在金属元素的世界里，有着银灰色外表的“铋”是典型的“灰姑娘”，与金、银等贵金属相比，它身价低微；与铜、铁等常见金属相比，它的应用价值又鲜为人知。
有学者曾在《自然》杂志上这样评价：“铋可能是元素周期表中最奇特和最被低估的元素之一。”我国铋的储量、产量、出口量均为世界第一，但坐拥“三个第一”的中国却对铋的国际市场定价缺乏话语权。因此开展铋元素科学研究和科普宣传，对推动我国铋科技进步和产业发展具有重要意义。
本期就让我们一起走进上海理工大学铋科学研究中心，看看材化学院副院长缪煜清教授的带领下，铋科学与健康医学材料团队的师生们如何让“灰姑娘”释放健康大能量。
铋科学与健康医学材料团队合影
铋科学研究中心
为肿瘤精准治疗交出“铋答卷”
癌症是令人闻之色变的“健康杀手”，传统放疗、化疗副作用大且易复发，氢气疗法虽能抑制肿瘤代谢，却又难以深入病灶……聚焦临床痛点，近日，缪煜清教授、李钰皓副教授团队与上海市胸科医院团队联合研发出了一款新型铋基纳米材料，为实现高效抗癌、肿瘤深部治疗提供了全新思路。
该研究利用超声波驱动新型铋基纳米材料触发肿瘤内部的水分解，产生氢气和氧气，以“内讧”方式对癌细胞发起“三重打击”。李钰皓介绍道，“氢气可破坏癌细胞线粒体功能，切断癌细胞的‘能量供应站’；氧气可缓解肿瘤缺氧状况，为免疫细胞发挥作用创造有利条件；氟化铋可以消耗肿瘤内关键的抗氧化物质谷胱甘肽，加剧癌细胞氧化损伤，从而实现‘产气治疗+免疫激活’双重突破。”
李钰皓老师（左）指导博士生王茜（右）做实验
聚焦临床需求开展铋科学技术创新，今年以来，铋科学研究中心与胸科医院团队在胸部肿瘤治疗中的免疫调控、肿瘤微环境重塑以及多模态联合治疗策略等领域取得了多项进展，系列成果发表于《先进科学》（Advanced Science）、《生物材料》（Biomaterials）、《治疗诊断学》（Theranostics）等国际顶尖期刊上，为癌症精准治疗与晚期骨转移疼痛管理提供了创新解决方案。
这是铋科学研究中心团队携手兄弟高校、医院、企业开展医工交叉产学研合作的一个缩影。团队始终秉持“国家需求、人民健康”理念，聚焦铋元素，围绕健康医学领域开展纳米影像与智能诊疗、抗癌药物及载体递送、感光胶与荧光材料、生物传感及医学检测、医用水凝胶与高分子等方向的基础研究，服务人民生命健康。
学生进课题组、进科研团队的实战场域
铋科学研究中心不仅是老师开展科学研究、实现成果转化的创新平台，也是学生进课题组、进科研团队的实战场域。
学生们在团队欧阳瑞镯老师（左二）的指导下做科研项目实验
“在这里，我亲身参与了团队老师的医工交叉科研项目，也收获了一系列科研成果，缪煜清老师启发我做科研要有跨学科思维，李钰皓老师曾在这里陪我做实验到凌晨3点……”研究中心见证了材化学院2022级博士研究生王茜硕博连读5年来的科研成长历程。在团队老师的指导下，王茜专注于多功能铋基纳米材料在肿瘤诊疗方面的研究，并作为第一作者在《Small》、《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）和《配位化学评论》（Coordination Chemistry Reviews）等国际知名期刊上发表了多篇文章。临近毕业，她表示将带着这里的所学所得，继续开展博士后阶段的科学研究，进一步将基础科学与临床需求深度结合，希望能为肿瘤治疗提供新型纳米工具，在个性化医疗领域做出贡献。
缪煜清教授注重激发学生的全学科意识、整体论思想以及化学学习兴趣，撰写出版了《化学专业英语》《沪江大学化学史》《化学的文化密码》等著作，极大丰富了课程教学内容。其中，《化学的文化密码》先后被评为上海科技教育出版社年度十大好书、上海市科普作家协会会员优秀作品、华东地区优秀教育出版物一等奖、上海市大众科学传播推优选树（作品）优秀科普图书。团队老师积极以科研反哺教学，将国内外铋科学研究前沿成果引入实验室，“重现”相关实验操作，让学生在增强实践能力的同时偶得新的科研灵感；将实验室孕育的最新成果带进课堂，结合科研实践经历，强化学生对科研的兴趣、对元素的认知……团队持续探索科研与教学深度融合的新路径，协同开展课程改革和创新人才培养工作。
缪煜清老师应邀为中国科协“文明的烛火——中国古代科学文化探源”论坛做讲座
缪煜清老师出版的部分书籍
开启跨界跨学段的“探铋之旅”
“如同铋在空气中因氧化而显现美轮美奂的彩虹色外观一样，铋在实际应用中也可大放异彩：铋的毒性常常比食用盐（NaCl）还低，是公认的绿色金属元素；铋能够衰减、屏蔽X射线，可用于医学成像中的造影或防护；很多铋化合物具有抗菌、消炎、抗肿瘤等作用，可用于治疗胃病、癌症等；铋是天然抗磁性最强的金属，可用于磁悬浮列车；铋是为数不多的‘冷胀热缩’材料，可用于精密铸造和3D打印……”面对来到铋科学研究中心研学的中小学生们，团队欧阳瑞镯教授常常这样绘声绘色地讲述着。
中学生在铋科学研究中心研学
除了接待来访，缪煜清教授还带头组建了科普、科创融通式服务团队，走进大中小学、走到社会群体中间，开展多层次贯通式科普、科创教育实践活动。走进铋科学研究中心的文化角，由全国各地各行各业不同年龄段的人士寄来的精美的艺术作品格外吸睛：有泛着彩虹光芒的国风钗冠，有将铋晶体与梵高著名油画《奥维尔教堂》结合的画作，还有融入铋元素的小诗、歌曲、书签……这些都是缪煜清教授发起的“铋彩华章”科学艺术创作大赛的参赛作品，是参赛者关于铋的奇思妙想的艺术呈现。
参赛者将铋晶体（左）与梵高著名油画《奥维尔教堂》结合创作的绘画作品（右）
谈及发起比赛的初衷，缪煜清教授表示：“科学和艺术是相通相融的，我们希望以比赛为载体，通过学科交叉、知识融通、思维碰撞来激发铋相关的智慧与灵感，促进社会公众、特别是青少年对铋的了解和对科学的热爱，激发科研人员对铋科学研究的灵感与激情，推进教育、学术、艺术、产业等跨界交流与合作，为我国铋科学基础研究、高端产品研发、技术进步及产业的发展营造良好氛围。”
供稿：新闻中心
文：张新妍、徐煜
部分图片由受访者提供
