文 ｜ 《中國科學報》記者 張雙虎
2000年，剛剛獲得南京大學生物化學與分子生物學博士學位的樊春海偶然在《先進材料》上讀到關於艾倫·黑格的專題報道。
黑格是美國加州大學聖巴巴拉分校一位物理系教授，卻在那年獲得了諾貝爾化學獎。
獲獎後他竟宣布要進軍生物學領域，還特別提到生物傳感研究是件很重要的事情。
這讓對生物傳感器很有興趣的樊春海受到極大的鼓舞。
他鼓足勇氣向黑格提出申請，沒想到很快得到認可，順利進入黑格的實驗室開展博士後研究。
和導師黑格擅長「破圈」相似，樊春海也在多個學科間不斷「跨界」。
他涉足生物傳感器、轉化醫學、納米技術、生物醫學和生物計算等領域，在《自然》等學術期刊發表論文500餘篇，被引用5萬餘次，連續多年入選「全球高被引科學家」。
樊春海在實驗室。受訪者供圖
從生物傳感到納米技術
2001年8月，樊春海如願來到加州大學聖巴巴拉分校高分子與有機固體研究所，在黑格指導下開展新型生物傳感器相關研究。
黑格非常推崇學科交叉研究並身體力行，在物理、化學和生物學領域「左右逢源」。在黑格實驗室，樊春海要同時開展多項科研，這一度讓他應接不暇。
「你就挑最重要的事情做。」導師的這句話讓樊春海茅塞頓開，至今仍時常指引他做出判斷。
在黑格實驗室的那段研究經歷，讓樊春海這個初出茅廬的「青椒」走到了國際學術前沿。
在黑格指導下，樊春海陸續取得了一些研究進展，相關研究工作在美國《國家科學院院刊》《美國化學會志》等雜誌發表。
他們研製出的一種被命名為E-DNA的新型電化學DNA生物傳感器，得到了國際同行的廣泛關注和好評。
2003年，加州大學聖巴巴拉分校聯合美國幾所大學，成立了加州納米系統研究院，以推進納米科學研究。
這讓樊春海對納米研究產生了興趣，他也順利成為該研究院最早的一批博士後之一。
「顧名思義，納米科學是在納米尺度上開展研究，這是一個典型的綜合交叉研究領域。」樊春海解釋說。
2004年，30歲的樊春海回國加入中科院上海應用物理研究所。
湊巧的是，在他入職答辯那天，正值該所承擔的上海同步輻射光源項目歷經十年艱辛籌備後獲批。這個當時中國最大的科學研究設施舉世矚目。
上海光源素以「創新精神、科學精神和奉獻精神」著稱，而這些精神和樊春海的想法不謀而合。
此後，樊春海從零開始，白手起家建設實驗室，做出了具有國際影響力的研究工作。
2006年，樊春海、中科院上海應用物理所研究員胡鈞與中科院院士、上海交通大學教授賀林等合作，創製了DNA分子組裝而成的納米尺度「中國地圖」，並發表於《科學通報》。
這成為「DNA摺紙術」這一前沿交叉領域中非常有意義的工作，並以中國特色的形象在國際學術舞台上亮相。
經過多年努力與積累，樊春海團隊發展了DNA自組裝結構誘導納米尺度精準礦化的新方法，在保持DNA納米結構精巧設計的前提下顯著提升其力學性能，為仿生納米孔道的構建與分析應用打開了新的大門。
相關研究成果發表於《自然》，實現了中國研究者在DNA納米技術領域的首次突破。
樊春海並沒有滿足於僅僅用DNA來製造漂亮的「納米圖案」，他一直思考如何將納米思維引入生物傳感研究，希望通過DNA納米技術提升生物檢測性能。
為此，樊春海獨闢蹊徑地提出將DNA四面體結構用於電化學傳感界面的調控，並建立了「先組裝、後檢測」的框架核酸傳感新方法，突破了界面限域組裝與識別的難題，在促進生命分析化學發展方面作出了重大貢獻。
「我們希望在納米世界通過一些先進的物理手段，讓DNA等生物分子按我們的意願堆積、編織，構成納米器件。」樊春海表示，「這可能會引領未來新的納米技術發展。」
興趣促成「交叉」
多學科交叉融合始終是樊春海研究團隊的特色。
物理、化學、生物、醫學和計算機科學的碰撞讓他的目光聚焦在轉化醫學領域。
2018年，樊春海以王寬誠講席教授身份來到上海交通大學工作，恰逢我國醫學領域首個國家級大科學設施——轉化醫學國家重大科技基礎設施即將建成投用。
如何快速、準確開展各類遺傳性疾病、傳染病、腫瘤和神經退行性疾病等重要疾病的早期檢測，是熱點也是難點。
機遇使然，樊春海加入轉化醫學中心的建設中。
「轉化醫學就是要在基礎醫學和臨床應用之間架設起雙向橋樑。」樊春海說，「和上海光源一樣，它為科學家插上了『起飛的翅膀』。」
此後，他帶領團隊不斷突破，基於核酸分子自組裝、邏輯編程、材料複合、高時空分辨顯微成像等技術，構建核酸分子機器與納米機械人，為惡性腫瘤等重大疾病的早期檢測和診療以及核酸標準物質檢測提供全新智能工具。
在樊春海看來，「交叉」這個詞貫穿於自己整個科學研究歷程。他說自己是個「交叉學科研究者」。
「我的很多論文是合作發表的，這跟我個人興趣比較廣泛、從事交叉領域有關。」
樊春海與賀林等人便利用DNA納米技術，開發出了DNA納米基因芯片，用來檢測疾病，大大提高了基因檢測效率。
「DNA納米基因芯片體現了現代科技的交叉性。」樊春海說，「我們團隊里就有來自物理、化學、生物等多個領域的學者，而開發出的這種芯片包含了多個學科交叉的合作效益，實現了納米技術、生物醫學和計算科學等多學科交叉。」
永葆責任心和初心
在多個領域躬耕不輟，也讓樊春海收穫了諸多殊榮。他入選美國科學促進會（AAAS）、美國醫學與生物工程院（AIMBE）、國際電化學學會（ISE）和英國皇家化學會（RSC）會士；2019年，當選中國科學院化學科學部院士，又獲得中國生命科學領域最具影響力的獎項——「談家楨生命科學創新獎」，還將何梁何利基金科學與技術創新獎、美國化學會「測量科學進展講座獎」收入囊中；2020年，被評為「全國先進工作者」；2022年，成為上海市「最美科技工作者」……
在樊春海的字典里，沒有節假日這個詞。除去繁忙的科研工作，他還致力於提高全民，尤其是青少年學生的科學文化素養。
「科普工作是一種傳承，無論是對未知世界的探索還是推動國家的科技發展，都需要保持初心、一代代人不懈努力。」樊春海說。
從2004年培養研究生開始，樊春海就不斷鼓勵學生：「做科研要勇於走出自己的舒適區，去挑戰新事物。」
他的研究生和博士後來自不同專業，包括化學、物理、生物與機械工程。他根據不同學生的特質，因材施教，有效引導。
他認為，「學生是在適當引導下自由成長起來的」，導師的任務是挖掘學生對科研的興趣，幫助學生樹立正確的價值觀和遠大志向，並成為學生堅定的支持者。
儘管工作繁忙，樊春海依然會抽時間與學生們面對面地交流。
不是正襟危坐的說教，而是充滿輕鬆和愉悅的溝通。
他希望自己一直保持對科研的好奇、責任和初心並將其傳遞下去。
