□ 李明麗

郭燕川

偉大的發(fā)現(xiàn)也許僅僅始于一件小事。在18世紀(jì)的法國，發(fā)明家丹尼斯·帕旁發(fā)明了一種蒸汽壓力鍋，也就是現(xiàn)在我們常見的高壓鍋的前身。有著極大好奇心的帕旁開始利用這款裝置進(jìn)行各種有關(guān)食物的實(shí)驗(yàn)，其中就有動(dòng)物的大骨棒。結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)通過壓力鍋的作用，骨棒里的明膠能夠被迅速溶解出來，這算是開啟了工業(yè)化生產(chǎn)明膠的先聲。當(dāng)然，為完全實(shí)現(xiàn)明膠的工業(yè)化生產(chǎn)，科研人員耗費(fèi)了將近150年。1818年，在人們成功分析出明膠的營養(yǎng)成分3年之后，工業(yè)化明膠生產(chǎn)機(jī)器在法國獲得專利，明膠也伴隨著工業(yè)化生產(chǎn)走上了人們的餐桌。

時(shí)光如梭，科技的發(fā)展速度往往超出了人們的想象。如今，明膠也不再只以“果凍”“膠囊”等形式局限于傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。近年來，基于明膠這種生物大分子，無數(shù)研究人員前仆后繼，將其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展至工業(yè)制造、高端醫(yī)用制品等多個(gè)前沿領(lǐng)域，努力使其更好地服務(wù)于社會(huì)，這其中就包括中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員郭燕川。

“堅(jiān)韌”“包容”“創(chuàng)新”，用這3個(gè)詞來形容郭燕川再適合不過了。多年來，無論在科研中歷經(jīng)多少坎坷，他始終不曾退縮，潛心研究明膠結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、同時(shí)開展應(yīng)用技術(shù)開發(fā)。他總能獨(dú)辟蹊徑，用多種視角、多種方法開展生物大分子研究，挖掘其巨大潛在價(jià)值，一點(diǎn)一滴使明膠這樣一個(gè)有著悠久歷史的傳統(tǒng)行業(yè)重新煥發(fā)青春。

現(xiàn)如今，身兼中國科學(xué)院理化所明膠與微納米碳材料研究室負(fù)責(zé)人，中國日化協(xié)會(huì)明膠分會(huì)科技委主任、副秘書長等多重身份的郭燕川，早已把我國明膠行業(yè)的發(fā)展之責(zé)視為己任。在他看來，這是他一輩子的使命，更是值得為之付出一切去堅(jiān)持做的事。

結(jié)緣明膠求真知

膠原是一種廣泛分布于人體內(nèi)的大分子，也是人體內(nèi)含量最多的一種蛋白質(zhì)，其降解物——明膠可應(yīng)用于食品、化工、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。如食品塑型、食品添加劑、化妝品、保健品又或是醫(yī)用海綿、代血漿等，都離不開明膠。

郭燕川與明膠的結(jié)緣可謂一波三折。他參加工作后曾輾轉(zhuǎn)于納米材料制造、電化學(xué)、燃料合成與光信號(hào)的記錄等多個(gè)研究方向，直到博士期間，才確定了明膠骨修復(fù)材料開發(fā)這一方向，由此走進(jìn)了明膠綠色生產(chǎn)工藝開發(fā)的世界。

面對(duì)網(wǎng)上充斥著各種“綠色明膠”的說法，很多人認(rèn)為其顧名思義就是提倡環(huán)保健康。對(duì)此，郭燕川解釋，其一從環(huán)保角度說，由于研發(fā)的酶法明膠代替了傳統(tǒng)的酸堿法生產(chǎn)工藝，使污水排放減少50%，固體廢棄物排放減少90%，生產(chǎn)周期也從原來近兩個(gè)月縮短至3天左右，故稱之為“綠色明膠”；其二從健康角度講，研究發(fā)現(xiàn)明膠具有良好生物相容性,可廣泛用于醫(yī)療器械制造，同時(shí)其水解物膠原肽具有多種生理活性，促進(jìn)人體健康,從而其也被冠以“綠色”的頭銜。但無論從何種角度，郭燕川只是單純地希望明膠產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展,最大限度將這一生物材料服務(wù)于社會(huì)。

明膠研究創(chuàng)無限可能

郭燕川表示，一直以來，在骨明膠生產(chǎn)技術(shù)上，都采用傳統(tǒng)的堿法工藝進(jìn)行制備，但這種制備方法不但生產(chǎn)周期長、用水量大，對(duì)環(huán)境還有著極大的威脅，因此迫切需要重新定義明膠工藝。2014年，郭燕川帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)率先在國際上實(shí)現(xiàn)了生物酶法骨明膠生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)的突破。其關(guān)鍵技術(shù)包括膠原水解特異性蛋白酶的工業(yè)制造；骨原料預(yù)處理工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化；酶解工藝的開發(fā)與優(yōu)化；酶法明膠副產(chǎn)品回收工藝；酶法明膠膠囊生產(chǎn)的產(chǎn)品適配技術(shù)等。

與傳統(tǒng)明膠工藝相比，酶法新工藝使噸膠用水量、污水排放量、固體廢渣以及生產(chǎn)周期等都大大減少，產(chǎn)品凍力也提高了20%以上，經(jīng)驗(yàn)證80%以上的明膠產(chǎn)品質(zhì)量都達(dá)到了藥用明膠的要求。在此基礎(chǔ)上，2014年成功建成了世界首條1000噸的酶法骨明膠工業(yè)生產(chǎn)線，2016年，在寧夏鑫浩源生物科技股份有限公司建成3000噸酶法明膠生產(chǎn)線，并順利實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行。

近年來，研究組結(jié)合納米技術(shù)開展明膠在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究，逐漸使明膠在醫(yī)療領(lǐng)域占有一席之地。2013年起，郭燕川帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行明膠靜電紡絲纖維制造技術(shù)及其在創(chuàng)傷止血領(lǐng)域的應(yīng)用研究。通過摸索明膠等多種生物材料在電紡纖維制備過程中相關(guān)工藝的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了明膠納米纖維的工業(yè)級(jí)生產(chǎn)。值得一提的是，該材料不僅能快速止血、防黏連，而且本身具有的可控3D微觀結(jié)構(gòu)，可為受創(chuàng)部位的組織細(xì)胞提供更真實(shí)的三維環(huán)境，促進(jìn)了傷口愈合。目前基于該項(xiàng)專利技術(shù)，已組建成立杭州中科潤德生物技術(shù)公司，并獲得基金和上市公司的資金投入，進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)階段。

中科潤德創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)

此外，針對(duì)我國老齡化趨勢(shì)日益嚴(yán)重，世界3.55億骨關(guān)節(jié)疾病患者中，僅我國就超過了1.5億人。盡管早有研究表明水解膠原蛋白可以治療骨質(zhì)疏松癥，但效果作用機(jī)制、膠原多肽的構(gòu)效關(guān)系與生理調(diào)節(jié)機(jī)制都還是一片空白，為了闡釋膠原肽的作用機(jī)制，郭燕川帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以牛骨為原料，采用生物降解、活性組分篩選的方法，制得具有促骨活性的骨肽樣品，并進(jìn)行了臨床實(shí)驗(yàn)研究。最終經(jīng)驗(yàn)證，用明膠原肽治療6個(gè)月后，在絕經(jīng)的患骨質(zhì)疏松癥的患者中，骨密度得到了顯著增強(qiáng)，骨痛癥狀得到明顯改善。目前該項(xiàng)技術(shù)與東寶生物合作成功產(chǎn)業(yè)化實(shí)施，完成千噸級(jí)生產(chǎn)線建設(shè)，骨肽產(chǎn)品已成功上市銷售。

做有個(gè)性的科研人員

如何促進(jìn)產(chǎn)研融合。郭燕川認(rèn)為一個(gè)人不可能面面俱到，研究工作多以學(xué)科分類，而到了產(chǎn)業(yè)化過程，卻事關(guān)多學(xué)科的融合、交叉與協(xié)調(diào)，很多科研人員不能很好地適應(yīng)“研”與“產(chǎn)”之間過程和角色的轉(zhuǎn)變，使得產(chǎn)研的發(fā)展都受到了阻礙。

說到科研中他最注重的特點(diǎn)，郭燕川沉思片刻給出了答案。他認(rèn)為，科研中要做到持之以恒，這一點(diǎn)說起來容易做起來卻極為困難。明膠研究組已發(fā)展40年，科研人員換了一批又一批，能堅(jiān)持一個(gè)研究方向的人少之又少?！拔沂冀K認(rèn)為人一輩子做好一件事就已經(jīng)成功了，膠原研究就是值得我為之奉獻(xiàn)一生的事業(yè)?！彼硎?，既然決定做科研，就要根據(jù)興趣找準(zhǔn)研究方向，以興趣為牽引的研究才能持久。

談及未來的研究發(fā)展，郭燕川表示，膠原和明膠材料還有很多未知的特性和生理功能有待發(fā)現(xiàn)，今后仍將就其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能開展進(jìn)一步深入研究，大力挖掘明膠材料的應(yīng)用潛力，并闡明其生理學(xué)意義，使其最大限度服務(wù)于人類社會(huì)。

“做科研辛苦嗎？”聽到這個(gè)問題，郭燕川并沒有直接回答，但多年的堅(jiān)持不懈已經(jīng)替他做出了回答。盡管中間歷經(jīng)磨難，但不管怎樣，只要能為社會(huì)做出貢獻(xiàn)，能為百姓提供切實(shí)服務(wù)，所有的付出都值得！