第二天。
何雨柱在轧钢厂那边捋清思路,开始准备酶保护剂和传感器微型化两件大事的同时,
四九城生物制品所那边,围绕高活性酶固定化新工艺的后续推进,也并非一帆风顺。。
部里相关司局的领导在肯定成绩的同时,也提出了更实际、更具挑战性的要求:
“这套工艺,不能只停留在实验室烧杯里、用最纯的酶源、在恒温恒湿的完美条件下做验证。
它未来的应用场景可能很复杂,比如高原寒地的野战医疗站需要快速检测试剂盒,
比如坑道深处或特殊工业环境下的在线生物监测,
比如海底你们要考虑在更苛刻、更多变的环境下,这套固定化酶的活性还能不能稳住?
工艺本身能不能适应简易甚至简陋的条件?”
一句话,要面向实用化和特殊环境适应力进行深化研究。
陈所长回到单位立即把上级要求安排下去,有了上次成功的经验,个个干劲十足。
问题很快在模拟测试中暴露出来。
负责低温测试的研究员老吴,眉头拧成了疙瘩,“大家都看看,这是经过五次-10°c到25°c冻融循环后的载体切片。看见这些细微的裂纹和孔隙变形了吗?
何工设计的这层明胶-琼脂糖复合凝胶保护壳,在常温下柔韧有弹性,是好东西。
但几次循环下来,保护壳的完整性下降,对内部酶颗粒的缓冲保护能力就大打折扣。
更麻烦的是,这种损伤不是均匀的,导致同一批样品里,有的酶活性还能保持在75以上,有的已经掉到65以下了。”
角落里,负责模拟特殊介质测试的研究员老周,面前的实验台上瓶瓶罐罐更多,气氛也更显无奈。
“我们模拟了几种可能的环境,一种是含微量重金属离子的模拟工业废水环境。
结果发现,某些离子对载体材料有亲和性,会吸附在凝胶网络上,可能改变了局部电荷环境,或者直接与酶分子竞争结合位点,导致固定化酶活性在几小时内就出现可观测的下降。”
除了这些问题还有很多,让人感到压力来了。
它们关乎工艺的鲁棒性、操作的容错率、环境的适应性,直接决定了这项技术能否走出精心呵护的实验室,真正投入到可能简陋、多变、甚至恶劣的实际应用中去。
首战告捷的兴奋感,迅速冷却,取而代之的是焦虑。
陈汉章所长听着每一位研究员的汇报,除了技术问题,语气里全是沮丧。
他理解大家的挫败感,“情况比我们预想的要复杂,但这正说明了我们深化研究的必要性!
低温耐受性、操作简易化、抗复杂介质干扰这些都是实实在在的硬骨头。咱们不能绕着走,必须啃下来!”
他环视众人,给大家鼓劲,“不过,光靠我们在这里埋头苦试,恐怕事倍功半。
何雨柱同志当初设计这套载体和工艺时,其思路之巧妙、对材料性质把握之精准,大家有目共睹。
我想,对于这些应用端可能出现的问题,他或许早有预见,至少,会有比我们更高效的解决思路。”
他看向负责整理数据的老吴和小孙:“把你们所有的测试条件、失败现象、数据差异,尤其是那些异常数据点,全部毫无保留地整理出来,越详细越好!形成一份问题清单与现象汇编。
老周,你把你们筛选出来的那些有负面影响的介质成分、观察到的现象,也系统总结一下。”
最后,陈汉章站起身,“我将亲自联系何雨柱同志,邀请他再来我们所一趟。不是作为合作方听取汇报,而是作为这项技术的总设计师,来为我们面临的这些具体困境会诊!
我相信,以何工的眼光和思路,一定能为我们指明优化方向,甚至可能给出我们意想不到的解决方案!”
陈汉章的动作很快,问题清单整理好的下午,电话就找到了何雨柱。
“何工,何科长,救命啊!”电话里,陈汉章喊了一嗓子。
何雨柱闻言乐了:“陈所长,您这又是唱的哪一出?酶固定化工艺不是挺成功的么?”
“成功是成功,可部里给咱们出了新考题啊!”
陈汉章在电话那头大倒苦水,把低温冻融、操作简化、抗介质干扰又绘声绘色地描述了一遍。
“何工,您可是这套工艺的总设计师,这应用端冒出来的妖魔鬼怪,还得请您这位降魔天尊再来给把把脉、镇镇场子!
我们全所上下,可都眼巴巴等着您指点迷津呢!”
何雨柱听完,心里大致有数了。
这些问题在他设计载体时并非完全没有预见,只是实验室首轮验证聚焦于核心性能,一些极端或非理想条件下的表现确实需要后续优化。
他爽快答应:“陈所长您言重了。工艺要实用化,碰到这些问题是好事,说明咱们的工作在往深里走。
这样,我安排一下手头的事,明天上午过去一趟,咱们一起看看具体数据和样品。”
第二天上午,何雨柱准时出现在四九城生物制品所的会议室。
一进屋,就看到陈汉章和几位主要研究员已经正襟危坐,面前摊开着厚厚的实验记录、数据图表,甚至还有几个显示出微观结构变化的电镜照片。
气氛颇有些如临大敌的凝重。
见到何雨柱来了,全体站了起来,陈汉章起身相迎,“何工,您可算来了!”他指着桌上那堆材料,
“您看看,这就是我们最近碰到的幺蛾子,花样百出,防不胜防啊!”
负责低温测试的老吴是个东北汉子,性子急,率先开腔,“何工,您给瞅瞅!这玩意儿,搁常温下挺好,一冻一化,来回折腾几遍,里头这保护壳就有点糠了!
跟那受潮的土坯墙似的,看着还行,里头有了暗缝儿!活性数据也跟着往下出溜,还不咋均匀,这批行那批不行的。这要拿到北边儿冷地方用,心里可真没底啊!”
老周则摆出几个状态各异的样品瓶,一脸无奈:“模拟那些复杂环境就更挠头了。有些离子、说不清道不明的小分子,好像专跟咱们这载体犯冲,一碰上就不对付。
到底是个啥机理?现在跟一团乱麻似的,理不出个头绪。”
大家你一言我一语,把遇到的问题和盘托出,几位年轻研究员更是眼巴巴地看着何雨柱,眼神里混合着期待和焦虑。
何雨柱始终面色平静,他先拿起那份问题清单和对应的数据图表,快速而仔细地浏览了一遍,又凑近看了看电镜照片,还拿起老周那几个样品瓶对着光观察了一下。
整个过程不急不躁,甚至还顺手端起面前的茶杯喝了一口。
等他看完,放下材料,环视了一圈众人,忽然笑了笑:
“我当是多大的事儿呢。大家先别自个儿把自个儿吓住了。”
这话一出,会议室里所有人都愣了一下。
陈汉章也疑惑地看向他:“何工,您的意思是?”
何雨柱语气轻松,“大家别紧张,首先啊,咱们得换个角度看。
工艺刚验证成功,立马就能发现这么多在实际应用时可能卡壳的地方,这是大好事!
说明咱们这东西有琢磨头,有价值,不是那花架子。要是测来测去啥毛病没有,那才该琢磨是不是咱这考题出得太简单了呢。”
他这番坏事变好事的说法,让会议室里凝重的气氛为之一松。
陈汉章若有所思地点点头,几位研究员紧绷的肩膀也稍稍放松了些。
“其次,”何雨柱拿起粉笔,先指向低温冻融问题:
“老吴说的问题,我们来打个比方说,制备凝胶往里掺点儿不起眼的东西,像甘油,这玩意儿实验室常有,不贵。
它就跟防冻液似的,能降低水结冰的点,让冰晶长得细碎,不那么大劲儿撑破坏。
再或者,调整一下咱这面里头明胶和琼脂糖的配比,或者加一丁点儿别的、能让它在冷天也保持弹性的便宜材料。
这些都是现成的、花不了几个钱的招,完全值得一试。”
老吴听着,先是习惯性地点点头,随即眉头又皱了起来,这个思路和自己差不多,开口问道:“何工,您说的甘油俺们其实也不是没想过。
瞅着数据往下掉,心里急啊,也试着往里加过点儿别的东西。
可试了几回,效果吧不能说没有,但也就那样,该糠还是有点糠,活性该掉还是掉,改善不明显啊!
俺们还嘀咕呢,是不是这路子不对?”
他这话一出,旁边几个也曾参与尝试的研究员也微微点头,脸上露出同感的神色。
确实,他们并非没努力,只是没找到那个关键的点。
何雨柱听了,非但没有意外,反而笑了,他摆摆手:
“老吴,别急。您说的试过加东西,我信。但您想想,比如甘油,您加了多少?
是直接混进溶液里,还是在凝胶成型前某个特定步骤加入?
加完之后,整个凝胶体系的含水量、交联速度,您跟着调整了吗?”
老吴被这一连串问题问得一愣,下意识地回想了下,有点不好意思:“这个光顾着看加完甘油后的冻融结果了,别的参数好像还真没特意动。”
“这就是了!”何雨柱一拍手,“您看,咱们这载体,它不是个大面盆,水多了加面,面多了加水那么简单。
甘油这类东西,它起作用,得讲究个度和配合。
加少了,杯水车薪,不起作用;加多了,可能会影响凝胶本身的交联网络强度,或者改变亲水性,反而坏事。
而且,加了它,体系里自由水的状态变了,原来设定的交联时间、温度,可能就得跟着微调一下,才能达到最好的固定化效果。”
这一番比喻,形象又透彻。
老吴瞬间想明白了:“哎呀!俺明白了!敢情是这么回事!何工,您这一分解,俺这心里头,跟那黑屋子突然拉开电灯似的,锃亮!”
他的反应,把会议室里其他人都逗乐了,气氛一下子轻松了不少。
何雨柱也笑了:“老吴您这比喻好。我建议,设计一个系统的小实验矩阵,不用多复杂,但要把变量控制住,数据记详细。
这么一轮下来,我估摸着,冻融稳定性提上去一截,问题不大。”
陈汉章在一旁看着,也是笑容满面。何雨柱这这种于平凡中见真章、化繁为简的功力,让他心里也暗自赞叹:
“这小子,是真有东西!不是虚的!”
何雨柱看向老周那排样品瓶:“抗干扰这个,大家也说说,都琢磨过啥路子?”
老周先把他们观察到的现象说了:哪些介质影响大,大概是什么类型的物质。
会议室里立刻有了低声讨论。
一位研究员说:“要不,给载体外面再镀一层更惰性的薄膜?像给鸡蛋加个壳?”
旁边马上有人反对:“加壳影响传质啊,酶的反应物进不去,产物出不来,不行。”
另一位提议:“那能不能换更稳定的载体材料?彻底不怕那些杂质。”
老周苦笑:“谈何容易?材料大改,等于重来,时间来不及,效果也没保证。”
又有人说:“或者,在固定化之前,先把酶用别的物质包一下,做个预保护?”
“那工序更复杂了,而且包埋材料本身也可能带来新问题。”
大家你一言我一语,出的主意不是成本高,就是工序复杂,就是可能影响核心性能,似乎陷入两难。
会议室里渐渐安静下来,目光再次聚焦到何雨柱身上。
何雨柱一直安静地听着,这时才笑了笑,拿起粉笔:“大家思路有点绕远了。咱们的目标不是造个万能保险箱,把酶关进去与世隔绝。那样它也没法干活了。”
他在黑板上画了个简单的载体颗粒,在外面点了几个点:
“咱们的核心思路是针对性防御。比如,如果确定主要是某些金属离子捣乱,”
他在载体上画了几个小钩子,“那就在做载体的时候,提前给它安上几个专钓这种离子的钩子。”
他又在载体表面画了层细细的网:“如果是一些油乎乎的小分子容易钻,那就把载体最外层的网眼弄密实点,或者让它表面更亲水,油分子就不爱沾、难渗透。这叫调整大门,防闲人。”
他放下粉笔:“这些改动,都不动载体的主体结构,就像给它穿件不同的工作服,根据要去的地方换一件。材料都是现成的,改起来也不难。”
老周听着,之前纠结的全面防护思路被一下子点破。
他一拍手:“明白了!何工!不是硬扛,是巧防!先抓最主要的坏分子,给它量身定做镣铐或门槛!这思路对路!又实在!”
陈汉章也哈哈大笑:
“何工啊何工,你这脑子!我们总想着重建堡垒,你却教我们巧布岗哨!这法子好,省劲,见效快!”
何雨柱拍拍手上的灰:“所以,抗干扰这事,第一步就是和老周一起,把你们测过的黑名单理清楚,排个优先级。
然后,咱们就给载体设计几件不同的工作服,一件一件试,看哪件最管用。”
会议室里的气氛彻底活跃起来,之前的愁云一扫而空。
老吴挠着所剩无几的头发,心里直嘀咕:“俺这脑子,之前就光知道往里瞎加东西,何工这一句配套,点得透亮!
甘油是便宜,可咋用、用多少、用了咋调整,这才是真学问!白瞎了之前那些试剂!”
老周则是另一种懊恼:“总想着造个啥都不怕的金钟罩,结果把自己绕进去了。何工这针对性防御、穿工作服的思路,多明白!先对付主要敌人,用巧劲,不是蛮力。”
其他几位参与讨论的研究员也各自反思:
“何工用的这些材料和方法,哪个是咱们不知道的?甘油、调整配比、表面修饰都是实验室常见手段。可人家就能组合起来,用到点子上!”
“这就是眼界和思路的差距啊。咱们盯着问题本身较劲,何工是跳出来,看整个系统的薄弱环节和解决路径。”
陈汉章看着手下这帮骨干脸上精彩的表情,心里门儿清。
他咳了一声,总结道:“都听明白了吧?何工今天给咱们上的这一课,精髓就八个字——回归本质,用巧破难。
别被问题吓住,也别被自己设定的复杂解法框住。手里有什么工具,就琢磨怎么最好地用工具,直指目标。这才是搞技术、搞工程的踏实态度。”
他转向何雨柱,真诚地说:“何工,今天真是受益匪浅。不光解决了具体问题,更给我们指了条明路。佩服!”
何雨柱谦虚地摆摆手:“陈所长言重了,大家一起探讨。我也是从实际中摸索出来的。那咱们接下来就按商定的这几个方向,分头行动?”
“对!行动!”陈汉章精神一振,看向众人,“老吴,你组负责低温抗冻优化;老周,你们尽快把干扰物清单和优先级理出来,着手设计工作服。散会!动起来!”