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上海交通大学樊春海感知生命的跨界青年

2019-12-17

图说:我国科学院院士、上海交通大学教授樊春海 上海交大供图

微观到微观,人类对生命的感知漫长而细腻,科学家层层拨茧,解开一个又一个谜题之结,勾画出逐渐清楚的生命图谱。而这些极力毕竟是为了赠给生命。未来,具有人工智能的DNA或RNA机器人能够在动物和人体内作业,这些细微的独特纳米构件能够组装、行走,能够找到疾病根源,甚至或许还能替换健康细胞等功用。

这不是毫无依据的梦想,是具有挑战性的国际前沿科学命题。二十余年来,樊春海教授一贯致力于生物传感基础研讨,这位“跨界”青年不断在国际学术界不断宣告强音,以化学、生物、物理等多领域的交叉融合推动立异,要将核酸分析新方法在实践临床中转化、运用。

全部从“交叉”初步

1992年,预备参加高考的樊春海报考了南京大学生物化学系。“当时选择生物化学很盲目,一点也不了解。但是含糊感觉生物化学既有生物,又有化学,这个名字很帅!”樊春海回忆说。

当时的生物化学系有出名的百岁教授郑集先生,以及我国生物制药技术研制的开拓者之一和肝素、尿激酶工业的创始人朱德煦先生等出名学者。朱德煦时任系主任,着力推动学科交叉,“学欠好化学,就做欠好生物化学”,这是当时系里的标语。化学系还有我国出名分析化学家、我国科学院院士、生命分析化学概念的创导者和生命分析化学国家重点实验室的创始人陈洪渊先生。在浓郁的学科交叉布景下,樊春海在科研生计的前期,就幸运地得到学术大师在生物化学和分析化学两条学术传承线的交叉点上起步。他在研讨生期间从事的电化学生物传感器研讨连续至今,二十余年来一向为其实验室的研讨主线之一。

2000年,樊春海偶然阅读到《先进材料》杂志关于诺贝尔化学奖得主圣芭芭拉加州大学艾伦 黑格的一个报道,他标明,在获奖后希望做一些以往不敢做的事,比如生物学,特别生物传感是最重要的。这使樊春海遭到极大的煽动,鼓足勇气向黑格教授恳求博士后并获得认可。

图说:樊春海到圣巴巴拉加州大学黑格教授的办公室访问

来到加州海滨城市圣芭芭拉,樊春海才发现黑格居然是物理系教授,而且他一向以为自己是物理学家。一位物理学家获得了诺贝尔化学奖,然后初步做生物学,这使樊春海感到非常震撼。在黑格实验室的博士后履历,使樊春海从一个初出茅庐的年青研讨者一下跨入到了学科交叉的前沿。“黑格教授给我留下的最深印象是看问题的眼光非常开阔,而且他特别推重学科交叉。”樊春海说。

在黑格教授指导下,樊春海连续获得了一些研讨开展,相关研讨作业在《美国科学院院报》和《美国化学会志》等声威杂志上宣告。其间,他们打开出了一种被命名为E-DNA的电化学DNA生物传感器,得到了国际同行的广泛好评。

破解科学的“界面”

2004年1月,樊春海在我国科学院百人计划资助下加入了我国科学院上海运用物理研讨所。恰巧的是,在他入职争辩的那一天,正值研讨所承担的上海同步辐射光源项目在历经十年艰苦预备后获批。这个当时我国最大的科学研讨设备有目共睹,当晚晚上鞭炮齐鸣,举所欢庆。在“上海光源精力”的引导下,这一国际先进水平的同步辐射光源仅用五年时刻即竣工,这五年也正是樊春海从零初步,自力更生制造实验室的五年。深受上海光源精力煽动,樊春海希望能做出相同具有国际影响力的研讨作业。

科学上的新理论、新发明的发作,新的工程技术的出现,经常是在学科的边沿或交叉点上。樊春海喜欢从界面下手寻找科学问题,因为这是物质传输、能量沟通和信号转化的场所,也是完结微观国际科学梦想的重要打破点。依据研讨所的科研基础和对国际学科交叉意向的体会,樊春海、胡钧、黄庆等在上海运用物理所领导支持下于2008年组建了物理生物学研讨室,樊春海担任研讨室主任。研讨室体系研讨了生物分子在微观及纳米规范上与无机材料界面的彼此作用,并运用同步辐射等先进表征技术,深化了对传感界面上生物分子吸附、组装和辨认等物理化学进程的了解。相关作用总结为“生物分子界面作用进程的机制、调控及生物分析运用研讨”,并于2016年获得国家自然科学二等奖。

图说:樊春海在实验室操作自行研制的超分辩荧光显微镜

希望基础研讨回馈生命

2006念,樊春海、胡钧与上海交通大学贺林院士等协作,一同创制了DNA分子组装而成的纳米规范“我国地图”,并宣告于《科学通报》中英文版。这成为“DNA折纸术”这一前沿交叉领域中第二个宣告的作业,并以我国特征的形象在国际上露脸。通过多年堆集,樊春海团队打开了DNA自组装结构诱导纳米规范精准矿化的新方法,在坚持DNA纳米结构精巧规划的前提下明显进步其力学功用,为仿生纳米孔道的构建与分析运用打开了新的大门。该作业于2018年在Nature杂志宣告,完结了我国研讨者在DNA纳米技术领域的初度打破。

樊春海并没有满足于仅仅用DNA来制造美丽的纳米图像,而是一向想着如何将纳米思维引进到生物传感研讨中,希望通过DNA纳米技术来进步生物检测的功用。在不懈的探求中,樊春海独出机杼提出将DNA四面体结构用于电化学传感界面的调控,建立了“先组装、后检测”的结构核酸传感新方法,打破了界面限域组装与辨认的难题,对促进生命分析化学的打开做出了贡献。

近年来,樊春海团队更是将体外检测的生物传感探针运用到细胞内部,致力于打开结构核酸细胞成像技术。他们还依托上海光源,在国家自然科学基金委严峻仪器研制项目的支持下自行研制显微镜,活泼推动活体分析和脑成像研讨。

2018年4月,樊春海以王宽诚讲席教授身份正式加盟上海交通大学化学化工学院。在学校和学院的全力支持下,樊春海以新竣工的转化医学国家严峻科技基础设备为基地制造“结构核酸规划与纳米医学医治”实验室。这是新起点,也是新征程。他还得到了上海交通大学分子医学研讨院院长谭蔚泓院士的鼎力支持,正在仁济医院活泼与临床医生打开协作,检验将生物传感器用于前列腺癌前期预警,并探求打开低成本医疗检测的或许。他们希望有一天这些基础性研讨作业能实在运用起来,为“感知生命”供应便利,为公民健康保驾护航。

新民晚报记者 易蓉 通讯员 李茜

樊春海,男,1974年3月出生,汉族,江苏省张家港市人,现任上海交通大学化学化工学院王宽诚讲席教授。1996年本科毕业于南京大学,2000年博士毕业于南京大学,2001-2003年在圣芭芭拉加州大学从事博士后研讨。2004年中选我国科学院百人计划,2007年获得国家杰出青年基金资助,2012-2016年任科技部纳米973首席科学家。中选美国科学促进会、国际电化学学会和英国皇家化学会会士,兼任ACS Applied Materials & Interfaces副主编,ChemPlusChem编委会一同主席。已在Nature,Nature和Science子刊等SCI杂志宣告论文400余篇,他引3万余次,H因子95,近六年连续中选“全球高被引科学家”。部分作用获2016年国家自然科学二等奖,并获2019年度何梁何利基金科学与技术立异奖、美国化学会“测量科学开展讲座奖”和第十二届“谈家桢生命科学立异奖”。

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