劉伯裏

劉伯裏

劉伯裏,放射化學家,中國放射性葯物領域開拓者之一。早期承擔並完成了中國核燃料後處理工程低放裂變廢液處理任務以及核爆炸現場裂變污染苦鹹水和核潛艇原子反應堆第一回路水放射性的凈化研究。後致力于研究放射性葯物。研究了14種核素的放射性葯物,特別在鍀葯物的理論設計和套用兩方面取得了系列成果。首創了濕熱熔融標記法和冠醚介質催化交換法。研製和生產的67Ga、57Co等核素以及99mTc-ECD和99mTc-MIBI葯盒均已產生了社會和經濟效益。

  • 中文名稱
    劉伯裏
  • 民族
    漢族
  • 出生日期
    1931年
  • 職業
    國工程院院士

個人履歷

1931年3月17日 出生于江蘇省常州市。

劉伯裏

1950年9月至1952年9月 在上海大夏大學化學系學習。

1952年9月至1953年7月 在華東師範大學化學系學習。

1953年9月至1958年9月 在北京師範大學化學系任助教。

1960年3月至1983年5月 在北京師範大學化學系任講師、副教授

1983年9月至1988年9月 在北京師範大學化學系任副系主任、應化所所長。

1983年6月至今 在北京師範大學化學系任教授。

1986年至今 在北京師範大學化學系任博士生導師。

1993年9月至今 在北京師範大學任套用科學與技術學院院長。

1980年9月至1981年3月 在日本九州大學訪問研究員。

1983年6月至1983年9月 在美國紐約州立大學Buffalo分校訪問學者。

1985年1月至1985年5月 在美國加州大學戴維斯分校訪問教授。

1988年1月至1988年7月 在美國賓夕法尼亞大學訪問教授。

1989年6月至1989年9月 在美國賓夕法尼亞大學訪問教授。

1990年5月至1990年9月 在美國賓夕法尼亞大學訪問教授。

1997年11月 當選為中國工程院院士。

科研情況

葯物研究

劉伯裏在放射性葯物領域有很高的造詣,研究了14種核素的放射性葯物,尤其在鍀化學以及鍀葯物的理論設計和套用方面取得了系列成果。

鍀化學與99mTc-放射性葯物的研究。80年代以來,由于99mTc 具有理想的核性質,鍀葯物得到了很大的發展。劉伯裏及其合作者將堆積模型套用于鍀化學,首次定量研究了鍀配合物的結構穩定性規律,得出了所有穩定鍀配合物,其SAS值(空間立體角系數之和)介于0.97±0.13;解釋了世界各國過去在合成鍀放射性葯物時發現的某些鍀配合物不穩定的原因;提出了各種不同配位原子可能形成的穩定鍀放射性葯物的方案,這些構想後來均為實驗所證實。這一成果使穩定鍀配合物的合成擺脫了過去經驗的束縛,縮短了篩選時間,為鍀放射性葯物的設計提供了理論和實驗依據。劉伯裏等人還系統地研究了鍀腦放射性葯物的構效關系,提出了腦顯像劑的吸收機理和滯留機理,並在此基礎上,合成出具有良好腦吸收和滯留性質的新的腦顯像劑。此外,他和合作者研製的99mTc-ECD、99mTc-MIBI已通過衛生部批準,在全國臨床推廣套用,產生了較大的社會和經濟效益。

放射性鹵素葯物。在放射性腎上腺顯像劑的研製中,在王世真院士首次標記6位膽固醇的基礎上,劉伯裏和他的合作者系統地研究了溴-82、碘-131、砹-211標記的6位膽固醇和碘-131標記的6位甲基膽固醇和6位乙基膽固醇。其中,溴、砹標記的6位膽固醇和碘-131標記的6位乙基膽固醇是獨創的。此外,他還系統地研究了放射性鹵素同位素交換動力學規律。

在放射性鹵素葯物標記方面,劉伯裏首創了濕熱熔融交換法和冠醚介質催化交換法。前者已用于放射性葯物標記的新工藝,後者實現了低溫快速同位素交換,為生物活性物質的標記開闢了新途徑。另外,為了有目的地設計合成新型的放射性葯物,劉伯裏領導的研究組套用量子化學、分子力學以及分子圖形學等電腦輔助葯物設計方法研究了腦內神經遞質受體與其配體相互作用的模型,並在此基礎上,合成了一種新型的123 I標記的多巴胺D2受體顯像劑,其對猴腦紋狀體的特異性高于國際公認的123I-IBZM。這些成果都處于放射性葯物的研究前沿,受到各國同行的矚目。

其他核素的放射性葯物。在美國加州大學Crocher核實驗室,劉伯裏參加了對生產醫用核素123 I重要的127I(p,xn)核反應的激發函式、薄靶產額及累計產額的測定,其中包括127 I(p,n)127Xe、127I(p,3n)127Xe、127I(p,5n)127Xe、127I(p,6n)127Xe和127 I(p,7n)127Xe等核反應,並用于高純度131 I的大規模生產。在國內,他指導並參加了用CS-30回旋加速器研製67Ga、111In、201Tl和57Co醫用核素。其中,67Ga自1987年開始經衛生部批準,首次在國內大批量生產,供全國臨床套用,57Co也批量生產,供製作穆斯鮑爾源,改變了依靠進口的局面,取得了很好的社會和經濟效益。另外,成功地研製成+1價的111In-BAT-TE和68Ga-BAT-TECH配合物用作新的心肌顯像劑,並定量地研究了上述二類葯物的構效關系,為放射性111In和正電子發射核素68Ga的套用,為鎵、銦放射性葯物的發展開闢了廣闊的前景。

核廢物處理

劉伯裏在中國核工業發展的初期,劉伯裏根據中國核燃料後處理工業發展的需要,積極從事裂變廢液處理的研究。自1958年以來,他系統地研究了中國蒙脫石、蛭石、斜發沸石等裂變產物137Cs、90Sr、147Pm、144Ce和106Ru的交換吸附行為,並取得了一些有意義的結果。

1965年,根據三線建設的需要,劉伯裏和他的同事們承擔了核燃料後處理工廠(821工程)中裂變廢液處理的任務。劉伯裏是該項目的主要負責人,組織並參加了該項目主要的實驗研究。該實驗包括幾段流程,僅離子交換段就研究了從全國上千種不同產地採集的蛭石、沸石礦樣對137Cs、90Sr、144Ce等裂變產物的交換吸附行為。為了確保資料的可靠性,建立了全套主要裂變核素的分析方法和低本底總β的測量方法,篩選了各類凈化106Ru陰離子樹脂,設計了快速混凝沉降器,選擇了各種快速混凝劑,試驗了各種沉凝方案以及進行了熱台架實驗等。總之,經過五年的艱苦奮鬥,經過幾百次小型流程試驗和三次擴大試驗,終于成功地確定了一套符合國家標準要求的處理流程,採用混凝沉降和離子交換兩段流程處理08廢水,採用蒸餾、陽離子交換和陰離子交換處理07廢水,達到了國家安全排放指標。該項成果填補了國內空白,達到了當時國際先進水準,並在三線核工業建設的有關工程設計中被採用。

1970-1972年,劉伯裏作為主要負責人之一,參加並組織了國家海洋局下達的海水淡化器脫鹽除放射性裂變產物污染的研究項目。以核爆炸污染的苦鹹水為體系,用冷卻5天的濃縮235U、239 Pu,經反應堆輻照後的裂片為指示劑,研究裂變產物在電滲析脫鹽過程中的遷移行為和規律。此項研究取得了滿意結果,為凈化核爆炸現場的污染水源提供了有效手段,具有實際套用價值。此後,他還參加了中國核潛艇原子反應堆第一回路水中泄漏放射性核素的凈化研究,為完成軍工任務做出了貢獻。

1974年,劉伯裏參加了用人工合成的無機離子交換材料從高放裂變廢液1AW中,分離和提取137Cs和90Sr的研究並進行了熱試驗,該項目經驗收,達到了國際先進水準。

學術交流

為了發展中國的放射化學與放射性葯物化學事業並擴大影響,劉伯裏積極從事國際學術交流活動,先後七次被邀赴美國講學和進行合作研究。1983年,他是美國紐約州立大學Buffalo分校訪問學者。1985年,他擔任美國加州大學戴維斯分校訪問教授。1988-1990年間,他擔任美國賓夕法尼亞大學放射學系的訪問教授和腦放射性葯物研究項目的顧問。三次應邀赴日本講學,在九州大學、東北大學進行合作研究。1980-1981年間,他擔任日本九州大學訪問研究員。作為中日雙邊會議的主要發起人和倡導者之一,他兩次作為中國代表團團長出席在日本福岡召開的第一次、第三次中日雙邊會議,並且擔任第二次、第四次中日雙邊會議的主席。1986年在北京召開的國際核化學和放射化學會議中,他擔任國際組委。他還是國際原子能機構放射性同位素生產培訓班的特邀講課人(1988年,1992年,1999年),受到亞太地區各國學生及機構官員的好評。另外,他還以中國代表身份兩次參加了1993年和1995年在曼谷和雪梨舉行的亞太地區核合作計畫中有關放射性葯物的國際會議。

人物事跡

數十載耕耘碩果累累

劉伯裏院士長期從事放射化學和放射性葯物研究,是我國知名的放射化學和放射性葯物化學專家,一直堅持在一線負責教學和科研工作。為了增強祖國國防力量,他和合作者早期承擔並完成了我國核燃料後處理工程低放裂變廢液的處理、核爆炸現場裂變產物污染苦鹹水的去污、核潛艇原子反應堆第一回路水放射性的凈化和從高放裂變廢液中提取銫-137、鍶-90等裂變產物的研究,為完成有關軍工任務做出了重要貢獻。

劉伯裏(照片2)劉伯裏(照片2)

20世紀70年代初,他開始致力于核能的和平利用,從事放射性葯物的研究,是我國放射性葯物領域的主要開拓者之一。承擔了放射性葯物領域"六五"、"七五"國家攻關項目、"八五"、"九五"國家自然科學基金重點項目、國家攀登計畫子項目、"211工程"項目以及多項國家自然科學基金面上項目和北京市項目。研究了15種核素的放射性葯物,在放射性葯物分子設計和套用兩方面取得了系列創新成果。首次提出了鍀配合物的穩定性規律,系統研究了心、腦、腎上腺和有關受體放射性葯物的構效關系;指導並參加研製的99mTc-ECD、99mTc-MIBI獲國家一類新葯證書和生產證書,取得了較大的經濟和社會效益。研製出有望成為我國自主智慧產權的新放射性葯物有:腦灌註顯像劑99mTc-MPBDA、腦多巴胺D2受體顯像劑123I-AIBZM、心肌灌註顯像劑99mTc(CO)3(MIBI)3以及腎功能顯像劑99mTc-BPHA等,其中99mTc-MPBDA和99mTc(CO)3(MIBI)3已得到發明專利證書。此外,還研製出正電子核素11C標記的斑塊顯像劑以及67Ga和111In兩類新的心肌顯像劑。首創了濕熱熔融標記法和冠醚介質催化交換法,前者用于放射性葯物標記的新工藝,後者實現了低溫快速同位素交換。他與合作者已在國內外主要專業刊物上發表論文180餘篇。曾獲全國科技大會獎(1979年)、國家教委甲類科技進步二等獎(1993年)、國家教委科技進步二等獎(1998年)、國家科技進步二等獎(1999年)、國防科工委以及省部級科技進步獎等9項。

謙和為人踏實幹事

如此多成就的取得是長期付出和努力的結果。在上述研究的十多年中,他幾乎沒有節假日,全身心地投入研究。由于這些工作經常接觸毒性很大的放射性核素,他在忘我工作中接受了很大的輻射劑量,雖然那時處于年富力強的年齡,但頭發已經脫落和變白。在研究過程中,"祖國的整體利益高于一切"早已根植于他的心中,他把科研與祖國的命運強烈聯系在一起,增強祖國國防力量、為國家增光是他明確的工作動力和目的,他在國家需要的時候能勇敢地承擔起國家急需的研究,他的全力以赴、高度自覺地忘我工作表現了他對黨的事業的無限熱愛與忠誠。為了工作的需要,劉伯裏常常要加班加點,在從事軍工研究的那些年月,工作繁重而緊張,大年三十的晚上,當別人家裏一家人圍坐在桌旁吃團圓飯的時候,劉伯裏又已經在實驗室裏開始了工作。

劉伯裏現在已經是七十五歲高齡了,但是仍然從事著第一線的工作院教學,做課題,完成國家的重要任務。除此之外,劉伯裏還每天擠時間不斷學習新知識,他說自己要活到老幹到老學到老。年邁的身體加上繁重的工作,劉伯裏多次住進了醫院。兒女時時惦記著老人的健康,勸老人少工作,多休息。但是老人放不下手頭的工作。他說,自己的每一點進步都是黨長期培養和教育的結果,自己要做那到死絲方盡的春蠶,隻有努力才能不辜負黨和人民對自己的信任和培養。

對黨和祖國一片赤心

劉伯裏院士積極開展國際間的學術交流,曾多次受邀赴日本九州大學、東北大學以及美國紐約州立大學、賓夕法尼亞大學、加州大學Davis分校Crocker核實驗室進行合作研究和講學,曾任美國賓夕法尼亞大學放射學系腦放射性葯物研究項目的顧問(1990-1994)。此外,他是中日放射性葯物雙邊會議的創始人(1987-至今)。他還以中國代表身份2次參加1993年和1995年在曼谷和雪梨舉行的亞太地區核合作計畫中有關放射性葯物的國際會議。2004年,在與德國萊比錫多學科綜契約位素研究院院長充分商談的基礎上,簽署了合作協定,促成了北京師範大學和萊比錫多學科綜契約位素研究院兩個單位的實質性合作。

每次出訪,劉伯裏都嚴格按照出訪規定,從未無故在國外多作停留。他甚至把在國外工作剩餘的工資在回國後上交給學校和國家,劉伯裏先後出訪美國九次,每次都受到美方的好評。美方也曾嘗試留住他,但都被劉伯裏堅決拒絕了。1989 年,國內情勢出現了一定的動蕩,當時劉伯裏恰好出訪美國賓西法尼亞大學,美方移民當局勸說他留在美國工作。一面是國內的局勢,一面是美國的優握的待遇,劉伯裏毫不猶豫地選擇了前者。他說,在順境的時候,做到愛黨、愛祖國比較容易,在逆境面前,對黨和祖國也要同樣忠誠。

大力培養和扶植人才

劉伯裏院士積極致力于人才培養,從1960年開始在國內高校中首次招收和培養放射化學研究生4名,改革開放以來已經為國家培養博士生、博士後15名,碩士生35名。他堅信青出于藍而勝于藍,毫無保留地積極培養年輕的科研工作者,使他們盡快成長為中堅力量。在他的帶領和努力下,北京師範大學放射性葯物教育部重點實驗室正式立項。並且,他積極參與985非動力核技術創新平台的建立,促進了我國放射性葯物的研發和青年人才的培養。

他的學生中80%都在國外深造或工作,他的這些學生都在工作中做出了優異的成績,有的已經成為了某些大學裏放射性葯物領域的學術負責人。劉伯裏先生還鼓勵自己的學生學成後回國服務,他常常對自己的學生說,出去可以開闊眼界,學到知識和技能,但是不能忘記我們最終的根是在中國。受他的影響,他的一些學生學成歸來。

作為一個黨員,他一直認為沒有黨的教育和培養就沒有自己今天的一切,黨的長期培養和同志的幫助與合作才有可能使自己在祖國的建設中發揮應有的作用。因此,他對黨的感激之情無論在順境還是逆境都能牢記在心,在工作中都能盡心盡力、全力以赴,力求為祖國多做貢獻。同時,他在各方面都發揮模範帶頭作用,以自己的實際行動來影響和帶動年輕人。在2005年北京師範大學的"保持共產黨員先進性教育活動"中,盡管他年事已高,但仍認真按照黨的要求努力學習,把這次教育看作是自己繼續革命的加油站。他認真總結了自己的心得體會,在黨員中起到了很好的模範帶頭作用。在討論中,他結合實際、實事求是地分析自身和目前存在的各種情況,努力尋找差距,明確前進方向,並製定整改措施,這些都使年輕的黨員受益頗深,對當代真正的共產黨員應該具備的貭素有了深刻的認識。

主要成就

劉伯裏,1931年出生,漢族。現為中國工程院院士、北京師範大學套用科學與技術學院院長、中國核學會核化學和放射化學學會副理事長、中國核學會同位素學會常務理事、中國《大百科全書》核化學和放射化學卷副主編、國家同位素工程技術研究中心工程技術委員會委員以及國際同位素學會會員。劉伯裏先生為放射化學和放射性葯物化學專家。早期曾從事我國核燃料後處理工程低放裂變廢液處理、核爆炸裂變產物污染苦鹹水的去污、核潛艇原子反應堆第一回路水放射性的凈化和從高放裂變廢液中提取銫-137、鍶-90等裂變產物的研究,為完成有關軍工任務作出了重要貢獻。70年代後致力于放射性葯物的研究,是我國放射性葯物領域的主要開拓者,已在國內外主要專業期刊上發表論文137篇。研究了(99mTc)、碘(123I與131I)、溴(77Br與82Br)、(18F)、砹(211At)、(67Ga與68Ga)、(111In與113In)、鉈(201Ta)、(64Cu)、和(35S)等核素的放射性葯物,特別在鍀葯物的理論設計和套用兩方面取得了系列深入的創造性成果。指導和參加研製的99mTc-ECD和99mTc-MIB顯像劑,獲衛生部一級新葯證書和生產證書,負責完成的"鍀化學研究及其套用"項目獲1992年國家教委甲類科技進步二等獎、及1997年國家教委科技進步二等獎、及1999年國家科技進步獎二等獎等。研製和生產時67Ga、57Co等核素以及顯像劑葯盒均已產生很大的社會和經濟效益.還研製出67Ga和111In兩類新的心肌顯像劑。首創了濕熱熔融標記法和冠醚介質催化交換法,前者用于放射性葯物標記的新工藝,後者實現了低溫快速同位素交換。

劉伯裏長期從事教學和科研工作,在承擔研究項目的同時,積極從事人才的培養,為研究生開設了原子核物理、放射化學、放射性葯物化學和鍀化學及其套用等基礎和專業課程。1960-1964 年培養放射化學研究生3名,1978年以來培養碩士生25名,博士生7名。

劉伯裏重視因材施教,要求學生結合自身的實際條件,掌握一定的理論和方法。他認為,知識的掌握,貴在熟練,隻有反復熟練地理解和掌握了,才有可能談得上發展和創新,所謂"熟能生巧",這個"巧"字,就是科學發明創新的契機。許多新理論、新方法都是從這個"巧"字上開始萌發衍生而發展起來的。不僅如此,每當從事新的規律的探索時,自己最願意套用的理論工具或實驗方法,常常是自己最熟練的那一部分。他的一位碩士生陳仕平,數學功底深厚,劉伯裏讓他進行放射化學理論研究,三年內發表論文13篇。

為了發展我國的放射化學與放射性葯物化學事業並擴大影響,劉伯裏積極從事國際學術交流活動,先後七次被邀赴美國講學和進行合作研究。1983年,他是美國紐約州立大學Buffalo分校訪問學者。1985年,他擔任美國加州大學戴維斯分校訪問教授。1988-1990年間,他擔任美國賓夕法尼亞大學放射學系的訪問教授和腦放射性葯物研究項目的顧問。三次應邀赴日本講學,在九州大學、東北大學進行合作研究。1980-1981年間,他擔任日本九州大學訪問研究員。作為中日雙邊會議的主要發起人和倡導者之一,他兩次作為中國代表團團長出席在日本福岡召開的第一次、第三次中日雙邊會議,並且擔任第二次、第四次中日雙邊會議的主席。1986年在北京召開的國際核化學和放射化學會議中,他擔任國際組委。他還是國際原子能機構放射性同位素生產培訓班的特邀講課人(1988年,1992年,1999年),受到亞太地區各國學生及機構官員的好評。另外,他還以中國代表身份兩次參加了1993年和1995年在曼谷和雪梨舉行的亞太地區核合作計畫中有關放射性葯物的國際會議。

作為我國放射性葯物領域的主要開拓者之一,劉伯裏認為,不僅應當爭取成為一個具有創新精神的科學家,而且還應力爭成為一個懂得研究成果開發和轉化的精明的企業家。他和他的合作者近十年來研製的心腦放射性葯物99mTc-MIBI和99mTc-ECD已商品化,正在為全國人民的健康服務。"老驥伏櫪,志在千裏。"劉伯裏和他的合作者們正在放射性葯物領域積極探索,爭取早日將放射性葯物的科研成果,轉化為具有我國智慧產權的具有國際競爭力的商品。

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