——记中国科学院理化技术研究所研究员郭燕川
　
□　李明丽

　　
　　
　　伟大的发现也许仅仅始于一件小事。在18世纪的法国，发明家丹尼斯·帕旁发明了一种蒸汽压力锅，也就是现在我们常见的高压锅的前身。有着极大好奇心的帕旁开始利用这款装置进行各种有关食物的实验，其中就有动物的大骨棒。结果，他发现通过压力锅的作用，骨棒里的明胶能够被迅速溶解出来，这算是开启了工业化生产明胶的先声。当然，为完全实现明胶的工业化生产，科研人员耗费了将近150年。1818年，在人们成功分析出明胶的营养成分3年之后，工业化明胶生产机器在法国获得专利，明胶也伴随着工业化生产走上了人们的餐桌。
　　时光如梭，科技的发展速度往往超出了人们的想象。如今，明胶也不再只以“果冻”“胶囊”等形式局限于传统应用领域。近年来，基于明胶这种生物大分子，无数研究人员前仆后继，将其应用领域扩展至工业制造、高端医用制品等多个前沿领域，努力使其更好地服务于社会，这其中就包括中国科学院理化技术研究所研究员郭燕川。
　　“坚韧”“包容”“创新”，用这3个词来形容郭燕川再适合不过了。多年来，无论在科研中历经多少坎坷，他始终不曾退缩，潜心研究明胶结构和性质、同时开展应用技术开发。他总能独辟蹊径，用多种视角、多种方法开展生物大分子研究，挖掘其巨大潜在价值，一点一滴使明胶这样一个有着悠久历史的传统行业重新焕发青春。
　　现如今，身兼中国科学院理化所明胶与微纳米碳材料研究室负责人，中国日化协会明胶分会科技委主任、副秘书长等多重身份的郭燕川，早已把我国明胶行业的发展之责视为己任。在他看来，这是他一辈子的使命，更是值得为之付出一切去坚持做的事。
　　
结缘明胶求真知
　　胶原是一种广泛分布于人体内的大分子，也是人体内含量最多的一种蛋白质，其降解物——明胶可应用于食品、化工、医学等领域。如食品塑型、食品添加剂、化妆品、保健品又或是医用海绵、代血浆等，都离不开明胶。
　　郭燕川与明胶的结缘可谓一波三折。他参加工作后曾辗转于纳米材料制造、电化学、燃料合成与光信号的记录等多个研究方向，直到博士期间，才确定了明胶骨修复材料开发这一方向，由此走进了明胶绿色生产工艺开发的世界。
　　面对网上充斥着各种“绿色明胶”的说法，很多人认为其顾名思义就是提倡环保健康。对此，郭燕川解释，其一从环保角度说，由于研发的酶法明胶代替了传统的酸碱法生产工艺，使污水排放减少50%，固体废弃物排放减少90%，生产周期也从原来近两个月缩短至3天左右，故称之为“绿色明胶”；其二从健康角度讲，研究发现明胶具有良好生物相容性,可广泛用于医疗器械制造，同时其水解物胶原肽具有多种生理活性，促进人体健康,从而其也被冠以“绿色”的头衔。但无论从何种角度，郭燕川只是单纯地希望明胶产业不断发展,最大限度将这一生物材料服务于社会。
　　
明胶研究创无限可能
　　郭燕川表示，一直以来，在骨明胶生产技术上，都采用传统的碱法工艺进行制备，但这种制备方法不但生产周期长、用水量大，对环境还有着极大的威胁，因此迫切需要重新定义明胶工艺。2014年，郭燕川带领科研团队率先在国际上实现了生物酶法骨明胶生产关键技术的突破。其关键技术包括胶原水解特异性蛋白酶的工业制造；骨原料预处理工艺设计与优化；酶解工艺的开发与优化；酶法明胶副产品回收工艺；酶法明胶胶囊生产的产品适配技术等。
　　与传统明胶工艺相比，酶法新工艺使吨胶用水量、污水排放量、固体废渣以及生产周期等都大大减少，产品冻力也提高了20%以上，经验证80%以上的明胶产品质量都达到了药用明胶的要求。在此基础上，2014年成功建成了世界首条1000吨的酶法骨明胶工业生产线，2016年，在宁夏鑫浩源生物科技股份有限公司建成3000吨酶法明胶生产线，并顺利实现生产运行。
　　近年来，研究组结合纳米技术开展明胶在医学领域的应用研究，逐渐使明胶在医疗领域占有一席之地。2013年起，郭燕川带领团队进行明胶静电纺丝纤维制造技术及其在创伤止血领域的应用研究。通过摸索明胶等多种生物材料在电纺纤维制备过程中相关工艺的参数，实现了明胶纳米纤维的工业级生产。值得一提的是，该材料不仅能快速止血、防黏连，而且本身具有的可控3D微观结构，可为受创部位的组织细胞提供更真实的三维环境，促进了伤口愈合。目前基于该项专利技术，已组建成立杭州中科润德生物技术公司，并获得基金和上市公司的资金投入，进入了产业化生产阶段。
　　此外，针对我国老龄化趋势日益严重，世界3.55亿骨关节疾病患者中，仅我国就超过了1.5亿人。尽管早有研究表明水解胶原蛋白可以治疗骨质疏松症，但效果作用机制、胶原多肽的构效关系与生理调节机制都还是一片空白，为了阐释胶原肽的作用机制，郭燕川带领团队以牛骨为原料，采用生物降解、活性组分筛选的方法，制得具有促骨活性的骨肽样品，并进行了临床实验研究。最终经验证，用明胶原肽治疗6个月后，在绝经的患骨质疏松症的患者中，骨密度得到了显著增强，骨痛症状得到明显改善。目前该项技术与东宝生物合作成功产业化实施，完成千吨级生产线建设，骨肽产品已成功上市销售。
　　
做有个性的科研人员
　　如何促进产研融合。郭燕川认为一个人不可能面面俱到，研究工作多以学科分类，而到了产业化过程，却事关多学科的融合、交叉与协调，很多科研人员不能很好地适应“研”与“产”之间过程和角色的转变，使得产研的发展都受到了阻碍。
　　说到科研中他最注重的特点，郭燕川沉思片刻给出了答案。他认为，科研中要做到持之以恒，这一点说起来容易做起来却极为困难。明胶研究组已发展40年，科研人员换了一批又一批，能坚持一个研究方向的人少之又少。“我始终认为人一辈子做好一件事就已经成功了，胶原研究就是值得我为之奉献一生的事业。”他表示，既然决定做科研，就要根据兴趣找准研究方向，以兴趣为牵引的研究才能持久。
　　谈及未来的研究发展，郭燕川表示，胶原和明胶材料还有很多未知的特性和生理功能有待发现，今后仍将就其结构、性质和功能开展进一步深入研究，大力挖掘明胶材料的应用潜力，并阐明其生理学意义，使其最大限度服务于人类社会。
　　“做科研辛苦吗？”听到这个问题，郭燕川并没有直接回答，但多年的坚持不懈已经替他做出了回答。尽管中间历经磨难，但不管怎样，只要能为社会做出贡献，能为百姓提供切实服务，所有的付出都值得！