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长得和学生一样萌的美女老师 开发了一个迅速找到肿瘤的探针
2020-01-14 10:42 来源:钱江晚报

生活中的张雨晴

做实验中的张雨晴

  昨天,在杭州电子科技大学自动化学院(人工智能学院)的年度总结表彰大会上,一位年轻的美女博士从220多名教师中脱颖而出,被授予2019年度“科研之星”称号。

  1989年出生的张雨晴,1年半以前从上海交大博士毕业,入职杭电。在大学职场里她还完全是个“萌新”。大眼睛高鼻梁的年轻女教师,往实验室里一坐,看起来几乎和她的学生差不多大。

  她已经连续两次在顶尖学术期刊《自然》杂志子刊Nature Communications上发表论文,其中一篇还是第一作者。张雨晴研究开发的只有70纳米左右的新型表面增强拉曼探针,可以为快速有效探测肿瘤细胞解决关键问题。

  而这位学术这么厉害的美女,发期刊论文的同时还顺便生了个娃,如今宝宝刚满月。

  一个“又小又快又好”的探针

  几分钟就能检测出肿瘤细胞

  熟悉科研生活的人明白,想要发表一篇影响因子(国际上通行的期刊评价指标)5分以上的论文是多么不容易,对于某些小实验室,发表的论文在3分以上就已经要额手称庆了。

  张雨晴在《自然》子刊上发表的论文,影响因子高达11.878分。她研究的是“表面增强拉曼散射(SERS)及其生物医学应用”。简单说,表面增强拉曼探针是一些纳米级的小颗粒,通常尺寸在100~200纳米之间,大约是头发丝直径的千分之一。这些探针很特别,经过表面修饰进入生物体以后,对不同的细胞,能让它们呈现出独一无二的光谱图,就好像指纹一样。

  因为这种特性,SERS技术目前已经应用在珠宝鉴定、毒品检测等领域。

  而它在生物体内成像方面也表现出广阔的前景,例如临床肿瘤的治疗手术中。

  “医生在做手术时,肿瘤细胞经常和正常组织交织在一起,边界不清晰,手术就很困难。”张雨晴告诉记者,“如果切多了,就会把正常组织切掉;切少了,留下了肿瘤细胞又容易复发。那么如果用SERS成像技术,可以像灯泡一样,把肿瘤组织照亮,边缘就很清晰。”

  但是,现有的SERS成像速度太慢,远远落后于临床需要。“困扰它发展的主要难点之一是探针的信号强度,这会影响我们检测的灵敏度和成像速度。举个例子,给病人在手术前注射了探针,它检测完人体组织,需要1~2小时肿瘤细胞成像。医生不可能把腹腔打开了,等1~2个小时。而现在,我们研究出来的探针,可以把成像时间缩短到几分钟,甚至1分钟以内,这个时间医生就可以等了。目前这个实验在动物身上已经成功了。”

  一年做了一百多次实验

  外形像花瓣的探针纯金打造

  如此神奇的拉曼探针长什么样?它是如何被开发的呢?

  张雨晴给记者展示了一些研究成果,其中有一张图是一个长得像菊花的小球——原来这就是登上Nature子刊的关键“神器”,外形像花瓣,尺寸仅70纳米左右,而且是纯金的。“大多数的表面增强拉曼探针都是一些贵金属小颗粒,真金白银,只不过是很微小的纳米级。我们的探针就是金的,实验室要买材料,一克价值360~400元。”

  最关键是它的分子结构,为了找到能产生足够信号强度的分子,课题组做了上百次的实验。“第一年,几乎每两天要重复一次实验,总共做了100多次实验,筛选了几十种分子,最后发现,只有其中一种分子,可以达到我们需要的效果。”

  这篇论文,张雨晴前后准备了三年,部分研究工作从她在上海交大读博期间就已经开始了。在论文完成、投稿给编辑部以后,还经过半年多时间的修改才最终通过审核发表。在整个研究过程中,张雨晴的博士导师——上海交通大学的叶坚教授给予了指导和支持。

  张雨晴透露:“其实这个分子和颗粒结构,我们在2017年的时候已经发现并成功制备了,后面就在不断地重复实验,同时也在寻找其他的分子,在反复验证以后才开始写论文。因为我们要保证实验的可重复性,不能说我偶然发现一个特性就去发表文章。”

  “我省当前在重点发展数字经济和生命健康领域,张雨晴博士研究的方向就是属于生命健康领域。”杭州电子科技大学自动化学院院长陈云说,“杭电非常重视高水平论文、科研项目和科研奖励的培育和产出,近年学校科研院和学院制定了专门的政策,鼓励产出高水平科研成果。这些政策极大地激发了教师们潜心从事高水平科学研究的潜力,给教师们提供了坚强的保障。”


〖作者: | 责任编辑:叶捷〗
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