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  在入榜2008年启明星跟踪计划前,我就知道樊春海的名字。2006-2007年,樊春海的研究小组在纳米生物传感器方面的工作两次登上该领域国际权威学术刊物《美国化学会志》。国内媒体也做了不少报道,记得2006年国内一篇报道称这项工作是由一位年仅32岁的博士领导的,这一点给我很深的印象。
 
  樊春海这次以“基于核酸适配体的生物传感器研究”入选启明星跟踪计划,正是他在这一领域工作的延续和拓展。电话中,樊春海告诉我,他们正在研制的生物传感器与现有的大型、传统的测试仪以及近年来非常热门的生物芯片相比有其优势。主要在医院、大型实验室里使用的传统测试仪,如全自动生化分析仪、核磁共振、质谱等,目前在健康检测、环境监测等方面仍是主力,比较成熟,但成本较高,而且需要一些大型配套设施。还有一种高通量生物芯片主要用于实验室高通量的检测,一次能分析数以百万计的样本,优势非常明显。但高通量下很难做到检测的均匀性、灵敏度欠佳,另外成本也很高。而生物传感器走的是第三条路,不追求高通量,一次甚至只测一个指标,但灵敏度很高,精度很高,而且体积很小(典型的可以手持,便携性好),成本也非常低。这种小型、低通量、高灵敏度、低成本的生物传感器既适应了发展中国家在健康、环境监测上的要求,也支持了发达国家在反恐上的需求。
 
  樊春海说生物传感器能在医学诊断、食品营养、环境监测、国防工业及人类卫生保健等诸多领域得到应用。美国YSI公司推出一种外固定化酶型生物传感器,利用它可以测定出运动员锻炼后血液中存在的乳酸水平或糖尿病人的葡萄糖水平。在癌症药物的研制方面,生物传感器也发挥了重要作用。如将癌症患者的癌细胞取出培养,然后利用生物传感器准确地测试癌细胞对各种治癌药物的反应,经过这种试验就可以快速地筛选出一种最有效的治癌药物。
 
  樊春海以血糖仪为例介绍说,这种只有鼠标大的检测仪称得上是迄今最成功的生物传感器,其成功的原因,在于技术成熟、操作简便,而且需求量极大。
 
  为了做启明星报道,我查了樊春海的履历:他在南京大学生物化学系接受了系统训练,从本科一直念到博士毕业,值得一提的是他硕博连读只用了4年!樊春海从研究生起就做生物传感器,师从两个导师,一个是蛋白质生化方面的,一个是做分析化学。生物传感器是一门交叉学科,需要生物、化学等多种学科背景。所幸的是樊春海对交叉学科一直有很强烈的兴趣。
 
  樊春海在学术发展上的“质变”出现在他博士毕业,留校工作一年后到美国加州大学圣巴巴拉分校、加州纳米系统生物学研究所和高分子与有机固体研究所艾伦·黑格实验室工作。黑格因为在导电高分子材料方面的贡献分享了2000年的诺贝尔化学奖。在黑格实验室的博士后研究,使樊春海从一个初出茅庐的年轻研究者跨越到对学科发展的方向有较好的把握,能判断什么是重要科学题目的科学工作者。
 
  黑格在2000年获诺奖后,特别是次年发生的给全球带来巨大冲击的“911”事件后,认识到生物传感器是一个方向。黑格在获奖后说,他希望做一些以往不敢做的事,其中生物传感器是最重要的一块。樊春海说当他从《先进材料》杂志采访黑格的一篇文章中看到这句话时,立即萌发了到黑格实验室工作的想法。几番联系后双方一拍即合。樊春海科学生涯的转折点由此开始。
 
  樊春海在黑格的实验室里逗留了近三年。当我问起他与大师在一起的感受时,樊春海告诉我,黑格给他留下的最深印象是看问题的眼光非常开阔,同样他也非常致力于交叉学科。黑格的组里有多个研究领域人员,而且起点都很高,“在高水平环境里竞争对一个人的训练绝对是有效的”。樊春海回忆说,黑格非常忙,即使同在一个实验室,一个月也难得见上几面。但是一旦你完成了重要的工作他一定会抽时间和你讨论,而且你碰到困难时他也会帮你把握方向。黑格有一次也是在接受记者的访谈中,当被问到他为什么成功时,他说选择问题很重要,同样做一个问题,如果你做的是不重要的问题,可能花的时间并不少,但很难成功。如果选的问题是重要的,成功率就会比较高。樊春海说,这番话对他影响至深。“如何判断和选择重要的科学问题是我在黑格实验室里受益最多的一点。在他那里学到的更多是宏观层面上的东西,有时研究中为一些过于琐碎的细节问题所缠时,他会判断你这个问题不重要,可以选择一个更重要的。有些问题我认为可以忽略的,但他认为是重要的。”“当然在大师的实验室里,你想得到非常具体的指导是比较难的,因为他实在太忙。”
 
  2003年底,樊春海学成回国,他选择了国内在纳米生物学方面已形成特色的中科院上海应用物理所,吸引樊春海的是在上海应用物理所已有一批同样优秀的年轻人在从事交叉学科的研究,其带头人是长樊春海几岁、深得樊春海等信任的胡钧教授。前两年曾有报道说,胡钧、樊春海等与上海交通大学Bio-X中心的张治洲通过学科间的紧密合作与深度交叉,发挥各自在纳米、生物和化学等方面的学科优势,发展出一种新型PCR方法——“纳米粒子PCR”,这是后话。
 
  由于在黑格实验室的出色工作及背景,几乎一回国,樊春海就拿到科学院百人计划。2004年,他被中国科学院破格提为研究员。回国后,樊春海继续致力于生物传感器研究。由于方法和思路正确,并适时得到国家自然科学基金委、中国科学院和上海市科委纳米专项等相关项目的支持,他带领的小组很快就取得了一些重大成果:研制出一种新型的具有高灵敏度和高特异性的电化学DNA纳米生物传感器。据介绍,该生物传感器可在1到2小时内快速检测到约2万多个DNA分子,检测灵敏度超出常规荧光DNA检测方法约3个数量级。
 
  由于这是从概念、方法到实验器具全面的创新,相关的文章得到该领域的权威杂志《美国化学会志》的青睐,刊发时审稿人指出:“这种新型生物传感器……是一个概念上的突破,并可以使DNA分析方法变得简单。”
 
  此后不到一年,樊春海和他的同事再接再厉,在系统研究电化学DNA生物传感器的基础上,研制出一种检测三磷酸腺苷(ATP)的新型电化学生物传感器,其技术创新点是应用了一类核酸适配体(aptamer)作为ATP分子识别元件。核酸适配体是通过某种“体外进化”技术筛选出来的具有特殊分子识别能力的DNA或RNA分子,不仅具有类似抗体的高度特异性,而且可以直接用固相化学合成,成本较低且化学稳定性好。核酸适配体在识别ATP前后其分子构象会发生显著变化,利用电化学方法可以检测这一构象改变所导致的电子传递能力变化,从而可以灵敏检测ATP这一种生物体内的能量分子。该成果再度登上《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.,2007,129,1042)。
 
  《美国化学会志》在半年多时间里刊登樊春海等人两篇论文,可见其实力。我觉得这除了得益于樊春海曾在诺奖得主实验室工作的背景外,还与他这些工作强烈的交叉学科特色有关,“电化学DNA纳米生物传感器”这个名称就已经点出其中所涉及的学科和专业。
 
  樊春海的学术任职也蛮能说明问题,他是上海交大Bio-X生命科学研究中心、华东理工和四川大学的兼职教授,同时又是中科院核分析重点实验室学术委员会副主任和传感技术国家重点实验室学术委员。继2004年获百人计划支持外,2007年他入选国家杰出青年基金。迄今,樊春海已发表SCI学术论文80余篇,被人引用800多次,其中十篇论文发表在影响因子高于7的权威刊物。
 
  樊春海的优秀和杰出已是毋庸置疑,对我而言,就是想早些去他的实验小组,去看看这些在科研一线默默耕耘、立志做出真正有分量工作的中国当代青年科学家,向他们致以敬意!
 
 
  江世亮采写自2008年11月1日