第二章 量子教授

　　我在实验室已经呆了两周，明天我就会离开回到米范大学。这一天的上午，一帮西装笔挺的家伙走进了实验室。当看到带头的，气势十足，像电影明星一般，被后面的家伙们众星捧月一样恭维的人物之后，大斌立刻从歪在实验椅子上的状态弹了起来，双手贴在裤缝上，站的笔直，像接受检阅的士兵。
　　这个臭屁的家伙走到我们这里，向我问道：“嘿，青年，这里的一切都好吗？”
　　我可不知道这是什么大人物，我歪着头，指着海大的这台机器说道：“在这实验室里，中国的测序仪是最好的，你应该多买一些！”拿着海大的钱，要替海大多说好话，这是天经地义的。
　　这个臭屁家伙两手插口袋，脸上露出酷酷的微笑，长相颇有点儿像硬派明星布鲁斯.威利斯，只是笑起来嘴巴有点儿歪，露出不屑一顾的微笑，他对我说道：“好好干，青年！”
　　他旁边一个瘦瘦的矮个子年轻人，穿着黑色的牛仔裤，白色运动鞋，紫色的紧身T恤，颜色搭配就像他的身材一样都很不协调，只是这张脸的长相，看起来似乎在那里见过，这年轻人用力向实验室一挥手，说道：“教授，我给你两亿美元，要这里50%的股份！”
　　这个臭屁教授脸色姿势丝毫没有改变，不屑一顾地说道：“我这里暂时不需要投资，不如我们去看看其他项目！”
　　我对大斌用中文道：“哎哎！这谁啊这儿！癞蛤蟆打哈欠，好大的口气！”
　　大斌赶紧把我推到一边儿，挤出笑脸，点头哈腰地介绍着各种仪器，带着他们在实验室转了一圈儿，送了他们出去。
　　大斌回来之后，指着我的脑袋骂道：“我说你这里面都是臭狗屎吗！你难道不上网吗？这，这是多么大名鼎鼎的人物啊！那是我们学校的约翰.量子教授，世界顶尖的生物学家，第三代基因技术公司的创始人，很可能获得生物诺贝尔奖！他有好几家公司已经在纳斯达克上市，量子教授的身家至少二十亿美元！那个年轻人更是大名鼎鼎，你经常用的聊天软件就是属于他的！人家的身家最少二百亿美金，现在挥着钞票到处投资高科技，听说他要成立一家人类基因数据库，以后要存储几十万人的基因信息，开发各种药物。”
　　大斌的每一句话都引起我的一声惊叹声，比起米范大学理论物理系的清贫偏僻，这里才是科学的城市中心，繁华地段啊！
　　这让我想起了当年秦国李斯在韩国的感叹，当年李斯同学从荀子老师的法家学院毕业，投简历应聘到韩国政府，本以为凭借自己的才能，至少可以干一个法官之类的公务员，结果却被分配到粮食仓库当管理员。
　　一天，李斯同学去大便，他的一串粑粑刚刚落入坑中，一群又黑又瘦又脏的老鼠就一拥而上，奋力争夺，打的头破血流；于是李斯同学想起了粮食仓库中的米老鼠家族，它们清洁卫生，毛发油亮，双目有神，姿态优雅，非常讲究餐桌礼仪！与茅坑里面的家伙完全不同。
　　李斯同学于是顿悟了：“咦！人的才能其实是差不多的，身处的环境才是最重要的，我要离开破落的茅坑韩国，到强大的粮仓秦国去吃香的喝辣的！”
　　于是李斯辅助秦始皇一统天下，做了丞相，然后被腰斩于市，临死的时候对他儿子喟叹道：“噫嘻！人老了就应该离开权力中心，牵着黄狗出东门，去过闲云野鹤的生活啊！你要接受老子的教训，懂得功成身退的道理噢！”
　　我决定改变我的理想，离开贫穷的理论物理界，进入富裕的基因学的广阔天地。
　　在米范大学物理学博士毕业后，我报考了金利大学量子教授的博士后，凭借我的理论和实践知识，量子教授顺利录取了我。
　　学好数理化，走遍天下都不怕！这句话是至理名言！生物系研究到深处，其实就是研究分子，要用到大量数学和量子物理的知识，比起那些生物专业的学生痛苦地补课量子力学和高等数学，我在这方面驾轻就熟，毫无困难。
　　量子教授对我特别赏识，让我进入他的三代基因测序仪研发组，在这里有三十多名各个方面有专长的工程师，齐心合力完善测序仪的各部分设施。
　　这种测序仪的基本原理与第二代的测序仪完全不同，你可以把DNA链条想象成一根两股线绞成的麻绳，被缠成一团。上一代测序仪的测序方法有很多种，但主要的思路是先把这团麻绳劈开成两股，然后把一股线绕在线轴上，后面的方法有很多不同方案，有的是用一个核糖核酸已知并荧光标定好的探针来逐条读取基因信息；有的是逐段进行反应染色，DNA的ATGC四种嘌呤和嘧啶就会在激光激发之下，呈现出不同颜色的荧光，拍摄就可以读取这些荧光的排列；还有的制作一片标定了碱基顺序的基因芯片，然后与DNA碱基进行对比。
　　第二代的基因测序仪的基本方法是分段读取，但因为每一段都很短，容易出现累积误差；每一次测序开始需要进行扩增，测试后需要消洗，这占用了大量时间，从最开始准备试样到最终测试完成，周期长达数周，对于医院的肿瘤病人来说，这个时间太久了，等结果出来肿瘤基因早就变异了，或者病人已经GAMEOVER了。
　　量子教授的方案属于单分子测序，属于第三代测序技术，与第二代方案不同，DNA不需要扩增和洗消，也就是取消了把一股线绕在线轴上的步骤，读取的时候，也没有一段读取完成，要清洗后读下一段的麻烦，所以效率和准确率要高很多。
　　他用蛋白酶把DNA线剪成上千个小段，然后加入一种叫做夹子蛋白的化学物质，把这些小段连接起来，就像是一个个小夹子把线段连接起来，整个DNA先被染色，然后拉着线头，每个小段次第经过一个小孔面前，用激光透过小孔照射这一小段基因，激光会发生衍射效应，放大读出的信息，基因的排列信息，变成了电脑容易读取的数字信息，可以快速读出每个小孔中的每段基因的序列。
　　比起二代测序仪，它不需要扩增，消洗程序也比较简单快速，也不需要通过分辨图像来辨认荧光排序，测试时间大大减少。使用这个技术的测序仪，量子教授测序了自己的DNA，据说只用了三天时间，花费了不到一万美元的成本，未来预计测序成本会下降到一千美元以内。
　　第三代测序仪采用单分子测量技术，速度快，准确性好，价格便宜，是未来的发展方向。一旦成功，DNA测序仪将进入各个医院，为病人提供快速测序服务，根据基因的问题，提供专用的药物，可以使用很少的药物，达到最大的效果。那时候这种仪器的市场将是每年几百亿美元的规模，仅仅耗材也有几十亿美元的市场。拥有仪器专利技术的公司，将是一个巨无霸企业。
　　但是量子教授的测序仪还有一些比较困难的问题，主要是测序的数据稳定性不好，可以想象，用几千个夹子把一堆小线段，连成一个大线段，任何一个环节出问题，整个测序就会失败。第二个问题是加工纳米精度的小孔，对材料和加工工艺要求极高，小孔的尺寸精度误差是纳米级的，多孔板的厚度只有几十个纳米，这么微小的孔板，极容易堵塞和破裂，对试剂的纯度要求也是极高的。工程师们已经努力了三年，还是没有把测序仪的稳定性耐久性可靠性等指标，达到满足市场要求的程度。
　　现在我们的研究团队日以继夜地工作着，因为在英国剑桥大学（我称它为贱货大学，因为我跑到那里去留学的方婕怨念还是刻骨铭心），也正在研发第三代测序仪，我们争分夺秒的竞争着世界首台实用型设备问世。
　　他们的测序原理和我们不同，他们把一根DNA单链通过一个纳米尺寸直径的小孔，在小孔上布置传感器，测量碱基信号，就可以对DNA测序。
　　从原理讲英国方案似乎是不错的方案，因为不需要复杂昂贵的激光系统，体积可以变得很小，他们的领头人BEAN教授（因为对方婕的不满，我对剑桥的人都赠送了不雅外号，称他‘笨蛋’教授，对‘笨蛋’教授的不幸躺枪，我深表遗憾），在一次产品发布会上，他用手托着他的测序仪模型，只有老式摩托罗拉大哥大一般大小，还露出白痴一般的笑容。顺便说一句，我们的测序仪有电冰箱大小，我是指美式双开门电冰箱！
　　‘笨蛋’教授的筹钱方法也挺特别，他用网络众筹的手段，很新颖，他说每人众筹一千英镑，仪器研发成功后，给投资者免费做DNA排序一次！为了筹款，他们甚至拍摄了一段很有创意的广告：一名宇航员拿着笨蛋教授的测序仪，在太空测序自己的基因！就像是测量血糖一般简单！
　　结果到现在了，那个手持式第三代测序仪还没有上市。说到筹钱，我的老板（我对量子教授的尊称）可以把‘笨蛋’教授甩开一万光年，老板只要稍稍示意一下，就有大批投资者挥舞着支票送上门来，钱，从来都不是什么麻烦。
　　英国方案的问题一点儿也不比我们少，且不说纳米孔的加工难度和溶剂杂质的干扰，仅仅是测序仪使用的电脑，也不可能做得那么小！一个人有23对染色体，用第二代测序仪，DNA数据量最少也要一百多个G！测序仪使用的电脑，要求计算速度超快，都是使用市面上速度最快的CPU；内存最低要求是128G，高一点儿的要求是512G内存条！而普通家用电脑一般是4G，高一点的8G，用于视频处理的用16G就足够了，这已经是家庭最高级配置。所以，测序仪仅仅电脑的硬件成本就不下10万元，需要采用特殊的水冷散热机箱，手持式根本不可能做到。
　　人类的基因，如果用两位二进制数据表述ATGC的话，其实只要3G的数据就够了，之所以要一百多G，那是因为测序要进行多次测试，互相对比以减少误差，这个多次测试，指得是最少15次，才能把理论误差降到十万分之一以内的程度。
　　关于计算机的问题，后来‘笨蛋’教授也做过解释，他说他的仪器因为准确性很高，所以不需要做那么多次校对实验，所以数据量大减，使用普通微型计算机就能满足要求。
　　不得不说他的想法很有创意，如果他愿意去写科幻小说的话，估计一定很有前途！
　　其实，‘笨蛋’教授的思路还是有可以借鉴的地方，那就是尽可能摒弃复杂昂贵，体积庞大的激光器的使用，提高单次测序的成功率，以减少每次测序的成本。
　　我记得在人大的毕业论文集中，我看过一篇《关于使用碳纳米管微型霍尔传感器测量氢键》的博士论文，这篇论文的设计给了我一个灵感：是否可以用碳纳米管霍尔传感器做出一把切刀，划过DNA的双链之间的氢键！
　　如果把氢键简化一下，其实就是一道磁力线，DNA的碱基对中，AT之间是双氢键，CG是三氢键，微型纳米级的霍尔传感器经过这两种氢键时，会产生不一样的电流信号，根据正负和大小的不同，会产生±2和±3四种信号，对应ATGC四种碱基对。
　　我向量子教授陈述了我的想法，量子教授非常支持我，鼓励我先制造一台验证机，并且交给我200万美元的研发资金，由我支配使用，在实验楼的顶层最好的实验室为我开辟了一个独立的项目组，人员由我选择。
　　我的实验原理很简单：把一个碳纳米管制作的微型霍尔传感器，划过双股DNA链条之间的一个个氢键，氢键的磁力线在传感器上就会产生一个电流脉冲，双氢键有两个脉冲，而三氢键有三个脉冲，根据磁力线的正反，就有正负脉冲的差别，就可以知道基因排序。就像用刀切开竹子，在竹节的地方会有一个大的阻力，有的竹节是向左三个脉冲力，有的竹节是向右两个脉冲力，根据阻力的不同，就可以判定竹节的结构。
　　人类的DNA链条完全拉长大概有三米的长度，因为DNA是正反向的双螺旋线，切刀并不是把两股线分开，而是划过之后，螺旋线又恢复原形，所以可以在同一个DNA链条上做多次测试，纠正误差。我设计了两道测试刀，测试两次进行对比以校正错误。我称呼这种测序仪的原理为‘分线刀’模式.
　　‘分线刀’模式不使用昂贵的激光和光学照相设施，所以机器的体积和价格大大降低，验证机的体积只有一台微波炉大小，当然验证机只有一路测试通道，我估计正式投产的测序仪因为要大批量测试，应该要16路测试通道，可以同时测序16条DNA，大大提高测试效率，那时候体积就会大一些。
　　因为这种模式的干扰很少，数据量大大减少，只有6G，而且数据不是图像分辨模式，而是串行数字信号模式，所以对电脑的要求大大降低，只需要用市面上的高级商用电脑就能够满足要求，设备成本只有二代测序仪的五分之一。主要的成本就是碳纳米管霍尔传感器分线刀的制作，这个需要用到纳米组装技术，由手工制作，分线刀头的直径只有几十纳米，一套双刀单价就要16万美元！不过这也是因为第一次制作，其中研发成本占了大头，如果将来进入大规模生产，价格就会直线下降，年产1000把的话，价格可以降到2万美元一套刀。
　　经过六个月的日夜制作，第一台‘分线刀’测序仪验证机制作完成，在随后的测试中，它体现了惊人的重复准确性，快速度和低测试成本优势。我为我的设计取得了美国的技术专利，正式的工厂生产型仪器，已经开始设计制作。设备估计一年后可以上市，成本大约70万美元，每次测序一次人体基因，只需要不到一百美元的药剂成本，不到一天时间就能够完成！
　　老板帮我注册了一家公司，名叫‘top-gun’公司，注资一千万美元，我以技术占股51%，投入全部资金的老板只要了49%的股份。
　　老板的手下，至少有三个像我这样的公司，老板只是投资分红，不参与经营和管理，这些公司大多数是他的学生们开设的，对科技人才给与充分的尊重信任，使得学生们对老板死心塌地的效忠。
　　闻到美金味道的风投公司，挥舞着支票要求入股，都被量子教授出面挡住。量子教授有足够的资金支持自己的学生，只有在最适合的时候，才会让公司上市融资，借助金融界的资产放大能力，把财富做到最大水平，如今他的学生中，已经有三个上市公司创始人，身价十亿美元以上，而我就是他的下一个扶持目标。。
　　这一年，我博士后毕业，直接出任新公司的CEO，年薪百万美元。
　　从理论物理专业，跳槽到生物基因专业，我的确是走对了，现在的我，只要按部就班的走下去，人生巅峰就在前面等着我。