名人简介
李芬芳 ，2010年本科毕业于武汉大学理学科学与技术学院，2015年于新加坡南洋理工大学理学与应用理学系取得博士学位，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研究工作。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科研所，担任特聘科研员、独立 PI。
关联科研成果发布在本行业国际一流期刊上，包含 PNAS、Theranostics、Biophysical Journal、Physical Review Fluids等。曾得到南洋理工大学博士科研奖学金，主持一项李光前医学院院长科研基金的声学基因掌控项目（约 195 万人民币的帮助，英国伦敦帝国学院和新加坡南洋理工大学的联合项目, 每年仅有一个名额），并担任过空化行业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。
科研行业重点包含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，探索关联机理并研发超声力学调控技术用于肿瘤和神经系统，以及微流控器件初期检测癌细胞入侵性和药品筛选。 
“念大学以前，我并未知道想过要作为一名专家。我只是始终保持着做自己爱好的事情。”李芬芳回想起小时候，相比围观春晚和电视台点歌节目，她更爱好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。家人朋友笑叫作她“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。
学术生涯中的第1次跨界
在武汉大学材料理学专业念本科时，由于成绩排名靠前，李芬芳被举荐到了南洋理工大学理学系Claus Dieter Ohl教授的微流控和空化微泡课题组进行博士科研。Ohl教授是一位充满活力的青年PI，每周五夜晚会组织大众一块喝啤酒聊天。然而，一旦触及到学术问题，Ohl 教授则非常严谨认真。在Ohl教授指点下，李芬芳相继完成为了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，并深入科研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。
科研过程中，李芬芳和同事发掘拉伸红细胞的空化流变学办法应用于癌细胞时功效甚微，经过数值仿真，她们发掘了细胞的结构尺寸和是不是位置于流场边界对其在微通道中受到的流场剪切力影响很大，正好解释了为何同种办法适用于扁平状的红细胞而不适用于球形癌细胞。于是，她们改用微流控惯性聚焦办法来测试癌细胞，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科研工作。
彼时，生物医学超声正发展作为涵盖影像、调控、治疗等在内的科学科研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功效。例如，空化微泡帮助冲击波碎结石，协同高强度聚焦超声（海扶刀）消融肿瘤，以及空化微泡帮助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详细功效机理尚未知道。要进一步科研空化微泡在微环境下的理学效应及其细胞水平的生物力学效应，李芬芳过去的空化理学和流体力学背景正好能够派上用场。
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，用微泡射流精细刺激细胞，科研细胞内钙反应的动力学和机制。这般空化微泡-细胞的相互功效能得到很好的掌控，有望阐明声穿孔和神经调控应用中触及到的重要调节信使-细胞钙信号。
“科学的道路向来都是崎岖的，保持信心和保持，沉下心来做好每一步，持续走出自己的舒适区学习新东西非常重要。”从应用理学行业转向生物医学工程行业，这是李芬芳学术生涯中的第1次跨界，前方有海量的生物学知识亟待弥补，但随之而来的有没有限可能。
不积跬步无以至千里
在Pei Zhong实验室，李芬芳和同事们致力于得到可控的微泡-细胞相互功效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繁杂，失败率亦较高。养细胞时一旦显现失误，一整周准备微流控器件的奋斗便会付诸东流，因此每一步都非常关键。然而在相关细胞内钙反应和细胞穿孔时，李芬芳遇到了影像和图像处理的困难。一筹莫展之际，博士时期自学的Matlab图像处理和编程技能帮到了她。最终，李芬芳从细节处找到处理途径，利用最基本的开源软件micromanager实现了硬件的掌控和图像的同步采集，实验取得了重要突破。
当时，行业内并无对超声导致的区别钙反应进行区分和量化。在李芬芳和同事两年多的奋斗下，她发掘快速钙离子波与细胞破孔相关，慢速钙离子波则跟超声激发细胞膜上的离子通道相关。李芬芳还在细胞膜上加了有些与细胞内部骨架相连的微珠，微泡震动产生的力经过移动微珠能够传导到细胞里面。在不损害细胞的前提下，细胞产生钙反应的概率显著提升。这一发掘对超声神经调控、组织修复等行业均有助益。最终，她们的成果发布在了《美国科学院院刊》PNAS上。
从工程学院进入神经科学实验室
第1个博后顺利出站，李芬芳又将目光瞄准了超声神经调控行业。始终败兴，光遗传学是科研神经科学的重要工具，但光的穿透深度有限而一般需要移植光纤，会引起组织发炎和自然行径受干扰。无创的神经调控技术无论是对基本神经科学科研还是对治疗神经疾患都至关重要。日前存在的非侵入式的技术包含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身体深处的细胞，按照区别的脉冲方式，能够产生包含热或力学的多种生物效应。聚焦超声空间分辨率明显优于经颅直流电刺激和经颅磁刺激，例如0.5MHz时空间瞄准精度为3mm。另外，低强度聚焦超声能靶向任何深度的脑部区域。
这些特性使其拥有很大潜能作为一种无创脑刺激的办法，作为当前一大科研热点。超声被报道能直接激发或控制神经元，但功效机制不知道，尤其在细胞和分子水平。原由之一是日前大部分科研采用钙影像，膜片钳记录不可用。膜片钳技术能得到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没法得到的。
在持有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行业的巨大潜能和自己神经科学方面知识技能的不足。2019年，她顺利得到李光前医学院院长科研基金，并加入了神经专家George Augustine教授实验室进入第二个博士后科研周期。
“新的博后课题是利用超声刺激高密度神经元培养物，科研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，超声关联的Set-up都要重新采购和搭建整合到已有的仪器上，她只能更奋斗地白日做实验，夜晚恶补神经科学理论。2022年，得到超声神经调控行业的周期性成果后，她思虑组建自己的独立实验室。
安身湾区开展交叉合作
在一位研究同仁的大力举荐下，李芬芳认识到这所位置于粤港澳大湾区的新型科研公司——深圳湾实验室。她登录实验室官网，找到几位关联行业的PI联系方式，主动发邮件沟通。与她们的交流中，李芬芳认识到深圳湾实验室确实有着开放、自由与合作的研究氛围，是一个青年且蓬勃发展的研究公司，亦是青年专家开启独立研究事业的理想平台。
“入职后，我发掘深圳湾实验室的职能分部工作确实有效，让研究人员能够集中精力做本职工作。实验室给予了咱们很强的支持力度，包含充分的物质基本保证、一流的仪器设备和研究服务平台。研究人员亦有充分的自由度和发挥空间去做兴趣驱动的研究。另外，实验室PI的科研背景各不相同，为开展交叉学研究究和合作供给了便利要求。”李芬芳说。
“虽然声遗传学发展较快速，但日前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开发一种新的离子通道，期盼把它engineer到神经元或其他脑细胞里面，用超声去验证它是不是能作为一个普适性的声学敏锐离子通道，来实现无创的细胞专一性的声学调控。此项科研有望为神经科学供给细胞特异性的无创的深部脑区刺激办法，为科研和干涉神经退行性疾患供给新的工具。”除了继续在超声力学调控技术和微流控技术行业进行科研，李芬芳亦非常积极地与其他PI开展合作，探索科研新的交叉课题。
另外，李芬芳还与神经所的张喆科研员合作开发基于人源干细胞分化的血脑屏障芯片，期盼借此打造一个人源细胞血脑屏障平台，科研超声打开血脑屏障的机理以及递送药品的参数优化。与身体动物模型相比，李芬芬参与科研的人源细胞血脑屏障平台拥有成本低、实验周期短、操作简单等优点，在科研疾患发病机制和药品筛选中有很大潜能。
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.”在持有近百支研究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。谈及科研目的，李芬芳暗示：“将来，我期盼在这儿尽快建设好自己的科研团队，围绕课题组重点科研方向做出更加多原创性的工作和好的科学科研，同期与更加多具备理学工程和生物医学交叉科研背景和科研兴趣的小伙伴进行合作攻关，做出能被认可的工作。”
（受访者供图）
（原标题《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》）
（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）
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发表于 2024-10-10 11:31:30