是很有帮助的。”