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“点亮”癌细胞 精准切病灶

2018年12月11日08:35 | 来源:广州日报
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原标题:“点亮”癌细胞 精准切病灶

  唐本忠

  四十多年前,还是武汉一名制氧车间工人的唐本忠,抱着“只要能上大学就行”的想法走进高考考场;今年1月8日,已成为中科院院士、香港科技大学教授、华南理工大学双聘院士的唐本忠,凭借在“聚集诱导发光”(AIE)领域的开创性贡献获国家自然科学一等奖。

  由唐本忠院士团队首次发现的AIE,为科技界带来一股清风——在肿瘤切除手术中,特殊的AIE材料“见到癌细胞就钻入其中闪闪发光”,可精准发现癌细胞“行踪”;在测定水体污染物时,AIE探针分子和金属离子形成螯合物后闪闪发光,目测就能快速判断污染源;在犯罪现场检测指纹,AIE粉末不仅结果更精确,而且对身体的毒性更小。

  求学:少年郎爱读书 终圆大学梦

  出生于湖北潜江的唐本忠,在家中排行第五,有4个哥哥和1个弟弟。“一般父母都管最大的和最小的,怎么会有精力管得到第五个呢?我基本可以说是‘放养’的。”唐本忠说,“那时候把能找到的书都读遍了,而且常常是挑灯夜战熬夜读完,因为答应了第二天还书,这样才能借到更多的书。”在这些书籍中,报告文学《哥德巴赫猜想》和长篇小说《第二次握手》中对于科学家和知识分子生活的描绘给青少年时代的唐本忠留下了极为深刻的印象。

  “书里面的大学生活对我们很有吸引力,也促使我后来选择理工科的道路。”高中毕业后,唐本忠被送到农村乡下,恢复高考的消息传来时,20岁的唐本忠已是武汉第一冶金建设公司机械修配厂制氧车间的一名工人。

  可以考试就意味着有读大学的可能了。车间好友母亲是图书馆的管理员,允许他在图书馆借理化教材自学;厂里的宿舍经常停电,他只好去路灯下看书复习,热心肠的职工请他回家一起复习;车间主任给他减免工作量,允许他白天在宿舍专心复习。

  “只要能上大学就行。”唐本忠抱着这样简单的想法走进高考考场。高考结束,他被自己没有填报过的志愿学校和专业录取了,来到了广东化工学院(华南理工大学前身之一)的高分子化工专业学习。这个“升学”的困惑直到毕业时才偶然解开:唐本忠从恩师处得知,自己被录取得益于有机化学的高考成绩优异,被招生的老师从档案里挑中。

  科研:反其道而行之 开拓新领域

  谈及自己的高分子专业,唐本忠说,数十年来,他所从事的最重要的一项工作就是找到新的方法合成新的高分子, “做过去做不成的东西”。

  唐本忠说,AIE现象是学生在一次实验中偶然观察到的,这一现象在发现时“有违常理”,被淹没在众多人类知识的海洋。但唐本忠认定这背后一定有重大的科学问题值得研究。

  “我们刚开始提出这个原创概念时,因为对过去原理的挑战和批判,所以有人说我们狂妄无知。”但最终,反复实验得出的数据说服了每一个提出质疑的人。唐本忠由此开拓了一个全新的领域,取得了原创性和引领性的研究成果。

  无论是对于材料科学理论体系和技术应用,均为中国原创,成为世界公认的新科学概念。“借助AIE效应,AIE可以成为看清一些‘不可知过程’的工具。”唐本忠说。

  AIE概念提出后,唐本忠院士团队一直在推动AIE新技术新材料在现实生活中的转化应用。最受关注的应用之一是在医疗健康领域,比如,在癌症病人的肿瘤切除手术中,肿瘤本身识别不难,但在肿瘤附近分散的癌细胞却很难用肉眼识别,“切多了把好细胞切掉了,切少了又留下病灶源,会引起复发。”唐本忠解释道,通过注入特殊的AIE材料,可以做到“见到癌细胞就钻入其中闪闪发光”。发光的AIE材料对癌细胞形成的追踪功能可以方便医生甄别,进行更为精准的操作,也可用于癌症的早期筛查工作,发现癌细胞的“行踪”。

  在测定水体污染物类别时,具有特异性的AIE材料非常敏感,可以检测出水体中的有害物质,如重金属离子。AIE探针分子和金属离子形成螯合物后闪闪发光,检测人员通过目测就能快速判断出水体污染源。此外,将AIE粉末用于犯罪现场指纹检测,相比传统用的金粉碳粉,AIE粉末不仅更精确,并且对身体的毒性更小。

  愿景:建高等研究院 AIE技术产业化

  广州对AIE技术的产业化就非常重视,未来将成立AIE高等研究院。这与唐本忠的想法不谋而合,他希望通过研究院的建设完成两个目标:一是通过现有AIE技术产业化,来切实地为人民的生活质量的进一步提高做些贡献,二是培养一批高技术人才,实现从原始创新到源头革新的转化。

  唐本忠说:“有些AIE粉末一克在美国的售价大约20万元。我们自己可以做,在国内产业化。另一方面,之所以叫研究院而不是公司,是因为我希望能培养一批高精尖的技术人才,架起基础研究和产业化的桥梁。”

  回顾过去,唐本忠说,他人生的每一重大的决定几乎都不是自己主动做出的选择。但他认同“干一行爱一行”:“我觉得如果一件事非做不可,勉强自己去做的话很难把事情做好,那还不如让自己爱上这件事,全身心投入其中去做。我在日本深受扎实的匠人精神的影响,到了加拿大又受到了科研必备的批判思维的启迪。香港科大给予科研工作很高的平台和自由的空间,而能回到华工又让我得到了政策上的强力支持,给科研带来巨大推动。我自己就是东西方两种科研风格融合的受益者。”

  AIE中国原创

  2001年,唐本忠院士团队首次发现“聚集诱导发光”(AIE)现象。此后,AIE领域逐渐成为全球科研领域的热点方向。2015年,AIE研究被Nature Index评为最具世界影响力的科学研究,被Thomson Reuters评为化学与材料科学领域的第二大热点研究方向,同时唐本忠院士被评为“世界最具影响力的科学头脑”。

  唐本忠

  中国科学院院士,现任国家自然科学基金基础科学研究中心项目负责人、广东省引进创新科研团队带头人、华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室学术委员会主任等。主要从事高分子科学和先进功能材料研究,在聚集诱导发光(Aggregation -Induced Emission,AIE)这一化学和材料前沿领域取得了原创性和引领性的研究成果。

  创新感言

  科研工作者要有浓厚的好奇心和强烈的事业心,有热情就会投入。我非常反对“悬梁刺股”的做法,苦行僧般的探索,很难有大的成就。自然科学和文学艺术很相似,很多好想法都来自稍纵即逝的灵感。科学也非常需要想象力,比如液晶显示,科学知识早已存在,产品却在很久以后才研发出来。要把科学变成技术和变成产品,需要丰富的想象力。( 文/广州日报全媒体记者杨洋  图/广州日报全媒体记者黎旭阳)

(责编:郝孟佳、熊旭)

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