化学生物传感与计量学国家重点实验室

谭蔚泓院士（右二）指导学生科研。

有化学家曾说，从分子水平看，生命活动本质上就是一个化学过程，化学是投射进生命奥秘迷雾中的一束光。

在依托湖南大学建设的化学生物传感与计量学国家重点实验室里，就有这样一群科研人员，他们作为设计新分子、创造新物质的“造物者”，正致力于丰富自己的“分子”工具箱，以求“精准”破译生命奥秘的密码，拨开生命规律的迷雾，让人类生活得更健康、更幸福。

从识别到治疗的“精准”探索

围绕“功能核酸”分子工具，探索重大疾病的发生发展机制，寻求重大疾病的精准识别、分子诊断和靶向治疗，是化学生物传感与计量学国家重点实验室获批建立11年来的使命目标。

对于“功能核酸”，谭蔚泓团队成员、化学生物传感与计量学国家重点实验室主任助理刘艳岚教授表示，通过这种技术，目前已经创造了大量的核酸适体，基本相当于人工产生了300多个能识别特异细胞靶体的“抗体”。

“对于许多癌症患者而言，令他们痛苦的除了病痛本身，还有很大一部分来自化疗后的副作用。因为药物在杀死癌细胞的同时，也破坏了其他细胞。”刘艳岚介绍，为此，谭蔚泓团队研发出一种能向肿瘤细胞靶向输送大量抗癌药物的DNA“纳米火车”。这样的“火车”可精准地将药物输送至癌变区域，既避免对正常细胞的“误伤”，毒副作用也非常小，可大大减轻癌症患者化疗的身心痛苦。

除了应用于药物筛选，分子成像工具在肿瘤等重大疾病的诊疗中同样拥有广阔的应用前景。化学生物传感与计量学国家重点实验室赵子龙教授介绍，张晓兵团队通过设计加筛选策略开发出了一种强疏水性、弱脂溶性的近红外固态发光染料，在此基础上构建了抗扩散探针，成功实现了肿瘤相关生物分子长达6小时的原位成像。

多方向发力，多点开花结果，实验室2003年以来获国家自然科学奖二等奖5项，国家科技进步奖二等奖1项，国家技术发明奖二等奖2项，省部级科技进步一等奖和省部级自然科学一等奖等多项奖励。

从基础到应用的双向发力

“建设11年，获得5个国家自然科学奖二等奖，这对一个国家重点实验室来说是很不容易的。”在化学生物传感与计量学国家重点实验室展示馆内，实验室副主任周一歌教授指着荣誉墙，如数家珍地介绍着。

“要做中国人自己的抗癌药。”这是谭蔚泓一直以来的心愿，在核酸适体临床应用这条路上，团队已经完成了三种新药的安全评价，且已在推动进行临床试验。谭蔚泓还将功能核酸探针应用至无创产前诊断领域，开发了“基于核酸适体的全自动无创产前诊断仪”项目。“以前需要通过检查胎儿脐带细胞来做的基因测序，未来有望通过孕妇外周血来检查。”

包括新冠、甲流等在内的23项呼吸道病毒多重核酸检测，只需1个芯片、1次采样即可得出结果，这是化学生物传感与计量学国家重点实验室蒋健晖教授团队的研究成果，且已于近期准备投入量产。

针对我国长期存在抗生素使用不合理的情况，化学生物传感与计量学国家重点实验室何凤姣教授表示，团队研发的全自动血培养仪可以强化病原学的检测，提供及时、准确的检验报告，实现高效对症下药。该项目已于2020年注册落户长沙。

从融通到交叉的快乐科研

“月球土壤能种菜吗？”“火星上能种菜吗？”国人似乎总向往着去各种星球“展示农业大国的本能”。而这听起来有些“白日梦”的想法或许真的能实现。比如化学生物传感与计量学国家重点实验室王双印教授就通过电催化手段将氮气与二氧化碳直接偶联转化成尿素，为“火星改造计划”中植物生长提供了肥料供应策略。

王双印的研究之路也是实验室多年坚持的发展理念。“实验室坚持走学科交叉特色发展之路，融合化学、材料学、生物医学、信息科学等多个领域，形成了从分子识别机理、化学计量学基础研究，到化学生物传感材料与器件、生化分析装置创制的融通发展体系。”谭蔚泓如是总结实验室的特色，而他自己的研究，也横跨了生命科学、理学和工学三大学科领域。

“我们招收研究生时，非常欢迎非化学学科背景的同学加入。”刘艳岚介绍道。在实验室，培养学生的交叉思维，多元化培养学生已成为常态。

有雄心，坚定地围绕国家需求，扎根基础研究，将科研工作做实做强；有爱心，用科学力量真正解除病人的痛苦，切实为实现健康中国的伟大目标做贡献——对于化学生物传感与计量学国家重点实验室而言，这“两心”同样适用。

文 | 雷蕾