唐波：从癌症早诊到海水制氢，用化学打开广阔世界

“化学就是创造新物质，了解物质属性，为人民服务。”8月6日，中国科学院院士、崂山实验室研究员、山东师范大学教授唐波获得2025年度山东省科技最高奖。他最重要的几项科研成果，从癌症等大病的早诊到复合肥、海水制氢，在公众看来好像全无关系，但在唐波看来，这其实都出自一个源头，而这正是化学的魅力。“我不能没有科研”，他用化学打开一个广阔的世界，不仅自己畅游其中，也带动了山东师范大学化学化工与材料科学学院“从0到1到N”的成长，为更多年轻人打开了化学的大门。

30年磨成一根“针”，让癌变在早期就“显形”

“我们和齐鲁医院、千佛山医院包括省外一些医院正在开展合作，这种在细胞水平做出的诊断是很早期的诊断，能在细胞癌变的早期阶段就识别出异常的活性分子变化，越早诊断，治疗、干预的空间就越充足。”在山东师范大学化学化工与材料科学学院实验楼的办公室，唐波向记者介绍他研究了30多年的荧光探针的最新进展，“通过我们研制的灵敏度达10⁻⁹mol/L级的新型荧光探针，可以同时标记3-4种肿瘤标志物，将癌症诊断假阳性率降至0.5%以下。”

这根他磨了30多年的“针”，如今，能让肿瘤细胞在早期就“显形”。细胞活性分子的浓度失衡和肿瘤、糖尿病、心血管疾病等常见重大疾病的发生发展密切相关。此前临床常用的血液检测假阳性率高，而CT检查发现病灶时往往已进入中晚期。唐波的这一成果可在细胞癌变的早期阶段就识别出异常的活性分子变化，为重大疾病的早诊早治提供核心基础支撑，且可直接在活细胞内完成活性物质检测，无需将样本移出体外，无创伤无伤害；同时，基于该技术开发的靶向诊疗方案，可让药物精准作用于病变细胞，大幅降低放化疗的毒副作用，为精准医疗、个性化医疗的落地提供全新的技术路径。

不仅是癌症的早诊，唐博带领团队研究发现，脑部、心血管、肝部的一些重大疾病的发生、发展，同样伴随着细胞活性分子的变化，这些机制的深入探究，将使重大疾病早预警、早发现成为可能。

“希望能早日应用到临床，造福人类健康。”成果“‌细胞稳态调控活性分子的荧光成像研究‌”获得2018年度国家自然科学奖二等奖后，唐波一方面带领团队继续推进研究的深入和拓展，“涉及疾病的研究，必须做扎实”，另一方面，积极寻求和医院的合作，“科技成果只有通过应用才能找到问题、真正打磨成熟”。

荧光探针其实是一种成像材料，能把特定的化学或生物信号转化为荧光信号，照亮细胞，精准“看见”特定的细胞活动。小小的细胞里面，物质复杂、浓度不一，这根“针”要灵、要准，不好“磨”！而活性氧又是“细胞里的幽灵信号”，是学界公认的“看不见、分不清、测不准”。唐波从1994年入职山东师范大学，就瞄准了这个方向开展攻关，他带领团队通过新型荧光探针和连续流分析仪器创制，成功解决了这一难题。

前沿领域全球科技竞跑非常激烈。唐波带领团队较早开展了活细胞ROS（活性氧）系统性研究，通过先进的荧光探针技术，首次测到活性氧里的源头分子——超氧阴离子；首个在活细胞里多色成像，率先看到细胞3-4种肿瘤标志物，提高早期预警准确率。

复合肥？海水制氢？化学世界开出各式“花朵”

“我们联合中广核集团开展的热耦合海水制氢项目，马上要有新升级，综合成本会大幅降低，经济性就能提上来了！”海水制氢，或者，按照升级后技术，应该叫“海洋战略资源高值化利用”，这居然也是唐波研究了快20年的项目，是不是觉得和前面的研究跨度有点大？但在唐波眼里，在他的化学世界里，这些都有着隐秘的底层联系。

氢能在新型电力系统和能源体系建设中有着重要作用。去年底，唐波领衔研制的国内首台110千瓦级热耦合海水直接电解制氢装置实现500小时以上连续稳定运行，标志着我国在海水直接电解制氢领域取得了从实验室迈向工程化应用的关键突破。

该装置无须依赖北方沿海地区宝贵的淡水资源，而是将日照周边钢铁、石化等企业排放的低品位余热注入海水，便能高效、稳定地转化为高纯度氢气（纯度≥99.999%），同时产出高品质淡水。唐波说，最新的突破是，在此基础上，还能够同步提出浓缩海水原料中的高价值元素，“从产出价值上说，甚至不应该叫它‘副产品’！”

唐波获得国家科技进步奖二等奖的两个成果，又是让人觉得仿佛跨界的存在：“磷矿粉直接法生产硫基或氯基三元复合肥新工艺”获得2001年度国家科技进步奖二等奖；“重要农药、医药中间体的绿色化工生产技术集成”获得2006年度国家科技进步奖二等奖。

这两项成果都是围绕“原子经济性”的绿色化工核心思路展开。2001年的复合肥工艺是该思路在大宗农用化工领域的首次落地验证，解决磷石膏堆积污染难题，推动我国复合肥行业摆脱进口技术依赖；2006年的中间体成果则提出了“原子利用率有效值”的量化评估模型，完成从大宗农用化工到高端精细化工的技术体系闭环和理论体系的升级完善，研发9种高活性催化剂，完成26种精细中间体的清洁生产，技术水平达国际领先，经济社会效益显著。

一样的研究源头，会开出各式各样的“花朵”。在唐波看来，这就是化学的魅力。“化学是创造新物质，了解物质属性，为人民服务”，在他看来，当下热门的基因测序、芯片也是化学。

“提出真问题”的洞察力，“解决实际问题”的执行力

“做科研，两种能力比论文重要：一是‘提出真问题’的洞察力，二是‘解决实际问题’的执行力。”唐波常对学生说。

科研首先是树立科学目标。唐波直言，虽然现在科研条件更优越了，获取信息的方法更丰富了，但以科学研究解决真问题的导向不能变，坚持不懈解决“真问题”的作风不能变。他所在的山东师范大学分析化学教学科研教师团队被评为全国高校黄大年式教师团队。帮助年轻人找到属于自己的“真问题”，一直是他带学生攻克的第一个难题。“做科研就是要解决真问题。但要找准真问题，有难度，有门槛，年轻人不能急躁，我们老师更要发挥好作用，通过调查研究和论证，帮助学生们找到方向。”

“产业和科技要深度融合，我们做科研的要走到一线去，到企业去，去看真实的应用，去找真实的困难，还要和国家发展需求结合起来。”唐波认为，科研成果要接受实践检验，推动社会进步，变成生产力。

“把基础研究和实践应用结合起来，两条腿走路。”唐波刚到山东师范大学时，当时的化学院连硕士点都没有，也没有什么省项目，仪器设备只有一台荧光波动仪，怎么搞研究？当时他决定先搞应用研究、搞技术，再搞基础研究，用企业横向经费涵养纵向科研。获得2001年度国家科技进步奖二等奖的成果就是起步于这个时期。2000年以后，条件具备，又转向向基础倾斜，以基础带动应用发展。

现在的山东师范大学化学化工与材料科学学院，有了硕士点、博士点，还有含氟功能膜材料全国重点实验室、分子与纳米探针教育部重点实验室、功能化学品智能制造教育部工程研究中心等重点研发平台，建有1600多平方米的分析测试中心（大型仪器平台）。“害怕，先做。有困难，换个道。”唐波说，“年轻人要用体力精力最好的时候，做自己想做的事，对社会对国家有益的事，不要浪费自己，不能一碰到困难就跑了，有志者事竟成。”

唐波喜欢散步，他走得速度很快，边走边思考，或是边走路边和团队成员讨论问题，每天都要走一个多小时。在他任山东师范大学校长期间，得了个“最能散步的校长”的昵称。“工作到哪里就走到哪里，有路就行，没有路也可以走出一条路来。”科研也是这样，不断有新的“无人区”，不断有新的探路人。“希望我们科研领域有更多千里马出现，在科研实践、重大项目中成长。”

人物简介：

唐波，男，1964年11月生，安徽合肥人，现为崂山实验室研究员。2025年当选中国科学院院士。

长期从事分析化学研究，在细胞荧光成像方面，提出高灵敏、瞬时、特异性分子识别新原理，发现信号放大新机制；提出分子可逆应答新原理，设计制备瞬时、可逆响应型探针；率先建立多色成像检测方法，通过细胞内多种疾病标志物同时分析，实现重大疾病的早期预警。在绿色化工方面，提出反应微流化与过程原位监测，研制连续流反应与微流控分析装置，实现微纳尺度样品分析与绿色化工工艺的突破。

牵头获国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖2项。

（大众新闻记者 王亚楠）