圖說：中國科學院院士、上海交通大學教授樊春海 上海交大供圖（下同）
宏觀到微觀，人類對生命的感知漫長而細膩，科學家層層撥繭，解開一個又一個謎題之結，勾畫出逐漸清晰的生命圖譜。而這些努力最終是為了饋贈生命。未來，具有人工智慧的DNA或RNA機器人能夠在動物和人體內工作，這些微小的神奇納米構件能夠組裝、行走，能夠找到疾病根源，甚至或許還能替換健康細胞等功能。
這不是毫無根據的想像，是具有挑戰性的國際前沿科學命題。二十餘年來，樊春海教授一直致力於生物傳感基礎研究，這位「跨界」青年不斷在國際學術界不斷發出強音，以化學、生物、物理等多領域的交叉融合推進創新，要將核酸分析新方法在實際臨床中轉化、應用。
一切從「交叉」開始
1992年，準備參加高考的樊春海報考了南京大學生物化學系。「當時選擇生物化學很盲目，一點也不了解。但是隱約感覺生物化學既有生物，又有化學，這個名字很酷！」樊春海回憶說。
當時的生物化學系有著名的百歲教授鄭集先生，以及我國生物製藥技術研發的開拓者之一和肝素、尿激酶工業的創始人朱德煦先生等知名學者。朱德煦時任系主任，著力推動學科交叉，「學不好化學，就做不好生物化學」，這是當時系裡的口號。化學系還有我國著名分析化學家、中國科學院院士、生命分析化學概念的創導者和生命分析化學國家重點實驗室的創始人陳洪淵先生。在濃鬱的學科交叉背景下，樊春海在科研生涯的早期，就幸運地得到學術大師在生物化學和分析化學兩條學術傳承線的交叉點上起步。他在研究生期間從事的電化學生物傳感器研究延續至今，二十餘年來始終為其實驗室的研究主線之一。
2000年，樊春海偶然閱讀到《先進材料》雜誌關於諾貝爾化學獎得主聖芭芭拉加州大學艾倫黑格的一個報導，他表示，在獲獎後希望做一些以往不敢做的事，比如生物學，特別生物傳感是最重要的。這使樊春海受到極大的鼓舞，鼓足勇氣向黑格教授申請博士後並獲得認可。
圖說：樊春海到聖巴巴拉加州大學黑格(Alan J. Heeger)教授的辦公室訪問
來到加州海濱城市聖芭芭拉，樊春海才發現黑格居然是物理系教授，而且他始終認為自己是物理學家。一位物理學家獲得了諾貝爾化學獎，然後開始做生物學，這使樊春海感到非常震撼。在黑格實驗室的博士後經歷，使樊春海從一個初出茅廬的年輕研究者一下跨入到了學科交叉的前沿。「黑格教授給我留下的最深印象是看問題的眼光非常開闊，而且他特別推崇學科交叉。」樊春海說。
在黑格教授指導下，樊春海陸續取得了一些研究進展，相關研究工作在《美國科學院院報》（PNAS）和《美國化學會志》（JACS）等權威雜誌上發表。其中，他們發展出了一種被命名為E-DNA的電化學DNA生物傳感器，得到了國際同行的廣泛好評。
破解科學的「界面」
2004年1月，樊春海在中國科學院百人計劃資助下加入了中國科學院上海應用物理研究所。湊巧的是，在他入職答辯的那一天，正值研究所承擔的上海同步輻射光源項目在歷經十年艱辛籌備後獲批。這個當時中國最大的科學研究設施舉世矚目，當晚晚上鞭炮齊鳴，舉所歡慶。在「上海光源精神」的引導下，這一國際先進水平的同步輻射光源僅用五年時間即落成，這五年也正是樊春海從零開始，白手起家建設實驗室的五年。深受上海光源精神鼓舞，樊春海希望能做出同樣具有國際影響力的研究工作。
科學上的新理論、新發明的產生，新的工程技術的出現，經常是在學科的邊緣或交叉點上。樊春海喜歡從界面入手尋找科學問題，因為這是物質傳輸、能量交換和信號轉化的場所，也是實現微觀世界科學想像的重要突破點。基於研究所的科研基礎和對國際學科交叉動向的領悟，樊春海、胡鈞、黃慶等在上海應用物理所領導支持下於2008年組建了物理生物學研究室，樊春海擔任研究室主任。研究室系統研究了生物分子在宏觀及納米尺度上與無機材料界面的相互作用，並利用同步輻射等先進表徵技術，深化了對傳感界面上生物分子吸附、組裝和識別等物理化學過程的理解。相關成果總結為「生物分子界面作用過程的機制、調控及生物分析應用研究」，並於2016年獲得國家自然科學二等獎。
圖說：樊春海在實驗室操作自行研製的超分辨螢光顯微鏡
希望基礎研究回饋生命
2006念，樊春海、胡鈞與上海交通大學賀林院士等合作，共同創製了DNA分子組裝而成的納米尺度「中國地圖」，並發表於《科學通報》中英文版。這成為「DNA摺紙術」這一前沿交叉領域中第二個發表的工作，並以中國特色的形象在國際上亮相。經過多年積累，樊春海團隊發展了DNA自組裝結構誘導納米尺度精準礦化的新方法，在保持DNA納米結構精巧設計的前提下顯著提升其力學性能，為仿生納米孔道的構建與分析應用打開了新的大門。該工作於2018年在Nature雜誌發表，實現了中國研究者在DNA納米技術領域的首次突破。
樊春海並沒有滿足於僅僅用DNA來製造漂亮的納米圖案，而是始終想著如何將納米思維引入到生物傳感研究中，希望通過DNA納米技術來提升生物檢測的性能。在不懈的探索中，樊春海獨闢蹊徑提出將DNA四面體結構用於電化學傳感界面的調控，建立了「先組裝、後檢測」的框架核酸傳感新方法，突破了界面限域組裝與識別的難題，對促進生命分析化學的發展做出了貢獻。
近年來，樊春海團隊更是將體外檢測的生物傳感探針應用到細胞內部，致力於發展框架核酸細胞成像技術。他們還依託上海光源，在國家自然科學基金委重大儀器研製項目的支持下自行研製顯微鏡，積極推動活體分析和腦成像研究。
2018年4月，樊春海以王寬誠講席教授身份正式加盟上海交通大學化學化工學院。在學校和學院的全力支持下，樊春海以新落成的轉化醫學國家重大科技基礎設施為基地建設「框架核酸設計與納米醫學診療」實驗室。這是新起點，也是新徵程。他還得到了上海交通大學分子醫學研究院院長譚蔚泓院士的鼎力支持，正在仁濟醫院積極與臨床醫生開展合作，嘗試將生物傳感器用於前列腺癌早期預警，並探索發展低成本醫療檢測的可能。他們希望有一天這些基礎性研究工作能真正應用起來，為「感知生命」提供便利，為人民健康保駕護航。
新民晚報記者 易蓉 通訊員 李茜
【院士簡介】
樊春海，男，1974年3月出生，漢族，江蘇省張家港市人，現任上海交通大學化學化工學院王寬誠講席教授。1996年本科畢業於南京大學，2000年博士畢業於南京大學，2001-2003年在聖芭芭拉加州大學從事博士後研究。2004年入選中國科學院百人計劃，2007年獲得國家傑出青年基金資助，2012-2016年任科技部納米973首席科學家。入選美國科學促進會(AAAS)、國際電化學學會(ISE)和英國皇家化學會(RSC)會士，兼任ACS Applied Materials & Interfaces副主編，ChemPlusChem編委會共同主席。已在Nature，Nature和Science子刊等SCI雜誌發表論文400餘篇，他引3萬餘次，H因子95，近六年連續入選「全球高被引科學家」。部分成果獲2016年國家自然科學二等獎(第一完成人)，並獲2019年度何梁何利基金科學與技術創新獎、美國化學會「測量科學進展講座獎」和第十二屆「談家楨生命科學創新獎」。