毒，亦是药（一）

                                           文/念桥边

    武侠世界里，有种思维叫以毒攻毒，杨过那时中情花毒，虽经绝世神医医治，亦难治愈，后终于寻得良方，断肠草，一毒降一毒，正是负负得正嘛！对于中情花毒之人来 ，断肠草这毒就是一枚药。

    毒，又是药，在医学中很是常见，譬如鸦片，国人所熟知的毒品，但清代以前古人就利用它作为药物的一面，治疗痢疾等[1]。我终究不是学医的，再多的例子举不出来了，但这也非本文用意。之所以我想到这些，是觉得这和我们科学网上多数人所做的事有关。

    2015年9月19日，诸多科学大咖聚集中科大，谈古论今，顺便为部分科学工作者发奖状，这其中最受关注的就是求是杰出科学家张亭栋，他老人家的工作就是利用广为人知的毒物砒霜治疗白血病，具体研究发现过程移步饶教授的博文。http://blog.sciencenet.cn/blog-2237-660725.html 

    一不小心又举了个例子。正是这个奖励的工作内容让我想起熟悉的一篇论文，同样提示我们在科研中要懂得利用毒物，说不定哪天你就中大发了。不好意思，在这花好月圆之夜，又要提起“恼人”的科研工作了。当然了，针对毒物的药理性研究有很多，和我们非此领域的研究人员来说也无多大关系，但这其中蕴含的毒亦是药的想法却是共通的，只不过这毒，可以看作是很多领域中的负面（negative）结果。

   毒，亦是药。相信很多朋友能够举出本领域内将负面结果转变成有利因素的例子，此处我也谈谈我所熟知的一篇文章。 在质谱研究领域，有一个大的方向，离子源，是质谱的心脏，产生离子的过程，这其中又有个稍小的方向，基质辅助激光解吸附电离（matrix-assited laser desorption ionization，MALDI），02年的诺贝尔化学奖之一，这其中呢有个小领域，基质开发（matrix engineering）,就是MALDI中和样品混合的基质，它可以辅助样品电离。但MALDI的现有的基质都有部分缺陷，不可能用来研究所有的生物分子，特别是小分子，会产生干扰。因而，很多研究人员在开发新的基质，如有机酸、纳米粒子、表面辅助等来扩大MALDI的应用范围。化学所研究人员（也就是我所在的研究组啦）开发过多种基质，用来研究生物小分子，如脂类、糖类等。他们在13年的一篇文章中，将碳点（carbon nanodots）应用于MALDI来分析小分子[2]。在用碳点做MALDI基质时，实际上在更小分子区域（m/z<100）有很多烦人的噪音，丰度还不低。我们做质谱的，最喜欢的谱图就是只有分析物质量处出峰，其他区域最好平如基线。当然了，这些不影响分析物的噪音通常也是被忽略的，我们一般只关心正面（positive）结果。但这一次，他们选择跟它们死磕到底。这源于他们发现，这些碳点的噪音很有规律，都是碳的整数倍，或许有用。仔细实验下，果然每次的实验都很有规律，可以视为碳点的指纹谱图，那是不是可以用来指示碳点在生物体中的分布呢。毕竟现在纳米科技的发展迅速，研发个什么纳米材料都想用来载个药，往小白鼠身体运运。这下好了，如果方法可以用，就可以用质谱成像（mass spectrometry imaging）的方法看看到底科学家们把纳米材料注射到小鼠体内给弄哪去了。后来，在一次报告中，他们给大家讲了这个结果，在场的一个教授给了很好的意见，这个指纹谱是不是对其他碳的材料也有用呢，寻个规律。（所以说，学术交流很重要啊，这个话题可以扯好多，暂按不表。）后来，照着这个思路，又找来了一维材料代表碳纳米管、二维材料代表石墨烯，果真有效，于是，一年多的时间就换来了2015年的一篇nature出版集团下的一本杂志的文章[3]。起初，我也没太搞明白整个过程，后来第一作者给室里同学们特别做了个报告，我慢慢清晰了来龙去脉。所以说，拿到negative results的时候，或许可以多推敲推敲，为啥会有，也可以和别人分享下，或许在别的领域是很有意思的结果呢。

         图一：a为脾的光学图，b、c为质谱成像图，d、e为碳材料的指纹谱图。[3]

   这种噪音转换为信号的方式还让我想到另一个有趣的故事。08年诺贝尔化学奖颁给了绿色荧光蛋白（GFP）的发现者和开拓者，其中下村修发现GFP的故事很有趣。下村修当时很喜欢研究生物发光，当时认为生物发光一般存在荧光素-荧光素酶系统存在，但他们在研究过程中照着这个思路却一直做不出像样的结果，另有蹊跷？某一天，下村修把做完实验的溶液倒进污水池中后，咦，怎么发出蓝色荧光了！？  （本想再多写点，偷个懒，饶老师的博文写的更有趣点，“临出门前关灯后，回头看一眼水池，结果见水池闪闪发光.....”，或请移步精彩故事选 http://blog.sciencenet.cn/blog-2237-41568.html）。所以说，废物变宝，就是这么来的。善于观察，这科研工作上，多留个心眼没关系。

图二：八种荧光蛋白，由GFP突变而来[4]

   其实，写这些呢，也算勉励自己吧。

                                               2015年9月27日

[1]罂粟，百度百科

[2]Suming Chen,et.al.Anal.Chem. 2013,85,6646−6652

[3] Suming Chen , et.al. Mass spectrometry imaging reveals the sub-organ distribution of carbon nanomaterials.

Nature Nanotechnology. 2015,10,176-182

[4]GFP,wikipedia; https://en.wikipedia.org/wiki/Green_fluorescent_protein