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余子夷，博士，教授，南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院/劍橋大學(xué)化學(xué)系。
Email: ziyi.yu@njtech.edu.cn
Lab website: www.ziyiyu.org
2012年6月博士畢業(yè)于南京工業(yè)大學(xué)，同年9月進(jìn)入劍橋大學(xué)化學(xué)系從事博士后研究工作。2017年入選江蘇省特聘教授，2018年引進(jìn)至南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2019年入選南京市高層次舉薦人才，2020年聘任為劍橋大學(xué)南京科技創(chuàng)新中心研究員。
主要從事高分子顆粒材料及其在生物制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)應(yīng)用研究，具體開展基于液滴微流控的工程化活體材料和細(xì)胞仿生工程的工作。以負(fù)責(zé)人承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)國際合作基金、劍橋大學(xué)Open Plant基金、劍橋大學(xué)Biomake基金、南京市留學(xué)人員科技創(chuàng)新項(xiàng)目擇優(yōu)資助等項(xiàng)目，作為主要研究人員參與歐洲第七框架微藻能源項(xiàng)目、英國生物技術(shù)與生物科學(xué)研究委員會(huì)戰(zhàn)略性長期基金項(xiàng)目、英國工程和自然科學(xué)研究委員會(huì)項(xiàng)目。以通訊作者或第一作者在Nat. Comm.，Acc. Chem. Res.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem. Sci.，Adv. Funct. Mat.等期刊發(fā)表文章40多篇，引用超過1700多次，H因子20。獲國際專利授權(quán)1項(xiàng)，中國專利授權(quán)8項(xiàng)，申請中國專利10項(xiàng)。獲得高等學(xué)�？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、江蘇省科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)、江蘇省優(yōu)秀博士論文、中英創(chuàng)業(yè)計(jì)劃大賽一等獎(jiǎng)、劍橋大學(xué)創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。
Q：能否請您先簡單介紹一下您課題組的科研工作？
我們課題組隸屬于材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，按照南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院建設(shè)化學(xué)工程與技術(shù)一流學(xué)科的規(guī)劃布局，研究組目前從事高分子顆粒材料及其在生物制造領(lǐng)域的科學(xué)研究，具體包括：(1)針對工業(yè)生物技術(shù)在產(chǎn)業(yè)提升中的重大需求，從材料設(shè)計(jì)和制備的角度構(gòu)建具有生物催化功能的活體材料細(xì)胞工廠，實(shí)現(xiàn)其在高效物質(zhì)轉(zhuǎn)化和生物煉制中的應(yīng)用；（2）面向組織工程及其功能替代物生物制造的迫切需要，發(fā)展具有自適應(yīng)和自我再生的生物構(gòu)筑材料和智能活體材料，探索其在骨組織損傷修復(fù)和治療領(lǐng)域的應(yīng)用。
因此，目前課題組的工作既涵蓋了“從0到1”的原創(chuàng)性基礎(chǔ)研究，如從源頭上創(chuàng)新制備新顆粒凝膠材料和發(fā)展新的細(xì)胞生物體系，并理解其物理、化學(xué)和生物性能；也涉及了“從1到N”的技術(shù)革新與放大，如在微流控和增材制造現(xiàn)在技術(shù)的基礎(chǔ)上，對過程工藝和應(yīng)用場景進(jìn)行創(chuàng)新，將實(shí)驗(yàn)室的成果轉(zhuǎn)化到實(shí)際的規(guī)�；瘧�(yīng)用。
Q：如果您沒有走科研這條路，您現(xiàn)在會(huì)干什么？如果重新選擇，您還會(huì)繼續(xù)做學(xué)術(shù)研究嗎？
科研的定義是科學(xué)研究，強(qiáng)調(diào)的是探索未知與了解自然。如果我不從事科研，那么我可能會(huì)是一名工程師，做的事業(yè)會(huì)更偏工程和技術(shù)，因?yàn)槲覐男【捅容^喜歡動(dòng)手做一些趣味實(shí)驗(yàn)，我本身也是高分子材料與工程的工科背景。博士期間和博士后階段，受到南京工業(yè)大學(xué)陳蘇教授和劍橋大學(xué)Chris Abell院士的影響和指引，我有幸邁入了科研領(lǐng)域。如果重新選擇，我還是會(huì)毫不猶豫的繼續(xù)學(xué)術(shù)研究，出發(fā)點(diǎn)在于自己本身對未知領(lǐng)域有天然的好奇感。
Q：您對您的研究領(lǐng)域有何展望？
生物制造是一個(gè)多學(xué)科交叉融合的領(lǐng)域，是集成了生命科學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)于一體的先進(jìn)制造技術(shù)，目標(biāo)在于利用生物體機(jī)能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的物質(zhì)加工與物質(zhì)轉(zhuǎn)化，為人類社會(huì)發(fā)展提供可用的產(chǎn)品。生物制造的發(fā)展和應(yīng)用有望為現(xiàn)代科技帶來深刻變革，代表著未來科學(xué)發(fā)展的前沿。廣義的講，涉及到生物學(xué)和醫(yī)學(xué)的制造科學(xué)及技術(shù)均可視為生物制造，涵蓋的內(nèi)容非常廣泛。
對于綠色生物制造，是指利用生命體的合成過程和生命機(jī)能對藥品、食品、能源、材料進(jìn)行制造，其原料來源綠色、過程綠色、產(chǎn)品綠色，有利于減少對自然資源的依賴，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，形成綠色低碳生物經(jīng)濟(jì)格局。目前的研究難點(diǎn)在于提高綠色生物制造的生產(chǎn)效率和目標(biāo)產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，研究生物體有目標(biāo)的設(shè)計(jì)、改造甚至重新合成的能力，優(yōu)化人工生物體系的高值化合物合成效率。
對于醫(yī)學(xué)生物制造，是指以生物組織和器官的體外再造為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)生物系統(tǒng)功能和性能的仿生制造，對當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最前沿的組織工程、藥物控釋、人工器官有重大意義。近年來3D生物打印的蓬勃發(fā)展加速了醫(yī)學(xué)生物制造的研究，未來仍需要重點(diǎn)解決的挑戰(zhàn)性問題依然存在，包括：如果實(shí)現(xiàn)從材料仿生到生物功能仿生的突破？如何構(gòu)建自然生命體和人造組織器官的界面鏈接？如何實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化的生物活體精準(zhǔn)制造？如何建立系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)生物制造標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)？
總之，生物制造領(lǐng)域的研究突破了傳統(tǒng)的學(xué)科界限，當(dāng)今生物學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)取得的成就將從理論到實(shí)踐為生物制造奠定了發(fā)展的基礎(chǔ)。對生物制造的原理和規(guī)律進(jìn)行基礎(chǔ)研究，結(jié)合工程化的手段，生物制造將會(huì)得到大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用，必將對現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展帶大革命性的有利變化。
Q：我們看到您在最新發(fā)表的論文中介紹了顆粒水凝膠在3D生物打印中的研究進(jìn)展。能跟我們詳細(xì)介紹一下嗎？
顆粒水凝膠是一種新型的水凝膠結(jié)構(gòu)，一般是指由大量的水凝膠粒子懸浮在某種介質(zhì)中組成的離散體系。有意思的是，當(dāng)水凝膠顆粒在介質(zhì)中的堆積密度的范圍在0.55-0.74區(qū)間時(shí)，整個(gè)體系呈現(xiàn)出非常奇特的堵塞（Jamming）行為，整個(gè)體系不僅具有塊狀凝膠的高吸水、高保水、生物相容性好的特點(diǎn)，而且在阻塞條件下具備剪切稀化、可注射和宏觀自愈合能力。
顆粒水凝膠這一奇特的流動(dòng)行為給3D生物打印領(lǐng)域帶來了新的曙光。眾所周知，3D生物打印是指一種可以快速打印載細(xì)胞支架成型的增材制造技術(shù)。通過把傳統(tǒng)的水凝膠轉(zhuǎn)換為顆粒水凝膠并運(yùn)用于3D生物打印領(lǐng)域，可以防止生物構(gòu)件在打印過程中結(jié)構(gòu)坍塌，制備更加精細(xì)和穩(wěn)定的打印支架，解決結(jié)構(gòu)功能一體化多級納微結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)制造的難題。比如以顆粒凝膠為介質(zhì)時(shí)，當(dāng)打印噴頭給予凝膠體系的壓力可以使其自動(dòng)在固-液間實(shí)現(xiàn)快速平滑的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)自由可逆的嵌入式三維打��；以顆粒凝膠為墨水時(shí)，利用其剪切變稀和自愈合性能可以實(shí)現(xiàn)無支撐體的3D結(jié)構(gòu)直寫，解決傳統(tǒng)生物墨水需要后期交聯(lián)的難題，實(shí)現(xiàn)更有效和快速的生物打印�？傊�，生物制造領(lǐng)域的研究突破了傳統(tǒng)的學(xué)科界限，當(dāng)今生物學(xué)、材料學(xué)、工程學(xué)取得的成就將從理論到實(shí)踐為生物制造奠定了發(fā)展的基礎(chǔ)。對生物制造的原理和規(guī)律進(jìn)行基礎(chǔ)研究，結(jié)合工程化的手段，生物制造將會(huì)得到大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用，必將對現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展帶大革命性的有利變化。
Q：除了這方面的研究之外，您課題組的工作還有哪些在進(jìn)行科研轉(zhuǎn)化呢？
基于課題組在微流控和生物材料方面的積累，我們針對稀有細(xì)胞富集的研究成果在英國Microflo Scientific公司和江蘇匯先醫(yī)藥技術(shù)有限公司進(jìn)行科研轉(zhuǎn)化。作為研究戰(zhàn)略合作伙伴，匯先醫(yī)藥顏菁博士團(tuán)隊(duì)和我們首次將細(xì)胞的物理篩選和免疫特異性篩選結(jié)合，研制出串并聯(lián)式萬通道多層微流控特異性篩選芯片，可高效的識別并分離外周血中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)。這一科研轉(zhuǎn)化體現(xiàn)了課題組科研的前瞻性和先進(jìn)性，江蘇匯先和我們在產(chǎn)學(xué)研通力合作，圍繞臨床需求和技術(shù)領(lǐng)先持續(xù)創(chuàng)新，打通實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化的最后一公里，為腫瘤早篩和預(yù)后監(jiān)測提供更便捷、更實(shí)用、更快速的診斷系統(tǒng)和解決方案。
Q：科學(xué)工作之余，您最大的愛好是什么？以及您是怎樣實(shí)現(xiàn)工作與生活平衡的？
在科學(xué)工作之余，我最大的愛好是城市探險(xiǎn)。城市是一個(gè)矛盾體，一端連接著現(xiàn)代文明的華麗外表，一邊連接著工業(yè)化烙印的廢棄文明痕跡。也許是由于自己永恒的好奇心驅(qū)動(dòng)，我比較沉浸于不拿旅游手冊、也不要導(dǎo)游講解，在一個(gè)陌生的城市中探尋她神秘的傳說，比如中國南京建于清朝末年的浦口車站、德國柏林二戰(zhàn)時(shí)期的防空地堡、英國利物浦的廢棄海軍船塢等等。
工作與生活的平衡對我來說挺難的，科學(xué)研究對我來說可能超出了工作本身，已經(jīng)和生活交融在一起了，所以我得借用Adam Ruben博士2016年在Science發(fā)表的題為“當(dāng)你在家庭里為一名科學(xué)家”(When you’re the scientist in the family)寫的一句話：“感謝家人對我的無限包容(Thanks for putting up with us)”。
Q：您認(rèn)為什么是科學(xué)家們崇高的志向？您對有志從事科學(xué)研究的青年學(xué)生有什么建議？
我認(rèn)為科學(xué)家們崇高的志向應(yīng)該是探索未知、了解自然、尊重自然。從歷史價(jià)值來看，近代150年來的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類社會(huì)迅猛發(fā)展的前進(jìn)步伐。本人的拙見是科學(xué)家們應(yīng)以全人類的福祉為出發(fā)點(diǎn)，立足于全球所面臨的氣候變化、公共衛(wèi)生、環(huán)境污染等重點(diǎn)挑戰(zhàn)，樹立為人類文明服務(wù)的崇高志向。
有人說過，愛因斯坦創(chuàng)立的廣義相對論是理論家的天堂,實(shí)驗(yàn)家的地獄。從事科學(xué)研究不是一帆風(fēng)順的，特別是從事實(shí)驗(yàn)科學(xué)，會(huì)有經(jīng)歷很多次的實(shí)驗(yàn)失敗。其原因在于你是在探索一個(gè)前人從來沒有觸摸過的地方，會(huì)有很多不成功也會(huì)有又很多死胡同，但是通向真理的柳暗花明感受也是平常人很難體會(huì)得到的。我是一名青年科學(xué)工作者，如果結(jié)合我自身的感受對有志從事科學(xué)研究的青年學(xué)生來說，我的建議是：培養(yǎng)興趣、堅(jiān)韌不拔、挑戰(zhàn)自我、迎接永生。
Q：最后，您能否用簡單的幾個(gè)詞形容下?lián)碛锌鞓返膶?shí)驗(yàn)室生活的關(guān)鍵？(“the key to a happy lab life”)
富有激情(Passionate); 安排有序(Well organized); 工作-生活平衡 (Work–life balanced); 思想開明(Open minded)。
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