李立東:給細胞膜來張「彩照」

2020-12-05 中國網財經

  「我們做的主要工作是開發新型螢光功能材料,通過該類材料能有助於我們更清楚、更深入地認識並了解細胞膜及其內部結構。」

  從北京科技大學西門進去走不遠,就是有些年頭的金物樓。在這棟樓四層的辦公室裡,記者見到了李立東。

  因為這次採訪事前經過了較為複雜的程序,記者一度對本次採訪有些許擔心。但一見面,熱情隨和的李立東讓記者在冬日的北京裡感到溫暖,而科研世界裡,敢想敢拼的李立東用系列創新方法,點亮了細胞膜。

  最近,他帶領團隊在新型光功能材料的設計製備領域再次取得了新的研究進展,相關研究工作已被材料科學領域著名學術期刊美國化學會的《材料化學》接收發表。

  系列高水平工作攀登螢光材料高峰

  「我們做的主要工作是開發新型螢光功能材料,通過該類材料能有助於我們更清楚、更深入地認識並了解細胞膜及其內部結構。」李立東概括道。

  在生物體系中,細胞膜作為細胞的內外邊界,扮演著十分重要的角色。因此對細胞膜結構和功能的研究一直是生命科學領域的研究熱點。近年來螢光成像技術的發展,使人們對細胞結構的認識逐步深入。而目前所採用的細胞膜螢光成像材料大多為小分子染料,該材料在螢光穩定性以及信號可靠性方面均存在著一定的不足。

  「我們設計的螢光共軛聚合物,靈敏度和水溶性都非常好。」李立東說,他們設計並製備出了具有很好水溶性且具備雙色發光性能的新型螢光聚合物材料,並將其成功用於細胞膜的雙色成像。

  具體說來,該聚合物材料與細胞共培養後,可迅速而穩定地與細胞膜結合,即使經過24小時地長時間共培養,仍穩定地吸附於細胞膜表面,並不會通過內吞作用進入細胞質中。同時,由於其在細胞膜表面的吸附聚集,大幅提高了聚合物材料分子內和分子間的螢光共振能量轉移,可發射出明亮的藍紅雙色螢光信號。

  「這個工作確實受到國內外同行的廣泛關注與好評。」李立東自豪地說。

  事實上,到北京科技大學的官網看看,你會發現近兩年是李立東學術成果的豐收季,每隔一段時間就會有關於他研究成果的快訊。

  今年3月,他們關於聚合物半導體氮化碳材料的研究結果發表在材料科學領域頂尖的學術期刊《德國應用化學》上,並被評為VIP論文。在這一研究裡,李立東團隊及其合作者,使用簡便溫和的實驗方法,製備出了一種新型的氮化碳材料。該材料在紫外光激發下,可發射出明亮的天藍色螢光,其量子產率可達到48%,這是目前國際上所報導的該類發光材料的最高值。同時發現,該材料的生物毒性較低,具有優異的細胞成像功能。該項研究工作將有利地推動此類材料在光電功能材料及生物材料領域的廣泛應用。

  去年8月份,他們還設計出一種新型的螢光複合功能材料與器件體系,該器件可通過金屬表面增強螢光效應,利用可量變的螢光信號,可以有效識別不同種類的抗原,同時對多種腫瘤細胞也具有高效的識別能力。該項研究結果發表在材料科學領域頂尖的學術期刊《先進材料》上。

  「這項研究對於癌症的早期篩查很有作用,目前我們已經在做相關的應用嘗試。」李立東說,基礎研究能真正用起來,是比發表高水平論文更高興的事。

  每個人的學術生涯都有過「咬牙堅持」

  2001年,為了實現自己的科研夢,李立東踏上了出國深造之路。他師從物理化學領域的國際知名教授HelmuthM·hwald,在德國馬普學會膠體與界面研究所攻讀博士,並取得物理化學專業博士學位。

  在德國讀博士不是件容易的事,五六年畢業是常有的事,而李立東卻只用了不到三年時間。「那時候,我每天從早到晚都忙於實驗研究,沒有休息日。有時候為了加快實驗進度,我通宵都在實驗室。」李立東說。

  在德留學期間,他設計並製備出了一種可發生在納米尺度的新型光電功能材料體系,該體系可發生矢量性的電子轉移,並發生長效的電荷分離。這一研究成果成功地解決了電子轉移過程中如何控制方向性的國際性難題,為新型光電功能材料的研究和發展奠定了新的理論及實驗基礎。

  由於出色的科研工作,在德留學期間,他獲得了首屆2003年度「中國政府優秀留學生獎學金」。

  「德國的這段經歷確實鍛鍊了我。」每個曾有過「瘋狂被虐」經歷的人,事後多半會感謝那段瘋狂的歲月,李立東也是如此。

  「我的導師是德國馬普學會膠體與界面研究所所長,他的工作非常忙,和他談話都要事先和秘書預約。入學後第一次見面,他讓我設計製備一種可發生方向性電子轉移的薄膜材料。至於實驗研究如何開展,他建議我儘可能地自己去思考。」李立東說,這個特別龐大的研究課題讓他完全蒙圈,不知如何下手。

  雖然德國氣候宜人,但李立東在前三個月因為焦慮而嚴重上火:「當時確實想打退堂鼓了,但還是咬咬牙堅持了下來。」

  靠著大量啃文獻,日夜鑽研,把握住每一次和導師的溝通,在不斷地自我突破中,李立東最終完成了上文提到的高質量研究。這讓李立東感受到德國培養博士的獨特性:在自我推進工作的前提下,獨立發現問題並解決問題。這段經歷也為日後李立東在科研道路上不斷地創新打下了堅實的基礎。

  學生才是最高質量的「論文」

  有了這段經歷,再回北京科技大學執教後,李立東特別注重對學生的培養。

  「回國最大的收穫是培養了一批優秀的學生。」李立東笑稱,只有出國後,才會真正感受到自己骨子裡對國家的熱愛。

  所以剛回國時,他主動當過本科生班主任,不定期給學生開講座,講做人、講科研。「我們那個班是當時學校裡同年級中學習成績最好的一個班,各個方面都很出色,在很多活動中都數一數二,班風特別好。」講起這些,李立東十分驕傲。

  在北京科技大學,李立東的團隊有口皆碑。「主要是因為風氣好,我告訴學生,不要急著做文章,我們要先學會做人,我招學生的時候人品是很重要的指標之一。」李立東說。

  李立東酷愛足球,他認為足球運動和科研一樣,需要高度的團隊合作。在他的課題組中,團隊成員相互配合,充分發揮每個人的優勢,包括研究生也積極地參與到課題組的建設中。李立東說,他鼓勵每個人都多提建設性的建議,讓每個人的進步都融入到團隊的發展建設中。

  正因此,在他指導的研究生中,有2名博士研究生獲得「北京科技大學研究生十佳學術之星」稱號。這是學校研究生所獲得最高學術榮譽稱號,每年只從全校的研究生中評選10名。

  這些年李立東帶領的課題組取得了很多科研成果,但最讓他感到欣慰的,還是看到培養的一批批優秀的畢業生活躍在祖國的各個崗位,他覺得所有付出都是值得的。

(責任編輯:羅伯特)

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