【校三标】方书冉:在一枚酶里寻找化学的远方
发布时间:2026.05.11

来源:党委宣传部、新闻中心 编辑:范千 浏览次数:

■ 记者团 郝家辉


高中时,方书冉曾有一个朴素的愿望:他希望有一天能开发出一种药物,帮助更多普通人摆脱疾病的困扰。如今,化学与化工学院化学强基2201班的他,即将直博深耕人工智能蛋白设计与酶催化研究,试图用一枚被设计出的酶,催化出更绿色、更高效的化学反应。


总加权87.92,专业排名第二;获校三好学生标兵、本科特优生、国家奖学金、金发科技奖学金等多项荣誉;合成生物学竞赛全国金奖、以第一发明人申请发明专利一项、参与在Chemical Society Reviews发表综述……这些荣誉背后,是一名强基学子从专业学习走向科研前沿的成长轨迹。



从一粒药的愿望,到强基路上的选择


方书冉最初选择化学,源于一个关于药物与健康的愿望。“我一直想做与大众健康相关的事情,希望能开发出一种药物来帮助一批人。”


高考前,方书冉报名华中科技大学强基计划,并最终进入化学强基班。身边也曾有人劝他慎重选择化学专业,认为化学学习周期长、过程辛苦、就业并不轻松。但在方书冉看来,化学并非外界刻板印象中的“污染”与“危险”,它更是一门关乎物质创造、生命健康与产业革新的基础学科。



真正走进大学课堂后,方书冉发现学习化学并不轻松。物理化学曾是最让他感到吃力的一门课:抽象概念、数学推导、物理图景和化学机理交织在一起,让初学者常常难以把握。起初,他只能用“笨办法”先把公式和知识点记下来,再在听课、作业和复习中慢慢理解其真正含义。困难没有让他离开这条路,反而让他更清楚地意识到,通往科研的道路从不是凭热情一跃而至,而要从一条条公式、一次次实验和一轮轮自我修正中铺展开来。


“化学的美,在于未知性。作为一门实验科学,你可以亲眼目睹新物质的产生,发现新的过程和机理。对未知的好奇心,也许是化学最具魅力的地方。”


差点放弃的比赛,成为科研的起点


方书冉真正接近科研,是从一场几乎被放弃的比赛开始的。


大二时,他第一次参加合成生物学竞赛,选择蛋白质设计赛道。那时的他还没有系统学习化学生物学,对蛋白质的理解并不深,对Python和深度学习算法也并不熟悉。比赛要求团队在约六个月内利用人工智能策略预测并改造一种蛋白质,再由主办方通过实验验证结果有效性。对几个大二学生而言,这几乎是一道“超纲题”。


提交材料前一个月,团队一度准备放弃。大家都觉得任务过于艰巨,很难在截止日期前完成。导师鼓励他们再试一试后,方书冉和同班同学吴旭姣、吴承晨坚持了下来。接下来的两三周,他们把大量时间投入比赛,在陌生的知识体系里查资料、改方案、补材料,又在师兄师姐的指导下继续完善设计,最终赶在截止日期前提交成果。



结果出乎所有人意料:他们与南京大学队伍并列获得该全国性比赛第一名。现场答辩时,方书冉发现自己的队伍几乎是所有参赛队伍中年龄最小的,许多队伍由大三、大四学生甚至研究生组成,而他们只是几个刚刚接触这一领域的大二学生。


这次经历成为方书冉科研生涯的起点,也让他第一次真切体会到“坚持”的重量。“面对机会时,要坚持自己的决定;面对困难时,也要坚持寻找解决办法。”他说。


从实验室走向真实的世界


在与武汉拜迩斯生物科技有限公司的合作中,方书冉所在的团队围绕甾体药物地塞米松相关需求,开展面向光敏脱氢酶开发的研究工作。


为了让实验室里的酶催化体系真正适配企业应用场景,他们查阅大量背景资料,与导师和企业方面反复讨论,在已有研究基础上对酶进行设计、改造与适配,尝试推动绿色催化方法服务于实际药物合成过程。


也是在这一过程中,方书冉逐渐意识到,从“实验室可行”到“产业中可用”,中间隔着许多具体而艰难的问题。实验室中的反应往往发生在毫克级、克级规模,而真正面向生产应用时,则要考虑原料成本、安全风险、工艺稳定性和规模放大等因素。为了推进项目,团队曾前往企业工厂,利用发酵罐和大型反应器尝试工艺放大。目前,相关工作已完成百克级中试试验,距离真正工业化应用仍有很长的路要走。



除校企合作项目外,方书冉还以第一发明人申请了题为《一种人工光酶催化合成埃索美拉唑的方法》的发明专利。“专利本身并不是最重要的,这段经历可能更宝贵。”方书冉说。对他而言,更重要的,是在一次次实验、讨论和方案修正中,他逐渐看见了基础研究通向应用场景的可能。


无论是与企业合作推进药物相关酶开发,还是在实验室中探索人工光酶催化新方法,这些经历都让方书冉更加确信:科研不应只停留在论文和奖项里,它最终应当走向工厂、药物、环境和普通人的生活。


让化学通向绿色未来


校企合作的经历,让方书冉第一次感受到科研成果转化的复杂;而社会实践与家乡存在的产业问题,让他进一步意识到,绿色化学并不是停留在文献中的概念,而是与普通人的生活切实相关。


方书冉曾在科普志愿活动中为小学生展示趣味化学实验。紫甘蓝变色、硫酸铜重结晶制作“玫瑰花”、颜色反应、放热反应……这些实验让孩子们睁大眼睛,课后追着他询问背后的原因。那一刻,他感受到化学不仅存在于课本和实验室,也能点燃孩子们对科学的好奇。


另一份触动来自家乡湖北十堰。在参加中国国际大学生创新创业大赛时,方书冉查阅产业背景后了解到,十堰的中药材黄精在传统提取和后续加工过程中面临废水处理等环境压力。“化学并不天然意味着污染,问题的关键在于能否用更温和、更高效、更可持续的方式改造原有工艺。”所幸,方书冉所研究的酶催化,正是在尝试回答这样的现实问题。相比部分传统化学合成路线,酶催化通常具有反应条件温和、选择性高、环境负担较低等特点。这段经历让他更加清楚地看见,自己所走的科研道路与真实产业、生态环境和社会需求之间紧密相连。



从“开发一种药物帮助一批人”的愿望,到如今踏上探索人工智能蛋白设计与酶催化的科研道路,在方书冉看来,化学不是污染的代名词,而是通向绿色生产的钥匙;科研不是纸面上的荣誉,而应当走向工厂、药物、环境和普通人的生活。而他希望做的,正是在扎实基础研究之上,探索一条让化学更加绿色、更加安全、也更加贴近现实需求的道路,将实验室成果带给社会。


编辑:史梦诗

来稿审核:范千

审核:万霞、汪泉

审定发布:詹健

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