“荧光探针”点亮细胞世界

进入山东师范大学化学、化学工程与材料科学学院实验室，在激光显微镜下，“荧光探针”使细胞呈现出多彩的效果。不同形状的图案似乎将人们带入了鲜花和极光交融的海洋。然而，你能想象这种不起眼的“荧光探针”能通过影像监测尽早发现和预防重大疾病吗？

山东师范大学化学化工与材料科学学院的唐波、董玉斌、李平、王鹏、李娜等科研团队经过近20年的艰苦研究，有效地解决了细胞成像难题，极大地推动了该领域的国际研究步伐。他们最近完成的“细胞稳态调控的活性分子荧光成像研究”项目获得了2018年国家自然科学二等奖，成为山东省第一所获得国家自然科学奖的省级大学和第一个完成单位。

早在2000年左右，当生命科学和光学成像等国内研究领域刚刚出现时，团队负责人唐波教授就敏锐地意识到，分析化学和生命科学的紧密结合必将推动一个新的交叉研究领域的出现。从那以后，一个基于化学、生物学、医学和其他学科的团队出现了，他们的任务是揭示重大疾病的发现和治疗。

2013年初，以山东师范大学为项目牵头单位、唐波为首席科学家的国家重大科研计划(973)项目“与重大疾病相关的几个重要难治活性小分子的细胞内纳米传感研究”正式启动。“我们必须瞄准国际科学研究的前沿。只有站得高、视野宽、反应快，才能把握科学研究的时代脉搏，才能产生高质量的研究成果。”唐波不仅以此为基准，还将这一理念植入了所有科研团队的“基因”中。

自然科学奖评价的核心指标是原创性，这是“细胞稳态调控的活性分子荧光成像研究”项目的“王牌”。该项目是世界上第一个构建多种新型发光材料的项目，解决了材料量子产率低和波长不可调的关键问题，为高灵敏度和光谱空间分辨率探针的筛选、设计和构建奠定了重要的理论基础。

“在原有的检测方法中，荧光信号的灵敏度差、转换效率低，会直接影响成像质量，从而导致医生对患者病情判断失误。我们的成果创新性地应用了活性分子的特异性识别机制和能量转移、电子转移等光信号转换机制，成功实现了对糖蛋白、葡萄糖和microRNA等活性分子的高选择性识别，大大提高了检测速度和准确性。”长江学者董玉斌教授说。

“在疾病发生之前，我们可以通过细胞中特定指标的变化进行预警，以便尽早预防和治疗。然而，这种指数变化需要通过找到一种特殊的化合物，即“探针”来确定，这种化合物被注射到活细胞中，然后通过高能荧光显微镜来检测，以确定“探针”的光信号的变化。”为该团队做出重要贡献的许教授表示，他们的工作是寻找化合物和开发新材料“探针”，以实现在高精度和超高灵敏度检测方面的突破。

“这不同于目前临床医学中使用的肿瘤检测方法。传统的血液检测可能会因为样本离开人体而导致准确性下降。假阳性率很高。例如，前列腺癌的假阳性率高达60%。然而，通过CT检查，当发现病灶时，该疾病一般已进入中期或晚期。”年轻的长江学者李娜教授说:“因此，使用荧光成像方法，通过新材料‘探针’在活细胞中检测活性物质，并且在体外保真环境中进行，没有创伤或损伤。”

目前，该团队的教师和学生所在的化学学科在过去的十年中已经稳稳地排在世界上环境影响指数的前1%。团队成员都有稳定的*话题支持，可以称之为精英士兵。“我们的研究团队不仅有化学专家，还有生物学、医学和物理学方面的人才。每个人都有不同的学术背景，团队探索新的研究领域和方向非常方便。”泰山学者、青年专家高文说:

(记者赵，驻记者姚畅)