来源:Sensors 发布时间:2021/3/25 19:57:46
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MDPI人物专访:Sensors副主编鞠熀先教授

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人物简介:鞠熀先教授,生命分析化学国家重点实验室主任。1982–1992年在南京大学获理学学士、硕士与博士学位后留校任教,1996–1997年为加拿大Montreal大学博士后,1999年任南京大学教授,2003年获国家杰出青年科学基金,2005–2014年国家自然科学基金创新研究群体项目负责人,2007年教育部“长江学者”教授、“新世纪百千万人才工程”国家级人选,2009年为“973”计划项目首席科学家,2011年获国务院政府特殊津贴,2015年国际电化学会会士、英国皇家化学会会士。他的研究方向为分子诊断与生物分析化学,主要研究领域为纳米生物传感、生物分子识别、细胞分析化学和临床分子诊断。

鞠教授在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun.,Adv. Mater.,Adv. Funct. Mater., Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res., Chem. Sci., Anal. Chem., ACS Nano, Clin. Cancer Res., Clin. Chem.等刊发表论文共725篇 (SCI刊物670,>5刊物446;授权专利26件,中文专著教材7部、英文专著4部,中英文专章20篇)。截至2020年11月20日,论文被SCI刊物引用33,405次 (他引32,148次),H-index为94 (Google Scholar H-index为103,引用39,240次)。另外,他曾获中国化学会青年化学奖、梁树权分析化学基础研究奖、江苏省青年科学家奖称号,2019年获中国化学传感器首届雷磁杰出成就奖,获教育部自然科学一等奖3项,江苏省科学技术一等奖3项、二等奖3项,三等奖2项。

Sensors期刊副主编鞠熀先教授和MDPI出版人王志磊先生

问题1:您能否简单介绍一下生命分析化学国家重点实验室和您自己研究组的工作?

我们生命分析化学国家重点实验室,于2011年批准建设,旨在发展生命科学中分析测试新原理、新方法和新技术以及测试器件和装备,主要开展生物分子界面行为、生物分子识别、微纳尺度生物分析、疾病标志物甄定与检测及仪器装置四个方向的研究。实验室基于传统电化学测量技术在研究生命过程时的瓶颈问题,提出多种信号转换机制,实现了微纳尺度界面电子转移过程的可视化;在分子印迹、生物识别分子的标记、纳米孔道技术和多模态成像等方面取得系列创新成果,并用于重大疾病诊治、单分子检测和测序;发展了多种功能生物分子的原位高效检测新方法;提出光动力治疗、光热治疗、化疗和基因联合治疗新方法及疗效监测和自评估新策略,为癌症的诊断、治疗及疗效监测提供了新思路;获得国际上首个传染病治疗性纳米抗体,2019年被列入WHO的官方文本;通过测量原理创新、突破测量极限,研制成多套高时空分辨的化学测量与成像仪器装置和世界上第一台“单细胞时空分辨分子动态分析系统”,研制成高内涵的单分子、单颗粒光电显微测量装置。

我的研究组自2000年开始招博士生,主要开展“生物传感”研究,以疾病生物标志物为检测对象。我们的研究工作包括两部分:一是在传感界面设计与生物分子识别相关的信号开关,二是设计信号放大策略,并将这些策略与信号开关结合在一起,发展生物传感与生物分析的新原理、新方法与新技术和基于功能生物分子介导的癌症诊治新方法及疗效监测新策略。

问题2:作为生命分析化学国家重点实验室的主任,您对生命分析的前景有何展望?对用于生命分析的传感器和分析手段有何期待?

根据生命科学、人类健康与国家经济社会发展对分析化学的挑战与需求,本实验室在21世纪初率先倡导并奋力践行“生命分析化学”这一重要研究领域。它是分析化学向生命科学渗透,并与生命科学、临床医学、物理学和材料科学等学科深入交叉过程中形成的一个新的学科分支。它是研究生命体系中各种生命物质的成份、结构单元以及相互作用过程中的变化,建立生命活动过程中生物分子检测和示踪新原理、新方法与新技术,对生命物质进行准确、特异、灵敏、快速地定量、定性监控,实现分子识别和生物信息提取的一个新兴交叉领域。它已成为生命科学及其相关领域原始性创新的重要基础,并为新器件、装置和仪器研制提供重要的科学支撑。

当前,诸多科学领域的快速发展为生命分析化学提供了广阔的发展空间和机遇,生命科学与生物医药的发展也不断向生命分析化学提出新的要求与挑战。生命分析化学需要从分析化学本身的发展规律和相关学科的基本原理出发,以解决生命科学研究中重大科学问题为核心,开展检测原理、方法、技术、仪器装置的创新研究,重点发展动态、实时、无损、高灵敏、高分辨等特征的检测新方法与生命分析仪器,为人类从细胞和分子层次上深刻认识生命的本质与基本过程提供最重要的手段与基础。

针对生命分析化学的发展特色和生命科学与生物医药的检测需求,生命分析的传感器需具有高特异性、高灵敏性和高检测精度。高特异性的基础是分子间弱相互作用与分子识别研究,需要不断探索核酸、多肽等分子与各种生物、药物等靶标功能分子的弱相互作用机制,甄定具有特异性识别作用的探针。高灵敏性的基础是在传感界面上探针与靶标分子识别过程中产生可检测的信号,或形成可通过激发产生信号的复合物。这些信号包括光、电、热、磁、力和浓度、频率等的变化,这也是选择分析手段的依据。当这些变化很微弱时,就需要设计信号放大策略提高检测的信噪比。高检测精度取决于传感器的稳定性和制备重复性,与传感器的各个组成部分、信号放大策略与检测手段密切相关。生命分析化学是跨学科的研究领域,生命分析传感器与检测手段的发展需要广泛吸纳和应用相关自然科学技术领域的新成就,利用物质间和物质与各种力场间相互作用的原理和规律,最大限度地获取多种信息和数据,提高检测的精准度。

问题3:今年是Sensors创刊20周年,Sensors在2019年的IF和CiteScore相比2018均有所提升,目前已经成为传感领域最重要的期刊之一。作为Sensors副主编,请评价一下Sensors的表现,并且建议接下来Sensors的重点发展方向,以便其在学术传播中能够继续发挥更大的作用。

是的,Sensors 创刊不久即被SCI收录,20年来在各位编辑的努力与作者们的支持下取得了良好的发展,已经成为传感领域最重要的期刊之一。我作为Sensors 发展的见证人和一位副主编,对此感到欣慰。同时,我们也应该清醒的认识到,Sensors 与同类一些具有较长发展历史的期刊相比,还有差距。如果考虑科技发展速度和论文引文量的增加,IF和CiteScore的同比增幅并不明显。因此,接下来Sensors需要面向科技前沿、面向人类健康、面向社会和经济发展需求,关注传感新原理、新技术和新材料、新应用的发展。我们可以向一些知名学者、杰出的青年学者征稿、约稿,包括一些有特色的综述与评论稿件,并在出版中给予适当优惠、发表后给予适当宣传,以至让Sensors在学术传播中发挥更大的作用。

问题4:您作为生命分析领域的领军人物,在科研选题上,有什么建议给青年学者?

谈不上领军人物,只是在该领域耕耘多年。我1986年跟导师陈洪渊教授做本科毕业论文,接着攻读硕士与博士学位,硕士论文的内容就涉及神经递质的电化学检测,这也是生命分析领域发展的萌芽阶段。在留校工作后,我将微电极技术用于血红蛋白等生物分子的检测,首次制得具有较高催化效率和很好稳定性的微修饰电极,提出血红蛋白的测定方法,在Anal. Chem.1994,66, 4538发表。这是南京大学分析化学学科在该学科顶级刊物发表的第一篇论文,具有历史意义。

像这样的“首次”,我的科研经历中还有多次:在博士论文中,我在陈洪渊教授指导下提出了微电极表面扩散的“滞留效应”、“屏蔽效应”和“正反馈效应”等新概念,实现了微电极表面传质性能的归一化、“边缘效应”的定量描述和“滞留效应”与“屏蔽因子”的定量评估,其中超微阵列电极“屏蔽效应”的成果 (J. Electroanal. Chem.1992,341, 35) 被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC) 写进题为《微电极的定义、特征和应用》的正式技术报告 (Pure Appl. Chem.2000,72, 1483–1492) ;1998年,我在协助陈洪渊教授指导博士生时首次将纳米粒子用于生物传感器的制备,获得蛋白质的直接电化学,为无试剂生物传感器的设计提供了新思路,这也是首次利用纳米材料进行传感器信号放大的研究工作;2003年,我试图将Science于2002年报道的量子点电致发光性能用于生物传感,用简单方法解决了量子点在水体系的凝聚问题,制得国际上第一支量子点ECL传感器,形成了新的研究方向;2000年我将PCR技术与电化学传感结合,发展了病毒基因的极高灵敏电化学传感方法,从而促进了DNA技术在生物传感信号放大的应用;2004年我首次将纳米修饰界面用于细胞传感研究,提出了电化学药敏检测方法,被相关机构评价为“开启了抗癌药物对肿瘤细胞作用的电化学研究,为提取肿瘤细胞对不同化学信号的响应提供了新手段”;2007年,针对国家自然科学基金委发布的重大项目指南,我选择最难检测的一类生物分子—聚糖,开启了细胞表面糖基的原位检测方法研究,该系列工作发表后,被MIT学者在Acc. Chem. Res.(2014)评价称“鞠组做出了这个领域的一项奠基性工作”。

这些青年时代的科研经历表明:在科研选题时一定要面向需求、难题和空白,主动吸纳和应用相关领域 (如材料、生命、物理) 的新成就,并融合分析化学的基本理论与方法,大胆创新,发展生物传感新机制、新方法,拓展应用新领域,尽量避免做跟踪性、重复性的研究工作。

问题5:今年受新冠肺炎疫情影响,很多学校和科研工作者的科研工作被迫推迟或暂停。您认为面对这种不可抗力,科研工作者最需要什么样的品质来应对?

首先,在类似不可抗力的形势下,科研工作者需要有处变不惊、持之以恒、甘坐冷板凳的心态,切切实实沉下心来做研究;需要在关注事态发展、配合政府行动的同时,以平常心态继续从事科研活动,尽量使所受影响降到最低。科研活动不仅可以在平时工作的办公室、实验室等公共场所执行,对科学问题的思考、对已获结果的总结、对科技进展的了解 (包括阅读相关文献) 、甚至是对学生的指导(设计讨论新的研究方案) 和与同行的学术交流还可以在家里去做。一些平常不能静思或因时间问题不能完成的工作,在家里完成,有时反而会取得意想不到的效果。

其次,作为从事自然科学研究的工作者,均需存有敬畏自然、了解自然、利用自然的习惯。虽然我们的工作不涉及传染病,但由于自己从事生命分析化学多年,对基因测序、蛋白质组学等生物医学的前沿问题,还是一直关注的。因此,在疫情期间,我对相关科学问题也有思考,和同行就疫情的发生、发展和应对能力等也有相关讨论。

问题6:前面提到今年是Sensors创刊20周年庆,请您在这个特殊的时刻分享一下您最想对Sensors说的话。

20年,是自然万物走向成熟的一个时间节点。我很有幸,早在2001年就开始做Sensors 的编委,一直没有离开过。我对陪着自己一起成长的刊物深有感情,自然会对Sensors 美好的祝愿和严格的要求也更多,这些也融在日常的稿件处理和刊物举办的国际学术交流中。Sensors 选题非常好,运行效率也高,希望进一步努力,将它办成传感领域作者最喜、读者最爱、传播最广、影响最深、口碑最好的特色期刊。

问题7:您荣获了很多奖项,也身兼数职。既在顶尖高校负责国家重点实验室,还需要处理协会、期刊等工作。同时,您也需要照顾家庭。从个人时间管理与平衡的角度,您有什么可以和我们分享?

您的这个问题也提醒我梳理了一下自己几十年来的做事风格。首先,从父母那里继承了一个好身体,精力旺盛,感恩父母的赐予!其次,作为家里唯一的男孩,比较早就意识到并开始承担家庭责任;后来读书、工作中,就一直秉承了这种积极主动、勇于担当的人生哲学。无论是自己的研究工作,还是社会工作、学科或重点实验室的管理工作,我都亲力亲为,尽量不麻烦别人,并且尽快完成。有时需要通宵达旦,我也要求自己做到当日事当日毕。

Sensors (ISSN 1424-8220) 于2001年创刊,2019年影响因子为3.275,在JCR “Instruments & Instrumentation” 领域排名15/64 (Q1);2019年CiteScore为5.0,在Scopus “Physics and Astronomy: Instrumentation” 领域排名17/129 (Q1)。作为一个国际型开放获取期刊,Sensors主要刊载传感器科学和技术研究领域的学术文章,采取单盲同行评审,一审周期约为15天,文章从接收到发表仅需2.6天。

 
 
 
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