深圳湾实验室科技创新名人巡礼㉔｜李芬芳：在STEM学科边界一路“狂飙”的斜杠女子
<img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-tjoges91tu/TaRV9HU5bgaCFJ~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1728797685&x-signature=5MHdtUKrMDI7%2FuOifmqdMiZEwJY%3D" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;"><p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: black;">名人</span>简介</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">李芬芳 ，2010年本科毕业于武汉大学<span style="color: black;">理学</span>科学与技术学院，2015年于新加坡南洋理工大学<span style="color: black;">理学</span>与应用<span style="color: black;">理学</span>系取得博士学位，2015-2019年在美国杜克大学机械工程与材料科学学院从事博士后<span style="color: black;">研究</span>工作。2019-2021年以LKC Dean’s Postdoc Fellow任职于新加坡李光前医学院。2021年年底加入深圳湾实验室生物医学工程<span style="color: black;">科研</span>所，担任特聘<span style="color: black;">科研</span>员、独立 PI。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">关联</span><span style="color: black;">科研</span>成果<span style="color: black;">发布</span>在本<span style="color: black;">行业</span>国际一流期刊上，<span style="color: black;">包含</span> PNAS、Theranostics、Biophysical Journal、Physical Review Fluids等。曾<span style="color: black;">得到</span>南洋理工大学博士<span style="color: black;">科研</span>奖学金，主持一项李光前医学院院长<span style="color: black;">科研</span>基金的声学基因<span style="color: black;">掌控</span>项目（约 195 万人民币的<span style="color: black;">帮助</span>，英国伦敦帝国学院和新加坡南洋理工大学的联合项目, 每年<span style="color: black;">仅有</span>一个名额），并担任过空化<span style="color: black;">行业</span>重要国际学术会议的分会主席。主持国家自然科学基金青年项目和广东省自然科学基金面上项目。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">行业</span><span style="color: black;">重点</span><span style="color: black;">包含</span>生物医学超声空化的流体力学、生物学效应和力学信号转导，微流控中单细胞力学性能分析，探索<span style="color: black;">关联</span>机理并<span style="color: black;">研发</span>超声力学调控技术用于肿瘤和神经系统，以及微流控器件<span style="color: black;">初期</span>检测癌细胞入侵性和<span style="color: black;">药品</span>筛选。</p><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-tjoges91tu/TaRV9IaAkx6P5k~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1728797685&x-signature=1v84i3S1ud5bffnNxEdjQWsXeFI%3D" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“念大学以前，我并未<span style="color: black;">知道</span>想过要<span style="color: black;">作为</span>一名<span style="color: black;">专家</span>。我只是<span style="color: black;">始终</span><span style="color: black;">保持</span>着做自己<span style="color: black;">爱好</span>的事情。”李芬芳回想起小时候，相比围观春晚和电视台点歌节目，她更<span style="color: black;">爱好</span>看爸爸以前的高中读本。从文学历史到数理自然，每本书都是她探索未知、认识世界的钥匙。家人<span style="color: black;">朋友</span>笑<span style="color: black;">叫作</span>她“木讷”，却不知，其实她这颗足够沉静的心灵，最为接近这世界深刻不凡的真意。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">学术生涯中的<span style="color: black;">第1</span>次跨界</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在武汉大学材料<span style="color: black;">理学</span>专业念本科时，<span style="color: black;">由于</span>成绩排名靠前，李芬芳被<span style="color: black;">举荐</span>到了南洋理工大学<span style="color: black;">理学</span>系Claus Dieter Ohl教授的微流控和空化微泡课题组进行博士<span style="color: black;">科研</span>。Ohl教授是一位充满活力的<span style="color: black;">青年</span>PI，每周五<span style="color: black;">夜晚</span>会组织<span style="color: black;">大众</span><span style="color: black;">一块</span>喝啤酒聊天。然而，一旦<span style="color: black;">触及</span>到学术问题，Ohl 教授则非常严谨认真。在Ohl教授<span style="color: black;">指点</span>下，李芬芳相继完<span style="color: black;">成为了</span>单个空化微泡和惯性微流控等瞬时快速流体对红细胞和癌细胞的高通量力学拉伸实验和数值模拟，并深入<span style="color: black;">科研</span>了微通道中的空化微泡以及连续激光驱动的自发震动的微泡的动力学和热效应。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">科研</span>过程中，李芬芳和同事<span style="color: black;">发掘</span>拉伸红细胞的空化流变学<span style="color: black;">办法</span>应用于癌细胞时<span style="color: black;">功效</span>甚微，<span style="color: black;">经过</span>数值仿真，她们<span style="color: black;">发掘</span>了细胞的结构尺寸和<span style="color: black;">是不是</span><span style="color: black;">位置于</span>流场边界对其在微通道中受到的流场剪切力影响很大，正好解释了<span style="color: black;">为何</span>同种<span style="color: black;">办法</span>适用于扁平状的红细胞而不适用于球形癌细胞。于是，<span style="color: black;">她们</span>改用微流控惯性聚焦<span style="color: black;">办法</span>来测试癌细胞，实验得以顺利开展。在Ohl 教授的鼓励下，李芬芳决定毕业后进入美国的Pei Zhong教授实验室继续博士后<span style="color: black;">科研</span>工作。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">彼时，生物医学超声正发展<span style="color: black;">作为</span>涵盖<span style="color: black;">影像</span>、调控、治疗等在内的科学<span style="color: black;">科研</span>和医学应用的多功能工具，空化效应（cavitation）在超声治疗中起着重要<span style="color: black;">功效</span>。例如，空化微泡<span style="color: black;">帮助</span>冲击波碎结石，协同高强度聚焦超声（海扶刀）消融肿瘤，以及空化微泡<span style="color: black;">帮助</span>中低强度聚焦超声打开血脑屏障送药和刺激线虫神经元活动等。然而，在这些新兴应用中，超声和空化微泡在细胞和分子水平的<span style="color: black;">详细</span><span style="color: black;">功效</span>机理尚未<span style="color: black;">知道</span>。要进一步<span style="color: black;">科研</span>空化微泡在微环境下的<span style="color: black;">理学</span>效应及其细胞水平的生物力学效应，李芬芳过去的空化<span style="color: black;">理学</span>和流体力学背景正好能够派上用场。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">李芬芳在美国的博后课题是在微流控器件里面培养图案化的贴壁细胞，用微泡射流<span style="color: black;">精细</span>刺激细胞，<span style="color: black;">科研</span>细胞内钙反应的动力学和机制。<span style="color: black;">这般</span>空化微泡-细胞的相互<span style="color: black;">功效</span>能得到很好的<span style="color: black;">掌控</span>，有望阐明声穿孔和神经调控应用中<span style="color: black;">触及</span>到的重要调节信使-细胞钙信号。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“科学的道路向来都是崎岖的，保持信心和<span style="color: black;">保持</span>，沉下心来做好每一步，<span style="color: black;">持续</span>走出自己的舒适区学习新东西非常重要。”从应用<span style="color: black;">理学</span><span style="color: black;">行业</span>转向生物医学工程<span style="color: black;">行业</span>，这是李芬芳学术生涯中的<span style="color: black;">第1</span>次跨界，前方有<span style="color: black;">海量</span>的生物学知识亟待<span style="color: black;">弥补</span>，但随之而来的<span style="color: black;">有没有</span>限可能。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">不积跬步无以至千里</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在Pei Zhong实验室，李芬芳和同事们致力于<span style="color: black;">得到</span>可控的微泡-细胞相互<span style="color: black;">功效</span>来同步研究细胞钙反应和细胞膜穿孔，实验设计和操作比较<span style="color: black;">繁杂</span>，失败率<span style="color: black;">亦</span>较高。养细胞时一旦<span style="color: black;">显现</span>失误，一整周准备微流控器件的<span style="color: black;">奋斗</span>便会付诸东流，<span style="color: black;">因此</span>每一步都非常关键。然而在<span style="color: black;">相关</span>细胞内钙反应和细胞穿孔时，李芬芳遇到了<span style="color: black;">影像</span>和图像处理的困难。一筹莫展之际，博士<span style="color: black;">时期</span>自学的Matlab图像处理和编程技能帮到了她。<span style="color: black;">最终</span>，李芬芳从细节处找到<span style="color: black;">处理</span>途径，利用最<span style="color: black;">基本</span>的开源软件micromanager实现了硬件的<span style="color: black;">掌控</span>和图像的同步采集，实验取得了重要突破。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">当时，<span style="color: black;">行业</span>内并<span style="color: black;">无</span>对超声<span style="color: black;">导致</span>的<span style="color: black;">区别</span>钙反应进行区分和量化。在李芬芳和同事两年多的<span style="color: black;">奋斗</span>下，她<span style="color: black;">发掘</span>快速钙离子波与细胞破孔<span style="color: black;">相关</span>，慢速钙离子波则跟超声激发细胞膜上的离子通道<span style="color: black;">相关</span>。李芬芳还在细胞膜上加了<span style="color: black;">有些</span>与细胞内部骨架相连的微珠，微泡震动产生的力<span style="color: black;">经过</span>移动微珠<span style="color: black;">能够</span>传导到细胞里面。在不<span style="color: black;">损害</span>细胞的前提下，细胞产生钙反应的概率<span style="color: black;">显著</span><span style="color: black;">提升</span>。这一<span style="color: black;">发掘</span>对超声神经调控、组织修复等<span style="color: black;">行业</span>均有助益。<span style="color: black;">最终</span>，<span style="color: black;">她们</span>的成果<span style="color: black;">发布</span>在了《美国科学院院刊》PNAS上。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;">从工程学院进入神经科学实验室</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">第1</span>个博后顺利出站，李芬芳又将目光瞄准了超声神经调控<span style="color: black;">行业</span>。<span style="color: black;">始终</span><span style="color: black;">败兴</span>，光遗传学是<span style="color: black;">科研</span>神经科学的重要工具，但光的穿透深度有限而<span style="color: black;">一般</span>需要<span style="color: black;">移植</span>光纤，会<span style="color: black;">引起</span>组织发炎和自然<span style="color: black;">行径</span>受干扰。无创的神经调控技术无论是对<span style="color: black;">基本</span>神经科学<span style="color: black;">科研</span>还是对治疗神经<span style="color: black;">疾患</span>都至关重要。<span style="color: black;">日前</span>存在的非侵入式的技术<span style="color: black;">包含</span>经颅直流电刺激和经颅磁刺激，但其空间瞄准精度和穿透深度都有限。聚焦超声以声学压力波的形式无创地将机械力传递到<span style="color: black;">身体</span>深处的细胞，<span style="color: black;">按照</span><span style="color: black;">区别</span>的脉冲方式，<span style="color: black;">能够</span>产生<span style="color: black;">包含</span>热<span style="color: black;">或</span>力学的多种生物效应。聚焦超声空间分辨率<span style="color: black;">明显</span>优于经颅直流电刺激和经颅磁刺激，<span style="color: black;">例如</span>0.5MHz时空间瞄准精度为3mm。<span style="color: black;">另外</span>，低强度聚焦超声能靶向任何深度的脑部区域。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">这些特性使其<span style="color: black;">拥有</span>很大<span style="color: black;">潜能</span><span style="color: black;">作为</span>一种无创脑刺激的<span style="color: black;">办法</span>，<span style="color: black;">作为</span>当前一大<span style="color: black;">科研</span>热点。超声被<span style="color: black;">报道</span>能直接激发<span style="color: black;">或</span><span style="color: black;">控制</span>神经元，但<span style="color: black;">功效</span>机制不<span style="color: black;">知道</span>，尤其在细胞和分子水平。<span style="color: black;">原由</span>之一是<span style="color: black;">日前</span>大部分<span style="color: black;">科研</span>采用钙<span style="color: black;">影像</span>，膜片钳记录不可用。膜片钳技术能<span style="color: black;">得到</span>的动作电位和突触后电流的时间分辨率和动态的定量信息是其他技术<span style="color: black;">没法</span><span style="color: black;">得到</span>的。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在<span style="color: black;">持有</span>超声神经调控所需的学科交叉背景下，李芬芳意识到超声神经调控<span style="color: black;">行业</span>的巨大<span style="color: black;">潜能</span>和<span style="color: black;">自己</span>神经科学方面知识技能的不足。2019年，她顺利<span style="color: black;">得到</span>李光前医学院院长<span style="color: black;">科研</span>基金，并加入了神经<span style="color: black;">专家</span>George Augustine教授实验室进入第二个博士后<span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">周期</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“新的博后课题是利用超声刺激高密度神经元培养物，<span style="color: black;">科研</span>突触后电流与递质释放之间的关系。从工程学院进入神经科学实验室，我需要自学膜片钳以及电生理方面的知识。”李芬芳介绍，超声<span style="color: black;">关联</span>的Set-up都要重新采购和搭建整合到已有的仪器上，她只能更<span style="color: black;">奋斗</span>地<span style="color: black;">白日</span>做实验，<span style="color: black;">夜晚</span>恶补神经科学理论。2022年，<span style="color: black;">得到</span>超声神经调控<span style="color: black;">行业</span>的<span style="color: black;">周期</span>性成果后，她<span style="color: black;">思虑</span>组建自己的独立实验室。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><strong style="color: blue;"><span style="color: black;">安身</span>湾区开展交叉合作</strong></p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">在一位<span style="color: black;">研究</span>同仁的大力<span style="color: black;">举荐</span>下，李芬芳<span style="color: black;">认识</span>到这所<span style="color: black;">位置于</span>粤港澳大湾区的新型<span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">公司</span>——深圳湾实验室。她登录实验室官网，找到几位<span style="color: black;">关联</span><span style="color: black;">行业</span>的PI联系方式，主动发邮件沟通。与<span style="color: black;">她们</span>的交流中，李芬芳<span style="color: black;">认识</span>到深圳湾实验室确实有着开放、自由与合作的<span style="color: black;">研究</span>氛围，是一个<span style="color: black;">青年</span>且蓬勃发展的<span style="color: black;">研究</span><span style="color: black;">公司</span>，<span style="color: black;">亦</span>是青年<span style="color: black;">专家</span>开启独立<span style="color: black;">研究</span>事业的理想平台。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“入职后，我<span style="color: black;">发掘</span>深圳湾实验室的职能<span style="color: black;">分部</span>工作确实<span style="color: black;">有效</span>，让<span style="color: black;">研究</span>人员<span style="color: black;">能够</span>集中精力做本职工作。实验室给予了<span style="color: black;">咱们</span><span style="color: black;">很强</span>的支持力度，<span style="color: black;">包含</span>充分的物质<span style="color: black;">基本</span><span style="color: black;">保证</span>、一流的仪器<span style="color: black;">设备</span>和<span style="color: black;">研究</span>服务平台。<span style="color: black;">研究</span>人员<span style="color: black;">亦</span>有充分的自由度和发挥空间去做兴趣驱动的<span style="color: black;">研究</span>。<span style="color: black;">另外</span>，实验室PI的<span style="color: black;">科研</span>背景各不相同，为开展交叉学<span style="color: black;">研究</span>究和合作<span style="color: black;">供给</span>了便利<span style="color: black;">要求</span>。”李芬芳说。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">“虽然声遗传学发展较<span style="color: black;">快速</span>，但<span style="color: black;">日前</span>尚未找到跟光遗传学相媲美的离子通道。我与生理所的张洋老师正在合作<span style="color: black;">开发</span>一种新的离子通道，<span style="color: black;">期盼</span>把它engineer到神经元<span style="color: black;">或</span>其他脑细胞里面，用超声去验证它<span style="color: black;">是不是</span>能<span style="color: black;">作为</span>一个普适性的声学<span style="color: black;">敏锐</span>离子通道，来实现无创的细胞专一性的声学调控。此项<span style="color: black;">科研</span>有望为神经科学<span style="color: black;">供给</span>细胞特异性的无创的深部脑区刺激<span style="color: black;">办法</span>，为<span style="color: black;">科研</span>和<span style="color: black;">干涉</span>神经退行性<span style="color: black;">疾患</span><span style="color: black;">供给</span>新的工具。”除了继续在超声力学调控技术和微流控技术<span style="color: black;">行业</span>进行<span style="color: black;">科研</span>，李芬芳<span style="color: black;">亦</span><span style="color: black;">非常</span>积极地与其他PI开展合作，探索<span style="color: black;">科研</span>新的交叉课题。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;"><span style="color: black;">另外</span>，李芬芳还与神经所的张喆<span style="color: black;">科研</span>员合作<span style="color: black;">开发</span>基于人源干细胞分化的血脑屏障芯片，<span style="color: black;">期盼</span>借此打造一个人源细胞血脑屏障平台，<span style="color: black;">科研</span>超声打开血脑屏障的机理以及递送<span style="color: black;">药品</span>的参数优化。与<span style="color: black;">身体</span>动物模型相比，李芬芬参与<span style="color: black;">科研</span>的人源细胞血脑屏障平台<span style="color: black;">拥有</span>成本低、<span style="color: black;">实验</span>周期短、操作简单等优点，在<span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">疾患</span>发病机制和<span style="color: black;">药品</span>筛选中有很大<span style="color: black;">潜能</span>。</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">李芬芳始终记得一位俄罗斯同事曾对她说过的话：“Make good use of the resources around you.”在<span style="color: black;">持有</span>近百支<span style="color: black;">研究</span>团队以及高精尖支撑平台的深圳湾实验室里，眼前的资源与机会无疑是业内一流的。谈及<span style="color: black;">科研</span><span style="color: black;">目的</span>，李芬芳<span style="color: black;">暗示</span>：“<span style="color: black;">将来</span>，我<span style="color: black;">期盼</span>在<span style="color: black;">这儿</span>尽快建设好自己的<span style="color: black;">科研</span>团队，围绕课题组<span style="color: black;">重点</span><span style="color: black;">科研</span>方向做出<span style="color: black;">更加多</span>原创性的工作和好的科学<span style="color: black;">科研</span>，<span style="color: black;">同期</span>与<span style="color: black;">更加多</span>具备<span style="color: black;">理学</span>工程和生物医学交叉<span style="color: black;">科研</span>背景和<span style="color: black;">科研</span>兴趣的小伙伴进行合作攻关，做出能被认可的工作。”</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">（受访者供图）</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">（原标题《深圳湾实验室科技创新<span style="color: black;">名人</span>巡礼㉔｜李芬芳：在STEM学科边界一路“狂飙”的斜杠<span style="color: black;">女子</span>》）</p>
<p style="font-size: 16px; color: black; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 15px;">（作者：深圳特区报首席记者 闻坤 实习记者 谭苏昕 通讯员 王筝 鲍文旭）</p>
你字句如珍珠，我珍藏这份情。
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