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Wiley人物专访--加拿大滑铁卢大学刘珏文教授

简介
本周末WILEY人物访谈我们对话的是加拿大滑铁卢大学刘珏文教授。访谈中刘老师谈到在纳米生物材料领域仍很多基础的问题还没有很好地解决,尤其是在界面调控方面。在基础研究逐步完善的同时,在应用方面建立几个有影响 ...

本周末WILEY人物访谈我们对话的是加拿大滑铁卢大学刘珏文教授。访谈中刘老师谈到在纳米生物材料领域仍很多基础的问题还没有很好地解决,尤其是在界面调控方面。在基础研究逐步完善的同时,在应用方面建立几个有影响力的例子是非常关键的。刘老师最感兴趣的文章是能够提出新认识,解决重要问题,并指导下一步工作的文章,至于发表在什么杂志上并不是很重要。刘老师建议青年学生应该注重独立工作能力的提高,并保持良好的心态。

刘珏文加拿大滑铁卢大学化学系终身教授和首席研究员(University Research Chair),博士生导师。2014年获加拿大化学会Fred Beamish奖,2018年获McBryde奖章,并于2019年入选加拿大皇家学会青年院士(College Member of the Royal Society of Canada)。担任分析化学领域权威杂志Biosensors & Bioelectronics (影响因子10.2,电化学类杂志排名第一)核酸方向编辑,以及Trends in Analytical Chemistry,FACETS, Chinese Chemical Letters等杂志的副主编。同时,任Langmuir, Particle and Particle Characterization Systems, Sensors, Journal of Analysis and Testing等杂志的编委或者编委会顾问。
致力于脱氧核酶、核酸适配体、生物界面,纳米材料的基础和应用研究。具体研究方向包括:1)功能核酸的体外筛选、生物化学表征和生物探针设计研究;2)生物分子和纳米材料的表面界面相互作用研究。3)模拟酶(纳米酶)的基础研究。已在Chem. Rev. (2篇),J. Am. Chem. Soc. (22篇),Angew. Chem. Int. Ed. (13篇), Anal. Chem. (26篇),Small(5篇),Adv. Mater.(3篇)等国际权威期刊发表高水平论文300余篇,引用超过24700次,其中58篇引用超过100次,H-index 75。参与编著专著10部,已获授权专利9项。培养硕士、博士、博士后和访问学者等共70余人。长期为Science,Nat. Chem., J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Mater., Anal. Chem., ACS Nano等国际期刊审稿。


Introduction


MVC:您能否简单介绍一下课题组的工作?

LJW: 课题组的工作主要分成三部分:功能核酸、生物纳米界面和纳米酶。通过分子生物学,生物化学和胶体与界面化学的理论和研究方法,对这些体系进行细致的基础研究。从而实现在重金属离子检测、疾病诊断、药物递送、智能材料等领域的应用。功能核酸主要包括脱氧核酶和核酸适配体,它们分别具有催化和分子识别功能。与蛋白质相比,核酸稳定性好、易修饰、无批间差异、且结构具有可设计性,深受众多研究者们的青睐。本课题组通过建立稳定的体外DNA酶筛选技术,获得了系列特异性脱氧核酶分子,并用于开发多种高灵敏检测系列金属离子的方法和产品;在功能核酸的生物化学表征领域,本课题组致力于全面研究其反应机理,为功能核酸的应用研究提供理论支撑;在生物纳米界面领域,本课题组专注于研究DNA和脂质体在各种纳米材料上的吸附机理,通过控制离子强度、pH值、温度等参数实现生物分子的有序排列。在纳米酶的研究领域,本课题组主要是通过对纳米材料的表面修饰,来实现类似于酶的催化功能。


MVC:当您还在上学的时候,您想未来从事什么职业?是什么把您吸引到科学领域的呢?

LJW: 在中国科学技术大学攻读学士学位期间,我并没有明确的职业规划,以学习基础知识为主,但继续攻读博士学位这个目标是很明确的。在伊利诺伊大学攻读博士学位期间,良好的学术氛围和快乐的科研经历使我决定把科研作为职业。另外,做科学研究很自由,在思想上和时间支配上都有很大的自主权,这对我也很有吸引力。


MVC:您觉得对您的职业影响最大的人是谁?

LJW:攻读博士学位期间的导师伊利诺伊大学陆艺教授,和博士后导师新墨西哥大学C. Jeffrey Brinker教授。陆老师把我带上了科研的道路,我们在基于DNA的生物传感领域做了很多探索性的工作,让我体验到研究DNA的乐趣。在博士期间,我的写作,表达等学术交流能力都得到了极大的锻炼和提升,这为后来成为独立PI打下了扎实的基础。Brinker教授是美国工程院院士,在溶胶凝胶法和介孔硅的研究上建树颇丰。在他的实验室进行科研工作期间,我开始对纳米材料的表界面感兴趣。Brinker教授的学术思想非常活跃,经常把自然界中的常见物理和生物现象联系到简单的材料化学体系里,挖掘其科学本质。这种思维对我也有很大的启发。

Main field of interest


MVC: 您的研究组对于纳米生物材料领域研究的将来有什么兴趣?您对其在材料应用领域的前景有何展望?

LJW: 纳米生物材料将生物分子的功能和纳米材料的性质有机地结合在一起,为解决检测、治疗等问题提供新颖的方案。我们团队致力于从解决一些具体的小问题开始,比如通过体外筛选获得新的功能DNA序列,这些序列大家都可以使用。另外,为了把DNA链偶联到各种纳米材料上,并控制其排列和构型,我们开发了很多新方法,也揭示了这些方法背后的科学问题,为应用研究提供了便利。在研究过程中,我们发现很多基础的问题还没有很好的解决,尤其是在界面的调控方面,这也是我的研究团队未来的兴趣所在。在基础研究逐步完善的同时,在应用方面建立几个有影响力的例子是非常关键的。比如生物传感器的领域就是建立在血糖仪成功商业化的基础上的。这些应用研究又能够反过来支持更广泛深入的基础研究。基于整个领域对纳米生物材料的认识、研究和开发的不断推进,我认为在环境、食品安全、体外诊断等领域的在线快速检测技术最先取得突破的可能性比较大。


MVC:您觉得您对什么类型的文章会很有兴趣?

LJW: 我最感兴趣的文章是能够提出新认识,解决重要问题,并指导下一步工作的文章,至于发表在什么杂志上倒不是很重要。比如前几天我看到一篇文章研究柠檬酸在金表面的吸附和金表面随时间的变化,我马上就转给了我们课题组的相关同学们。我也喜欢用比较简单的技术和测量手段做研究,这样的工作比较接地气,很多课题组都可以利用这些结果开展后续研究

Work life balance


MVC:科学工作之余,您如何平衡生活和工作?您最大的爱好是什么?

LJW: 我爱好跑步、游泳、徒步旅行和爬山。到一个新的城市,我会研究一下路线,早上找个景区跑十公里左右。另外,追剧、听脱口秀、以及陪孩子做作业。在加拿大工作总体是比较轻松的,学校也重视平衡生活和工作。另外,家人的支持也非常重要,我很幸运,家里需要我操心的事情不多。平时出差、工作等时间支配的自由度也比较大。科研要靠长期的积累,健康平衡的生活非常重要。

Advice to youth


MVC:您认为什么是科学工作者最重要的品质?您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议?

LJW: 首先,要有兴趣,我一直跟我的学生讲,不要把科研当成工作,必须要不断思考。要想有所成果,每天八小时之外花时间是必须的。只有兴趣才能长期地支撑时间和精力的付出。要有不断学习的能力,注重基础,这样才能不断的吸纳新的研究方向,做有活力的研究,而扎实基础能尽量的保证结果的准确性。最后要take ownership,对自己的工作负责,在能力范围内做到最好。


对青年学生,我建议充分利用好硕士和博士阶段的时间,提高各方面的能力,包括对科研问题的提出、实验设计、数据分析、文章写作和科研合作等方面。独立工作能力的提高比论文的数量更重要,提高能力要分析自己的短板,花时间刻意练习,不是一个轻松的事情。还有就是要保持一个好的心态,实验失败是常态,当实验失败的时候,通过分析原因,可能会有新的发现。而当实验成功的时候,更要小心验证,反复确认结果。


MVC:您能否用简单的几个英文单词形容下拥有快乐的实验室生活的关键

 (key to a happy lab life)

LJW: be curious, be consistent, be frank and be happy!

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