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【“成才导航计划”系列讲座】徐兆超:超分辨成像荧光材料的机遇、挑战与发展


作者: 来源:张大煜学院 发布时间:2022-11-11 点击:[]



为加强化学拔尖学生的培养、开阔学生的眼界、启发科研思路,119日下午,张大煜学院邀请到大连化物所研究员徐兆超老师为拔尖基地的师生开展了主题为《超分辨成像荧光材料的机遇、挑战与发展》的讲座。本次讲座由崔旦老师和朱楠老师主持。

2022-11-10 19:54:52.737000

 

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首先,徐兆超老师用一张照片描述了在科研探索中的心境,希望拔尖基地的同学们要怀着一颗纯净的心探索世界,要给自己留下安静思考的时间。徐兆超老师详细介绍了染料的发展历史,从古代只能使用天然染料进行染色,到1856年首次得到第一个人工合成的紫色染料苯胺紫,再到1943年和1985年作为荧光探针显示信息,最后到可以对细胞和活体进行荧光成像,这项技术也应用到了在临床中使用荧光引导手术,减少健康细胞的不必要切割。

徐老师指出,所见即所得是科学研究的核心,只有亲眼看见才能真正确定其存在。远场显微镜分辨率只有100微米,不能准确观察蛋白质与分子,要使分辨率达到分子级别需要突破衍射极限。在两点距离小于200纳米时,两者的衍射图样会重叠以致无法分辨。但是利用功能染料进行超分辨成像可以突破衍射极限。超分辨荧光成像引发了生命研究技术革命,该技术可以广泛应用于分辨或发现结构、发现和解释机制、生理和病理分型。该项技术前景广阔,是染料发展的新机遇,但是国产化率低,需要在该项目投入更多的努力。

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随后,徐兆超老师跟师生分享了自己科研路上的心路历程。第一阶段,看山是山,看水是水。做出了第一个比率铜离子荧光探针,已经是在染料领域具有影响力的工作,但没有实现知识间的相互融合,还是没有脱离“染料”的限制。第二阶段,看山不是山,看水不是水。认为染料这个领域的工作简单,没有深度探索的价值,于是学习有机合成。在合成单宁分子的过程中遇到了困难,单宁分子复杂,合成困难,于是对该分子进行分割,合成每一部分对应的简单结构,其中一个分子可以实现单宁分子抑制分裂的作用。分子中部分结构可以作为分子开关受体,实现荧光探针的选择性。而传统荧光染料的困境就是无法进行专一染色,生物相容性较差。第三阶段,看山还是山,看水还是水。随着通过“亮-暗”闪烁可以突破衍射的极限的工作结果的发表,意识到可以通过染料实现控制荧光的闪烁实现可以提高分辨率。看到了染料的崭新前景。

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最后,徐老师对于现在技术差距的现状提出了几点看法:系统整合能力不足导致了差距的拉大,希望我们能具有强整合能力。同时要抓住最重要的那个条件,排除干扰,以万变应不变,清楚了解所有的变化,对于知识都要广泛的涉猎,不局限于自己的专业。要有自由意志,能提出问题,这是能否做出创新性结果的关键,不要陷入固化的思维,要跳出思维定式,提出旁人注意不到的问题。

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在互动环节,徐兆超老师回答了拔尖基地师生的问题,鼓励大家在基础学科中深耕,为国家重大需求挑战做好充分的准备。在平时的学习和科研中摆脱固有思维,具有自己的自由意志,达到最终看山还是山看水还是水的最终境界。

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