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他拍活細胞微電影 讓諾貝爾得主說讚

周品均
2014-12-04
科技線上
今周刊937期

他拍活細胞微電影 讓諾貝爾得主說讚

周品均
2014-12-04
他拍活細胞微電影 讓諾貝爾得主說讚
科技線上

陳壁彰,一位來自彰化養豬人家的鄉下孩子,靠著艱困環境造就的堅毅精神,成為諾貝爾化學獎得主貝吉格都說讚的得意門生,他是化學界冉起的新星。

他,是一位出身彰化鄉下,對養豬充滿熱忱的孩子;他,也是新科諾貝爾化學獎得主貝吉格(Eric Betzig)的得意門生兼得力助手。他叫陳壁彰,全球第一個打破光學物理極限,實現為活體細胞拍攝3D高畫質微電影的顯微技術團隊關鍵成員,也是第一位以顯微技術登上科學期刊封面《Science》的台灣人。

「陳壁彰研究的技術是人類文明希望擁有、卻一直無法獲得的,直到最近才有辦法實現,是革命性的突破。」中研院應科中心主任蔡定平和貝吉格是舊識,因為貝吉格一句話,蔡定平兩年前就決定延攬陳壁彰至中研院。

跟著陳壁彰走進他在中研院的實驗室,占據最大空間的是一張架滿逾三十個透鏡、反光鏡、攝影機的桌子,就是他在學術界一戰成名的顯微技術。

「過去,顯微鏡多半不能看活體(活細胞等),要能做出3D影像更是困難重重,不僅要在一秒內拍出一百多張光的切片,還要確保打入的光不會破壞活體的健康程度。」陳壁彰手指著光所經過的一道道程序,解釋他的研究和現有技術的差異。

事實上,要能親手做出「這台」顯微鏡,並且拍出一段3D的活細胞分裂影片,陳壁彰這條路走了近十年,他甚至一度想要放棄,從美國回彰化鄉下幫父母親一起養豬。

「家,一直是我最強大後盾。」陳壁彰笑說,每當實驗碰上瓶頸,他總會告訴媽媽,「我做不出來,我要回家養豬了。」

幫忙養豬 奠定實驗基礎

陳壁彰是彰化鹿港人,父母親以養豬為業,他說,小時候,爸媽為了栽培他,將他送到市區學校讀書,「班上同學都來自城市,我一開始覺得好struggle(掙扎)。」陳壁彰回憶當年,常抱怨學校競爭激烈,媽媽說:「人家念一遍,你就念五遍。」從此,陳壁彰每天早上五點起床讀書,媽媽也坐在床頭,邊打瞌睡邊陪他念書。

靠著每天挑燈夜戰到半夜,陳壁彰的成績總是榜上有名,他發現自己對化學學科特別得心應手,高中時利用假日到成大去做實驗、聽課,也順利考上台大化學系。

但厄運卻在一夕之間降臨,原來,就在他準備上大學的那一年,台灣爆發嚴重口蹄疫,養在陳壁彰家後院的二、三千隻豬一夜之間都不見了,全部被帶走撲殺,「我家那時候算是破產了。」陳壁彰說。

半年後,陳爸爸靠著農業貸款,重拾養豬工作。也正是因為家中經濟的劇變,陳壁彰的大學生活周末時光都花在幫忙養豬。「他對家庭責任感很重,大學時期,他會在上課期間把所有實驗完成,周五晚上就搭車回家,數年如一日。」鄧金培談起他的學弟陳壁彰時這麼說。

「我對養豬很有熱情。」陳壁彰露出靦腆的笑容。他說,自己可以觀看母豬生產過程,一看就是三、四個小時,為了母豬受孕上網找資料。他自認,後來能在實驗室一待就是十二小時,只為解開光學之謎的耐性,或許就來自年少時的養豬經驗。

大學時期,他就充分展現出研究能力,也是系上名列前十的學生。原本,他很想畢業後出國進修,但因考量家中經濟,陳壁彰選擇念台大化學所。

靠突發奇想 重拾研究熱忱

當時,陳壁彰一心投入用於化工產業的催化材料研究,卻苦於找不到顯著成果。二○○二年某一天,他跟往常一樣,到了晚上還窩在實驗室裡,「我突然想到,過去大家都把正、負電荷和中性的界面活性劑材料分開使用,為什麼不能混合使用,說不定可以產生新的材料?」

這個突如其來的想法,為陳壁彰的化學材料之路開啟新章,當時他的論文登上知名期刊《Advanced Materials》。 在此之前,陳壁彰總是在讀別人的文獻,心想:「這世界所有題目是不是都被做完了?」心裡的疑惑,直到自己真的做出成果來才得到解答。「我發現,原來科學界還是有事情可以做。」陳壁彰說。

「陳壁彰有敏銳的科學嗅覺,更重要的是他很努力。」當年是陳壁彰研究所學長的成大化學系教授林弘萍說。

「做研究就是這樣,一個東西做出來了,就什麼都打開了。」正因為抱持這個信念,陳壁彰才能通過貝吉格嚴苛的訓練,成為全球第一個能做出3D活細胞影片的顯微技術。

陳壁彰與貝吉格的師生緣,開啟於一一年陳壁彰寫了一封電子郵件給貝吉格,希望能進入他的實驗室。貝吉格花了一整天時間面試陳壁彰,就在陳壁彰到機場前半小時,貝吉格問他:「你能像7-ELEVEn一樣,全年無休來上班嗎?」沒想到,貝吉格說到做到,甚至力行一天三次到陳壁彰的實驗室,檢視他的研究成果。

有一次,貝吉格來到實驗室,陳壁彰剛好坐在辦公桌前讀文獻,貝吉格一句「這不是你應該坐的地方」,給了他一堂震撼教育。從此,陳壁彰把多數時間都用來做實驗,他說:「貝吉格想告訴我,實作最重要。」

兩個月底線 拚出完美成果

然而,陳壁彰卻再次碰上了研究撞牆期,即使每天都工作十二個小時,他的3D活體顯微技術的關鍵部分,卻遲遲沒有成果,「那段時間就像在黑暗中,你不知道自己一腳踏上什麼。」就連貝吉格看了他的研究狀況,也說:「要不你換一個比較簡單可行的計畫來做?」

「有時就是為了賭一口氣,不相信自己做不出來。」陳壁彰笑說,所以自己告訴貝吉格:「再給我兩個月的時間。」他也告訴自己,大不了就回家養豬。

給自己設下期限後,他全心全意投入實驗,「我每天和從中國來的同事王凱一起,他幫忙做計算,我驗證實驗上的可行性,一有新發現就互相討論,就這樣拚了一個月。」陳壁彰說,他們終於搶在期限之前,做出完美的實驗成果。

「那是一年多前的一個晚上,大概七、八點吧,我當下眼眶都溼了,馬上請貝吉格來看。」陳壁彰回憶,那一天的悸動他至今仍忘不了,貝吉格當下急忙戴起老花眼鏡仔細看著實驗成果,喃喃自語:「太神了(Amazing)。」

隨著貝吉格獲得諾貝爾獎,陳壁彰的研究登上《Science》封面,陳壁彰從一個科學界陌生的名字,變成冉冉升起的新星,仍不改質樸個性地說出心情,「我老闆(貝吉格)變有名,我好像也跟著有名,演講邀約也變多了,其實我還是比較想專注在研究上。」他說。

陳壁彰
出生:1978年
現職:中研院應科中心助研究員
經歷:霍華德.休斯醫學研究所
學歷:德州大學奧斯汀分校化學博士、台大化學所

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