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第188章 从江苏张家港走出来的中科院院士、着名生物化学家樊春海

  在项目的实施过程中,他锻炼了自己的科研组织能力和领导能力,提高了自己在学术界的地位和影响力,也为我国纳米科学领域的发展做出了重要贡献。

  创办“DNA 纳米技术国际研讨会”系列,为国内外相关领域的专家学者提供了一个重要的学术交流平台。

  通过组织和参与研讨会,樊春海能够与国内外同行进行深入的交流和讨论,分享自己的研究成果,了解国际前沿的研究动态,提升了自己在该领域的学术影响力。

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  担任上海交通大学化学化工学院院长,使他能够整合学院的科研资源,推动学科建设和发展。

  他可以根据自己的学术理念和发展思路,制定学院的科研发展规划,引进优秀的人才,加强与国内外其他高校和科研机构的合作,提高学院的整体科研水平和学术影响力。

  院士科研之路

  樊春海院士是我国着名的生物化学家,主要研究方向为生物传感器、DNA纳米技术与DNA计算和生物光子学。

  樊春海院士与王飞副教授团队合作在《Nature》期刊上发表了相关研究成果。

  他们报道了一种支持通用性数字计算的 DNA 可编程门阵列(DNA-based Programmable Gate Array, DPGA)。

  该成果证明了利用单链 DNA 作为统一传输信号,可实现类似电子在电路中传输的功能,突破了 DNA 分子计算在电路规模和电路深度的瓶颈,首次在实验上展示了高达 30 个逻辑元件、500 条 DNA 链、包含 30 层 DNA 链取代反应的电路规模,是近 20 年来 DNA 计算领域的新突破。

  樊春海院士团队与美国亚利桑那州立大学颜颢团队合作,发展了一种通用的“元 DNA”策略。

  研制出的新型元 DNA 结构与人头发丝的宽度相当,直径是原始 DNA 纳米结构的 1000 倍,并且可像放大版的单链 DNA 一样自我组装。

  利用这一策略,构建了一系列亚微米到微米级的 DNA 体系结构,包括元多结、3D 多面体以及各种二维/三维晶格等。

  这为精确构建微米尺度甚至宏观尺度的 DNA 结构提供了全新的思路,有助于将 DNA 纳米技术的精确构筑能力从纳米尺度提升至微米以上尺度。

  樊春海院士与左小磊团队发展了框架核酸生物传感平台,在此基础上研制了可用于疾病分型的分类器,并通过对多维度生物标志物(核酸、蛋白质以及小分子)的分类分析实现了前列腺癌精准诊断。

  该成果发表于《Nature·纳米技术》,为疾病的精准诊断提供了新的方法和思路。

  樊春海院士与刘小果副教授近期发展了一种 5 - 甲基胞嘧啶修饰(5mc)以程序调控 DNA 自组装晶体结晶动力学的策略。

  该方法可通过设计 5mc 修饰的位置和数量来调节 DNA 自组装晶体的结晶动力学,从而调控晶体的结构。

  研究团队利用单分子荧光技术详细阐释了 DNA 杂交动力学主导的调控机制,为 DNA 自组装晶体的精确组装与调控提供了新的方法。

  樊春海院士团队发展了一种用单链 DNA 编码金纳米粒子的方法,并实现了动态“纳米”分子反应。

  通过设计多嵌段的单链 DNA 序列,赋予金纳米粒子类似原子的离散价态和正交价键,这些“纳米”原子可通过 DNA 分子反应组装成各向异性的“纳米”分子,并产生“纳米”分子反应。

  基于这一体系还设计了单颗粒逻辑门,并集成为“投票机”逻辑电路,这些精确组装而具有动态响应能力的纳米“原子”和“分子”有望应用于生物智能诊断与治疗等领域。

  科研之路解码

  樊春海院士的科研之路,对他后来成为院士产生了极其重要的影响。

  他的团队提出的 DNA 可编程门阵列研究是近 20 年来 DNA 计算领域的新突破。

  这种创新的计算方式突破了 DNA 分子计算在电路规模和电路深度的瓶颈,证明了利用单链 DNA 作为统一传输信号可实现类似电子在电路中传输的功能,为 DNA 计算的通用性发展提供了新的思路和方法。

  这样的突破使他在生物计算这一前沿领域占据了重要的学术地位,极大地提升了他在学术界的影响力,为他成为院士奠定了坚实的学术基础。

  樊春海院士发展的“元 DNA”策略,构建了亚微米到微米级的 DNA 体系结构,为精确构建微米尺度甚至宏观尺度的 DNA 结构提供了全新的思路。这一成果不仅展示了他在 DNA 纳米技术领域的创新能力,也为该领域的进一步发展开辟了新的方向,吸引了国内外同行的广泛关注,对他在学术领域的声誉提升起到了重要作用。

  樊春海院士组建了融合物理、化学和生物于一体的多学科研究团队。

  这种多学科交叉的研究模式,使他能够将不同学科的理论和方法相互融合,应用到生物传感、DNA 纳米技术与 DNA 计算等研究中。

  例如,在生物传感研究中,他结合了化学的材料合成、物理的信号检测以及生物的分子识别等多学科知识,构建了多种高性能的生物传感器。

  这种多学科交叉的研究成果,充分体现了他在跨学科研究方面的能力和创新思维,符合现代科学发展的趋势,也为他成为院士增加了重要的砝码。

  小主,

  樊春海院士的研究成果在生物医学领域具有广泛的应用前景。

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