走进我们主人公的实验室时,门上的这句话映入眼帘:“我们正在创造未来”。这句话在当下意义非凡,因为白俄罗斯国立信息和无线电电子大学青年科学家理事会新晋成员、研究生阿列克谢·鲍里修克不仅研究微电子材料,更开创性地利用纳米粒子修饰细胞的新方法,有望成为现有疾病(包括肿瘤)治疗手段的重要补充。白通社记者亲眼见证了他在大学校园里如何创造真正的创新成果。
第一步
我们在办公室的工作台旁见到了阿列克谢。早在遥远的2020年,他的科研之路正是在这个房间里起步的。他解释道:“我一进入实验室,短短几个月后就与另一位硕士生组成了团队。我们开展了一项研究,并获得了首个青年科研资助。课题涉及多孔硅及其表面金属纳米结构的构建。所得成果为后续研究奠定了基础,旨在将一种在生物医学领域表现优异的方法,适配用于微纳电子学中薄膜的无损分析。借助该方法,无需使用目前昂贵的真空设备,即可确定半导体纳米材料的分子和物相组成。”
这项研究的必要性源于一项受委托的课题研究。他补充道:“先导实验持续了约半年。如今我们取得的成果是能够分析厚度小于30纳米的薄膜。只需将银纳米粒子沉积在薄膜表面,使用专用的显微光谱仪分析样品,后续去除纳米粒子不影响原始薄膜的结构。”据阿列克谢介绍,通过该方法可以获得一种光谱,详细揭示薄膜的组成信息。
这位年轻科学家介绍道:“这对微纳电子学非常重要。目前我们正努力优化该过程。特别是利用神经网络分析海量光谱数据:它们能在几秒钟内处理所有数据。”
走出舒适区
青年科研资助只是阿列克谢研究道路的起点。下一步是他在大三准备毕业设计期间进行的一项实验。这位年轻科学家自中学起就对生物学和医学抱有浓厚兴趣。因此,他决定大胆尝试,将不同领域的知识融合到新开发中。
这位年轻专家解释道:“我长期致力于根据导师的指导,开发一种利用等离激元纳米粒子实现细胞光刺激电穿孔的装置。关键在于,靠近此类纳米结构的细胞膜上可能会形成孔隙。电穿孔分为不可逆和可逆两种类型,由此衍生出两种应用。首先是抗菌涂层:可以在有害细菌的细胞膜上形成无法闭合的孔洞,从而杀死它们。第二种应用则要有趣得多:创造形成临时孔隙的条件,通过孔隙可以将各种药物直接导入细胞内部。这对治疗细胞病变,包括各种新生物细胞的局部治疗,具有广阔前景。”
令人惊叹的是:如此小巧轻便的设备,有望在几年后帮助人们对抗可怕的疾病。这项开发堪称独一无二。阿列克谢分享道:“总的来说,我正在致力发展的这种方法,目前甚至在文献和科学界都未见提及。这是一项创新性工作。我们已经取得了相当积极的成果,成功组装了两套用于测试我们方法的装置。”
然而,通往这一有趣方法的道路上也存在困难,目前主要是必要设备的短缺。我们参观了化学实验室,评估了现有条件和缺口。许多显微镜、电源、化学器皿、试剂、真空设备、马弗炉……似乎在这片创造性的“凌乱”中,什么都能造出来。唉,事实证明,现有“武器库”仍不足以让科学家在舒适的环境中实现他正在努力构思的理念。但没关系——就在我们眼前,他已经在用烧瓶合成来自各种水果(例如葡萄柚)提取物的某种物质。
阿列克谢谦虚地说:“问题在于,我完全不是生物学家,也不在医学领域工作。测试该方法需要操作细胞,而我们的实验室最初并非为此而设。随着时间的推移,我们掌握了一些技能,学会了培养各种细胞,但仍然缺乏一系列分析方法,需要特殊的设备、染料来追踪它们,这有时很难实现。”
解决之道在于联合与协作。这位开发者补充道:“我认为,与白俄罗斯国家科学院生物物理与细胞工程研究所的合作会有所帮助。此外,最近在俄罗斯实习期间,我成功与太平洋国立医科大学的一位同事建立了联系,她已经进行了初步实验,以确定我们的纳米粒子对恶性细胞的影响。该方向的研究将在当前五年计划中,作为白俄罗斯共和国国家科研计划的一部分继续推进。总的来说,这是一项非常有趣的工作,因此我至今仍在努力,并希望这项发明能够取得成功。”
在这位年轻专家看来,优秀的科学家总是乐于接受新事物,并时刻准备像海绵一样不断汲取新知识。阿列克谢强调道:“即使你是一名技术人员,也永远不知道那些乍看遥远的学科知识何时会派上用场。年轻科学家不应只在一个领域发展,还应涉足相关行业,因为首先这能拓宽视野,其次甚至可能带来你从未想过的新发现或新想法——正如发生在我身上的那样。”
