在人工智能与大数据蓬勃发展的时代，分析科学作为一门揭示物质化学组成信息的核心学科，已成为生物医学、环境监测、食品安全等领域的基石和眼睛。然而，复杂数据处理、高精度分析需求以及技术融合的挑战，让这一学科面临前所未有的考验。湖南大学特聘岳麓学者、二级教授吴海龙博士，凭借其开创性的“数学分离”理论与数智融合技术，为分析科学注入全新动能，推动其突破瓶颈，服务全球可持续发展。
创新突破：破解分析科学难题
数学是解锁难题的金钥匙，催生了分析化学领域的革命性工具——数学分离。传统分析科学依赖物理或化学分离手段，不仅耗时耗力，且难以快速应对复杂体系的基体干扰和多组分共存干扰。吴海龙教授创新性地提出发展张量代数为基础的多线性数学分离算法等，结合广义的数学建模与预测策略，可直接从复杂体系多维响应数据中提取目标信息，实现"绿色、高效、精准"的分析，从而具有二阶及高阶优势：即使有未知干扰共存，也可实现对感兴趣多组分目标物的精准、快速、高效、同时、绿色定量分析，突破解决静态及动态复杂体系的定性及定量分析难题。在“三维分子荧光数阵分析用于细胞动态解析及成分测定研究”等项目中，数学分离技术大放异彩。例如，团队开发的“三线性分解”和“二阶校正”方法，结合三维荧光光谱仪，可解决复杂生化体系中感兴趣多组分的快速同时精准定量分析难题。
针对传统pH测量方法响应慢、稳定性差、玻璃膜易碎和易被腐蚀等问题，吴海龙教授团队通过优化液膜材料与结构，显著降低敏感膜电阻，设计出可在腐蚀性环境中稳定工作的传感器，可应用于河水、锅炉热水等实际水质的实时监测及生理液等微环境检测，为污染治理和临床诊断等提供可靠技术支撑。
此外，团队发展的系统稳健统计方法也解决了实际数据处理中噪声与异常值的干扰问题，研发的多维稳健回归分析和多维稳健主成分分析技术等，通过迭代加权策略将校正模型的抗干扰能力显著提升。这一成果在环境检测行业等都有实际应用，同时对稳健统计学理论也有创新性贡献。
数智融合：推动成果产业化应用
团队以数学分离为核心，研发出多款智能分析仪器及配套软件，可为分析仪器工业提供新的指导理论和设计依据。其开发的“多维校正系统”结合光谱数据，可快速定量检测工业产品和农副产品中的多目标物。例如：三维荧光二阶校正法在食品品质检测中可直接分析原始样本，可快速完成多种农药残留物等有害物质的定量，灵敏度及选择性较国标方法显著改善，可推广使用。在乳制品检测中，该技术克服了基质蛋白干扰，可实现液态饮料中16种添加剂的同时定量，为食品安全监管提供高效方案。
高维数据处理技术的突破可同样推动仪器智能化发展。以多线性代数为基础发展的三维至六维数据校正方法及系列高维模式识别算法，被集成于“智能光谱分析系统”。该系统在水质预警中可实时解析多维多参数，快速识别许多种污染物，响应时间缩短明显；在生物医学领域，通过提取癌细胞光谱的多维特征，鉴别准确率显著提高，为病理诊断提供量化依据。
开发的“化学多维校正软件平台”被多家机构采用，节省大量成本；“便携式水质分析仪”可部署于实际流域，构建生态监测网络；与企业合作研发的化学计量学相关软件已进入实际推广应用阶段，有望革新相关领域的检测流程。
2001年作为深度参与“化学生物传感与计量学国家重点实验室”的创建与发展、湖南大学分析化学国家重点学科建设责任人，一年时间便通过国家科技部的建成验收。实验室聚焦化学计量学、化学生物传感等前沿方向，成为国际科研枢纽，并较早引入AI等学科前沿，结合分析科学创新研究。在吴海龙教授的推动下，湖南大学分析化学学科形成了以化学计量学和化学生物传感为特色的研究集群，先后获批“长江学者创新团队”、“国家自然科学基金创新群体”等，成为我国分析化学领域的重要科研基地。牵头成立湖南省检验检测学会（担任前二届名誉会长），搭建官产学研用协同创新平台，促进多项技术成果转化。推动分析科学在新能源开发、疾病防控、碳中和、环境保护、食品安全等重大领域的应用，为全球可持续发展贡献中国智慧。（武琳）
