杭州电子科技大学自动化学院张雨晴老师
1月13日，在杭州电子科技大学自动化学院(人工智能学院)的年度总结表彰大会上，一位年轻的美女博士从220多名教师中脱颖而出，被授予2019年度“科研之星”称号。
1989年出生的张雨晴老师，1年半以前才从上海交大博士毕业，入职杭电。 在大学职场里她还完全是个“萌新”。 大眼睛高鼻梁的年轻女老师，往实验室里一坐，看起来几乎和她的学生差不多大。
然而刚满30岁的张老师，已经连续两次在顶尖学术期刊《自然》杂志子刊 Nature Communications 上发表论文，其中一篇是第一作者。 不仅如此，最近5年她在影响因子（IF）超过10分的TOP学术期刊上发表的论文已经多达7篇。张雨晴研究开发的，尺寸只有70纳米左右的新型表面增强拉曼探针，可以为快速有效探测肿瘤细胞解决关键问题。
更让人惊讶的是，学术这么厉害的年轻老师， 发TOP期刊论文的同时还顺便生了个娃，如今宝宝刚满月！ 这样一个美貌和才华齐飞的“青椒”，是如何做到科研和家庭两不误的？
张雨晴老师生活照
新型探针突破SERS生物成像发展瓶颈
几分钟就能检测出肿瘤细胞
熟悉科研生活的人就能明白，想要发表一篇影响因子在5以上的SCI论文是多么的不容易，张雨晴老师在《自然》子刊上发表的论文，其IF值为11.878。
张雨晴发表在Nature Communications上的论文
张老师研究的是“表面增强拉曼散射（SERS）及其生物医学应用”。简单的说，表面增强拉曼探针是一些纳米级的小颗粒，通常尺寸在100-200纳米之间，大约是头发丝直径的千分之一。这些探针很特别，经过表面修饰进入生物体以后，对不同的细胞，能让它们呈现出独一无二的光谱图，就好像指纹一样。
因为这种特性，SERS技术目前已经应用在珠宝鉴定，毒品检测等领域。
而它在生物体内成像方面也表现出广阔的前景，例如临床肿瘤的治疗手术中，利用拉曼成像检测肿瘤边缘和残留微小肿瘤就是重要有前景的应用之一。
“医生在做手术的时候，很多时候肿瘤细胞和正常组织交织在一起，边界不清晰，就很困难。”张雨晴老师告诉记者，“如果切多了，就把正常组织切掉了；切少了，留下了肿瘤细胞又容易复发。 那么如果用SERS成像技术，可以像灯泡一样，把肿瘤组织照亮，边缘就很清晰。”
但是，现有的SERS成像速度太慢，远远落后于临床需要。
“困扰它发展的主要难点之一是探针的信号强度，这会影响我们检测的灵敏度和成像速度。比如给病人在手术前提前注射了探针，但它检测完人体组织，给肿瘤细胞成像需要1-2小时。那么医生不可能在做手术的时候，腹腔打开了，再等1、2个小时。而现在，我们研究出来的探针，可以把成像时间缩短到几分钟，甚至1分钟以内！这个时间医生就可以等了。目前这个实验在动物身上已经成功了。”
另外，如果探针尺寸过大，会降低它们在体内的血液循环时间，影响探针的体内分布情况和代谢动力学，不利于体内的靶向识别、成像和检测等应用的实现。
普通的SERS探针尺寸在100-200纳米，而张雨晴老师开发的新型SERS探针，尺寸仅为70纳米左右，而且拉曼信号整体增强，成像速度大幅提高。这种“又小又快又好”的探针，为突破SERS生物成像发展瓶颈，实现快速超灵敏生物成像开辟了新机。
“浙江省当前在重点发展数字经济和生命健康领域，张雨晴博士研究的方向就是属于生命健康领域。”杭州电子科技大学自动化学院院长陈云说，“杭电非常重视高水平论文，科研项目和科研奖励的培育和产出，近年学校科研院和学院制定了专门的政策，鼓励产出高水平科研成果。这些政策极大地激发了教师们从事高水平科学研究的潜力，给教师们提供了坚强的保障。杭州电子科技大学自动化学院具有信息科学与生命科学等多学科交叉融合的优势，给教师们从事交叉学科研究，创造了很好的条件，提供了非常好的发展空间。”
一年做了一百多次实验
发表论文历时3年
如此神奇的拉曼探针长什么样？它是如何被开发的呢？
张老师给记者展示了一些研究成果，其中有一张图是一个长得像菊花的小球。原来这就是登上Nature子刊的关键“神器”，外形像花瓣，而且是纯金的！
形似花瓣的P-GERTs探针
“大多数的表面增强拉曼探针都是一些贵金属小颗粒，真金白银的，只不过是很微小的纳米级。我们的探针就是金的，实验室要买材料，一克价值360-400元。”
最关键是它的分子结构，为了找到能产生足够信号强度的分子，课题组做了上百次的实验。
“第一年的实验，几乎每2天要重复一次实验，总共做了100多次实验，筛选了几十种分子，最后发现，只有这种硝基苯硫酚分子，可以实现我们需要的效果。”
这篇论文，张雨晴前后准备了三年，部分研究工作从她在上海交大读博期间就已经开始了。 在论文完成，投稿给编辑部以后，还经过半年多时间的修改才最终通过审核发表。在整个研究过程中，张雨晴的博士导师——上海交通大学的叶坚教授给予了悉心的指导和有力的支持。
张老师坦言，写一篇影响力大的学术论文要投入的精力，远远大于写多篇质量普通的论文。
“其实这个分子和颗粒结构我们在2017年的时候已经发现并成功制备了， 后面就在不断重复实验 ，同时也在寻找其他的分子，在反复验证以后才开始写论文。 因为我们要保证实验的可重复性，这就是学术的严谨性问题，不能说我偶然发现一个特性就去发表文章，这样会变成学术造假。”
边生娃边做实验，每天地铁上看文献
在发表论文的期间，张雨晴老师也是刚刚入职杭电不久，一边写论文，一边要带本科生竞赛，上两门生物基础课。有一门是给留学生上的，全英文授课，还要关心他们的生活。
偏偏这个节骨眼，还赶上了她怀孕生子。
“除了上个月做月子，几乎没有请过假。因为论文投出去以后，后来还修改了2次，要补做实验。当时挺着大肚子做实验确实是很不容易的。”张雨晴说。在接受采访的时候，她还戴着帽子，因为刚出月子没几天，“我在补实验的时候，很多是细胞实验，有的人因为怕实验室环境对身体不好，所以怀孕期间不敢呆实验室。但是为了发这篇论文，我经常呆在实验室里。”
张老师在细胞实验室
记者参观张老师的细胞实验室的时候深有感触，感觉好像进入《生化危机》电影场景，经过重重隔离门，最后一道门还要被强气流吹飞身上的灰尘，以保证实验室内部无菌。
说起科研工作，张老师深感最大的难度就是要“随时跟上时代潮流”， “如果一个月不看文献，就会落伍。因为全世界那么多科研工作者，你在研究的课题，别人很可能也在研究。假如有人比你提前一步发表了成果，那你的工作就白费了，不得不换个方向。”
为了在繁忙的工作、带娃中抽出时间学习，张老师每天用地铁上的时间看文献。她家住滨江，到下沙需要1个多小时，每天来回地铁的时间就是她学习最新学术文献的时候。
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编辑 ∑Gemini
来源：募格学术
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