一個靈光一現(xiàn)的好想法，從實驗室走向現(xiàn)實，再轉(zhuǎn)向市場，其難度不言而喻。
“雖然我們實驗室所做的大多是基礎(chǔ)性研究，但我們也有的放矢，按著應(yīng)用需求來做，這點毫不含糊。”高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室(以下簡稱實驗室)主任施劍林在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示。
他所在的實驗室依托于中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所(以下簡稱上海硅酸鹽所)，于25年前成立。該實驗室雖然有個拗口的名稱，但該實驗室科研人員所作的研究卻不讓人陌生，既關(guān)乎民生，亦關(guān)乎國防。
（圖片源于網(wǎng)絡(luò)）
納米“廠房”提高催化效率
先進(jìn)無機(jī)材料的研究、開發(fā)和利用，是當(dāng)前材料科學(xué)發(fā)展最迅速、最活躍的前沿領(lǐng)域之一。其探索性強(qiáng)，交叉學(xué)科知識覆蓋面廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。
在成立不算長的時間里，實驗室在高性能陶瓷材料、納米材料、超微結(jié)構(gòu)和計算科學(xué)等方面所取得的成績讓人矚目。
對于環(huán)保人士而言，汽車催化劑不是個陌生的概念。施劍林和他所在的課題組，曾用10年時間，將一種介孔結(jié)構(gòu)的汽車尾氣催化劑從實驗室推向市場。
介孔的孔徑在2~50納米，1納米是1米的十億分之一。施劍林就在這肉眼無法分辨的長度單位上，將介孔改造成“孔道廠房”的組成部分。當(dāng)汽車排放的尾氣通過這些“廠房”時，納米孔道內(nèi)的催化材料便能發(fā)揮作用。這種方法，能大幅減少納米催化材料的用量，提高催化效率，使用壽命也能延長。
可能“生不逢時”，這項介孔結(jié)構(gòu)的汽車尾氣催化劑推向市場后，恰逢國內(nèi)銷售市場比較混亂，不少針對自主品牌的汽車催化劑的銷售價格甚至超過成本。雖然最終結(jié)局很遺憾，但一項有價值的科研成果能得到成功轉(zhuǎn)化在一定程度上已是很幸運(yùn)的事了。
在生物醫(yī)用材料方面，施劍林和他的團(tuán)隊不斷努力，最近取得了顯著進(jìn)展，某些方面已走在國際最前沿。
據(jù)悉，研究人員針對不同藥物分子的大小，把介孔納米顆粒的孔道尺寸分別調(diào)控為2~10納米和10納米以上，分別用于化學(xué)藥物和基因藥物的擔(dān)載輸運(yùn)；同時調(diào)控介孔納米顆粒的粒徑為30~400納米，并在顆粒表面作適當(dāng)?shù)男揎椄男裕涂砂阉幬锇邢蜉斔偷讲∽內(nèi)绨┳儾课唬M(jìn)入細(xì)胞甚至直接進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)，達(dá)到提高療效、減少毒副作用的目的。
“我們做的不僅僅是載體材料，還要做細(xì)胞實驗、活體動物實驗等一整套相關(guān)實驗。等成果出來，未來的目的是能夠在臨床得到應(yīng)用。”施劍林說。
承擔(dān)了“運(yùn)輸任務(wù)”的納米顆粒載體，在包覆藥物和進(jìn)行穩(wěn)定性及靶向修飾之后，通過靜脈注射進(jìn)入人體，它會自動或在外場引導(dǎo)下找到病變部位實施治療，所以是一種低毒高效的化療手段，是當(dāng)前國內(nèi)外研究的熱點和發(fā)展方向。
此外，結(jié)合了化療、熱療、放射治療以及高強(qiáng)度聚焦超聲無創(chuàng)治療等的多模式癌癥治療模式，也在該實驗室加緊開發(fā)。
為腫瘤診療提供精準(zhǔn)技術(shù)
化學(xué)生物是個熱點領(lǐng)域。對于施劍林所在的課題組而言，去年算是個豐收年。在多功能介孔納米生物材料的設(shè)計、制備與應(yīng)用方面，他們?nèi)〉昧瞬簧龠M(jìn)展，上海硅酸鹽所研究員步文博的研究成果就是代表之一。
作為高性能陶瓷和超微結(jié)構(gòu)國家重點實驗室副主任，步文博在應(yīng)用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域也干得頗有激情，其研究進(jìn)展或許將為腫瘤病人帶去福音。
患者去醫(yī)院進(jìn)行是否有腫瘤的診斷，往往要借助分子影像診斷技術(shù)，通常采用CT、磁共振、熒光這三種診斷方式，但這三種單一的成像診斷方式各有優(yōu)劣，都可能出現(xiàn)難以判斷的情況或誤判。
“為此，我們制備了一種基于多功能上轉(zhuǎn)換發(fā)光的診斷納米探針，在顯微鏡下看上去像個‘芝麻球’，卻可以將多種成像探測模式聯(lián)合于一體。”步文博在接受《中國科學(xué)報》采訪時說，巧妙地將金納米顆粒與上轉(zhuǎn)化納米顆粒結(jié)合于一體，將此作為CT造影劑和熒光示蹤劑，即可同時實現(xiàn)針對病變組織的紅外激發(fā)上轉(zhuǎn)換熒光成像和增強(qiáng)的CT成像。這樣便能大大提高確診率，為病患提供更精準(zhǔn)的診斷。
多功能納米診療劑，是一種用于高效化療與放療結(jié)合的協(xié)同療法，這也是步文博的研究之一。他談到，放療是臨床上治療癌癥的主要手段，可以精確聚焦定位病人的腫瘤部位，并輔以高能X射線殺死癌細(xì)胞，達(dá)到抑制腫瘤生長的目的。
