王友娟

唐國(guó)良

科學(xué)之“光”，驅(qū)散了未知的黑暗。

年輕的科研人員，在前沿光學(xué)領(lǐng)域，突破傳統(tǒng)觀念，解鎖了具有廣泛應(yīng)用前景的新技術(shù)——

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所的王友娟，開(kāi)發(fā)了用超聲波激發(fā)熒光分子發(fā)光成像的新技術(shù)，該技術(shù)能被用于腫瘤細(xì)胞的精準(zhǔn)篩查、定位；

來(lái)自國(guó)科大杭州高等研究院的唐國(guó)良，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研制了微型多光譜紅外相機(jī)，在國(guó)內(nèi)率先驗(yàn)證了非制冷紅外成像技術(shù)在航天定量化遙感領(lǐng)域的可行性，該技術(shù)能在遙遠(yuǎn)的太空中發(fā)現(xiàn)剛剛點(diǎn)燃的山火。

他們有一個(gè)共同的名字——杭州博士后，是攻堅(jiān)克難的先行者，是勇攀高峰的攀登者。他們用科學(xué)之光在醫(yī)學(xué)、氣象學(xué)等更多領(lǐng)域奮勇開(kāi)拓，征服未知，成為杭州“創(chuàng)新活力之城”最生動(dòng)的詮釋。

找到能給腫瘤精準(zhǔn)定位的“探照燈”

你知道嗎？在不久的將來(lái)，借助一瓶小小的液體和體檢時(shí)常用的超聲波檢測(cè)手段，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的精準(zhǔn)定位。

這是一種前沿光學(xué)技術(shù)——

給病人體內(nèi)注入一小瓶液體，液體中的熒光分子很快與體內(nèi)腫瘤細(xì)胞實(shí)現(xiàn)靶向結(jié)合，再向病人發(fā)射超聲波，熒光分子會(huì)在超聲波的激發(fā)下被迅速點(diǎn)亮，而發(fā)亮的位置就是腫瘤細(xì)胞的潛藏之處。

在癌癥的早期診斷與治療研究中，如何準(zhǔn)確識(shí)別、精準(zhǔn)定位腫瘤細(xì)胞，是醫(yī)學(xué)界的一大挑戰(zhàn)。在中國(guó)科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所，博士后王友娟在譚蔚泓院士的指導(dǎo)下，開(kāi)發(fā)出了用超聲波激發(fā)熒光分子發(fā)亮的新技術(shù)。

“這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵在于篩選出合適的熒光分子，既能夠和腫瘤細(xì)胞靶向結(jié)合，又能夠在超聲波的激發(fā)下穩(wěn)定而高強(qiáng)度地發(fā)光。篩選出來(lái)的這些熒光分子，我們把它們稱(chēng)作探針，通俗點(diǎn)說(shuō)，可以理解為是照亮腫瘤細(xì)胞的‘探照燈’。”王友娟說(shuō)，光的穿透能力是有限的，而超聲波具有強(qiáng)穿透性，“超聲波就是點(diǎn)亮‘探照燈’的‘電源’，‘探照燈’被點(diǎn)亮后，可對(duì)體內(nèi)深層組織腫瘤目標(biāo)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)成像?！?/p>

該技術(shù)在惡性腫瘤的早期篩查、腫瘤標(biāo)志物的檢測(cè)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制研究等方面具有廣泛應(yīng)用前景，相關(guān)成果今年已發(fā)表在權(quán)威期刊《自然·光子學(xué)》上。

這是王友娟博士后在站期間啃下的“硬骨頭”之一，也得益于中國(guó)科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所提供的平臺(tái)。在這里，她進(jìn)一步深耕了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提升了研究技能，鍛煉了獨(dú)立科研的能力。

“來(lái)到杭州，來(lái)到中國(guó)科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)所成為博士后，并在譚蔚泓院士指導(dǎo)下從事科研，對(duì)我來(lái)說(shuō)非常榮幸，是不可多得的機(jī)遇?！敝袊?guó)科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)所是中國(guó)科學(xué)院首個(gè)以醫(yī)學(xué)命名的直屬研究機(jī)構(gòu)，該所總投入5億元建設(shè)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，面積達(dá)8000平方米，可提供世界一流的設(shè)備平臺(tái)，能滿(mǎn)足各種實(shí)驗(yàn)需求，在這里從事科研令王友娟感到幸福。

今年11月，王友娟博士后出站，目前她已順利留所。“所里給了我們博士后等青年科研工作者提供了一個(gè)活躍、開(kāi)放、合作、創(chuàng)新的工作環(huán)境，我們年輕人也有機(jī)會(huì)承擔(dān)重大科研任務(wù)。而且，我還了解到，在杭州工作可以享受出站留杭補(bǔ)助、購(gòu)房補(bǔ)貼、租房補(bǔ)貼等，解決了我生活上的后顧之憂(yōu)?！蓖跤丫晗Ｍ谶@個(gè)充滿(mǎn)熱情與夢(mèng)想的環(huán)境中，在這個(gè)充滿(mǎn)機(jī)遇的城市，不斷挑戰(zhàn)自己，追逐更遠(yuǎn)大的科研理想。

從遙遠(yuǎn)的太空中發(fā)現(xiàn)早期山火

遙遠(yuǎn)的太空中，我國(guó)第一顆商業(yè)紅外氣象衛(wèi)星“星環(huán)號(hào)·南信大星”，正在軌道上執(zhí)行早期山火檢測(cè)任務(wù)。

衛(wèi)星搭載的由國(guó)科大杭州高等研究院唐國(guó)良博士和他的團(tuán)隊(duì)參與研制的星環(huán)號(hào)紅外相機(jī)，也是我國(guó)第一款常溫多光譜紅外相機(jī)。它就像是這顆衛(wèi)星的“眼睛”，能夠從太空中發(fā)現(xiàn)剛剛點(diǎn)燃的山火。

這款紅外相機(jī)由4個(gè)紅外波段和1個(gè)可見(jiàn)波段組成，它不僅能夠看到可見(jiàn)光，還能捕捉到紅外線等不可見(jiàn)光，從而為準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)山火提供了可能性。

“如果是早期山火，可見(jiàn)光影像上，一般不會(huì)出現(xiàn)明顯的著火跡象，不容易被發(fā)現(xiàn)；而星環(huán)號(hào)紅外相機(jī)是常溫紅外相機(jī)，并采用實(shí)時(shí)靈敏度提升專(zhuān)利技術(shù)，具有超高靈敏度的異常熱源發(fā)現(xiàn)和預(yù)警能力，極大提升了發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確定位山火的能力，避免發(fā)生大規(guī)模火災(zāi)。”唐國(guó)良介紹。

2022年10月，國(guó)科大杭高院物光學(xué)院王建宇教授工作室組建起了一支“攻堅(jiān)隊(duì)”，由唐國(guó)良牽頭，專(zhuān)門(mén)從事這款紅外相機(jī)的核心關(guān)鍵技術(shù)研究。這支平均年齡不到30歲的團(tuán)隊(duì)，經(jīng)常放棄雙休，甚至奮斗到凌晨，高效完成了該載荷的“信息增強(qiáng)算法、地面輻射定標(biāo)、在軌信息重構(gòu)”等重點(diǎn)技術(shù)突破，順利讓產(chǎn)品“走出了實(shí)驗(yàn)室”。

據(jù)唐國(guó)良介紹，過(guò)去衛(wèi)星上通常采用制冷紅外相機(jī)，要求在零下70℃到零下200℃的低溫環(huán)境下運(yùn)行，重達(dá)30-50千克，使用壽命大約只有1年；而星環(huán)號(hào)紅外相機(jī)能在常溫下使用，重量不到2千克，使用壽命達(dá)到5-7年，價(jià)格更是只有制冷紅外相機(jī)的十分之一左右。

今年6月8日，“上天”不到20天，仍處于緊張?jiān)谲墱y(cè)試階段的星環(huán)號(hào)紅外相機(jī)，成功發(fā)現(xiàn)了國(guó)外某地一處早期階段的森林火災(zāi)，成為相機(jī)在軌發(fā)現(xiàn)能力的最佳證明?！懊髂?，已經(jīng)確定數(shù)十顆商業(yè)氣象衛(wèi)星都會(huì)搭載我們的紅外相機(jī)?！碧茋?guó)良笑著說(shuō)，“另外，我們這款相機(jī)也已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多個(gè)工業(yè)園區(qū)試用，它能夠發(fā)現(xiàn)100多種不可見(jiàn)有毒有害氣體，并能夠預(yù)測(cè)擴(kuò)散趨勢(shì)?！?/p>

對(duì)于取得的成就，唐國(guó)良特別感謝國(guó)科大杭高院給他的支持，也充分感受到了杭州這片科技成果轉(zhuǎn)化高地的熱忱?！爸匾暼瞬牛匾暱萍?，重視成果轉(zhuǎn)化，這是我對(duì)杭州最直觀的印象。博士后期間，杭州為我們提供了優(yōu)質(zhì)的生活和科研環(huán)境，為我們的科研成果從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)給予了很多幫助?！?/p>