李海濤,男,1969年出生,博士,特聘教授,現(xiàn)任江蘇師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教授。
教育及工作經(jīng)歷:
1994年5月- 1999年8月: 瑞典Linköping(林雪平)大學(xué)化學(xué)物理專業(yè)獲工學(xué)博士學(xué)位。
1999年9月- 2000年10月:以色列魏茲曼科學(xué)院博士后。
2000年11月- 2002年4月:德國(guó)多特蒙德大學(xué)物理系博士后。
2002年5月- 2012年9月:英國(guó)劍橋大學(xué)化學(xué)系研究員。
研究領(lǐng)域
1. 單分子超高靈敏度熒光顯微鏡的發(fā)展
2. 與癌癥高度相關(guān)的端粒和端粒酶的深入研究
3. 開發(fā)新一代分子醫(yī)療診斷技術(shù)
承擔(dān)科研項(xiàng)目情況:
1、New microscopy of Two color coincidence detection 英國(guó)政府級(jí)別 英國(guó)生物技術(shù)與生物科學(xué)研究理事會(huì)基金(BBSRC)100 000英鎊 合作主持 2002-2005
2、TheraEDGE: An integrated platform enabling Theranostic applications at the point of primary care 歐盟級(jí)別歐盟項(xiàng)目 800 萬歐元 合作主持 2008-2013
3、使用單分子熒光顯微鏡在微流體中快速檢測(cè)端粒酶RNA 國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)(NSFC)與英國(guó)皇家學(xué)會(huì)(RS)共同資助合作交流項(xiàng)目 合作主持
科研成果:
資料更新中……
代表性論文:
1.Mingkai Liu, Yingya Liu, Dandan Bao, Gen Zhu, Guohai Yang, Junfeng Geng, Haitao Li, Effective Removal of Tetracycline Antibiotic from water using Hybrid Carbon Membranes. scientific reports, 2017, 7: 43717
2.Xiao Fan, Qiaoli Yue, Yanyan Li, Yingya Liu, Lulu Qu, Yingnan Cao and Haitao Li, A single-bead telomere sensor based on fluorescence resonance energy transfer. Analyst, 2016, 141: 3033-3040
3. Lulu Qu, Yingya Liu, Mingkai Liu, Guohai Yang, Dawei Li, Haitao Li, Highly Reproducible Ag NPs/CNT-Intercalated GO Membranes for Enrichment and SERS Detection of Antibiotics, ACS Applied Materials & Interfaces 2016, 8, 28180-28186.
4. Haitao Li, Design and Development of a Telomere Sensor Based on Fluorescence Energy Transfer, Biophysical Journal, 2016, 110(3): 639a-640a。
5.李艷艷, 劉迎亞, 范霄, 曹英男, 王佳佳, 盧菊生, 渠陸陸, 耿俊峰, 李海濤, 飲用水中抗生素殘留檢測(cè)方法研究進(jìn)展,化學(xué)通報(bào), 2016, 79(3): 213-219。
6. Lulu Qu, Yingya Liu, Saihuan He, Jiaqing Chen, Yuan Liang, Haitao Li, Highly selective and sensitive surface enhanced Raman scattering nanosensors for detection of hydrogen peroxide in living cells. Biosens. Bioelectron., 2016, 77: 292−298。
7. Lulu Qu, Yunyan Geng, Zhinan Bao, Sara Riaz, Haitao Li, Silver nanoparticles on cotton swabs for improved surface-enhanced Raman scattering, and its application to the detection of carbaryl. Microchim. Acta, 2016: 1-7。
8. 王娜, 李艷艷, 曹英男, 渠陸陸, 李海濤, 關(guān)注人體分子式, 享受綠色健康生活,化學(xué)通訊, 2016, 3: 70-73.
9. Caiqin Han, Ying Liu, Yue Yao, Qiang Wu, Dan Li, Changchun Yan, Lulu Qu, Shasha Lv, Haitao Li, Blood fluorescence polarization characteristics of saturated fatty acid biological effects Original Research Article. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 2016, 127(24): 11877-11883
10.Single molecule fluorescence under conditions of fast flow. Haitao Li et al Analytical Chemistry 2011; 84(1):179-85
11. Single-Molecule analysis of human Telomerase monomer, Haitao Li et al, Nature Chemical Biology 4 287-289 2008.
12. Two-color fluorescence analysis of individual virions determines the distribution of copy number of proteins in herpes simplex virus particles Haitao Li et alBiophysical Journal 93 1329 –1337, 2007.
13. Evidence for Resonance Optical Trapping of Individual Fluorophore-Labeled Antibodies Using Single Molecule Fluorescence Spectroscopy, Haitao Li et al J. Am. Chem. Soc., 128 (17), 5711 -5717, 2006.
14. Analysis of Human Telomerase Activity and Function by Two Color Single Molecule Coincidence Fluorescence Spectroscopy, Haitao Li et alJ Am Chem Soc. Apr 19;128(15):4992-5000. 2006.
15. Characterization of a single molecule DNA switch in free solution, Haitao Li et al. J Am Chem Soc. 128, 11423-32. 2006.
16. Macroscopic 2D Networks Self-Assembled from Nanometer-Sized Protein/DNA Complexes, Haitao Li et al.Nano Lett., 6 (3), 365 -370, 2006.
17. Electrostatic orientation of enzymes on surfaces for ligand screening probed by force spectroscopy Haitao Li et al Langmuir. 2006 Jan 31;22(3):887-92.
18. Probing Single Molecule Intramolecular Dynamics in Solution by Two-Color Filtered Ratiometric Fluorescence Correlation Spectroscopy, Haitao Li et al Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 14425-14430, 2004.
19. luorescence Studies of Single Biomolecules, Haitao Li et al, Biochem. Soc. Trans.32(5):753-756, 2004.
20. Molecule by molecule direct and quantitative counting of antibody-protein complexes in solution,Haitao Li et al. Anal Chem. 2004 Aug 1;76(15):4446-51.
21. Studies on the Structure and Dynamics of the Human Telomeric G-Quadruplex by Single Molecule FRET, Haitao Li et al Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100,14629-14634 (2003).
22. Ultrasensitive Coincidence Fluorescence Detection of Single DNA Molecules. Haitao Li et al. Anal. Chem.; 75(7); 1664-1670 (2003).
23. Identification of a new RNA•RNA interaction site for human telomerase RNA (hTR): structural implications for hTR accumulation and a dyskeratosis congenital point mutation. Haitao Li et al. Nucleic Acids Res. 31, 6509-6515 (2003).
24.單分子熒光技術(shù)在端粒和端粒酶研究中的應(yīng)用 范霄,李艷艷,劉迎亞,曹昌盛,李海濤 化學(xué)進(jìn)展
25.您的分子式是什么? 曹英男,李艷艷,劉迎亞,渠陸陸,李海濤 曹英男,李艷艷,劉迎亞,渠陸陸,李海濤 2015.08
榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì):
1、2013年被評(píng)為“江蘇特聘教授”。
2、科學(xué)中國(guó)人(2015)年度人物獎(jiǎng)。
3、2016年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)(個(gè)人)。
學(xué)術(shù)交流與合作:
李海濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極參與江蘇師范大學(xué)與國(guó)際高水平學(xué)校建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,開展學(xué)術(shù)交流和青年骨干、研究生聯(lián)合培養(yǎng)等組織與活動(dòng)。
1、與“英國(guó)劍橋大學(xué)BPC化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”簽訂了學(xué)術(shù)交流協(xié)議;
2、與瑞典皇家工學(xué)院簽訂了“青年教師和研究生培養(yǎng)合作協(xié)議”;
3、與英國(guó)Bolton大學(xué)簽訂了合作創(chuàng)辦“石墨烯新材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”的協(xié)議;
4、與英國(guó)約克大學(xué)簽訂了合作創(chuàng)辦“生物物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”的協(xié)議。
《發(fā)現(xiàn)中國(guó)之李海濤-霧霾狙擊戰(zhàn)》
中央電視臺(tái) 發(fā)現(xiàn)中國(guó)欄目2016年3月14日 以巜李海濤--霧霾狙擊戰(zhàn)》為題,深度報(bào)道江蘇師范大學(xué)李海濤教授致力于用石墨烯碳分子研制克霧霾防護(hù)服事跡。
材料一直是影響人類生活的基本要素,而新材料產(chǎn)品在不久的未來可能會(huì)改變?nèi)祟惿睿嵏矀鹘y(tǒng)的工業(yè)結(jié)構(gòu)制造業(yè),打開全新的市場(chǎng)格局。從高速飛馳的列車到尖端的航天器,從有靈性的人造假肢到精密的電子元件,都將帶有現(xiàn)代新材料的印記,這里不能不提及的是前沿新材料——石墨烯。石墨烯從微觀世界里舞姿婆娑地走出,在各個(gè)領(lǐng)域中展露出神奇。
近期,江蘇師范大學(xué)李海濤教授團(tuán)隊(duì)成功合成超薄石墨烯復(fù)合膜。采用活性炭與氧化石墨烯的協(xié)同效應(yīng),這種超輕超薄的石墨烯—活性炭薄膜吸附效率可以達(dá)到99.99%,對(duì)于水中抗生素的去除以及水污染處理具有重要意義。相關(guān)研究成果在Nature雜志子刊Scientific Reports上一經(jīng)發(fā)表,就在國(guó)際上引起了強(qiáng)烈反響,而石墨烯,也再一次進(jìn)入了人們的視野,引起大家的關(guān)注。
揭開“神奇材料”的面紗
石墨烯,實(shí)際就是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。如同一個(gè)“多面嬌娃”,石墨烯擁有一般材料所不具備的眾多優(yōu)異性能。
石墨烯發(fā)現(xiàn)者之一、2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主安德烈·海姆說:“它是迄今為止自然界最薄、強(qiáng)度最高的材料,可以被無限拉伸,彎曲到很大角度不斷裂,還可以抵抗很高的壓力。”
石墨烯的另一個(gè)奇特之處在于“零滲透”,即所有氣體、液體都無法滲透。它還具有超強(qiáng)吸附性,可以用于制作過濾裝置,用于海水淡化、污水處理等領(lǐng)域,被稱為21世紀(jì)最具顛覆性的新材料。
這些突出的性能和廣闊的應(yīng)用前景推動(dòng)著石墨烯成為最近幾十年來國(guó)際材料學(xué)家爭(zhēng)相追逐的研究目標(biāo)之一,其中來自江蘇師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院李海濤教授的研究成果尤其引人矚目。
彼時(shí),李海濤同時(shí)成立徐州深藍(lán)新材料科技公司,以新型納米材料——石墨烯為中心,通過全新的政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、金一體化的協(xié)同創(chuàng)新模式,進(jìn)一步推動(dòng)復(fù)合石墨烯新材料和新技術(shù)的發(fā)展,構(gòu)建全鏈條霧霾防控技術(shù)體系,最后通過成果轉(zhuǎn)化推廣綜合治理霧霾。
李海濤熱心產(chǎn)學(xué)研合作的技術(shù)交流與推廣工作,自產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)建立以來,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多次組織開展了同行專家主要是材料領(lǐng)域企業(yè)界、劍橋大學(xué)、牛津大學(xué)、清華大學(xué)在內(nèi)的技術(shù)交流、研討、考察、檢查、培訓(xùn)、對(duì)接活動(dòng),搭建了由眾多產(chǎn)學(xué)研單位共同參與的共享平臺(tái),促進(jìn)了本領(lǐng)域全國(guó)范圍產(chǎn)學(xué)研合作與發(fā)展。
自平臺(tái)建立以來,申請(qǐng)人李海濤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)積極參與江蘇師范大學(xué)與國(guó)際高水平學(xué)校建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,開展學(xué)術(shù)交流和青年骨干、研究生聯(lián)合培養(yǎng)等組織與活動(dòng)。與“英國(guó)劍橋大學(xué)BPC化學(xué)實(shí)驗(yàn)室”簽訂了學(xué)術(shù)交流協(xié)議;與瑞典皇家工學(xué)院簽訂了“青年教師和研究生培養(yǎng)合作協(xié)議”;與英國(guó)Bolton大學(xué)簽訂了合作創(chuàng)辦“石墨烯新材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”的協(xié)議;與英國(guó)約克大學(xué)簽訂了合作創(chuàng)辦“生物物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”的協(xié)議。
“我們充分發(fā)揮了政、產(chǎn)、學(xué)、研、金五大要素互動(dòng),初步實(shí)現(xiàn)了人才引進(jìn)、技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化、項(xiàng)目孵化、產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)支持五大功能,切實(shí)推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新。”李海濤說。
李海濤也因此接受了中央電視臺(tái)專訪,之后中央電視臺(tái)播出了《李海濤——霧霾狙擊戰(zhàn)》;他還獲得了2016年中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎(jiǎng)(個(gè)人)、科學(xué)中國(guó)人(2015)年度人物獎(jiǎng)。
治水不能“就水論水”
由于大多數(shù)抗生素不能被人類和動(dòng)物完全吸收和代謝,在土壤和地表水中,經(jīng)常可以檢測(cè)到醫(yī)學(xué)治療和工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)殘余的抗生素,甚至包括飲用水也已經(jīng)受到抗生素的污染。抗生素被稱為水環(huán)境中的新型污染物(emerging pollutants),我國(guó)也已將抗生素污染列入國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)的范圍,20世紀(jì)90年代末以來,土壤、水體中抗生素污染問題開始受到廣泛關(guān)注。
以水體為例,據(jù)報(bào)道,我國(guó)地表水中檢測(cè)出68種抗生素含量超標(biāo),嚴(yán)重危害人類健康。但是目前的水處理技術(shù)很難將抗生素徹底清除。我國(guó)是抗生素生產(chǎn)和使用大國(guó),因此我國(guó)水環(huán)境中抗生素污染顯得尤為嚴(yán)重。
“水體其實(shí)就像道路、房屋一樣,進(jìn)行清潔、打掃是非常必要的。而要將水體‘打掃’干凈,對(duì)清潔方式的選擇就顯得格外重要。”李海濤說。
針對(duì)水體中抗生素殘留問題,李海濤團(tuán)隊(duì)利用氧化石墨烯與活性炭材料之間的協(xié)同作用,成功制備了基于氧化石墨烯的復(fù)合薄膜材料,實(shí)現(xiàn)了對(duì)飲用水中抗生素物質(zhì)的完全去除。
多年的學(xué)術(shù)積累,使李海濤對(duì)石墨烯有了更為深刻的了解。石墨烯雖然具有傳統(tǒng)材料所不能比擬的優(yōu)勢(shì),但由于較強(qiáng)的范德華力疏水性和易團(tuán)聚的特點(diǎn),這種先進(jìn)材料的應(yīng)用和發(fā)展被大大限制了。氧化石墨烯的出現(xiàn)則正好解決了上述問題。
基于此,李海濤和他的課題組提出充分利用氧化石墨烯與活性炭材料相互作用來改善這一缺陷的設(shè)想,以達(dá)到完全去除水中抗生素物質(zhì)的目的。氧化石墨烯對(duì)多種有機(jī)物具有良好的吸附效果,納米活性炭的加入,更是極大提高了石墨烯薄膜材料的吸附能力。
實(shí)驗(yàn)中,該復(fù)合膜對(duì)水中殘留鹽酸四環(huán)素TCH分子表現(xiàn)出極強(qiáng)的吸附能力,顯示出良好的過濾效率,所需過濾時(shí)間更短,可將抗生素殘留物有效去除至PM濃度的飲用水要求,這為水、空氣、土壤污染治理無疑提供了一種更為簡(jiǎn)單、高效的好辦法,為水處理特別是飲用水的凈化處理提供了一種高效濾材。
李海濤介紹,美國(guó)研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)利用氧化石墨烯層將污水變成飲用水的新方法,這可能在全球范圍內(nèi)改變凈水的游戲規(guī)則。我國(guó)石墨礦產(chǎn)的資源儲(chǔ)量大,質(zhì)量?jī)?yōu),產(chǎn)量和出口均居世界首位,但相關(guān)的石墨深加工技術(shù)卻較為落后。加大研發(fā)力度,提高產(chǎn)品附加值已迫在眉睫。
愛國(guó)因一份“樸素的情感”
每個(gè)有實(shí)用價(jià)值的重大成果一定是經(jīng)歷了長(zhǎng)時(shí)間的潛心研究。李海濤也不例外,不同于別人的是,他有著一份相當(dāng)輝煌的海外學(xué)習(xí)履歷。
1995年,懷揣著一份“樸素的情感”——進(jìn)一步進(jìn)行學(xué)術(shù)研究,李海濤結(jié)束了國(guó)內(nèi)本科階段的學(xué)習(xí),漂洋過海,來到瑞典林雪平大學(xué)化學(xué)物理專業(yè)讀研讀博,師從世界頂級(jí)科學(xué)家、諾貝爾化學(xué)物理獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)主席英格瑪·倫德斯特姆及安德斯·隆德教授。
1999年—2002年,博士畢業(yè)后,李海濤先后受邀于以色列魏茲曼科學(xué)院、德國(guó)多特蒙德大學(xué)繼續(xù)生物蛋白分子功能博士后研究。2002年5月起,受邀出任英國(guó)劍橋大學(xué)化學(xué)系專職研究員,從事現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域的研究,并在2005—2010年間擔(dān)任劍橋大學(xué)化學(xué)系生物物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任、英國(guó)利茲大學(xué)化學(xué)系外聘專家。
2004年,李海濤首創(chuàng)研發(fā)了世界上新一代單分子超高靈敏度熒光顯微鏡——雙激光雙探頭單分子熒光顯微鏡。同年,他在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(ACS)年會(huì)上針對(duì)此項(xiàng)發(fā)明的大會(huì)報(bào)告贏得眾多院士和學(xué)者的高度認(rèn)可和贊揚(yáng)。如今雙激光雙探頭單分子熒光顯微鏡已經(jīng)被應(yīng)用在數(shù)以百計(jì)的實(shí)驗(yàn)室,成為生物學(xué)家手中從事研究工作、探尋生命奧秘的利器。
一分耕耘就有一分收獲,多年的研究生活,培養(yǎng)了李海濤細(xì)致認(rèn)真、一絲不茍的科研態(tài)度,也激勵(lì)他加快在材料世界里追夢(mèng)的腳步。2012年10月,他結(jié)束18年的異國(guó)生活,帶著他心中那份“樸素的情感”,踏上了回國(guó)之路,繼續(xù)他熱愛的研究。
在回國(guó)后,視野開闊、研究思路清晰的李海濤認(rèn)準(zhǔn)新材料研發(fā)在國(guó)家發(fā)展建設(shè)中的意義,潛心鉆研,發(fā)表了一批高水平的理論文章,獲得了十項(xiàng)國(guó)家專利,解決了一系列的重大工程項(xiàng)目的技術(shù)難題,為我國(guó)的材料科學(xué)研究作出了巨大貢獻(xiàn)。
治霾防污從“微”做起
在李海濤心里:“發(fā)明成果不過是播下了一粒種子,推廣應(yīng)用才能開花結(jié)果。為國(guó)家科研事業(yè)添磚加瓦是一種責(zé)任,而能把自己的成果應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目,在實(shí)際中發(fā)現(xiàn)和解決問題,則更令人興奮和催人奮進(jìn)。”
人們肯定對(duì)剛剛過去的冬天記憶深刻,霧霾,這個(gè)詞語如今比以往任何時(shí)候都活躍地出現(xiàn)在人們的生活中、語言里。進(jìn)入三季度以來,我國(guó)多地區(qū)均出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的霧霾天氣,引發(fā)廣泛的關(guān)注。空氣污染問題讓口罩和空氣凈化器等霧霾防護(hù)產(chǎn)品受到重視,其需求也大幅提升。
伴隨石墨烯衍生技術(shù)的迅猛發(fā)展,回國(guó)后,為了盡快將其科研成果產(chǎn)業(yè)化,李海濤和同事們馬不停蹄地開展科研工作。李海濤敏銳地發(fā)現(xiàn),石墨烯的高吸附性、強(qiáng)柔韌性、超薄性以及綠色無毒的優(yōu)點(diǎn)可以用于研發(fā)空氣凈化器以及汽車換氣系統(tǒng)中的石墨烯炭分子篩。新型石墨烯納米復(fù)合材料,正在緊鑼密鼓地研制中。
團(tuán)隊(duì)使用石墨烯改性碳材料混合成膜制備出一種高效濾材,并用該高效濾材開發(fā)出一種新型實(shí)用霧霾防護(hù)帽和防霾夾克,這一產(chǎn)品不僅可有效吸附和過濾PM2.5顆粒,同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體頭部的全面防護(hù),為人們提供了一種更為簡(jiǎn)單、快捷、全面,效果更加優(yōu)越的防霾方式,有助于更好地保障人體健康。這套防霾系列產(chǎn)品受到了媒體的廣泛關(guān)注和多方報(bào)道,他也親切地被大家譽(yù)為“克霧霾專家”。
不僅如此,李海濤還首次在國(guó)內(nèi)提出適宜人們更好保護(hù)自身健康的“生態(tài)微環(huán)境”理念,呼吁人類改善環(huán)境可以從人的生活和工作的小環(huán)境入手,利用現(xiàn)有的技術(shù)做一些力所能及的事情。同時(shí)他也積極在引導(dǎo)更多的人去認(rèn)識(shí)、接受這種理念,進(jìn)而更好的保護(hù)好自己的健康。
“這一路上,激勵(lì)我們不斷向前的動(dòng)力,是國(guó)家、民族和責(zé)任的召喚。做科研,就是為了服務(wù)社會(huì)。”透過這席話,人們能夠感受到一種精神和品格,這就是對(duì)國(guó)家、對(duì)人民、對(duì)事業(yè)的忠誠(chéng)。
來源:科技日?qǐng)?bào)第七版 http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2017-03/04/content_521219.shtml
李海濤:做科研就是為了服務(wù)社會(huì)
一身樸素的印有“化學(xué)化工學(xué)院”院名的白大褂、一副普通的金絲眼鏡、一頭干凈利落的平頭短發(fā),李海濤的身后是寫滿了分子式的黑板,身前的桌子上則擺滿了高精尖的實(shí)驗(yàn)儀器,這便是屬于他的“實(shí)驗(yàn)室時(shí)間”。
李海濤作為土生土長(zhǎng)的徐州人,從海外歸來,在江蘇師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院工作也有兩年多了,他早已適應(yīng)了國(guó)內(nèi)的氛圍并且非常享受當(dāng)下的科研和教學(xué)生活。在他的同行和學(xué)生們看來,李海濤是一個(gè)非常“特別”的人,在國(guó)外20年的浸染熏陶,使他在看待問題的視角以及生活方式上發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,對(duì)他在科研和工作上也產(chǎn)生了巨大影響。李海濤總結(jié)自己在國(guó)外的20年生涯,最大的收獲和感受就是學(xué)會(huì)了enjoying life(享受生活),同時(shí),他希望能把這種樂觀健康的生活方式感染給身邊的每一個(gè)人。
他的這一觀念也時(shí)刻滲透到他的科研和教學(xué)過程中,李海濤表示,他和他的團(tuán)隊(duì)每一天的工作,每一項(xiàng)技術(shù)的開發(fā),都是為了讓周圍的人受益,讓使用它的人能夠enjoy!他反復(fù)強(qiáng)調(diào)一句話:做科研就是為了服務(wù)社會(huì)的。所以,李海濤非常注重市場(chǎng)需求,他不會(huì)純粹為了研究而研究,理論科研固然非常重要,但是他更希望自己和團(tuán)隊(duì)的科研成果能夠應(yīng)用起來,對(duì)大家有實(shí)際作用,所以他總能夠在生活中敏感地發(fā)現(xiàn)需求問題,從而開始進(jìn)行下一步的科研,而這也正是他能夠取得眾多成果的一個(gè)根本原因。
科學(xué)家永遠(yuǎn)要追求下一個(gè)突破
李海濤有著相當(dāng)輝煌的海外留學(xué)生涯。1991年,在蘇州科技學(xué)院本科畢業(yè)之后,他便漂洋過海去到瑞典的林雪平大學(xué)讀研讀博。林雪平大學(xué)也是歐洲的頂尖大學(xué)之一,以不斷創(chuàng)新、敢于嘗試,跨學(xué)科的大膽合作而聞名于世。李海濤在林雪平大學(xué)物理系求學(xué)期間師從世界頂級(jí)科學(xué)家、諾貝爾化學(xué)物理獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)主席英格瑪·倫德斯特姆及安德斯·隆德教授,并在他們的指導(dǎo)下成功完成了關(guān)于生物催化分子機(jī)理及磁性新材料研究的博士論文。
博士畢業(yè)后,內(nèi)心里不斷追求突破的李海濤沒有選擇回國(guó),而是繼續(xù)游學(xué)歐洲各國(guó)以增加自己的閱歷和了解國(guó)際上行業(yè)的前沿技術(shù)。他先后受邀到德國(guó)多特蒙德大學(xué)物理化學(xué)系、世界頂級(jí)以色列魏茲曼科學(xué)院化學(xué)物理系從事生物蛋白分子功能博士后研究。在2002年接受英國(guó)皇家科學(xué)院院士劍橋大學(xué)戴維·克萊蒙教授的邀請(qǐng)出任專職研究員,從事世界上發(fā)展極快、影響巨大的現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域的研究,并且在2005-2010年期間一直擔(dān)任英國(guó)劍橋大學(xué)化學(xué)系生物物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)室副主任。克萊蒙教授給予了李海濤極高的評(píng)價(jià),認(rèn)為他是一個(gè)“有卓越成就、經(jīng)驗(yàn)豐富、才華橫溢的科學(xué)家。在生物物理技術(shù)上極其優(yōu)秀,特別是應(yīng)用在生物難題上。同時(shí)也是一個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家,總是能設(shè)計(jì)精妙的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè),從而得出自己的結(jié)論。”
十年的劍橋生涯正是李海濤的科研事業(yè)厚積薄發(fā)、銳意進(jìn)取的黃金時(shí)代,這段時(shí)期里,他不僅在生物物理技術(shù)領(lǐng)域碩果累累,更重要的是,劍橋大學(xué)寬松自由的學(xué)術(shù)環(huán)境、求真創(chuàng)新的科學(xué)探索精神,在這種濃郁的學(xué)術(shù)氛圍熏陶下,李海濤完成了一個(gè)頂尖科學(xué)家所具備的素質(zhì)塑成。
李海濤認(rèn)為,作為優(yōu)秀的科學(xué)家可能性格不同,脾氣不同,但是內(nèi)心深處都會(huì)有一個(gè)相同的習(xí)慣,就是總想看到最遠(yuǎn)最深的地方。好比看一個(gè)生物,總想看到它最小的單體,比如細(xì)胞甚至生物分子。這種刨根問底、不斷突破的追求才是一個(gè)優(yōu)秀的科研工作者獲得成功應(yīng)具備的基本素質(zhì),而李海濤正是如此。
在1873年,顯微鏡學(xué)者恩斯特·阿貝給傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡分辨率規(guī)定了一個(gè)物理極限,它不可能突破0.2微米,于是,幾個(gè)世紀(jì)以來,光學(xué)顯微鏡的“衍射極限”一直被認(rèn)為是無法超越的。但是在1989年,單分子熒光技術(shù)的先驅(qū)人物美國(guó)斯坦福大學(xué)威廉姆·莫納爾教授,首次實(shí)現(xiàn)了單個(gè)分子的光吸收的測(cè)量,在熒光分子的幫助下,巧妙地繞開了這種極限,這一突破性的研究將光學(xué)顯微鏡帶入了納米維度。
就在莫納爾教授提出這個(gè)技術(shù)的十幾年后,李海濤也進(jìn)入了這個(gè)領(lǐng)域,他想把莫納爾教授的觀點(diǎn)推廣運(yùn)用到生物領(lǐng)域里來,以此實(shí)現(xiàn)活體細(xì)胞中單個(gè)分子通路的可視化,可以觀察到生物的分子結(jié)構(gòu)。最終在2004年,經(jīng)過不斷的努力與實(shí)踐,李海濤首創(chuàng)研發(fā)了世界上新一代單分子超高靈敏度熒光顯微鏡:雙激光雙探頭單分子熒光顯微鏡。
同年,在世界上規(guī)模最大的美國(guó)化學(xué)協(xié)會(huì)年會(huì)上,面對(duì)著1.2萬多與會(huì)者,李海濤將他的發(fā)明和思路做了精彩的報(bào)告。要知道,臺(tái)下坐著多名諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)的獲得者以及全世界范圍內(nèi)化學(xué)及關(guān)聯(lián)行業(yè)的精英,當(dāng)大家聽完他的報(bào)告后,紛紛對(duì)他的技術(shù)表示認(rèn)可和感興趣。如今在全世界數(shù)以百計(jì)的實(shí)驗(yàn)室里都已經(jīng)使用起李海濤首創(chuàng)研發(fā)的雙激光雙探頭單分子熒光顯微鏡,成為生物學(xué)家手中從事研究工作、探尋生命奧秘必不可少的利器。
換個(gè)思路解決癌癥困擾
李海濤所研究的領(lǐng)域是一個(gè)結(jié)合了生物、物理和化學(xué)等多學(xué)科高度交叉的領(lǐng)域,他給自己設(shè)定了一個(gè)非常明確的目標(biāo),運(yùn)用這些高度交叉的研究成果解決與人類有密切關(guān)系的實(shí)際問題,比如癌癥等重大疾病。
李海濤從國(guó)外歸來,一直非常關(guān)注國(guó)人的健康問題。他發(fā)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)水平發(fā)展很快,醫(yī)療水平也在提高,國(guó)民壽命持續(xù)增長(zhǎng),但是與此同時(shí)癌癥的患病率也在隨之日益增加。全世界關(guān)于癌癥治療的研究也已經(jīng)進(jìn)行七八十年了,但一直沒有得出有效的解決方法。李海濤建議不如換個(gè)思路,當(dāng)在癌癥中晚期沒有辦法治愈的時(shí)候,如果我們能在患病初期并不嚴(yán)重的時(shí)候早早診斷出來,早期治療,那么癌癥的救治成功幾率會(huì)高得多,對(duì)于病人和他的家庭而言將大有幫助。
身為英國(guó)癌癥研究協(xié)會(huì)的成員,在劍橋擔(dān)任研究員期間,李海濤等人就一直采用單分子熒光技術(shù)致力于與癌癥高度相關(guān)的端粒和端粒酶的深入研究。研究發(fā)現(xiàn),端粒酶的非正常激活與癌癥的產(chǎn)生與增殖有著密不可分的關(guān)系,85%~90%癌細(xì)胞中都有可檢測(cè)出的活性端粒酶,并且其活性水平隨著癌癥的發(fā)展不斷升高,且在15%以上的癌前病變中也可檢測(cè)到端粒酶活性。因此李海濤認(rèn)為,端粒酶可以作為癌癥重要的標(biāo)志物,可用于癌癥的早期診斷、預(yù)后及靶向治療。
2009年,在歐共體投資1000萬歐元的支持下,李海濤和他的團(tuán)隊(duì)開啟了研發(fā)癌癥早期診斷技術(shù)的一系列工作。端粒酶的激活大多發(fā)生在細(xì)胞癌變?cè)缙陔A段,少數(shù)細(xì)胞在癌前病變中也能檢測(cè)到端粒酶活性。因此,根據(jù)細(xì)胞中端粒酶活性進(jìn)行癌癥早期診斷與預(yù)防具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。在李海濤的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊(duì)合力提出聯(lián)合使用自主開發(fā)的單分子超高靈敏度熒光顯微鏡和芯片上的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)來進(jìn)一步開發(fā)出全新的、高靈敏度的分子醫(yī)療診斷設(shè)備。其次,在現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)的基礎(chǔ)上引入了關(guān)鍵的熒光檢測(cè)技術(shù),開發(fā)出一種小型和高靈敏度的癌癥早期診斷技術(shù),匯成了一種能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、同步對(duì)任何可疑病灶進(jìn)行檢測(cè)的新型癌癥早期診斷儀,靈敏度遠(yuǎn)高于市場(chǎng)上試劑盒,已達(dá)到了單個(gè)癌癥標(biāo)志物分子檢測(cè)。這種診斷儀僅需半個(gè)小時(shí)即可讀取檢驗(yàn)結(jié)果,是其他分子分析診斷儀無法競(jìng)爭(zhēng)的。由于使用方便,實(shí)驗(yàn)室不需要大量的設(shè)備和訓(xùn)練有素的工作人員便可實(shí)現(xiàn)癌癥早期診斷。此外,還提供了極高的準(zhǔn)確率,因此不易造成患者漏診,這在癌癥病人的早期或潛伏期具有相當(dāng)重要的診斷意義,為患者的早期治療贏得時(shí)間,可以減少病人的痛苦,這項(xiàng)技術(shù)目前已獲得了歐盟專利。
盡管這項(xiàng)技術(shù)擁有著高端的科技背景,但是依托高科技生產(chǎn)出來的產(chǎn)品卻直接貼近人們的日常生活,目的是改善人類健康和提高生活品質(zhì),讓人們切切實(shí)實(shí)感受到了科技給生活帶來的便利和提升,而這一點(diǎn),正同李海濤做科研就是為了社會(huì)服務(wù)的核心理念高度匹配。
“接地氣”的防霾產(chǎn)品
酷愛運(yùn)動(dòng)的李海濤在英國(guó)的時(shí)候經(jīng)常跑步,甚至是馬拉松比賽。但是回到國(guó)內(nèi)之后,他就望而卻步了,因?yàn)閲?guó)內(nèi)的大氣污染狀況實(shí)在太嚴(yán)重了。他在網(wǎng)上看到過這樣一張照片,早上7點(diǎn)的北京,天光應(yīng)該已經(jīng)大亮,但是由于濃重的霧霾,整個(gè)城市還籠罩在一天昏暗之中,反襯出天安門廣場(chǎng)上的電子屏幕格外的刺眼。這張圖給李海濤留下了非常深刻的印象,用他的話來形容,很心塞。
經(jīng)過一系列的調(diào)研,李海濤發(fā)現(xiàn)不僅僅是北京,包括自己的工作地點(diǎn)徐州乃至中國(guó)大部分地區(qū)霧霾污染都非常嚴(yán)重,空氣達(dá)到了重度或嚴(yán)重污染,污濁的空氣幾乎讓人窒息。霧霾的組成成分非常復(fù)雜,包括重金屬、硫酸鹽、硝酸鹽、銨鹽、黑碳、致癌的多環(huán)芳烴等數(shù)百種顆粒污染物,對(duì)人的肺臟、口鼻腔、心臟、消化系統(tǒng)的健康都有著極大危害,若嚴(yán)重時(shí)可能造成血中毒、塵肺、肺氣腫、肺癌等后果。即便在歐盟國(guó)家中,由于暴露于人類活動(dòng)產(chǎn)生的PM2.5,人均期望壽命也減少8.6個(gè)月。它對(duì)人的影響要大于其他任何污染物。有專業(yè)人士指出,霧霾目前看來比當(dāng)年人們談之色變的SARS更可怕,它不光是對(duì)呼吸系統(tǒng),對(duì)心血管、腦血管、神經(jīng)系統(tǒng)都有影響,十年來北京肺癌發(fā)病率增加了60%,這是一個(gè)非常驚人的數(shù)字,應(yīng)該說糟糕的空氣是一個(gè)非常重要的原因。
李海濤回到國(guó)內(nèi)的第一件事就是想選購一個(gè)防霾口罩和全套的防霾裝備,但是發(fā)現(xiàn)尋遍了整個(gè)市場(chǎng),也找不出符合他要求的。他看到身邊很多人在污染天氣下都戴著單薄的口罩,或者用衣物包裹好裸露的皮膚,李海濤由此斷定人民對(duì)于霧霾防護(hù)產(chǎn)品的需求也是日益增加的,但是從科學(xué)的角度分析,這種簡(jiǎn)單的防護(hù)效果很差,基本起不到什么作用。所以李海濤決定把霧霾顆粒影響與癌癥早期診斷聯(lián)系起來,進(jìn)行深入的研究,自主研發(fā)了一種新型實(shí)用霧霾防護(hù)帽和防霾夾克。采用了多重霧霾防護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)了一種簡(jiǎn)單、便捷、效果優(yōu)越的防霾方式,為人們提供更加有效、更加全面的霧霾防護(hù)措施,保障群眾的身體健康。
李海濤研發(fā)的霧霾防護(hù)帽的面罩材質(zhì)有四層,其中包含一層由團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的新型無害納米碳材料濾層,對(duì)霧霾顆粒有較強(qiáng)的吸附過濾能力,綜合過濾效果達(dá)到了歐洲EN149:2001 FFP3標(biāo)準(zhǔn),切實(shí)保障了佩戴者的呼吸健康,同時(shí)該材料透氣性好,可在達(dá)到防護(hù)目的的前提下,使佩戴者呼吸自然,不會(huì)感覺悶熱,這是其他霧霾防護(hù)產(chǎn)品難以做到的;而防霧霾夾克里更是配備有PM2.5-溫度-濕度傳感器,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)使用者所處外環(huán)境和夾克內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量;而他自主開發(fā)的APP軟件更是符合當(dāng)下移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的精神,實(shí)現(xiàn)了夾克上各種設(shè)備功能的智能調(diào)控;夾克上的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可通過藍(lán)牙傳送到APP軟件中,并經(jīng)過計(jì)算,測(cè)出該環(huán)境下對(duì)人體分子式的影響,進(jìn)而估測(cè)出霧霾天氣對(duì)人體健康的影響,從而實(shí)現(xiàn)霧霾天氣下人體分子式的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并進(jìn)行疾病診斷。
李海濤和他的團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的這套產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能實(shí)用,能夠?qū)κ褂谜吆粑到y(tǒng)和整個(gè)頭部進(jìn)行全方位的防護(hù),符合人們對(duì)于保障自身健康的需求,用最直白的話講就是特別“接地氣”,其研發(fā)既符合2012年國(guó)家生物產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,也符合“十二五”規(guī)劃的指導(dǎo)思想。目前,該類產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正處于起步階段,可替代性極低,具有極其廣闊的市場(chǎng)前景。
創(chuàng)新創(chuàng)業(yè),創(chuàng)造未來新世界
李海濤課題組目前有18位學(xué)生,相對(duì)而言算得上一個(gè)龐大的團(tuán)隊(duì)。如何讓學(xué)生們盡快成長(zhǎng)起來,讓實(shí)驗(yàn)室盡快擴(kuò)展起來,讓科研成果盡快轉(zhuǎn)化成為生產(chǎn)力,是李海濤當(dāng)下最重要的規(guī)劃。
由于在國(guó)外浸染多年,李海濤對(duì)于學(xué)生的選擇和要求與“傳統(tǒng)”的老師們有很大的不同。他的目標(biāo)不是培養(yǎng)只會(huì)做學(xué)問和做實(shí)驗(yàn)的“象牙塔驕子”,他要求學(xué)生們必須要有獨(dú)立思考的能力,要有強(qiáng)烈的創(chuàng)新突破和對(duì)未知探索的精神!李海濤表示這幾點(diǎn)非常重要,他不像有的老師那樣直接給學(xué)生們出個(gè)題目讓他們按照自己要求的去做,而是只給他們一個(gè)大方向和一段時(shí)間,讓學(xué)生自己進(jìn)入要研究的領(lǐng)域,充分地去了解和思考,然后獨(dú)立提出自己的概念和思路,最后他再同學(xué)生進(jìn)行探討和指導(dǎo)。這種方式給了學(xué)生們很大的自由度和成長(zhǎng)的空間,對(duì)于提高學(xué)生們的成就感和自信心非常有好處。能夠遇到李海濤這樣的老師是非常幸運(yùn)的,他的學(xué)生們紛紛給出了很高的評(píng)價(jià),“平等”、“民主”、“開放”甚至“紳士風(fēng)度”都成為了關(guān)鍵詞。這些從小到大受慣了中國(guó)式父母的約束和中國(guó)式老師管教的年輕人們,遇到李海濤這種引導(dǎo)式的教學(xué),頗有一股“海闊憑魚躍,天高任鳥飛”的沖勁。
在2014年9月的夏季達(dá)沃斯論壇上,李克強(qiáng)總理提出,要在960萬平方公里土地上掀起“大眾創(chuàng)業(yè)”的新浪潮,形成“萬眾創(chuàng)新”的新態(tài)勢(shì)。李海濤積極響應(yīng)黨中央號(hào)召,身體力行,努力地將自己的科研成果推向市場(chǎng),大力推進(jìn)“產(chǎn)學(xué)研用”合作的創(chuàng)新國(guó)策。目前,李海濤正在和一些風(fēng)投公司、加工制造廠及專利轉(zhuǎn)化公司商談合作,希望盡快成立一家從事科研技術(shù)與創(chuàng)新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的公司,并將其推上市場(chǎng),響應(yīng)社會(huì)需要、人民需求,為國(guó)家和人民解決實(shí)際問題。
對(duì)于未來,李海濤有著遠(yuǎn)大的目標(biāo),他和他的團(tuán)隊(duì)正在風(fēng)雨兼程地前進(jìn),無論情況如何,他會(huì)始終貫徹自己的堅(jiān)持,不忘初心,還是那句話:做科研就是為了服務(wù)社會(huì)的!
來源:科學(xué)中國(guó)人 2015年第8期 封面人物