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犯錯教會我的事

犯錯教會我的事

2015-09-30 11:51

我努力地把每次的不順利當成學習的機會,提醒自己:每一個錯誤都是線索,能帶領自己一步步接近最終目標,成功研發出早期檢測胰臟癌的方法。

作者:傑克.安卓卡Jack Andraka

由於我是實驗室裡年紀最輕的人,也對自己的實驗表現感到很慚愧。所以,當所有人把椅子拖到桌子旁一起用餐時,我選擇默默拿著我的食物,走到實驗室外的樓梯井吃飯——幸好這位置比中學的洗手間來得舒適。

當我坐在樓梯井吃飯時,會記起拒絕我的一百九十二位醫生。我不自覺地感到懊惱,心想或許梅特拉博士可能已開始後悔借出實驗室了。

偶爾,從實驗室回到家之後,我仍然會收到另一封回絕郵件。

安卓卡先生,你好:
我花時間讀完了你的提案。很明顯的,你應該優先考慮再多念幾年書。
祝好
***醫生

在實驗室裡沒日沒夜地工作五個月之後,我唯一可以展示的工作成果,就是地板上那塊大小如曲棍球球餅的奈米碳管汙漬。

有一天,我走到樓梯井底下的祕密基地,坐在那裡崩潰痛哭。我覺得自己是世界上最倒楣的科學研究者。那晚我回家之後,在網路上重讀了一段傳奇發明家愛迪生的故事。

一九一四年的十二月十日,愛迪生的十間廠房被火海吞噬,他此生絕大多數的心血在那一夜化為烏有。當時的他已經六十七歲,很多人相信,愛迪生身為美國偉大發明家的日子也隨著大火化為灰燼了。

然而,愛迪生認為這場火其實是千載難逢的好機會。他告訴他的兒子,既然舊廠房的「垃圾」已經被燒光,他可以建造更大的廠房。愛迪生看著大火之後的斷垣殘壁,說:「這場災難的意義重大。我們以前的錯誤全燒光了。感謝老天,我還可以重新來過。」語畢,便立刻開始計畫建立新廠房,再度開始營運。

愛迪生總是懂得把自己的失敗,當作成功的踏腳石。火災發生的三個星期之後,愛迪生發明了留聲機——這是第一個可以錄製、播放聲音的裝置。

我開始發現,雖然自己犯的許多錯誤對沒有經驗的人來說,其實很理所當然,但是其他像是我在「西式墨點法」事件所犯的錯,教會我要更謹慎、更注意工作中的細節。

我努力地把每次的不順利當成學習的機會,提醒自己:每一個錯誤都是線索,能帶領自己一步步接近最終目標,成功研發出早期檢測胰臟癌的方法。


泰德叔叔說過的話也一直在我心裡迴響著。

放慢腳步,傑克,沒事的。一切事情到最後都會很順利。

我下定決心不放棄。每天下課之後,我就進實驗室工作,若是在星期六不必上學的日子,我會在實驗室待一整天。那年的感恩節和聖誕節,我也都在實驗室裡度過。若我覺得自己真的需要睡一會兒,只要把自己塞到樓梯井下方的空間就行了。我早已在那裡用過期雜誌和論文期刊堆成「墊子」,只要躺上去,再把連帽T恤捲起來當枕頭,就可以睡上一覺。

發現更便宜、快速、靈敏的檢測方法

到了十二月底,我已在實驗室裡度過漫長艱辛的七個月。有天晚上,我又碰上情緒異常低落的時刻。不管我怎麼努力嘗試,似乎就是無法準確地完成每個步驟而不出錯。

我每次開始做的第一件事都一樣,就是確定手邊已準備好所有材料:

一、間皮素蛋白質——有了!

二、十二支擺在提籃裡的試管——有了!

三、磷酸緩衝液(Phosphate buffer solution),也就是內含磷酸鈉(sodium phosphate)和氯化鈉(sodium chloride)的鹽水溶液——有了!

四、移液器,一種形狀像大型皮下注射器的化學試驗滴管——有了!

五、十二張我特製的(浸過)奈米碳管試紙條,每張約為小指頭的二分之一大小——有了!

六、歐姆計(ohmmeter),用來測量電阻的儀器——有了!

首先,我必須把奈米碳管和抗體加到試管裡面,攪拌混合。要把這兩樣充分混合可不容易。奈米碳管的外型像是黑色的煤粉,重量約一公克,它容易積聚在一起,形成一小束一小束的狀態;我必須使用「聲裂法」(sonication)來處理,利用超音波製造一連串振動,來拉開一束束的奈米碳管,接著才能用來檢測。

下一步是要製作我的試紙條。我得先把幾張濾紙剪成五公分長、半公分寬的長條,然後把濾紙條分別沾上混合了奈米碳管抗體的混合液,然後風乾。每一條濾紙必須重複上述步驟十三次才算完成!第一批濾紙條花了我二十個小時,因為空氣中的溼氣讓試紙條乾得很慢。後來我學到一個方法,可以讓這些濾紙條乾得更快速:把它們放進真空管裡,讓真空管吸光所有水分。

等試紙條乾了之後,要把間皮素樣本放到塗覆奈米碳管的試紙上,看看它會不會對這個抗體網絡產生反應。我把電極夾在試紙上,再用歐姆計測量電磁脈衝的數據,最後才得出結果。當中的過程相當折磨人。測試的每一小步,都要在極短的時間內完成,還必須精確到毫無瑕疵。到了這階段,如果我的理論是正確的,出來的數據就會顯示試紙條上的抗體能檢測到我的生物標記(也就是間皮素)。

我把不同劑量的蛋白質混合液和測出來的電流數據做成圖表,以找出所謂的劑量依賴反應(dose-dependent response)——基本上,就是要看兩邊的結果能不能相符。我也只能等到做完整批試紙之後,才會知道自己是不是在哪裡出了錯。

我搞砸了第一批試紙,因此必須從頭來過。做第二批試紙的時候,不小心弄髒了。

我在接下來的三個小時裡弄著第三批試紙條,結果又出錯。

這整段時間,老媽把車子停在醫院外面的停車場,待在車裡等我。我累壞了,決定再試最後一次。

等等!這是什麼?

當我開始把數據量表化的時候,發覺這次有些地方不太一樣。數字顯示出,小小的試紙條檢測出了生物標記!

我再跑一次數字。真的是如此。歐姆計在溶液裡測到了間皮素。

我的實驗結果顯示「溶液裡的蛋白質含量」和「電阻的變化」之間有直接的關聯性。意思就是,試紙條靈敏到足以檢測出胰臟癌!

媽啊!真的成功了?

我繞著小小的實驗室不停奔跑,像個土狼一樣放聲嘶喊。

我跑回去再檢查一次整個結果。當我拿著歐姆計的時候,兩隻手抖個不停。數字結果清清楚楚地在那裡,我的假設是正確的。

我成功了?

老媽!我得告訴老媽!

她還在停車場裡等著我。我一路跑跳著全速衝向她。

「嘿,媽,知道發生了什麼事嗎?」我說道,臉上綻放出大大的笑容。

老媽一臉昏沉,努力睜開沉重的眼皮,也對我微笑著。

「成功了!」我朝她大喊。

老媽的反應不能用「言語」形容,因為她開始放聲尖叫。我也在尖叫。

我的感應紙成本不到五美分,只要五分鐘的時間就可以知道結果。這比現有的檢測方法更便宜、更快速,也更靈敏。

我覺得像是在做夢一般。開車回家的路上,我跟老媽不斷扯著嗓子用盡最大的肺活量相互叫喊著。

然而,當車子轉進家門前的車道時,我開始感到一陣痛楚。泰德叔叔是我最想要分享這份喜悅的人。我好想拿起電話,把他從睡夢中叫醒。他一定會愛極了此時此刻。

〈本文選自全書 李幸臻 整理〉

作者:
傑克.安卓卡Jack Andraka


當傑克.安卓卡為胰臟癌、卵巢癌及肺癌,成功研發出早期檢測的低成本試紙時,他只是美國馬里蘭州一位十五歲的高中生。現在,年僅十八歲的他,已榮獲2012年「英特爾國際科學與工程大獎賽」的首獎「高登摩爾獎」、2012年「美國史密森尼創造力大獎」的「年輕科學家獎」、2014年「西門子我們能改變世界挑戰賽」的首獎,以及2014年「傑佛遜公共服務獎」,並獲《國家地理雜誌》選為2014年「國家地理新興探索家」。

傑克除了在美國當地,還受邀至加拿大、義大利、英國、愛爾蘭、希臘、瑞士、荷蘭、澳洲、等多個國家演講,向全球觀眾講述他的個人經歷、科學研究、多元性別議題,以及他對STEM(也就是科學、科技、工程及數學教育)改革的想法,在TED的演講則吸引了近400萬人點閱。他的故事也製作成多部紀錄片,包括《你不認識的傑克》(You Don’t Know Jack),並接受無數廣播節目、報紙及雜誌文章的專訪。

傑克的下一個目標,是研究如何使「奈米機器人」的概念付諸實現,讓其游走於人體的血管之中進行治療行為,希望再創醫療的另一個奇蹟。

歡迎造訪他的網站:www.jackandraka.net

馬修‧利西亞克Matthew Lysiak
美國知名新聞工作者,曾任《紐約每日新聞》記者,著有《紐鎮美國悲劇》一書。

書名:發明癌症試紙的男孩



出版:方智出版

目錄:

各方推薦
<推薦序>不可叫人小看你年輕——陳怡光
<推薦序>找到自己的「才能」和「興趣」——葛如鈞
<推薦序>台灣可能出現第二位傑克嗎?——劉正鳴
楔子:近兩百位科學家,沒有一個人認為可行?

第1章 成長中的探索與嘗試
 愛動腦的一家人
 泰德叔叔與我
 麻醉師老媽故事多
 找出生命的熱情
 泰德叔叔的神奇數學小訣竅
 叫我實驗魔人
 我交了生平第一個女朋友

第2章 櫃子裡的怪咖
 不對勁的初吻
 第一次發現自己有力量改變世界
 簡報技巧大精進
 阻止溺水機器殺人的研究,科展奪佳績
 螃蟹都到哪兒去了?
 數學營初體驗
 實驗引起聯邦調查局監控
 科學帶我一窺不同的世界
 到全國性大型科展大開眼界
 被霸凌的中學人生
 第一次的告白

第3章 災難的完美處方
 泰德叔叔得癌症?
 雙面傑克的生活
 加入霸凌的隊伍
 接受真實的自我
 天地雖大,我卻無處立足
 最後知道的家人
 孤單面對不一樣的眼光
 難以承受的噩耗
 把自己關進廁所終結一切

第4章 知識是我的解藥
 想找回的不只是科學而已
 第一個真正明白我所有遭遇的人
 或許我可以找到解決胰臟癌的方法
 胰臟癌的治療關鍵:早期發現
 展開高中新生活
 答案竟在八千個蛋白質裡

第5章 想著誰會因你而受益
 莫忘病患
 折磨人的科學論文
 答案呼之欲出
 重大突破
 給我實驗室!

第6章 愈挫愈勇
 尋求實驗室的希望落空?
 向好友吐苦水
 誰願意相信我?
 一百九十二封回絕信之後
 與梅特拉博士見面
 實驗室新手糗事一籮筐
 犯錯教會我的事
 發現更便宜、快速、靈敏的檢測方法

第7章 癌症試紙男孩
 世界規模最大的高中科展大賽
 差點失去參賽資格
 高手雲集,我能脫穎而出嗎?
 競賽之前的狂歡派對
 大賽開始,全力以赴!
 失控的瘋狂得獎人
 終於讓我走到這一步
 最有意義的回饋

第8章 我的世界翻轉了
 我要上電視了!
 融合的兩個世界
 糟了!我們殺了傳奇新聞記者?!
 超現實的各種榮耀時刻
 質疑與歧視並未全面消聲匿跡
 癌症試紙的未來
 前進白宮

第9章 衝破極限
 再度參加ISEF競賽
 為世界帶來正面影響,讓生命有意義
 改變世界的新想法不斷湧現
 科學,應該是所有人的無形寶藏
 突破!

附錄:傑克學堂
 10個簡單又好玩的科學實驗
 泰德叔叔的解題訣竅

 

 

 

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