在金屬元素的世界里，有著銀灰色外表的“鉍”是典型的“灰姑娘”，與金、銀等貴金屬相比，它身價低微；與銅、鐵等常見金屬相比，它的應(yīng)用價值又鮮為人知。

有學(xué)者曾在《自然》雜志上這樣評價：“鉍可能是元素周期表中最奇特和最被低估的元素之一?！敝袊G的儲量、產(chǎn)量、出口量均為世界第一，但坐擁“三個第一”的中國卻對鉍的國際市場定價缺乏話語權(quán)。因此開展鉍元素科學(xué)研究和科普宣傳，對推動我國鉍科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

本期就讓我們一起走進(jìn)上海理工大學(xué)鉍科學(xué)研究中心，看看在材化學(xué)院副院長繆煜清教授的帶領(lǐng)下，鉍科學(xué)與健康醫(yī)學(xué)材料團(tuán)隊的師生們?nèi)绾巫尅盎夜媚铩贬尫沤】荡竽芰俊?/p>

鉍科學(xué)與健康醫(yī)學(xué)材料團(tuán)隊合影

鉍科學(xué)研究中心

為腫瘤精準(zhǔn)治療交出“鉍答卷”

癌癥是令人聞之色變的“健康殺手”，傳統(tǒng)放療、化療副作用大且易復(fù)發(fā)，氫氣療法雖能抑制腫瘤代謝，卻又難以深入病灶……聚焦臨床痛點，近日，繆煜清教授、李鈺皓副教授團(tuán)隊與上海市胸科醫(yī)院團(tuán)隊聯(lián)合研發(fā)出了一款新型鉍基納米材料，為實現(xiàn)高效抗癌、腫瘤深部治療提供了全新思路。

該研究利用超聲波驅(qū)動新型鉍基納米材料觸發(fā)腫瘤內(nèi)部的水分解，產(chǎn)生氫氣和氧氣，以“內(nèi)訌”方式對癌細(xì)胞發(fā)起“三重打擊”。李鈺皓介紹道，“氫氣可破壞癌細(xì)胞線粒體功能，切斷癌細(xì)胞的‘能量供應(yīng)站’；氧氣可緩解腫瘤缺氧狀況，為免疫細(xì)胞發(fā)揮作用創(chuàng)造有利條件；氟化鉍可以消耗腫瘤內(nèi)關(guān)鍵的抗氧化物質(zhì)谷胱甘肽，加劇癌細(xì)胞氧化損傷，從而實現(xiàn)‘產(chǎn)氣治療+免疫激活’雙重突破。”

李鈺皓老師（左）指導(dǎo)博士生王茜（右）做實驗

聚焦臨床需求開展鉍科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，今年以來，鉍科學(xué)研究中心與胸科醫(yī)院團(tuán)隊在胸部腫瘤治療中的免疫調(diào)控、腫瘤微環(huán)境重塑以及多模態(tài)聯(lián)合治療策略等領(lǐng)域取得了多項進(jìn)展，系列成果發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）、《生物材料》（Biomaterials）、《治療診斷學(xué)》（Theranostics）等國際頂尖期刊上，為癌癥精準(zhǔn)治療與晚期骨轉(zhuǎn)移疼痛管理提供了創(chuàng)新解決方案。

這是鉍科學(xué)研究中心團(tuán)隊攜手兄弟高校、醫(yī)院、企業(yè)開展醫(yī)工交叉產(chǎn)學(xué)研合作的一個縮影。團(tuán)隊始終秉持“國家需求、人民健康”理念，聚焦鉍元素，圍繞健康醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開展納米影像與智能診療、抗癌藥物及載體遞送、感光膠與熒光材料、生物傳感及醫(yī)學(xué)檢測、醫(yī)用水凝膠與高分子等方向的基礎(chǔ)研究，服務(wù)人民生命健康。

學(xué)生進(jìn)課題組、進(jìn)科研團(tuán)隊的實戰(zhàn)場域

鉍科學(xué)研究中心不僅是老師開展科學(xué)研究、實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新平臺，也是學(xué)生進(jìn)課題組、進(jìn)科研團(tuán)隊的實戰(zhàn)場域。

學(xué)生們在團(tuán)隊歐陽瑞鐲老師（左二）的指導(dǎo)下做科研項目實驗

“在這里，我親身參與了團(tuán)隊老師的醫(yī)工交叉科研項目，也收獲了一系列科研成果，繆煜清老師啟發(fā)我做科研要有跨學(xué)科思維，李鈺皓老師曾在這里陪我做實驗到凌晨3點……”研究中心見證了材化學(xué)院2022級博士研究生王茜碩博連讀5年來的科研成長歷程。在團(tuán)隊老師的指導(dǎo)下，王茜專注于多功能鉍基納米材料在腫瘤診療方面的研究，并作為第一作者在《Small》、《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）和《配位化學(xué)評論》（Coordination Chemistry Reviews）等國際知名期刊上發(fā)表了多篇文章。臨近畢業(yè)，她表示將帶著這里的所學(xué)所得，繼續(xù)開展博士后階段的科學(xué)研究，進(jìn)一步將基礎(chǔ)科學(xué)與臨床需求深度結(jié)合，希望能為腫瘤治療提供新型納米工具，在個性化醫(yī)療領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。

繆煜清教授注重激發(fā)學(xué)生的全學(xué)科意識、整體論思想以及化學(xué)學(xué)習(xí)興趣，撰寫出版了《化學(xué)專業(yè)英語》《滬江大學(xué)化學(xué)史》《化學(xué)的文化密碼》等著作，極大豐富了課程教學(xué)內(nèi)容。其中，《化學(xué)的文化密碼》先后被評為上海科技教育出版社年度十大好書、上海市科普作家協(xié)會會員優(yōu)秀作品、華東地區(qū)優(yōu)秀教育出版物一等獎、上海市大眾科學(xué)傳播推優(yōu)選樹（作品）優(yōu)秀科普圖書。團(tuán)隊老師積極以科研反哺教學(xué)，將國內(nèi)外鉍科學(xué)研究前沿成果引入實驗室，“重現(xiàn)”相關(guān)實驗操作，讓學(xué)生在增強(qiáng)實踐能力的同時偶得新的科研靈感；將實驗室孕育的最新成果帶進(jìn)課堂，結(jié)合科研實踐經(jīng)歷，強(qiáng)化學(xué)生對科研的興趣、對元素的認(rèn)知……團(tuán)隊持續(xù)探索科研與教學(xué)深度融合的新路徑，協(xié)同開展課程改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作。

繆煜清老師應(yīng)邀為中國科協(xié)“文明的燭火——中國古代科學(xué)文化探源”論壇做講座

繆煜清老師出版的部分書籍

開啟跨界跨學(xué)段的“探鉍之旅”

“如同鉍在空氣中因氧化而顯現(xiàn)美輪美奐的彩虹色外觀一樣，鉍在實際應(yīng)用中也可大放異彩：鉍的毒性常常比食用鹽（NaCl）還低，是公認(rèn)的綠色金屬元素；鉍能夠衰減、屏蔽X射線，可用于醫(yī)學(xué)成像中的造影或防護(hù)；很多鉍化合物具有抗菌、消炎、抗腫瘤等作用，可用于治療胃病、癌癥等；鉍是天然抗磁性最強(qiáng)的金屬，可用于磁懸浮列車；鉍是為數(shù)不多的‘冷脹熱縮’材料，可用于精密鑄造和3D打印……”面對來到鉍科學(xué)研究中心研學(xué)的中小學(xué)生們，團(tuán)隊歐陽瑞鐲教授常常這樣繪聲繪色地講述著。

中學(xué)生在鉍科學(xué)研究中心研學(xué)

除了接待來訪，繆煜清教授還帶頭組建了科普、科創(chuàng)融通式服務(wù)團(tuán)隊，走進(jìn)大中小學(xué)、走到社會群體中間，開展多層次貫通式科普、科創(chuàng)教育實踐活動。走進(jìn)鉍科學(xué)研究中心的文化角，由全國各地各行各業(yè)不同年齡段的人士寄來的精美的藝術(shù)作品格外吸睛：有泛著彩虹光芒的國風(fēng)釵冠，有將鉍晶體與梵高著名油畫《奧維爾教堂》結(jié)合的畫作，還有融入鉍元素的小詩、歌曲、書簽……這些都是繆煜清教授發(fā)起的“鉍彩華章”科學(xué)藝術(shù)創(chuàng)作大賽的參賽作品，是參賽者關(guān)于鉍的奇思妙想的藝術(shù)呈現(xiàn)。

參賽者將鉍晶體（左）與梵高著名油畫《奧維爾教堂》結(jié)合創(chuàng)作的繪畫作品（右）

談及發(fā)起比賽的初衷，繆煜清教授表示：“科學(xué)和藝術(shù)是相通相融的，我們希望以比賽為載體，通過學(xué)科交叉、知識融通、思維碰撞來激發(fā)鉍相關(guān)的智慧與靈感，促進(jìn)社會公眾、特別是青少年對鉍的了解和對科學(xué)的熱愛，激發(fā)科研人員對鉍科學(xué)研究的靈感與激情，推進(jìn)教育、學(xué)術(shù)、藝術(shù)、產(chǎn)業(yè)等跨界交流與合作，為我國鉍科學(xué)基礎(chǔ)研究、高端產(chǎn)品研發(fā)、技術(shù)進(jìn)步及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)I造良好氛圍?！?/p>

供稿：新聞中心

文：張新妍、徐煜

部分圖片由受訪者提供