劉澤寰：一位年輕科學(xué)家的“中國夢(mèng)”

江镕

博士，研究員，博士導(dǎo)師，國家新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃獲得者，現(xiàn)任暨南大學(xué)生命與健康研究院副院長(zhǎng)，兼分子生物研究中心主任、澳門生命與環(huán)境科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、廣東啟智生物科技有限公司首席科學(xué)家。

主持和參加了國家“973”計(jì)劃、“863”計(jì)劃、國家杰出青年基金、國家新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣東省科技攻關(guān)計(jì)劃、廣東省“千百十”工程等20多項(xiàng)課題；在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表論文50余篇，其中SCI、EI收錄近40篇；并獲得廣東省自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

如果說到名氣，多年來，劉澤寰獲獎(jiǎng)無數(shù)，早已習(xí)慣了鮮花掌聲。

如果說到利益，現(xiàn)狀下，劉澤寰收入良好，完全做到了衣食無憂。

但是對(duì)于像劉澤寰這樣的科學(xué)家來說，走別人沒有走過的路，哪怕荊棘密布；做別人沒有做過的事，即便困難重重，這是一種追求，也是一份責(zé)任；這是一種操守，也是一份情懷。

從兒時(shí)的理想到成年的夙愿，劉澤寰的心中始終孕育著一個(gè)夢(mèng)，這是一個(gè)騰飛夢(mèng)，這是一個(gè)富強(qiáng)夢(mèng)，這是一個(gè)用自己的汗水和努力，用不斷的鉆研和創(chuàng)新，趕超強(qiáng)國、領(lǐng)先國際的“中國夢(mèng)”。

傾心科技為夢(mèng)想奠定鮮明底色

劉澤寰出生于書香門第，具有良好的家學(xué)淵源——曾祖父劉良曾是清末最后一代秀才，后留學(xué)日本士官學(xué)校，成為早期同盟會(huì)會(huì)員。父親劉人懷為中國工程院機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)部院士及中國工程院工程管理學(xué)部首批院士，曾相繼擔(dān)任暨南大學(xué)校長(zhǎng)、教育部高校力學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任、教育部科技委員會(huì)委員、戰(zhàn)略指導(dǎo)委員會(huì)委員、廣東省科協(xié)副主席、廣東省政協(xié)歷屆委員聯(lián)誼會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)、廣東省人民政府參事，是我國著名的科學(xué)家、教育家。

在家庭的熏陶下，劉澤寰從小便對(duì)科學(xué)研究表現(xiàn)出濃厚的興趣和突出的專長(zhǎng)，小學(xué)時(shí)他就參加了科技小組。在初一時(shí)，他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)生物學(xué)尤為喜歡，又加入了上海市青少年生物協(xié)會(huì)，在老師的帶領(lǐng)下開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，參加各種科技競(jìng)賽，奪得了許多獎(jiǎng)項(xiàng)。

除了善于動(dòng)手，劉澤寰還勤于思考，從14歲開始便在《小學(xué)科技》《中學(xué)科技》等青少年科普雜志上發(fā)表研究論文，并因此獲得過我國著名科學(xué)家、教育家錢偉長(zhǎng)先生的親切關(guān)懷和殷切勉勵(lì)。

“在那時(shí)，有一項(xiàng)課題給我留下了深刻的印象，那就是對(duì)于木質(zhì)纖維素的利用，當(dāng)時(shí)就屬于世界級(jí)的難題。從少年時(shí)我就想能不能在這方面做點(diǎn)事情，可惜后來從本科到博士基本都轉(zhuǎn)到有關(guān)基因的研究，但這個(gè)想法也成為我心中的一個(gè)執(zhí)念。”劉澤寰笑著說。

1995年，劉澤寰自華僑大學(xué)生化與化工工程系畢業(yè)，以優(yōu)異的成績(jī)被保送到暨南大學(xué)遺傳學(xué)專業(yè)攻讀碩士學(xué)位。在此期間，他獨(dú)立完成了“人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（hAFGF）”的基因克隆和表達(dá)工作，此項(xiàng)技術(shù)后來作為國家一類基因工程新藥“重組人酸性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子”的核心技術(shù)，以人民幣770萬元轉(zhuǎn)讓給了醫(yī)藥企業(yè)，為學(xué)校的“產(chǎn)學(xué)研”工作做出了重要的貢獻(xiàn)。

1998年，劉澤寰又考入了中山大學(xué)生化與分子生物專業(yè)攻讀博士學(xué)位，協(xié)助導(dǎo)師開展國家杰出青年基金項(xiàng)目的研究工作。由于業(yè)務(wù)突出，他很快便被任命為課題組副組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)研究中國南方少數(shù)民族的人類白細(xì)胞抗原（HLA）基因的遺傳多態(tài)性工作。為此，劉澤寰帶領(lǐng)科研小組多次下到云南、貴州、廣西、廣東等邊遠(yuǎn)山區(qū)的少數(shù)民族集居地收集樣本，歷經(jīng)種種艱險(xiǎn)，克服重重困難，終于快速建立起了十多個(gè)中國南方少數(shù)民族群體的基因資源庫。這一工作的及時(shí)開展不但為課題的順利進(jìn)展奠定了基礎(chǔ)，還及時(shí)保護(hù)了中華民族特有的基因資源。

2001年，博士學(xué)成畢業(yè)后，劉澤寰留校進(jìn)入中山大學(xué)醫(yī)藥分子生物實(shí)驗(yàn)室從事教學(xué)科研工作。由于工作勤奮、成果突出，劉澤寰畢業(yè)當(dāng)年便獲得了“十五”期間“863”專項(xiàng)《中國人基因組SNP單倍型圖譜構(gòu)建及其開發(fā)應(yīng)用》和廣東省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助，承擔(dān)了研究人類HLA基因組區(qū)域單核苷酸多態(tài)性（SNPs）的分布和定位情況，發(fā)現(xiàn)了400多個(gè)全新的SNPs位點(diǎn)，并研究了這些SNPs位點(diǎn)潛在的功能和進(jìn)化意義。

2003年，一場(chǎng)讓人聞之色變的“非典”肆虐廣東，劉澤寰臨危受命，擔(dān)負(fù)起“973”國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃專項(xiàng)“SARS防治基礎(chǔ)研究”中，探索SARS病人免疫應(yīng)答機(jī)理的工作。

“在差不多10天時(shí)間里，我?guī)ьI(lǐng)科研小組夜以繼日地工作，從六七千份血液樣本研究人的免疫系統(tǒng)對(duì)病毒的反應(yīng)情況。因?yàn)槟菚r(shí)已經(jīng)知道這種病毒的高傳染性，所以在實(shí)驗(yàn)室里大家都是一級(jí)戒備，穿著類似太空服的防護(hù)服。慶幸的是最后在沒有一位人員感染的情況下，保質(zhì)保量地完成了課題任務(wù)。當(dāng)時(shí)由于任務(wù)緊急，不容多想，但是后來回想起來還是有些后怕的，萬一有人發(fā)生感染，那就成為了嚴(yán)重的事故，真的沒法交代呢。”

雖然自大學(xué)以后，在其他課題研究方面劉澤寰建樹頗深、屢獲佳績(jī)，但在他心中卻始終對(duì)木質(zhì)纖維素的轉(zhuǎn)化利用存有一份夙愿，終于在2004年，這份心愿達(dá)成了。這一年的12月，暨南大學(xué)發(fā)出邀請(qǐng)，希望由劉澤寰來負(fù)責(zé)籌建暨南大學(xué)分子生物研究中心。于是劉澤寰又擁有了一片嶄新天地來大展拳腳。

發(fā)揮所長(zhǎng)為夢(mèng)想插上翱翔雙翼

“自然界蘊(yùn)含著豐富的木質(zhì)纖維素，比如樹枝、樹葉、秸稈……光是在中國每年就有八九億噸的產(chǎn)量，但是現(xiàn)在對(duì)這一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用卻是世界性的難題。

在農(nóng)村，之前對(duì)于秸稈的處理大部分都是進(jìn)行焚燒，對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，現(xiàn)在不允許焚燒了，殘留的秸稈也是一項(xiàng)很大的麻煩。目前在對(duì)木質(zhì)纖維素進(jìn)行轉(zhuǎn)化時(shí)，有幾大難點(diǎn)，一是預(yù)處理，二是酶的協(xié)同作用，三是對(duì)降解后產(chǎn)生糖分的利用?！?/p>

劉澤寰說，因?yàn)樘烊坏哪举|(zhì)纖維素分子機(jī)構(gòu)很穩(wěn)定，很難被纖維素酶降解，所以必須首先對(duì)天然木質(zhì)纖維素進(jìn)行預(yù)處理，打破它們的分子結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的預(yù)處理方法有酸法、堿法。

酸法可以有效地將半纖維素降解，但是無法將纖維素和木質(zhì)素進(jìn)行分離，而且酸會(huì)腐蝕設(shè)備，需要加堿中和而產(chǎn)生大量鹽，增加了廢水處理的負(fù)擔(dān)。堿法可以破壞木質(zhì)素，但無法將纖維素和半纖維素分離，而且會(huì)產(chǎn)生大量的黑液，造成環(huán)境污染，堿也難以回收利用。兩種方法都存在問題。

而對(duì)于劉澤寰的團(tuán)隊(duì)來說，預(yù)處理則是他們的一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)，他們首先嘗試?yán)媒饘俅见}來進(jìn)行預(yù)處理。這一方法既有堿法的優(yōu)勢(shì)，也包含有機(jī)溶劑的優(yōu)勢(shì)。而且因?yàn)榻档土藟A的濃度，所以可以減少環(huán)境壓力，便于回收，在蒸發(fā)之后還可以反復(fù)利用。

自2005年開始，就該項(xiàng)技術(shù)，劉澤寰在國內(nèi)外行業(yè)權(quán)威刊物上發(fā)表了多篇論文，得到了國際上的普遍認(rèn)可。

“目前還有一項(xiàng)預(yù)處理技術(shù)是蒸汽爆破法，也就是用高溫高壓產(chǎn)生的水蒸氣，先軟化木質(zhì)素，然后通過瞬間減壓，產(chǎn)生爆碎作用，進(jìn)一步破壞木質(zhì)纖維素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。比起傳統(tǒng)方式，這確實(shí)算是一個(gè)更先進(jìn)的方法。”

聽到這里，我本以為劉澤寰已經(jīng)對(duì)蒸汽爆破法全然認(rèn)可，沒想到接著他又話鋒一轉(zhuǎn)。

“但是大家在實(shí)踐中也很快發(fā)現(xiàn)，在高溫高壓的環(huán)境中，木質(zhì)纖維素產(chǎn)生了很多有毒物質(zhì)，使微生物很難生存，嚴(yán)重影響之后的酶解過程。我們猜測(cè)這同其中有氧氣參與有關(guān)，所以就在國際上第一個(gè)嘗試使用真空爆破的方式，在效率不變的前提下，能大量減少有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。但是將一項(xiàng)新方法投入應(yīng)用也不是一件容易的事情，我們也一直在優(yōu)化改進(jìn)，希望能早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。”

在酶的協(xié)同作用方面，最理想的狀況就是能在自然界找到各種相互配合的酶，能高效完成酶解，但是這也始終是一個(gè)困擾科學(xué)界的問題。而且即便有效進(jìn)行了酶解，在下一步糖分利用時(shí)，也存在無法充分利用的問題。因?yàn)槟举|(zhì)纖維素的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，它們這三種物質(zhì)降解之后，產(chǎn)生的糖也各不相同，如何把這多種糖分加以利用，也是一個(gè)復(fù)雜的過程。

所以劉澤寰便找到了發(fā)揮他專業(yè)所長(zhǎng)的機(jī)會(huì)——培育一種微生物，通過改變基因結(jié)構(gòu)，事先設(shè)計(jì)好它的代謝途徑，提高對(duì)糖分的利用率。

在實(shí)踐過程中，劉澤寰再次轉(zhuǎn)換思路，2008年在國內(nèi)率先提出了利用代謝工程技術(shù)原理解決纖維質(zhì)燃料乙醇生物轉(zhuǎn)化問題的新方法。構(gòu)建了能夠直接將纖維素分解、發(fā)酵成為乙醇的轉(zhuǎn)基因釀酒酵母工程菌，建立了將纖維素制備成為燃料乙醇的“直接發(fā)酵法”新工藝，大大簡(jiǎn)化了纖維素轉(zhuǎn)化成為燃料乙醇的操作過程，從而大幅降低了相關(guān)的能耗、制劑消耗和污染。為木質(zhì)纖維素這一地球上最豐富的生物資源的有效開發(fā)利用探索一條新的途徑。

“我們所做的就屬于合成生物學(xué)的范疇，也就是讓微生物變成工廠，低成本、高效率地將廉價(jià)的東西作為原料，轉(zhuǎn)化成具有更高價(jià)值的新原料?，F(xiàn)在全世界都依賴化石能源，但如果能利用綠色化工，實(shí)現(xiàn)從‘生物—生物的綠色循環(huán)，減少大量的碳排放，對(duì)于地球來說意義重大。”

造福社會(huì)為夢(mèng)想鑄就閃亮光輝

2009年，廣州市大力推廣垃圾分類，相關(guān)部門委托廣東省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)面向全省公眾進(jìn)行有關(guān)宣傳。在了解到廣州市目前垃圾產(chǎn)生量及處理現(xiàn)狀后，時(shí)任廣東省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)副主席、廣東省科普志愿者協(xié)會(huì)主席的劉人懷院士在震驚之余，心中也升騰起一份強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感，他很希望能發(fā)揮專長(zhǎng)，為解決廣州的垃圾存在現(xiàn)狀，做些實(shí)實(shí)在在的事情。

劉院士馬上開始著手打造一支團(tuán)隊(duì)，此時(shí)，他想到了自己的兒子劉澤寰，劉澤寰在基因方面和生物方面的專長(zhǎng)，正是團(tuán)隊(duì)所需要的。

收到父親的邀請(qǐng)后，劉澤寰立刻爽快地答應(yīng)了。因?yàn)榻?jīng)過了解，他也深知對(duì)于濕垃圾、特別是廚余垃圾的處理，是一個(gè)困擾世界上很多國家的難題。

“國家興亡，匹夫有責(zé)”，如果將目前自己的研究成果應(yīng)用于濕垃圾的處理，是否能夠起到事半功倍的效果？是否可以為難題的破解貢獻(xiàn)一份力量呢？

“現(xiàn)在廣州的垃圾產(chǎn)生量是每天24000噸，其中濕垃圾就占到了將近50%，產(chǎn)量之大，可想而知。濕垃圾中很大一部分又是廚余垃圾，它們的主要成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)和油脂。就現(xiàn)在的民間技術(shù)來說，只有油脂具有較高的回收價(jià)值，所以很多廚余垃圾的直接流向就是地溝油和‘垃圾豬?！?/p>

說實(shí)話，對(duì)于地溝油的危害，我此前多多少少有些耳聞，但此次聽完劉澤寰的講述，還是感到十分觸“目”驚心。

劉澤寰說，通常黑心作坊處理地溝油的方式就是把一些塊狀的垃圾撈出來，將剩余的油脂放到大鍋里熬，之后進(jìn)行出售，又流回餐桌。除了能想象到的嚴(yán)重衛(wèi)生問題之外，最可怕的是這些廚余垃圾腐爛之后很容易產(chǎn)生黃曲霉，這是國際公認(rèn)的高致癌物，毒性比砒霜等常見的毒藥都強(qiáng)很多倍，而且分子結(jié)構(gòu)也非常穩(wěn)定，一旦產(chǎn)生就很難分解。當(dāng)黃曲霉隨著地溝油攝入到人體內(nèi)，就會(huì)富集到肝臟中，積聚到一定量，人就會(huì)出現(xiàn)肝硬化、肝癌。

而“垃圾豬”也是如此，對(duì)于黑心老板來說，它和地溝油往往屬于兩個(gè)相伴而生的產(chǎn)業(yè)。從地溝油中撈出塊狀的垃圾大部分都用來喂豬，這樣黃曲霉就會(huì)富集在豬的體內(nèi)，人吃了有毒的豬肉，也就間接攝取了毒素。所以廚余垃圾如不妥善處理，其對(duì)社會(huì)的危害非常巨大。

為了更加科學(xué)地處理廚余垃圾，劉澤寰和團(tuán)隊(duì)其他成員一起，使用聯(lián)合生物加工技術(shù)，通過改變微生物的基因，首先培育出一種能高效處理油脂的菌種，再把垃圾進(jìn)行特殊處理。

“和傳統(tǒng)分離油脂的次序不同，我們先是把所有無機(jī)雜質(zhì)篩選出來，然后把其余的物質(zhì)全部打碎進(jìn)行發(fā)酵，這樣回收到的油脂率是最高的。因?yàn)榫N適當(dāng)，所以發(fā)酵時(shí)間也僅僅需要三四十個(gè)小時(shí)，之后油脂就全部浮在液體表面。之后再通過高速離心機(jī)的處理，油、水、渣三項(xiàng)物質(zhì)完全分離，就可以得到高純度的油脂，直接作為航空燃料供飛機(jī)使用。而且我們的產(chǎn)品全程可追溯，隨時(shí)可以知道產(chǎn)品的流向，確保使用途徑安全可靠。”

當(dāng)聽說劉人懷、劉澤寰的團(tuán)隊(duì)可以使用新技術(shù)更環(huán)保、高效地處理垃圾之后，廣州市政府也予以了大力支持，將此項(xiàng)研究作為院士領(lǐng)軍項(xiàng)目，在黃埔區(qū)提供了一棟廠房，又幫助他們建立了一條日處理量為5噸的生產(chǎn)線。

“現(xiàn)在我們已經(jīng)收到了來自德國的訂單，要購買處理后的油脂作為航空燃料；香港知道消息后，也聯(lián)系我們，希望提供技術(shù)支持幫助他們建立一家日處理量為100噸的處理中心，馬上就簽訂合同；我們自己很快也會(huì)增大產(chǎn)能，在從化區(qū)和增城區(qū)分別建設(shè)一條日處理量為100萬噸和50萬噸的生產(chǎn)線，大概今年年底就可以投入使用?！?/p>

當(dāng)談到今后的設(shè)想，劉澤寰告訴我，高效分解油脂也是團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的第一步，接下來，他們還會(huì)提高廚余垃圾中蛋白質(zhì)的利用率，把它們經(jīng)過消殺、降解，做成氨基酸肥料和蛋白粉飼料。剩余的水和鹽會(huì)做無害化處理，可循環(huán)利用，充分減少環(huán)境壓力，實(shí)現(xiàn)綠色無污染。

而對(duì)于木質(zhì)纖維素的高效轉(zhuǎn)化利用，劉澤寰說他也將不遺余力地進(jìn)行研究，如果有朝一日能大量地將每年產(chǎn)生的木質(zhì)纖維素中的糖和乙醇加以利用，那么就可能改變國家的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變高度依賴化石能源和糧食需要大量進(jìn)口的現(xiàn)狀，其深遠(yuǎn)影響，不可估量。

“有夢(mèng)就有藍(lán)天，相信就能看見?！睔v經(jīng)30多年的苦心鉆研，30多年的深耕細(xì)作，劉澤寰終于看到夢(mèng)想一步步生根發(fā)芽、枝繁葉茂、碩果累累。

在采訪過程中，我曾問劉澤寰，每一項(xiàng)成功背后經(jīng)歷了多少失?。縿慑菊f；“那太多了，數(shù)不過來，科學(xué)就是這樣，在失敗里一點(diǎn)點(diǎn)找到方向?！彪S即露出招牌式的開懷大笑，樂觀與豁達(dá)，溢于言表。而這其中飽含的滿足和喜悅，也注定是淺薄的快樂與浮夸的榮耀所無法比擬的。

很多事，不是因?yàn)橛辛讼Ｍ湃?jiān)持，而是因?yàn)閳?jiān)持才有了希望！在未來，愿劉澤寰能依靠自己的堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)更多的希望，造福社會(huì)，澤被后世。