WILEY人物访谈——中科院高能物理研究所研究员谷战军

编者按:本期WILEY人物访谈优秀青年科学家系列,我们将对话中国科学院高能物理研究所的谷战军研究员。谷老师在详细介绍他的课题组开展的一系列生物医用微/纳米功能材料工作的同时,也饶有趣味地提到了“科研江湖”和他最爱的武侠人物。

在谈到他现在最大的乐趣是“看到学生们顺利毕业开始江湖之旅”的时候,谷老师也在访谈里给有志于在科研世界纵横驰骋的青年学生分享了很多自己的个人体会和感悟,谈到杨振宁先生提出的3P原则(Perception(眼光)、Persistence(坚持)、Power(能力),谈到“逆商”,谈到阿甘…

“作为一个科研工作者,就如同当代的大侠,在科学的世界里纵横驰骋,用我们的方式改变世界,这是一份美妙的工作。” 你是豪情万丈的乔峰,憨厚耿直的郭靖还是洒脱不羁的令狐冲,狂傲专情的杨过?不过江湖!

谷战军,男,中国科学院高能物理研究所研究员,博士生导师,国家优秀青年基金获得者。2002年本科毕业于华中科技大学,2007年博士毕业于中国科学院化学研究所,随后在美国佐治亚大学开展博士后研究,2009年10月进入中国科学院高能物理研究所中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室工作,任副研究员,2016年12月晋升为研究员。多年来一直从事纳米材料的可控合成及其生物效应研究工作,主要包括新型多功能纳米材料的设计合成及其生物成像,癌症治疗和纳米生物安全性的研究。近年来,谷战军研究员在国际重要学术期刊Advanced Materials (9), ACS Nano (6), Advanced Functional Materials (1), AdvancedScience (1), NPG Asia Materials (1), Small (4), Theranostics (1), Biomaterials (4)等发表SCI学术论文130余篇,第一作者及通讯作者90篇,其中IF>10的18篇;获得授权发明专利8项;12篇论文入选ESI高引频论文;应邀撰写3部专著中的3章节;7篇文章被选为当期封面文章,多项研究工作作为研究亮点被Materials Views等科技网站报道;研究成果受到国际同行的高度关注,论文SCI引用5000余次(近三年引用3000余次),受邀在Adv. Mater.,Small,Chem. Asian J,JMCB,中国肿瘤临床等杂志上撰写综述文章和研究进展;受聘作为Science Bulletin杂志青年编委,中国纳米毒理学会青年委员,中国纳米抗肿瘤学会常务委员,中国生物物理学会光生物物理专业委员会秘书长;受邀作为20多种国际知名期刊的审稿人;曾获得中科院院长优秀奖,中科院高能物理所青年人才奖,中科院卢嘉锡青年人才奖,入选中科院青年创新促进会优秀会员,国家自然科学基金优秀青年基金;先后作为课题负责人主持科技部973项目(1项),国家自然科学基金项目(5项)及中科院项目(3项)等。

 


MVC: 能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作?

GZJ:我们课题组的研究方向为多功能纳米材料的可控合成及其生物效应研究。自2009年回国在中科院高能所建立课题组以来,一直从事新型多功能纳米材料的设计合成及其生物成像、癌症治疗和纳米生物安全性的研究工作。

MVC:是什么促使您选择功能性纳米材料及其生物应用为您的研究课题?

GZJ:首先,我本人博士与博士后期间一直从事光功能纳米材料的可控合成与性能调控,因此成立课题组独立工作以后依然选择做纳米材料方面的研究。由于功能纳米材料具有一些独特的光学、光热、电学、磁学等物理化学性质,使其在生物检测、光学成像及肿瘤治疗方面具有潜在的应用价值,这对功能纳米材料的应用是一个很好的出口。


MVC:如果您没有走科研这条路,您现在会干什么?如果重新选择,您还会继续做学术研究吗?

GZJ:每个中国人的心中都有一个武侠梦。如果有大侠这个职业,我想很多人都会向往,纵马横刀,驰骋江湖,扶危解困,行侠仗义。科研界和我们曾经向往的江湖有点像,充满未知的世界,一个个科学难题等待人们攻克,一座座科学高峰等待人们攀登。正如居里夫人所说,实验室是个伟大的地方,现代世界的改变是从实验室里开始的。科研,是一种以科学为基础的艺术。它是一种使命,而非一种行业。这项使命要求于我们的,是要用心如同用脑。科技不仅可以改变人们的生活,更可以改变人们的思想。对于科研工作来说,不仅可以用科学技术来改变世界,还可以用科学精神来武装人们的思想同样可以改变世界。因此,作为一个科研工作者,就如同当代的大侠,在科学的世界里纵横驰骋,用我们的方式改变世界,这是一份美妙的工作。尽管,我自己走上科研道路是很多偶然因素的结果,但是如果让我重新选择,我还会选择做科研,我很庆幸能够从事这项工作。

MVC:您刚才提到心中的“武侠梦”,您最喜欢的武侠人物是谁?他身上什么特质吸引了您?

GZJ:我个人偏爱郭靖,因为他比较“笨”,不是什么武学奇才,可以一夜之间成为武林高手,打遍天下无敌手。相反,练什么武功都要很久,费了好大劲才成为大侠。我认为自己水平一般,不是聪明人,唯有通过专注和认真来弥补才智上的不足,所以我愿意做像郭靖那样的笨小孩,一步一个脚印,打好基础。

MVC:您觉得在您科研道路上对您影响最大的人是谁?

GZJ:在科研道路上对我影响最大的人是我的三位导师,博士导师姚建年研究员,博后导师潘正伟教授和现在的实验室主任赵宇亮研究员。这三位老师有共同的特点:对未来学科发展的正确预判,及对科研工作的专注与坚持。姚老师在有机光电功能材料,潘老师在近红外长余辉材料,赵老师在纳米材料生物效应与安全性领域都作了引领性的贡献。这源于他们对相关学科领域发展的正确预判及随后坚持不懈的深入研究。例如,赵老师看到纳米材料的快速发展,预见到纳米材料的生物效应和安全性必然成为其未来发展的关键点,带领实验室在纳米安全性方向坚持十几年的不懈研究,使我们国家在相关领域走在世界前列。这几位老师给我的最大教导就是选择一个有意义的研究方向,不管它现在是不是热门,然后坚持不懈的去努力,是做出开创性工作的基础。


MVC:您的研究组对于新型医药材料在药物传递、肿瘤诊断与治疗、生物成像和光动力学治疗等领域应用的将来有什么研究兴趣?您对其前景有何展望?

GZJ:

(1)在药物传递方面,我们设计了一系列的针对外部光、热、磁、X-ray和针对内部肿瘤微环境的智能响应纳米药物体系,有效地实现了纳米药物的控释及提高了抗肿瘤效果,在将来我们仍然需要在如何进一步改善纳米药物的富集、如何进一步提高纳米药物的靶向性和特异性、如何进一步实现纳米药物的精准可控释放、如何平衡纳米药物体内循环时间与其生物安全性之间的关系等方面继续深入地研究;

(2)在肿瘤诊断与生物成像方面,我们开展了一系列的基于无机纳米材料的荧光、光声、CT、MRI和PET成像工作,一方面是探究这些纳米材料的生物成像和肿瘤诊断能力与应用潜力,另一个很重要的目的是利用影像学的手段来探究纳米药物的体内富集、转化、代谢过程,进而来评价纳米材料的生物安全性,在以后的工作中我们将筛选出性能优异的纳米造影剂与医院进行合作开展临床转化工作;

(3)在肿瘤治疗应用方面,我们通过构筑具有优异理化性能的无机纳米材料并将其应用于肿瘤光学治疗、化疗、放射治疗及综合治疗。由于可见光、近红外光的穿透深度有限,在治疗深层肿瘤方面存在一些问题,所以我们课题组现在主要从事纳米材料肿瘤放射治疗的工作。一些含有高系数金属元素的多功能纳米放疗增敏剂对X-ray能量具有较强的衰减能力,可以促进自由基的产生,增强X-ray与生物分子的相互作用,在动物活体层次上展现出了良好的放疗增敏效果,这为增强肿瘤细胞放射敏感性、提高放疗效果提供了新机遇。在放疗增敏方面,纳米药物具有十分可观的临床转化和应用前景,目前国外已经有一些正在进行临床实验的例子。总体来说,尽管在纳米生物医学领域目前仍存在一些有待克服的问题,随着功能纳米材料在生物医学领域的研究逐渐趋于成熟,我们对这一方向依然充满信心。

MVC:对于您发表的著作,哪些是令您最骄傲的?您最喜欢的是您哪部分的研究工作?

GZJ:对于我们已发表的工作中,我个人比较满意的有两方面:

一是近红外光响应智能纳米药物方面:以稀土荧光上转换纳米材料为例,我们发展了过渡金属离子掺杂和多重核壳等制备新方法,实现了上转换纳米粒子激发光谱、发射光谱等光学性质的精确调控,同时发展了稀土上转换纳米粒子体内过程与安全性评价方法,拓展了上转换材料生物应用范围;(10.1021/nn501647j;10.1002/adma.201104741; 10.1002/adma.201301197; 10.1002/adma.201304903)

其二是X-ray响应智能纳米药物方面 ,我们开发了一系列的含高系数金属元素(W, Bi, Gd, Lu, Au)的纳米材料,利用纳米材料与高能射线之间相互作用的各种效应,提出了X-ray激发铋基半导体异质结促进电荷分离进而提高自由基产额的方法,提出了X-ray激发纳米闪烁体材料控释过氧亚硝酸阴离子(ONOO−)的策略,实现了良好的肿瘤放射增敏效果。事实上,科研生活乐趣无穷,科学真理止境难寻,因此我对我们课题组未来的工作更期待(10.1002/adma.201802244;10.1002/adma.201701268;10.1002/adma.201704136;10.1002/adma.201804046;10.1021/acsnano.5b05825;10.1021/acsnano.7b03037)


MVC:什么时刻您最享受工作中的乐趣?在科研经历中是否有些趣事可以和我们分享?

GZJ:科研过程中还是有很多乐趣的:想到一个好的idea,写出几个好句子,克服实验中的难题,开拓新的研究方向都能给我带来乐趣。现在最大的乐趣莫过于看着学生顺利毕业并走上科研岗位开启他们自己的江湖之旅。我们组在Advanced Materials发表的第一篇文章是关于红光上转换纳米材料的,这篇工作的产生实际上非常偶然,是上一次容器没有洗干净而发现的偶然现象。上次实验中残留的Mn离子掺杂到上转换基质中从而得到了红光上转换材料。在科研中有很多重要或有趣的发现都是偶然天成。借用阿甘说的一句话“Scientific research is like a box of chocolate, you never know what you’re gonna get next.”这也是科研工作的一大乐趣,我们谁也不知道前面什么发现会等着我们。做好准备,等待幸运女神的眷顾,总会有属于自己高光的那一刻。

MVC:科学工作之余,您最大的爱好是什么?

GZJ:我最大的爱好是体育活动和看书。平常静的时候比较多,体育活动一方面可以锻炼,让身体更新一下。另一方面让人快乐,暂时忘却工作的事情。还有一个爱好是看书,跟工作毫无关系的书。平时的琐事太多,难得有机会总结和思考。看书能让自己静下来思考,是心理上的放松。我建议研究生同学们也不要一天到晚的关在实验室里,一定要有几件事能让自己从工作中跳出来。科研不是一天就完成的,有一些让自己快乐的兴趣爱好是非常重要的。


MVC:您认为科研人员最重要的品质是什么?

GZJ:科学研究的过程往往考验科研工作者的多方面能力和心理素质。杨振宁曾总结出一个“3P”原则,即Perception(眼光)、Persistence(坚持)、Power(能力)。真正高明的学者最大的本事并不是我们常人分外推崇的学识,而是从纷繁复杂的万物万象中找到关键问题,在“小荷才露尖尖角”的时刻预见科学发展的正确方向。没有正确的方向,再怎么努力也只会沿着错误的道路越走越远。坚持也很重要,科研的过程不是一帆风顺的,越是重要的科学难题越是充满困难,挫折不可避免,能坚持到最后的人才有可能取得成功。成功是小概率事件,而且一般都出现在挫折和失败之后,因此坚持就显得更为重要,高“逆商”是科研工作者必不可少的素质。最后,能力是从事科研的重要品质,不同于其他工作,科学研究需要深厚的背景知识,良好的专业训练和技能。随着科技的进展,知识爆炸时代的来临,精通本专业的知识已经远远不够了,多学科交叉是未来科技发展的一大特征。因此,善于把不同知识体系联系起来,充分利用不同领域的研究成果对本领域的科学问题进行突破,可能是今后科研工作者需要具备的重要能力。

MVC:您认为什么是科学家们崇高的志向?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

GZJ:科学家的志向是创新,发现新规律,发明新技术,进而推动社会的进步。创新从来没有像今天这样具有如此高的战略地位。我们国家正处在大变革时代,科学技术是保障国家竞争力的核心因素。因此,我们中国科研工作者的心愿就是通过自觉,不断系统地进行科技创新,迎接挑战,抓住机遇,在世界科技前沿占有一席之地。我们国家目前的科研条件已经大大改善,特别是我们的科研环境,对人才的支持力度在历史上从来没有这么好过,年轻的同学们一定可以大有所为。我建议同学们做好三个选择。第一,选择一个合适导师。在人生的每个阶段,对你最重要的人可能不一样。在读期间,你的导师就是最重要的那个人。年轻人的成长需要设计,你的导师就是你的设计师。第二,选择一个自己喜欢的研究方向。兴趣是科学研究最大的动力。找一个自己认为有意义的研究方向是保证你能够在这条道路上坚持到底的重要因素。第三,选择一个科研以外的爱好。工作再重要也是生活的一部分,能够有一个爱好让自己暂时跳出来,调整一下身心,再投入工作往往事半功倍。


您能否用简单的几个词形容下拥有快乐的实验室生活的关键(key to a happy lab life)
Attitude, Details, Target, Action.

 

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