吳曉玲：在實(shí)際研究中培養(yǎng)學(xué)術(shù)志趣
學(xué)生記者 孫鯤鵬 李紀(jì)琛
吳曉玲，清華大學(xué)化工系碩士三年級(jí)，師從戈鈞副教授，研究方向?yàn)槊?金屬有機(jī)骨架復(fù)合催化劑的制備及應(yīng)用。碩士期間，以第一作者在Chemical Communications，Nanoscale，Catalysis Science & Technology等高水平學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文6篇。曾獲研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金、陶氏化學(xué)一等獎(jiǎng)學(xué)金等榮譽(yù)。
矢志不渝，給酶穿上“衣服”
碩士學(xué)習(xí)期間，吳曉玲的研究課題是“酶-金屬有機(jī)骨架（MOF）復(fù)合催化劑的構(gòu)建及其應(yīng)用探索”，這個(gè)課題涉及化學(xué)、化工、材料、生物和環(huán)境等多學(xué)科交叉領(lǐng)域，其預(yù)期研究結(jié)果在綠色生物化工和高效靈敏檢測(cè)等方面都有良好的應(yīng)用前景。然而，由于她是實(shí)驗(yàn)室中第一個(gè)研究這個(gè)領(lǐng)域的學(xué)生，所以很多工作都需要自己一點(diǎn)點(diǎn)地探索。
酶是指具有生物催化功能的高分子物質(zhì)，其催化效率非常高。人體內(nèi)有著不計(jì)其數(shù)的各種酶，它們幾乎參與了所有的細(xì)胞活動(dòng)進(jìn)程，保證了人體的新陳代謝。能否把生物體內(nèi)高效的酶催化劑遷移到實(shí)際的人工環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)，從而構(gòu)建綠色高效的生產(chǎn)過(guò)程，這個(gè)問(wèn)題讓很多科研工作者著迷。然而，一旦離開生物體，酶的三維結(jié)構(gòu)就很容易被破壞，也就失去了原有的催化作用，所以實(shí)際使用中，通常需要將酶固定到某些材料上以保持其結(jié)構(gòu)和功能上的穩(wěn)定。這個(gè)過(guò)程就是酶的固定化，可以形象地比喻為——給酶穿上一件衣服。
吳曉玲的研究是希望創(chuàng)造一種新的酶固定化的方法，力求高效簡(jiǎn)便，以利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)讓酶在多種不同的環(huán)境下保持活性，以適應(yīng)不同條件下的酶催化反應(yīng)。由于她的研究課題是前人所沒有涉及的領(lǐng)域，在論文工作開始階段，她通過(guò)大量探索性實(shí)驗(yàn)初步研究了酶-金屬有機(jī)骨架催化劑的制備過(guò)程。“踏入未知的研究領(lǐng)域，那種感覺就像小孩子剝開層層糖紙的過(guò)程，充滿了緊張和欣喜，對(duì)糖果的口味充滿了期待。剛接到新課題時(shí)，夜晚常常激動(dòng)得難以入睡。”
然而，剝科研之“糖紙”，品真理之甘飴，談何容易。在成功將酶分子植入金屬有機(jī)骨架之后，酶的活性幾乎完全喪失。“這一瓶頸困擾我達(dá)3個(gè)月之久。那段時(shí)間是我最絕望的日子，投入很多，課題卻似乎毫無(wú)進(jìn)展”，吳曉玲基本每天都需要做實(shí)驗(yàn)到凌晨?jī)扇c(diǎn)，臨走的時(shí)候?qū)嶒?yàn)室所在樓上只有一兩個(gè)燈亮著，同時(shí)每天早上堅(jiān)持八點(diǎn)起床。因此實(shí)驗(yàn)室的師兄師姐都將她稱為“機(jī)器人”。
吳曉玲在做實(shí)驗(yàn)。
當(dāng)時(shí)，吳曉玲內(nèi)心常常是焦慮的。“活性做不出來(lái)，就會(huì)懷疑課題方向是否真的能做出成果，該方法是基于導(dǎo)師以前的研究工作提出來(lái)的，工業(yè)批量生產(chǎn)比較簡(jiǎn)單，但如果方法不適用，批量生產(chǎn)再有優(yōu)勢(shì)，也是沒有意義的。”就在她快要放棄這個(gè)課題的時(shí)候，一次與導(dǎo)師和師兄的偶然交流中，意外發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在。合成體系的高pH造成了酶在包埋進(jìn)入MOF骨架之前就已經(jīng)失活。通過(guò)調(diào)整體系的酸堿度，保證了酶在合成過(guò)程中的活性保留，所制備的酶-金屬有機(jī)骨架復(fù)合催化劑表現(xiàn)出了之前沒有觀察到的高活性。
貢獻(xiàn)集體，全面成長(zhǎng)
保證催化劑有催化活性，是吳曉玲研究問(wèn)題的核心，但是在課題開始半年多的時(shí)間里，沒有得到任何結(jié)果。“各種因素都調(diào)整了，但都無(wú)法解決酶活的問(wèn)題，有一天在幫師兄測(cè)緩沖液pH值的時(shí)候，順便也測(cè)試了一下自己的體系，意外發(fā)現(xiàn)居然可以通過(guò)改變pH環(huán)境，得到活性。雖然pH值是一個(gè)很常見的變量，但之前忽略了。”她在幫助別人的時(shí)候，自己也有了發(fā)現(xiàn)。
吳曉玲與導(dǎo)師戈鈞在實(shí)驗(yàn)室。
不止于學(xué)術(shù)，在繁忙的學(xué)習(xí)與科研之外，吳曉玲也積極參加課外活動(dòng)，培養(yǎng)自己的職業(yè)發(fā)展能力。2014年，她帶領(lǐng)一支由5名來(lái)自不同院系的同學(xué)所組成的隊(duì)伍，參加了寶潔精英科技挑戰(zhàn)賽，設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能家居平臺(tái)，最終獲得北京賽區(qū)第二名。“我們團(tuán)隊(duì)中大多數(shù)隊(duì)員是研究生，平時(shí)實(shí)驗(yàn)室有科研任務(wù)，所以只能利用晚上或者周末的時(shí)間投入到比賽中。作為隊(duì)長(zhǎng)，我要考慮更多，例如怎樣在有限的時(shí)間內(nèi)，制定合理的分工，讓大家最高效地完成比賽。”由于比賽中優(yōu)異的表現(xiàn)，經(jīng)過(guò)兩輪筆試、三輪面試，她最終獲得了寶潔公司北京研發(fā)部的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。“那個(gè)比賽只有第一名才有‘免一面通行證’的獎(jiǎng)勵(lì)，后來(lái)能收到寶潔的邀請(qǐng)，我也深感意外。”
談及寶潔實(shí)習(xí)，吳曉玲說(shuō)，“這是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)，可以把科研中積累的素養(yǎng)和成果，應(yīng)用到日用化工的產(chǎn)品研究與開發(fā)中。同時(shí)，也讓我感受到學(xué)術(shù)界與企業(yè)界之間思維方式的差別。在企業(yè)里面工作，需要良好的溝通能力與合作精神，更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，注重市場(chǎng)、用戶的確切需求，跟在象牙塔中做學(xué)問(wèn)不盡相同，對(duì)自己也是很好的歷練。”
此外，她還曾擔(dān)任班級(jí)文娛委員，協(xié)助班委完成生化所元旦晚會(huì)的籌備。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，她積極參與實(shí)驗(yàn)室的儀器維護(hù)工作，主動(dòng)承擔(dān)部分實(shí)驗(yàn)室藥品和實(shí)驗(yàn)耗材的采購(gòu)工作，得到了實(shí)驗(yàn)室老師和同學(xué)的好評(píng)和認(rèn)可。吳曉玲說(shuō)，“一路上，沒有老師們的悉心指導(dǎo)、師兄師姐們的鼓勵(lì)支持、師妹的幫助，我就不可能有今天的成長(zhǎng)。我一直心懷感激。”
在實(shí)際研究中培養(yǎng)學(xué)術(shù)志趣
碩士入學(xué)之初，吳曉玲并不確定未來(lái)的發(fā)展道路，隨著科研的深入，她愈加熱愛自己從事的科研事業(yè)。“本科并沒有在實(shí)驗(yàn)室受過(guò)系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，因此雖然讀的是學(xué)術(shù)型碩士，但也就是抱著試一試科研生活的心態(tài)，最初并沒有堅(jiān)決要走學(xué)術(shù)道路的想法。剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室時(shí)，我對(duì)科研的興趣并不那么濃烈，但隨著課題的不斷進(jìn)行，這種‘發(fā)現(xiàn)問(wèn)題-文獻(xiàn)調(diào)研-學(xué)習(xí)思考-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-動(dòng)手解決問(wèn)題’的過(guò)程，讓我感受到科研的魅力，也讓我的興趣與日俱增，我開始享受安靜做研究、讀文獻(xiàn)、做實(shí)驗(yàn)的生活。”“戈鈞老師很年輕，也很隨和幽默，遇到問(wèn)題可以隨時(shí)隨地跟他交流討論，即使老師出差在外，也會(huì)通過(guò)電話郵件及時(shí)與我溝通。哪怕深夜或假期有問(wèn)題發(fā)郵件，導(dǎo)師也會(huì)秒回。導(dǎo)師對(duì)科研的熱情和認(rèn)真的態(tài)度在我讀研的過(guò)程中在無(wú)形中一直激勵(lì)著我，使我受益匪淺。”
吳曉玲。
在問(wèn)及繼續(xù)深造與就業(yè)之間選擇時(shí)，吳曉玲表示，“盡管學(xué)界業(yè)界存在差異，但兩者對(duì)學(xué)習(xí)能力、心理素質(zhì)的要求是基本一致的。我非常珍惜在清華園的時(shí)光，希望能再多做幾年科研，同時(shí)也繼續(xù)提升自己的綜合能力，為將來(lái)就業(yè)做更充足的準(zhǔn)備。”這就是吳曉玲最終決定參加提前攻博選拔的心路歷程。
吳曉玲說(shuō)，她計(jì)劃仍然延續(xù)酶-金屬有機(jī)骨架復(fù)合催化劑這個(gè)課題，在博士期間構(gòu)建理論模型深入研究分析其機(jī)理，博士畢業(yè)后如有機(jī)會(huì)將繼續(xù)從事學(xué)術(shù)研究。她說(shuō)，“讀博士是自己發(fā)自內(nèi)心的想法，尤其是在酶的活性問(wèn)題突破之后。我堅(jiān)信，年輕的時(shí)候，專心做一件有意義的事情，一定是人生中很寶貴的一段經(jīng)歷。”
（清華新聞網(wǎng)1月26日電）
供稿：研通社 編輯：常 松
