中国科学报:中科院上海应用物理所研究员樊春海:“微小世界”的建造者

(记者 孙爱民)未来,人们或许可以体验这样的体检过程:向医生提供自己的血液样本,后者利用专业仪器,快速检测出基因中可能带有的各类遗传性疾病、传染病等隐患。

若体检者已患病,医生可以判断出病症的变化趋向,并制定合理的治疗方案,对症下药;若未得病,医生可以提醒其针对可能患的疾病进行预防。

这种基因检测目前在临床已有应用,然而其尚未成熟的技术与高昂的费用往往让普通人望而却步。

如何让这一美妙的技术“飞入寻常百姓家”?38岁的中科院上海应用物理研究所研究员樊春海带领他的团队,一直在为之努力。


“盲目”的志愿决定一生的事业

1992年,参加完高考的樊春海报考了南京大学生物化学专业。

“当时选择生物化学很盲目,一点也不了解。”樊春海回忆说,“高中时喜欢化学,但觉得单纯学化学会到化工厂一类的公司工作,因此就选择了和生物学交叉的生物化学。”

2000年,樊春海在南京大学获得生物化学博士学位后,开始了在美国近三年的博士后研究工作。在美期间,他师从2000年诺贝尔化学奖得主Alan Heeger教授,进行生物传感器方面的研究。

“与当时国内或美国一般的实验室相比,在一个诺贝尔奖得主实验室,看问题的视野、方式方法以及接触到的人是非常不同的。”樊春海说。

在美国期间,繁杂的科研工作曾让樊春海一度应付不来。他主动找到Heeger教授,向他请教,在很多重要的事情面前应该怎么做。

Heeger教授说:很简单,你就挑最重要的事情做。

简单的一句话为樊春海开辟出一条清晰的道路,“这句话我记忆犹新,对我的影响也最大”。


操控DNA分子构筑纳米世界

樊春海的团队将纳米技术与纳米思维引入生物检测,研发了DNA纳米生物传感器。他们希望能大大提高基因检测的效率,为基因检测的普及解决技术难题。

DNA纳米技术是近年来新兴的前沿交叉领域,一经兴起便蓬勃发展。该技术的宗旨是利用DNA分子自组装和识别能力,将其作为一种纳米材料实现精确的纳米构筑。

“我们希望在纳米的世界,通过一些先进的物理手段,实现像DNA这些生物分子按我们的意愿堆积、编织起来,构成纳米的器件。”樊春海告诉《中国科学报》记者,“这个将来可能会引领新的纳米技术。”

早在2006年,年仅32岁的樊春海就将纳米领域中的重要材料纳米金应用到生物传感器的改进,使其具有高灵敏性和高特异性。

改进后的生物传感器可在1到2小时内快速检测到约2万多个DNA分子,检测灵敏度达到10飞摩尔/升,超出常规荧光DNA检测方法约3个数量级。

当时的《美国化学会志》的审稿人评论指出:“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。”


兴趣引导工作

“我是从研究生阶段开始接触到生物传感器的,奠定下了以后的研究兴趣。”

“兴趣”是樊春海在接受采访时反复提到的一个词——自己的兴趣、研究团队的兴趣、未来科研的兴趣。

正是靠着这份“兴趣”,樊春海在纳米生物传感器方面的研究越走越远,并带领研究团队取得一系列突破性的研究成果。

樊春海先后主持或参与国家自然科学基金、国家重大科技专项、科技部重大科学研究计划等项目,发表SCI论文180余篇,完成了多种生物传感的原理设计和传感元件制作。

此外,樊春海已申请8项美国、国际专利(2项授权)和20余项中国专利,并获得国家杰出青年基金、第十二届中国青年科技奖、中国科学院杰出青年科学家奖和第十一届中国科学院杰出青年、上海市青年五四奖章标兵等荣誉称号。

“原来我读研究生时,能够看到的文献都是别人发表半年后的,而现在互联网这么发达,我们跟美国是同步的。特别是现在国家对科研的投入这么大。”樊春海感慨地说,“在这样的大背景下,青年科技工作者只要有兴趣、肯努力,都可以尽情实现科研的梦想。(《中国科学报》2012年7月23日04版)



樊春海(右)与2000年诺贝尔化学奖获得者Alan Heeger。