核磁共振“繁”与“精”
2004年北京的第一场雪姗姗来迟。
12月16日凌晨3点多，中国核磁共振中心的夏斌和金长文走出实验室，迎面便是漫天飘洒的细雪——他们与今年第一场雪亲密接触。
北京大学未名湖边博雅塔后，一堆很不起眼的砖砌旧平房群中，一块已半旧的黄底黑字牌是北京核磁共振中心区别于其他的水电平房的唯一标识，牌子上写的是“教育部、科技部、中科院、总后军事医学科学院、北京核磁共振中心”。这所在有着100多年历史的燕京大学旧锅炉房基础上改建而成的实验室，其价值有可能占北京大学固定资产的相当比例。
在一份简单而略显粗陋的公开资料上，可找到如下介绍——北京核磁共振中心定位于应用基础研究，将主要开展有关生物大分子的溶液结构与功能关系、生物大分子之间及其与小分子相互作用，生物大分子的主链和侧链的动力学性质，以及结构基因组学方面的研究，并兼顾其它具有发展前景的研究和新的实验技术的研究。
记者在网上找到夏斌和金长文2002年在国内一份学术刊物联合发表的论文——《生物大分子及动力学的核磁共振研究》，其中有一句话，“ＮＯＥ信号的指认是核磁共振溶液结构测定中最繁琐、最费时的一步，从而导致溶液结构解析过程的缓慢”。此话似乎适用于北京核磁共振中心整体研究节奏。
选择了以核磁共振（Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）技术作为测定生物大分子三维空间结构的主流工具，注定选择了一个“慢”而“繁杂”的路径。
12月16日上午10点左右，记者从一幢水电房杂物房中找到核磁共振中心的大门。与外表斑驳杂旧的砖瓦结构相比，实验室里面终于显现了它作为一间现代科学实验室的气质。钢化玻璃的门窗、崭新的写字桌、高达屋顶的频谱仪、并行计算机设备、还有往来穿行的年轻人。
穿过一条10多米长的走廊，实验室底层的结构基本摸清，走廊的左边是“重型武器”核磁共振频谱仪，走廊右边是“杀伤性智能武器”冷冻和分析间，而走廊的尽头，是一片空地。在纤夫般拉着铁链的施工人群中，记者找到了夏斌和金长文。
金长文对记者似乎有一种莫名的抵触。他挂在嘴边的一句口头禅便是“对不起，现在我没有时间”。实验室的博士生们告诉记者，这段时间忙于安装刚从德国进口过来的新设备，夏斌和金长文是早进晚出，每天呆在实验室的平均时间都在15个小时以上。
刚刚从快递箱中解开的600Ｍ核磁共振频谱仪还带着大西洋海风的气息。“这可是500万人民币啊”，这些硕博连读的研究生们，宝贝般地围着它，小心翼翼地移放摆置。这是核磁共振中心购买的第四套设备。在此之前，实验室已经有两台核磁共振频谱仪，一台是500Ｍ，一台是600Ｍ，一台是800Ｍ。
夏斌向记者介绍，在2002年诺贝尔化学奖由在质谱和核磁共振这两个重要领域的科学家们分享。获奖者是质谱领域的Ｊｏｈｎ．Ｂ．Ｆｅｎｎ和Ｋｏｉｃｈｉ Ｔａｎａｋａ、核磁共振领域的Ｋｕｒｔ ＷüＴｈＲｉｃｈ。这意味着一个革命性的突破——生物大分子革命性分析方法的多重选择。“而本中心研究方向与Ｋｕｒｔ ＷüＴｈＲｉｃｈ一致。”
核磁共振技术是现有的两种能够测定生物大分子（蛋白质）三维空间结构的技术之一，另一种为Ｘ光晶体衍射技术。核磁共振研究的生物大分子通常是在与其作用的生理环境温度，盐浓度，ｐＨ值等非常相近的溶液中。另一方面，生物大分子中的每一个原子在生命体内总是处于一个运动的状态，而核磁共振技术是研究其动力学特性的有效手段。由于核磁共振技术本身的制约，对其研究的生物大分子的分子量有限制。在10年前，绝大多数溶液结构都是分子量在10ｋＤａ以下的蛋白质。近年来，核磁共振技术飞速发展，溶液结构的测定已经经常应用于分子量在25ｋＤａ左右的蛋白质。同时，核磁共振在生物大分子动力学研究中的方法也取得较大的突破。
夏斌浅显地介绍了蛋白质结构测定的主要技术——Ｘ光晶体衍射技术与核磁共振技术的“互补”关系：Ｘ光晶体衍射技术是利用机器人大规模寻找最优晶体生长条件、使用超细聚焦、高能量光源、低温设备，收集衍射数据，确定相位问题后，获得蛋白质的空间结构。但晶体生长和相位问题是其中的“瓶颈”。
核磁共振研究中则不存在这样两个“瓶颈”，在夏斌与金学长2002年的论文中即提到：核磁共振研究涉及到信号的化学位移指认、ＮＯＥ信号的指认及结构计算、氘标记及ＴＲＯＳＹ、弛豫时间及动力学研究。
但夏与金也承认，与Ｘ－光晶体学相比较，核磁共振的溶液结构解析无论是在结构测定的速度，还是在研究的对象上都还有一定的限制。这就是北京核磁共振中心实验室“慢”的艺术——测定过程最繁琐、最费时，但也最少“瓶颈”。
迄今还没有一个最优的方法，这就是基础科研的迷人之处。
记者在实验室看到核磁共振的一套谱仪，主要由磁体、控制台和电脑终端连接而成。
磁体是一米多高的圆柱形容器。根据研究的具体课题而制备的蛋白分子样本，被放入磁体顶部的入口，通过一系列的脉冲程序，测定与结构解析相关的数据，利用这些数据来计算蛋白质的三维空间结构。
按照结构生物学的理解，分子在不同的环境下，比如不同的温度和压力下，内部的结构会有所不同，而同样一种分子，在正常和病态或者变异状态的结构也会有所不同。这样，某个课题中的研究，除了通过核磁共振技术对于分子结构进行静态的结构和构成的描述和分析之外，更要对分子在不同的环境下，其结构和构成的动态变化规律进行研究，还要将正常的蛋白分子和病态或变异的分子，在结构和构成上的变化规律和不同找出来，并且要研究分子间的相互作用规律。
实验室的3台核磁共振仪各有所长，800Ｍ的场强高，分辩率好，500Ｍ的加有低温探头，灵敏度高，这次新买的600Ｍ的则有宽带探头，能够探测不同温度下原子核的信号。
北京核磁共振中心一个典型的课题便是ＳＡＲＳ蛋白分子的研究。ＳＡＲＳ蛋白分子结构是怎样的，主链和侧链的动力学性质是怎样的，它们和蛋白功能的关系是怎样的。这是该中心关心的问题。
分子结构的描述和规律的研究，只是生物研究和基因研究中的基础研究部分，这些基础研究的成果，将是下一步应用研究，比如医药、生物科学研究的基础。
“基础科学的研究不可能直接产生经济消息，需要沉得住气、有耐心，花时间才能看出效果”，夏斌认为，对于一个定位于基础研究的实验室来说，两年时间还只能说是刚刚开始起步，根本没有到了可以谈成绩的时候。”
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