伍宗誉，生物医学工程学院，生物医学工程专业，2024届毕业生，毕业后直博本学院。伍宗誉同学本科期间发表SCI论文3篇（一区两篇，一作两篇），申请国家专利3项，PCT国际专利1项，获第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖并受中国日报采访报道,获评上海交通大学2023学生年度人物，获评中国光谷奖学金、“绍裘”医+X奖学金等。

一、缘起医工，夜中寻光

伍宗誉于2020年入学上海交通大学生物医学工程学院，作为一名本科生，初次接触生物医学工程这一新型交叉学科，尚迷惘在“是什么”、“做什么”、“为什么”和“怎么做”的疑问漩涡中。为了快速了解专业和找准定位，伍宗誉决定去临床科室与学院实验室亲身感受。

在仁济医院乳腺外科中，伍宗誉与陆劲松主任、王耀辉主任医师的交流中得知，对于乳腺癌前哨淋巴结活检术的切除术引导，当前临床仍主要依赖于核素法与蓝染疗法，核素法存在电离辐射，患者和医生都存在心理负担；而蓝染疗法则无法经皮定位前哨淋巴结，需依赖术者剖开组织后沿被染蓝的淋巴管寻找淋巴结，手术难度大且易造成过度切除；而在胸外科室里，伍宗誉看到一个需进行肺部小结节切除手术的病人竟在胸部插着一根铁丝进入了手术室，原来临床已有的技术尚难以在术中实时定位深层微小的病灶，需依据术前影像学检测结果插入的铁丝进行小结节定位。此情此景，让伍宗誉不禁陷入了沉思。

生物医学工程学院的实验室包含生物纳米材料、生物医学影像、生物医学仪器等各个方向，在与各个实验室参观、交流后，由叶坚教授和林俐老师负责的“拉曼医学及纳米光子学”实验室引起了伍宗誉的注意，灵感和兴趣同时泉涌迸发——光学技术不正是实现无创检测和实时定位的最好手段吗？！

带着这份激动，伍宗誉正式加入了该实验室并投入了生物医学光子学的研究。

二、窥见曙光，求索前行

进入实验室后，在老师和师兄的介绍下，一幅属于拉曼光学的宏伟前景展现在了伍宗誉的面前。拉曼光谱是光子与分子发生作用的非弹性散射部分，反映分子的振动和转动信息，是分子的指纹特异性光谱，能很好地与生物组织背景区分，在生物医学检测上极具优势。但由于拉曼光信号本身非常微弱，因此要想在厚组织中检测拉曼光信号，需要开发增强基底，利用入射激光与金属表面电子云的等离激元共振形成电场增强,即表面增强拉曼技术。目前普遍采用的增强基底为金纳米球和金纳米棒，该类基底合成方法较为简单、重复性高，但增强性能有限，尚难以满足深层检测的需求；有一类基于团聚体的增强基底呈现出极好的增强性能，但由于团聚难以控制，限制了其推广应用。通过电磁场模拟和实验验证，课题组发现团聚体带来的显著增强效应来源于两个单颗粒发生团聚时，信号分子被夹杂在了缝隙之中，缝隙两侧的基底界面产生了等离激元耦合。在这一点的启发下，伍宗誉同学开始思考，如果能将团聚体产生的“缝隙”以某种方式形成在单个基底颗粒上，那就既能有效提升造影颗粒的信号亮度，又能保证合成的可控和稳定性。在课题组的支持下，伍宗誉投入了单颗粒缝隙增强拉曼探针的研究。作为本科生，伍宗誉同学工作日和白天都在闵行校区进行课程学习，为了学习与科研两手抓，伍宗誉抓紧每一个没有课程安排的上午和下午，每次需花费2个小时在徐汇和闵行之间通勤奔波，同时更是几乎在每个周六周日迎着朝阳坐上7:15的校车奔赴实验室，在夜晚披着月光回到寝室，当他结束一天的工作躺在床上回想一天的收获的时候，实验或成功或失败，赤诚的光亮都会从他的双眸中流露，点缀成夜空熠熠的星光。

三、雏鹰振翅，愈战愈勇

自大一加入实验室后，经过三百个日夜的求索前行，伍宗誉成功在单颗粒上实现了显著的缝隙增强，开发了一批基于金纳米花基底吸附信号分子后、包裹银壳层的拉曼造影颗粒，该颗粒具备极高的灵敏度，可实现低至1 fM的检测限度，领先前沿文献报道2个数量级，同时该颗粒合成条件简单，粒径均一，仅需4 h便可在普通的湿化学实验室完成制备。在拥有超高亮度造影剂后，结合大光斑激光照射、透射式的检测方式，在课题组的共同努力下最终将光学检测深度由毫米量级提升至了整整10 cm。在实现深层检测后，如何依据测得的光信号获取病灶的具体深度又成了一个不小的挑战。针对当前术中光学检测局限于二维平面检测的困境，伍宗誉开发了“谱峰比值”深度获取算法与三维定位策略，可在1 s获取病灶上方的3种组织厚度，并在3 min内实现对厚组织中病灶的精准三维定位，成果发表于ACS Applied Materials & Interfaces。在离体组织中取得良好效果后，伍宗誉将以上方法应用到活体动物模型中，完成了首例基于透射拉曼光谱的活体病灶三维定位与术周引导，成果以独立一作的身份发表于Advanced Science期刊。

四、与光同行，“医”路不辍

在打下扎实的基础研究功底后，伍宗誉从科研小白俨然成长为了学弟学妹口中的师兄，开始有能力为老师分担工作。在大三暑假，伍宗誉同学辅导组里大二的师妹，帮助她成功申请到了第一批国家自然基金本科生试点项目；伍宗誉同学受邀赴北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室，凭借在金纳米材料方向的研究经验与科学思维，帮助一位研究生同学完成金纳米棒的核酸适配体修饰，这一问题困扰了这位研究生半年之久，在伍宗誉同学的帮助下，仅仅1周便得到解决；伍宗誉的学术成果得到中国科学院院士陈亚珠和中国光学学会生物医学光子学主委魏勋斌教授的认可。

不拘泥于实验室，伍宗誉同学希望将前沿技术真正应用到临床与市场里。伍宗誉同学开发的造影颗粒在2023年于点靓纳谱（上海）生物医药有限公司完成中试生产；伍宗誉同学集成材料、算法和光路，搭建了第一台透射拉曼小动物成像仪，获艾瑞德生物科技有限公司投资意向，被迈瑞医疗联合创始人成明和评价为“具备良好的推广应用前景”；伍宗誉同学将实验室开发的拉曼检测系统迁移到真实的手术室环境中，在猪这一大型预临床动物模型中实现对其前哨淋巴结的无创检测和术中定位，得到华山医院院长毛颖和仁济医院乳腺外科陆劲松主任的肯定。

图 1 伍宗誉科技创新成果转化。（a）开发造影剂小试各阶段照片；（b）开发造影剂中试生产结果；（c）预临床大动物实验，右三为伍宗誉；（d）伍宗誉搭建的小动物透射拉曼光学成像仪。

2023年10月，伍宗誉同学作为学生代表在国庆日发表国旗下讲话；负责的项目荣获第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品特等奖，并作为全国唯七个项目进行挑战杯宣传形象片的拍摄，助力上海交通大学时隔四年成功问鼎“挑战杯”，将受中国日报采访报道。

图 2 伍宗誉同学风采。（a）伍宗誉同学2023年10月1日作为学生代表发表国旗下演讲；（b）伍宗誉同学荣获“挑战杯”全国特等奖；（c）伍宗誉同学负责的项目被拍摄为“挑战杯”形象宣传片；（d）伍宗誉同学助上海交通大学夺得“挑战杯”。