長得和學生一樣萌的美女老師 開發了一個迅速找到腫瘤的探針

昨天，在杭州電子科技大學自動化學院(人工智能學院)的年度總結表彰大會上，一位年輕的美女博士從220多名教師中脫穎而出，被授予2019年度“科研之星”稱號。

1989年出生的張雨晴，1年半以前從上海交大博士畢業，入職杭電。在大學職場裡她還完全是個“萌新”。大眼睛高鼻梁的年輕女教師，往實驗室裡一坐，看起來幾乎和她的學生差不多大。

她已經連續兩次在頂尖學術期刊《自然》雜志子刊Nature Communications上發表論文，其中一篇還是第一作者。張雨晴研究開發的隻有70納米左右的新型表面增強拉曼探針，可以為快速有效探測腫瘤細胞解決關鍵問題。

而這位學術這麼厲害的美女，發期刊論文的同時還順便生了個娃，如今寶寶剛滿月。

一個“又小又快又好”的探針

幾分鐘就能檢測出腫瘤細胞

熟悉科研生活的人明白，想要發表一篇影響因子（國際上通行的期刊評價指標）5分以上的論文是多麼不容易，對於某些小實驗室，發表的論文在3分以上就已經要額手稱慶了。

張雨晴在《自然》子刊上發表的論文，影響因子高達11.878分。她研究的是“表面增強拉曼散射（SERS）及其生物醫學應用”。簡單說，表面增強拉曼探針是一些納米級的小顆粒，通常尺寸在100~200納米之間，大約是頭發絲直徑的千分之一。這些探針很特別，經過表面修飾進入生物體以后，對不同的細胞，能讓它們呈現出獨一無二的光譜圖，就好像指紋一樣。

因為這種特性，SERS技術目前已經應用在珠寶鑒定、毒品檢測等領域。

而它在生物體內成像方面也表現出廣闊的前景，例如臨床腫瘤的治療手術中。

“醫生在做手術時，腫瘤細胞經常和正常組織交織在一起，邊界不清晰，手術就很困難。”張雨晴告訴記者，“如果切多了，就會把正常組織切掉﹔切少了，留下了腫瘤細胞又容易復發。那麼如果用SERS成像技術，可以像燈泡一樣，把腫瘤組織照亮，邊緣就很清晰。”

但是，現有的SERS成像速度太慢，遠遠落后於臨床需要。“困擾它發展的主要難點之一是探針的信號強度，這會影響我們檢測的靈敏度和成像速度。舉個例子，給病人在手術前注射了探針，它檢測完人體組織，需要1~2小時腫瘤細胞成像。醫生不可能把腹腔打開了，等1~2個小時。而現在，我們研究出來的探針，可以把成像時間縮短到幾分鐘，甚至1分鐘以內，這個時間醫生就可以等了。目前這個實驗在動物身上已經成功了。”

一年做了一百多次實驗

外形像花瓣的探針純金打造

如此神奇的拉曼探針長什麼樣？它是如何被開發的呢？

張雨晴給記者展示了一些研究成果，其中有一張圖是一個長得像菊花的小球——原來這就是登上Nature子刊的關鍵“神器”，外形像花瓣，尺寸僅70納米左右，而且是純金的。“大多數的表面增強拉曼探針都是一些貴金屬小顆粒，真金白銀，隻不過是很微小的納米級。我們的探針就是金的，實驗室要買材料，一克價值360~400元。”

最關鍵是它的分子結構，為了找到能產生足夠信號強度的分子，課題組做了上百次的實驗。“第一年，幾乎每兩天要重復一次實驗，總共做了100多次實驗，篩選了幾十種分子，最后發現，隻有其中一種分子，可以達到我們需要的效果。”

這篇論文，張雨晴前后准備了三年，部分研究工作從她在上海交大讀博期間就已經開始了。在論文完成、投稿給編輯部以后，還經過半年多時間的修改才最終通過審核發表。在整個研究過程中，張雨晴的博士導師——上海交通大學的葉堅教授給予了指導和支持。

張雨晴透露：“其實這個分子和顆粒結構，我們在2017年的時候已經發現並成功制備了，后面就在不斷地重復實驗，同時也在尋找其他的分子，在反復驗証以后才開始寫論文。因為我們要保証實驗的可重復性，不能說我偶然發現一個特性就去發表文章。”

“我省當前在重點發展數字經濟和生命健康領域，張雨晴博士研究的方向就是屬於生命健康領域。”杭州電子科技大學自動化學院院長陳雲說，“杭電非常重視高水平論文、科研項目和科研獎勵的培育和產出，近年學校科研院和學院制定了專門的政策，鼓勵產出高水平科研成果。這些政策極大地激發了教師們潛心從事高水平科學研究的潛力，給教師們提供了堅強的保障。”記者 鄭琳 通訊員 程振偉 文/攝