“打磨”照亮细胞的荧光探针

【创新火花】

◎本报记者 王延斌  通讯员 巩 固

在探索生命奥秘的征途中，科学家们一直致力于实时、精准地洞察细胞内部的变化。在山东省环境自适应智能化学品重点实验室里，实验室首席科学家、中国科学院院士唐波团队创制了新型小分子荧光探针，这一成果成为深入认识细胞的科学工具。

当铁针不慎掉进草丛，寻找它的最直接办法便是使用磁铁。实验室主任张卫向记者形容道，在细胞研究中，荧光探针就如同磁铁一般，科研人员借助它能清晰观察到何种分子在发挥何种作用。“荧光探针照亮了细胞，让细胞研究‘眼见为实’。”张卫说。

只要功夫深，铁杵磨成针。但“打磨”照亮细胞的这根探针，团队科研人员用了三十多年。

实验室成员张雯向记者解释：首先，细胞内物质成分复杂、浓度不一，荧光探针需要灵敏度非常高才能发挥作用；其次，探针需具备特异性，做到“指哪儿打哪儿”；此外，探针要实现对物质的实时动态监测，这就要求其具备良好的时空原位动态性。

在细胞这个极度复杂且动态变化的“黑箱”中，为特定的分子“点亮一盏灯”，并让科学家们清晰地“看”到它发出的信号——这成为该团队不懈追求的目标。

在“磨针”的初始阶段，他们回归化学与生物学的基本原理，从分子识别的“锁和钥匙”模型入手。不过，他们并不满足于分子间静态的简单结合，而是追求结合后能引发探针结构的瞬时变化，从而实现信号传递。

正是由于团队在化学合成、光谱分析和细胞实验等方面的紧密协作，才得以持续推动探针性能不断迭代升级。

活性氧被称为“细胞里的幽灵信号”。它转瞬即逝，还容易与其他物质混淆，学界长期以来对它“看不见、分不清、测不准”。团队通过创制新型荧光探针和连续流分析仪器，成功攻克了这一难题。

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唐波常对学生说，在实验室里，有两种能力比论文更为重要：一是“提出真问题”的洞察力，二是“解决实际问题”的能力。他直言，尽管如今科研条件更加优越，获取信息的方法更为丰富，但以科学研究解决真问题的导向不能改变，坚持不懈解决真问题的作风必须坚持。

“年轻人要充分利用人工智能、大数据等技术手段交易系统适合自己吗，创新科研范式，做到有组织、系统性地开展科研创新。”唐波说，“我坚信，中国的科学家会攻克更多世界科研难题，在科学发展史上写下更多中国故事。”