第三屆水光譜組學(xué)國(guó)際會(huì)議于2018年12月2-6日在日本兵庫(kù)縣淡路市夢(mèng)舞臺(tái)國(guó)際會(huì)議中心召開，本次會(huì)議主題為“Exploring Water Molecular Systems in Nature(探索自然界的水分子體系)”。來自22個(gè)國(guó)家的130余位代表參加了此次會(huì)議，中國(guó)有9位代表參加了會(huì)議，其中南開大學(xué)邵學(xué)廣教授團(tuán)隊(duì)3人、山東大學(xué)臧恒昌教授團(tuán)隊(duì)3人、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部韓晶巖教授1人和華為技術(shù)有限公司2012實(shí)驗(yàn)室的2位技術(shù)人員。

　本次會(huì)議著重闡述了水光譜組學(xué)的重要性和應(yīng)用，“水光譜組學(xué)(aquaphotomics)”是指以生命體系中的水作為研究對(duì)象，利用光譜技術(shù)探測(cè)水分子在不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)變化，在分子水平上反映生命體系中水分子與其他分子的相互作用或水在生命體系中的功能。為了更好普及水光譜組學(xué)的基本知識(shí)，提高參與者的應(yīng)用技能，正式會(huì)議前進(jìn)行了6個(gè)小時(shí)的學(xué)習(xí)培訓(xùn)。來自日本神戶大學(xué)的水光譜組學(xué)概念的提出者Roumiana Tsenkova教授在學(xué)習(xí)培訓(xùn)班和大會(huì)開幕式時(shí)分別呈現(xiàn)了題目是Open for public lecture: Aquaphotomics introductory course (公開講座：水光譜組學(xué)介紹)和Why Aquaphotomics? (為什么進(jìn)行水光譜組學(xué)研究)的報(bào)告。報(bào)告從不同角度介紹了水光譜組學(xué)的前世今生，以及水光譜組學(xué)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用，尤其強(qiáng)調(diào)了在近紅外光譜技術(shù)方面的應(yīng)用。

　　本次會(huì)議參會(huì)論文68篇，其中主題報(bào)告(keynote lecture)14篇，邀請(qǐng)報(bào)告(invited lecture)26篇，墻報(bào)(poster)28篇。報(bào)告分為11個(gè)會(huì)議單元(session)，主題分別是水光譜組學(xué)的應(yīng)用(2個(gè)單元)、x射線/紫外/太赫茲/電磁波光譜(4個(gè)單元)、化學(xué)計(jì)量學(xué)(1個(gè)單元)、基礎(chǔ)研究與新視野(2個(gè)單元)、生命中水的作用(2個(gè)單元)。

　　水光譜組學(xué)的應(yīng)用作為會(huì)議的第一大主題，會(huì)議安排了兩場(chǎng)主題報(bào)告，題目分別是Recent trend in NIR spectroscopy including quantum chemistry and 2D-COS and its future potential for aquaphotomics(近紅外光譜技術(shù)在量子化學(xué)和2D-COS方向的最新發(fā)展趨勢(shì)及其在水光譜組學(xué)中的應(yīng)用前景)和Applications of aquaphotomics in biodiagnostics, biomeasurements and biomonitoring(水光譜組學(xué)在生物診斷、生物測(cè)量和生物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用)。前者強(qiáng)調(diào)了量子化學(xué)和2D-COS在水光譜組學(xué)分析過程中的重要作用，后者介紹了水光譜組學(xué)實(shí)時(shí)在線分析的優(yōu)勢(shì)。在本研究方向有14場(chǎng)口頭報(bào)告，分別介紹了如何利用水光譜組學(xué)對(duì)近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并應(yīng)用于農(nóng)作物、食品、飲用水以及相關(guān)產(chǎn)品分析中。在這些研究工作中，“實(shí)用性”是最突出的特點(diǎn)，但是很多研究工作不僅僅是使用商用儀器開展研究工作，而是針對(duì)自己的研究對(duì)象開展了深入的研究工作，例如在線測(cè)量農(nóng)產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫泉中心的水質(zhì)和在位監(jiān)測(cè)地下水澆灌的大棚蔬菜生長(zhǎng)情況的裝置設(shè)計(jì)。

　　基于其他光譜技術(shù)的水光譜組學(xué)方面的研究也是本次會(huì)議的重點(diǎn)，此次會(huì)議中有十幾篇與x射線/紫外/太赫茲/電磁波光譜技術(shù)相關(guān)的論文，分別介紹了利用各種不同的光譜技術(shù)研究表界面水、水化層、水團(tuán)簇以及大體積水(bulk water)中水的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。通過增加各種擾動(dòng)，如溫度、光照、壓力、溶質(zhì)等，觀察水光譜的變化，將水作為“物質(zhì)和能量的鏡子”，反映不同體系中物質(zhì)和能量的變化。此主題很大程度上拓寬了水光譜組學(xué)的研究范圍，使其不在局限于近紅外光譜領(lǐng)域的研究。更多實(shí)驗(yàn)手段的加入，使科研工作者可以從不同角度，不同層面認(rèn)識(shí)水的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能。

　　化學(xué)計(jì)量學(xué)在水光譜組學(xué)的研究分析中起到重要作用，但一直是“非常困難”的主題。本次會(huì)議邀請(qǐng)了南開大學(xué)邵學(xué)廣教授作報(bào)告，題目是Extracting quantitative information from temperature dependent near infrared spectra (提取溫控近紅外光譜數(shù)據(jù)中的定量信息)。報(bào)告強(qiáng)調(diào)了溫控近紅外光譜分析中化學(xué)計(jì)量學(xué)的作用，并提出了今后的問題與機(jī)遇。重點(diǎn)講述了溫度改變引發(fā)光譜變化的深層次原因，即溶液中水結(jié)構(gòu)變化引發(fā)的光譜變化，該變化和溫度高度相關(guān)，因此可以建立模型進(jìn)行定量分析。同時(shí)，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)出發(fā)介紹了從二維到高維的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)溫控近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行定量信息的提取。會(huì)議還有十余篇化學(xué)計(jì)量學(xué)方面的論文，研究?jī)?nèi)容涉及了大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、變量選擇方法以及各種定量模型的建模方法。這些方法無疑對(duì)拓展水光譜組學(xué)的應(yīng)用范圍和改善近紅外光譜的模型具有非常重要的作用，因此，化學(xué)計(jì)量學(xué)的培訓(xùn)和普及仍是近紅外光譜水光譜組學(xué)研究和應(yīng)用領(lǐng)域中的重要任務(wù)之一。

　　基礎(chǔ)研究與新視野是本次會(huì)議的重要主題，本次會(huì)議安排了兩場(chǎng)大會(huì)邀請(qǐng)報(bào)告，題目分別是“Nano-ice” forms in cold water and causes the density maximum anomaly (在冷水中形成的“納米冰”是導(dǎo)致水密度異常的主要原因)和A brief story of the theory of torsion field and technology, resulting from it-an attempt to explain some of water anomalies (簡(jiǎn)要介紹扭轉(zhuǎn)場(chǎng)理論及由此產(chǎn)生的技術(shù)-試圖解釋一些水的異常現(xiàn)象)。前者強(qiáng)調(diào)了在溫度降低的過程中水結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致類似于冰結(jié)構(gòu)的小團(tuán)簇形成，并將這種結(jié)構(gòu)形式稱為“納米冰”，重點(diǎn)講述了“納米冰”的形成可能是導(dǎo)致水在降溫過程中密度發(fā)生異常變化的主要原因。后者從扭轉(zhuǎn)場(chǎng)理論出發(fā)討論了水密度、溶解度和粘度的異常現(xiàn)象。本專題還有十幾篇論文，通過不同手段研究了從溶液到凝膠，從大體積水到限域水的性質(zhì)，探索水的神奇特性。

　　生命體系中水的作用是本次會(huì)議中獨(dú)具特色的主題。華盛頓大學(xué)的Gerald Pollack教授作為特別邀請(qǐng)嘉賓，對(duì)水的“第四相”進(jìn)行了一個(gè)半小時(shí)的專題報(bào)告(The fourth phase of water: a central role in health)。Pollack教授通過簡(jiǎn)單而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)，揭示了水分子的排布結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)。他通過對(duì)話的方式建立了一個(gè)簡(jiǎn)潔的框架，展示了水的結(jié)構(gòu)是如何影響我們的世界的。區(qū)別于傳統(tǒng)的固相、液相和氣相，Pollack提出的“第四相”水即EZ water(Exclusion zone water)是發(fā)生在親水表面附近。這種廣泛存在的水的性能與大量水的性質(zhì)明顯不同，基于此，提出了未來可能的能源轉(zhuǎn)換模式，為生命的起源、運(yùn)輸和滲透等自然現(xiàn)象提供了基礎(chǔ)。在此主題的報(bào)告中，有論文對(duì)病變部位周圍的水結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，也有論文對(duì)冠心病病理學(xué)過程中水起到的作用進(jìn)行了研究。

　　此次會(huì)議還有一項(xiàng)重要內(nèi)容是成立了第一屆國(guó)際水光譜組學(xué)協(xié)會(huì)，旨在促進(jìn)水光譜組學(xué)和相關(guān)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究與應(yīng)用，并利用這些研究成果促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展。日本神戶大學(xué)的Roumiana Tsenkova教授當(dāng)選為第一屆理事長(zhǎng)，日本慶應(yīng)義塾大學(xué)醫(yī)學(xué)院Masato Yasui教授和奧地利因斯布魯克大學(xué)Christian Huck教授當(dāng)選為副理事長(zhǎng)，德國(guó)水科學(xué)研究室Everine van de Kraats教授當(dāng)選為秘書，同時(shí)還有來自8個(gè)不同國(guó)家和地區(qū)的14位科研工作者當(dāng)選為理事，其中南開大學(xué)邵學(xué)廣教授被推薦為理事，主要負(fù)責(zé)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法的研究開發(fā)工作。因本次會(huì)議的成功召開，當(dāng)場(chǎng)吸納會(huì)員50余名，可以看出科研工作者對(duì)水光譜組學(xué)研究抱有極大的熱情。希望國(guó)內(nèi)正在進(jìn)行與水科學(xué)相關(guān)工作的科研人員積極加入國(guó)際水光譜組學(xué)協(xié)會(huì)，共同推進(jìn)水光譜組學(xué)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。

　　本次會(huì)議得到了參會(huì)各方的積極響應(yīng)，秉承緊張、有序、充實(shí)、有效的特點(diǎn)，會(huì)后交流非常活躍，開誠(chéng)布公，干貨滿滿。總體來看，經(jīng)歷了多年的發(fā)展，對(duì)水光譜組學(xué)的研究已取得一些階段性成果，并將一些研究成果成功轉(zhuǎn)化到實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中。但是，很多成果只是表面現(xiàn)象的觀察和總結(jié)，對(duì)水在生命體系中重要作用的研究尚未上升到科學(xué)理論高度。因此，需要各個(gè)學(xué)科的科研工作者的團(tuán)結(jié)協(xié)作共同努力，探索研究作為生命體系中不可或缺的組成部分的水的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與功能。相信這次會(huì)議的順利召開，將吸引更多的研究者加入到水光譜組學(xué)的研究工作中，建立水分子基質(zhì)的科學(xué)網(wǎng)絡(luò)，并將其轉(zhuǎn)化應(yīng)用到人們的實(shí)際生產(chǎn)生活中，推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。