原题目:分子工程与科学博士都干啥呀?有个博士答:切头脑 什么是分子工程? 分子工程是一门存眷于分子机能、行动和彼此感化,并以此来设计用于特别利用的资料或者体系的新兴学科。 听上往似乎很玄乎?我小我的懂得是,任何分子层面的研讨和设计都可以称之为分子工程。 是以,这门科学的涵盖范畴很是广,囊括了包含生物工程、化学工程、资料工程、电子工程、合成生物学、免疫学等等。 举几个简略例子,应用盘算机以原子程度的分子模子来模仿分子构造和行动,纳米构造新型干净能源的设计,都可以算得上是分子工程。 由于研讨单元巨细都是纳米分子级此外,分子工程在概念上和纳米科技实在很是类似。在汗青的大水中,早期的工程道路都长短常依靠于物资自己的特征。跟着分子原子概念的不竭呈现,科学家们开端思虑:是否可以换一种思虑方法?与其从物资自己的宏不雅特色动身往设计可能的利用,我们能不克不及反其道而行,由微不雅的原子分子单元,往建造一个合适想要目标的资料呢? 与此同时,与传统的试错(trial-and-error)如许的根据经验和重复试验的方法分歧,分子工程加倍存眷理性研讨方式(rational approach),请求起首进修懂得分子间的基础原则,由常识动身往准确把持体系或者资料上的特征。 不会脑科学的化工博士生不是好的纳米科学家 当我向家里人先容我的研讨标的目的时,会呈现如下的场景: 以上只是想表达我地点的课题组研讨标的目的的交叉性(皮一下)。 简略来说,我们组想要应用纳米颗粒来懂得年夜脑中的细微差异对于疾病治疗的影响,而且应用这些常识来更好地设计利用于年夜脑的纳米资料。 图丨Curtis et al (2016) WIREs Nanomed Nanobio 为什么要懂得这些呢? 大师知道,年夜脑是身材中很是主要又很是庞杂的器官。除了严厉把持进出的血脑樊篱,年夜脑的微情况会跟着试验对象和疾病水平的分歧,发生很年夜的差别。 而这些差别会对疾病的治疗或者资料的选用有很是年夜的影响。 比喻说,当年夜脑有炎症时,年夜脑中的“管家”——小神经胶质细胞会大批增殖,外形也会从“树杈状”酿成加倍圆形的“变形虫状”。被激活的变形虫状的小神经胶质细胞有更强吞噬外来“进侵者”的才能,也会排泄更多的细胞因子。如许的特征可能会造成后续的炎症,也有可能被研讨者用来对年夜脑给药等等。 纳米颗粒具有给药效力高、轻易渗入进进细胞等实用于医学范畴的一些奇特性质。可是纳米医学在向前推动的进程中,还存在各类亟待解决的题目。这此中就包含纳米颗粒在生物体内(尤其像年夜脑如许的庞杂器官)的行动和影响,而我们组的研讨,就是为了辅助人们懂得这些题目。 纳米颗粒在年夜脑的情况中是否具有毒性呢?假如我们给颗粒加了如许一层“外套”,它是否可以或许渗入得更深呢?在炎症情况下,如何的纳米颗粒设计可以加倍稳固地给药呢?有时辰我会把纳米颗粒比作脑中的“舞者”,而我们本身则是这些“舞者”的不雅测员,当纳米颗粒在年夜脑间跳舞的时辰,我们评估舞台的灯光后果,测试舞鞋对舞姿的影响,懂得妆容和跳舞故事的相容性,并为纳米舞者设计更好的跳舞后果。 我的读博日常 像我们组如许研讨处于分歧专业的交叉面的,往往做的工具或者角度比拟新,并且什么范畴城市涉及一点。依照我导师的话说,就是高风险高回报(high risk, high reward)。 利益是我们一向处于进修状况中,并且进修的内容横跨了包含神经科学、化工、生工、免疫学等各类标的目的,不会感到死板。可是坏处也很显而易见:一是结果可能出得慢,二是进修的感到可能会是“杂而不精”。 说起来,我和我的导师统一年来到黉舍的,我和另两位同窗都是导师的初代门生。导师年青而富有豪情,而且愿意从学生的角度来思虑题目,相处起来很是高兴。 不外第一年和第二年开首,我们三个基础上是处在扶植试验室的阶段,须要从进修若何用仪器,本身进修探索试验计划开端。比起有成熟试验技巧的课题组,我们上手的速度就很是慢了,并且在前期设定试验计划的时辰就要阅历重复试错,心理压力有时辰很年夜。 可是作为一个“草创公司”的“元老”,实在是一件很有趣的工作。 看着一个被大师爱好的试验室文化的出生自己就让很有成绩感。在交叉学科中,你会往进修若何杰出地合作,若何往虚心就教其他范畴的专家。有时辰我须要往问研讨神经疾病的伴侣,或找邻近的癌症中间和免疫学家合作。 这些博士生活中进修到的软实力也许在结业之后会使人受益匪浅。 我们组的instagram账号,记载了良多学术和非学术的日常 等试验室范围有点雏形,试验计划加倍完美而且本身把握了基本技巧后,试验周期就相对固定了。 由于我们组的重要研讨对象是动物的器官型年夜脑切片,我们每个博士生都几乎会在每个周一花上一到五个小时将年夜鼠的年夜脑切成300 μm的切片进行培育。 假如做动物试验,试验时光就会更长了,我们经常会一年夜早往动物房给动物打针纳米粒子或药物,然后薄暮趁着动物房的灯还没关溜进往把动物带出来。 由于动物产仔时光不成控,周末加班做试验也是在所不免的。有时辰鼠妈妈不依照预期怀孕,我们还为了他们的交配题目抓耳挠腮…… 良多生物技巧在我们组也是惯例。由于我的研讨项目须要良多荧光成像的试验,共焦显微镜陪我渡过了很多昼夜。 为了避免仪器应用岑岭的工作日,我也会周末在显微镜的“暗房”里一呆七八个小时,停止时,出门重见光亮那一刻仿佛感到本身被“闪瞎”……可是当看到纳米粒子在神经间跳舞,变幻出美好颜色的碰撞,就感到什么辛劳都值得了。 在闸刀下瑟瑟颤抖的白鼬年夜脑 在读博士之前,我认为的博士日常是全天都在做试验。而事实上,除了做试验,我们还会花良多时光在收发邮件,和别人会商和合作,完美试验设计,浏览文献或者是操练写作上。尤其是锤炼写作,无论会议陈述仍是写论文,讲好故事是至关主要的。是以日常练习里对于讲故事才能的多加操练,尤其是英语情况下的流利写作和陈说,占用的时光会比想象得多。 我的业余生涯 对于博士生来说,只要能高效地完成义务,业余生涯就可以交给本身打理了。特殊是压力年夜的时辰,进行一些非学术的运动可以或许有用解压。好比周末偶然约上三两个伴侣来家里吃饭打游戏,比比谁是尬舞之王(任天堂是世界的主宰),或者气象欠好的时辰,窝在家里打毛线…… 观光也是我业余生涯中很主要的一部门。我黉舍地点的城市西雅图交通方便,并且周围景致精美,背山临海。假如能告假的时光年夜于三天,我会往此外城市旅游;可是假如仅仅是气象好的周末,我会就近往登山或者看景致。 左:拍的夏威夷火山和马蹄湾年夜天然的绚丽景不雅。右:西雅图自己就是颜值很高的城市 黉舍每年三四月的樱花很是美。由于我本身和室友爱好汉服,每年的春天我们城市一路往赏樱花。听到越来越多的人赞美汉服之美真的很高兴! 小伴侣蜜汁脸色凶凶的 关于读博的一些心得领会 分子工程博士项目 分子工程这个专业实在还很新。新到什么水平呢?据说我们黉舍这个专业是世界仍是全美前二,由于今朝总共只有两个黉舍有这个专业…… 分子工程专业交叉范畴多,相较于传统专业博士项目有所分歧。 以我地点的黉舍来说,分子工程博士项目是在一个机构(institute)里而不附属于任何学院(department),加盟的100多位教员都来自黉舍各个分歧的学院。我们的重要研讨标的目的可以分为生物技巧(biotech)和干净能源(clean tech)两年夜块。 在第一年的博士进修进程中,学生有为期三个学期的轮转(rotation)。在轮转时代,学生可以选择黉舍里任何分子范畴的传授作为导师。 如许的利益是可以自立测验考试分歧的组和研讨标的目的,直到找到本身爱好的研讨范畴(主要)和导师(十分主要),比拟合适在斟酌博士项目时不克不及完整断定本身感爱好标的目的,或是想感触感染分歧导师作风再决议研讨标的目的的同窗。 但同时,由于轮转定组是相对自由的“导师与学生双向选择”的方法,不像传统的“套磁-定导师-进项目-研讨良多年”,是以决议导师前的压力可想而知。而且,由于项目标多元化,在断定导师今后,同窗们基础扎根在导师地点的各自学院,是以专业同窗之间的接洽反而没有那么强。 可是新兴交叉学科项目仍是有上风的,那就是资金充分!我们第一年是由学院包管供给资金,如许学生就可以没有后顾之忧地往懂得和选择导师啦。 我们专业的别的一个特色是普遍接受来自分歧专业布景的学生。换句话说,这个项目对于想要换标的目的,或者想要测验考试新范畴的同窗比拟友爱。 我本身就是一个例子。我的本科是纯洁的生物科学,即便在生物资料研讨组做过一年多的研讨,直接转到生物工程专业仍是有必定难度。除我以外,我们专业还接受过数学和物理布景的同窗(此刻在做骨骼的机械工程)。 在接触新常识的进程中,假如能快速把握新研讨的基本常识,并同时应用本身原专业的上风,将会是对你的博士研讨有很年夜的辅助。 你对你要做的研讨,有真正的爱好吗? 我导师说过一句话,觉得酷和真正有爱好是纷歧样的。 你可能感到这个研讨标的目的很有趣很别致,可是也许要潜下心静心往下做五年甚至更多,就是一件极其死板的工作。尤其像分子工程或者我们组的纳米医学/神经学,因为太新,所以不断定的工具也太多了,你不克不及包管本身每测验考试一个新工具就能出成果。 在研讨进程中,往往想出一个点子和试验计划花一个月,而重复试验改良直到出成果可能会花十一个月。 所以我感到,确保本身对这个范畴真正的酷爱,可以或许往本身思虑并脑暴出新奇的点子,以及能沉下心花较长时光研究一个看来眇乎小哉但可能有潜伏价值的小题目,是读博士的原动力。 我本身引认为豪的全体由女生构成的研讨小队 你有抗压才能和抗压方式吗? Nature在本年三月发文称,跨越三分之一的博士生被报道抑郁。博士生压力年夜是一个须生常谈的话题,但也是很实际的话题。 结业压力、论文压力、就业压力、试验掉败的压力、跟隔邻组早早发文的赵铁蛋比拟的压力、脱发压力等,无时无刻在熬煎博士生的神经。 我不是很建议大师一拍脑门就决议往读博士,由于你可能并不知道将要面临如何的艰苦,也不懂得本身的抗压才能真正若何。 提前知道本身抗压才能和抗压方法也有助于你断定本身的研讨组和黉舍。也许本身不克不及蒙受导师过度push的压力,那么一小我美心善可是放养的导师更合适你。 导师在本年恋人节给我们做的饼干 也许攀岩登山是你的减压方法,那么可能一个有如许地舆前提的黉舍更合适你。假如跟人打交道让你觉得压力,那么也许一个自力的静心苦干的组更合适你。当然了,往活动、往旅游、甚至向黉舍心理室咨询都是很好的解压方法。 总结 以上就是我的分子工程博士日常。当然说到最后,每小我读博的体验都纷歧样。最主要的是,知道本身想要什么并为之斗争。假如不知道也没有关系。苍茫的时辰,就往前走吧! 作者:梦影 编纂:Yuki 本文首发于: 我是科学家iScientist(ID:IamaScientist) 果壳 ID:Guokr42返回搜狐,查看更多 义务编纂: