王友娟

唐國良

科學之“光”，驅散了未知的黑暗。

年輕的科研人員，在前沿光學領域，突破傳統(tǒng)觀念，解鎖了具有廣泛應用前景的新技術——

來自中國科學院杭州醫(yī)學研究所的王友娟，開發(fā)了用超聲波激發(fā)熒光分子發(fā)光成像的新技術，該技術能被用于腫瘤細胞的精準篩查、定位；

來自國科大杭州高等研究院的唐國良，帶領團隊成功研制了微型多光譜紅外相機，在國內率先驗證了非制冷紅外成像技術在航天定量化遙感領域的可行性，該技術能在遙遠的太空中發(fā)現(xiàn)剛剛點燃的山火。

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

找到能給腫瘤精準定位的“探照燈”

你知道嗎？在不久的將來，借助一瓶小小的液體和體檢時常用的超聲波檢測手段，就能實現(xiàn)對腫瘤細胞的精準定位。

這是一種前沿光學技術——

給病人體內注入一小瓶液體，液體中的熒光分子很快與體內腫瘤細胞實現(xiàn)靶向結合，再向病人發(fā)射超聲波，熒光分子會在超聲波的激發(fā)下被迅速點亮，而發(fā)亮的位置就是腫瘤細胞的潛藏之處。

在癌癥的早期診斷與治療研究中，如何準確識別、精準定位腫瘤細胞，是醫(yī)學界的一大挑戰(zhàn)。在中國科學院杭州醫(yī)學研究所，博士后王友娟在譚蔚泓院士的指導下，開發(fā)出了用超聲波激發(fā)熒光分子發(fā)亮的新技術。

“這項技術的關鍵在于篩選出合適的熒光分子，既能夠和腫瘤細胞靶向結合，又能夠在超聲波的激發(fā)下穩(wěn)定而高強度地發(fā)光。篩選出來的這些熒光分子，我們把它們稱作探針，通俗點說，可以理解為是照亮腫瘤細胞的‘探照燈’。”王友娟說，光的穿透能力是有限的，而超聲波具有強穿透性，“超聲波就是點亮‘探照燈’的‘電源’，‘探照燈’被點亮后，可對體內深層組織腫瘤目標實現(xiàn)精準成像?！?/p>

該技術在惡性腫瘤的早期篩查、腫瘤標志物的檢測、神經系統(tǒng)疾病的發(fā)病機制研究等方面具有廣泛應用前景，相關成果今年已發(fā)表在權威期刊《自然·光子學》上。

這是王友娟博士后在站期間啃下的“硬骨頭”之一，也得益于中國科學院杭州醫(yī)學研究所提供的平臺。在這里，她進一步深耕了專業(yè)知識，提升了研究技能，鍛煉了獨立科研的能力。

“來到杭州，來到中國科學院杭州醫(yī)學所成為博士后，并在譚蔚泓院士指導下從事科研，對我來說非常榮幸，是不可多得的機遇。”中國科學院杭州醫(yī)學所是中國科學院首個以醫(yī)學命名的直屬研究機構，該所總投入5億元建設的科學實驗中心，面積達8000平方米，可提供世界一流的設備平臺，能滿足各種實驗需求，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?！八锝o了我們博士后等青年科研工作者提供了一個活躍、開放、合作、創(chuàng)新的工作環(huán)境，我們年輕人也有機會承擔重大科研任務。而且，我還了解到，在杭州工作可以享受出站留杭補助、購房補貼、租房補貼等，解決了我生活上的后顧之憂。”王友娟希望在這個充滿熱情與夢想的環(huán)境中，在這個充滿機遇的城市，不斷挑戰(zhàn)自己，追逐更遠大的科研理想。

從遙遠的太空中發(fā)現(xiàn)早期山火

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

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

這款紅外相機由4個紅外波段和1個可見波段組成，它不僅能夠看到可見光，還能捕捉到紅外線等不可見光，從而為準確發(fā)現(xiàn)山火提供了可能性。

“如果是早期山火，可見光影像上，一般不會出現(xiàn)明顯的著火跡象，不容易被發(fā)現(xiàn)；而星環(huán)號紅外相機是常溫紅外相機，并采用實時靈敏度提升專利技術，具有超高靈敏度的異常熱源發(fā)現(xiàn)和預警能力，極大提升了發(fā)現(xiàn)并準確定位山火的能力，避免發(fā)生大規(guī)?；馂摹！碧茋冀榻B。

2022年10月，國科大杭高院物光學院王建宇教授工作室組建起了一支“攻堅隊”，由唐國良牽頭，專門從事這款紅外相機的核心關鍵技術研究。這支平均年齡不到30歲的團隊，經常放棄雙休，甚至奮斗到凌晨，高效完成了該載荷的“信息增強算法、地面輻射定標、在軌信息重構”等重點技術突破，順利讓產品“走出了實驗室”。

據唐國良介紹，過去衛(wèi)星上通常采用制冷紅外相機，要求在零下70℃到零下200℃的低溫環(huán)境下運行，重達30-50千克，使用壽命大約只有1年；而星環(huán)號紅外相機能在常溫下使用，重量不到2千克，使用壽命達到5-7年，價格更是只有制冷紅外相機的十分之一左右。

今年6月8日，“上天”不到20天，仍處于緊張在軌測試階段的星環(huán)號紅外相機，成功發(fā)現(xiàn)了國外某地一處早期階段的森林火災，成為相機在軌發(fā)現(xiàn)能力的最佳證明。“明年，已經確定數十顆商業(yè)氣象衛(wèi)星都會搭載我們的紅外相機?！碧茋夹χf，“另外，我們這款相機也已經在國內多個工業(yè)園區(qū)試用，它能夠發(fā)現(xiàn)100多種不可見有毒有害氣體，并能夠預測擴散趨勢?！?/p>

對于取得的成就，唐國良特別感謝國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化高地的熱忱?！爸匾暼瞬牛匾暱萍?，重視成果轉化，這是我對杭州最直觀的印象。博士后期間，杭州為我們提供了優(yōu)質的生活和科研環(huán)境，為我們的科研成果從實驗室走向市場給予了很多幫助?！?/p>