钱永健，彩虹荧光探针发明者，这一发明照亮了生物学界
钱永健（Roger Yonchien Tsien）――利用光和色彩来观察和剖析活细胞的先锋科学家，他在生物转化方面取得的成就令人瞩目。钱永健利用水母的绿色荧光蛋白（GFP)制作了彩虹探针，这种探针可以用来点亮活细胞结构，阐明其功能。该发明让他在2008年成为诺贝尔化学奖获奖人之一。
2016年8与24日，钱永健在俄勒冈家附近的公园内突然死亡。他供职的加州大学圣迭戈分校校长普拉迪普?科斯拉（Pradeep Khosla）对当地媒体说，钱永健是在骑自行车时突然去世的，死因尚未确定。1952年，出生于纽约的钱永健似乎天生就与科学结下了不解之缘。他父亲的堂兄是有着“中国导弹之父”之称的钱学森。钱永健将他父亲作为工程师的才华与护士母亲对医学的热情进行了完美的结合。
钱永健很小就对化学有着很大的热情。尽管“永健”意为“永远健康”，但年幼时的钱永健就患有哮喘，常常只能待在室内读书画画。起初，小永健一直拒绝去幼儿园，直到幼儿园老师同意让他把最喜欢的书――《关于化学的奇迹》（All about the Wonders of Chemistry）带到学校他才愿意去。8岁时，钱永健开始在家中做复杂（甚至是危险）的化学实验。他当时实验的记录本如今珍藏在瑞典斯德哥尔摩的诺贝尔博物馆中。16岁时，钱永健入读马萨诸塞州坎布里奇市的哈佛大学（特地避开了他父亲、叔叔还有兄弟就读的麻省理工学院）试听了多门学科。讽刺的是，钱永健觉得化学课“非常讨厌”，转而学习神经生物学。
毕业之后，钱永健去了英国剑桥大学生理实验室，并且一待就是9年。他一开始跟着著名的肌肉生理学家理查德?艾德里安(Richard Adrian)做博士研究，之后他继续完成了博士后研究。随着学习的不断深入，钱永健逐渐成长为一个善于发明创造、自学成才的合成化学家。
钱永健的许多早期工作都与神经活动成像有关。他尝试开发一种用来追踪大脑信号的追踪器，这种追踪器通过跟踪支持大脑信号的主要成分钠或钙离子来检测大脑活动。1980，钱永健发明了合成荧光材料――参茎（quin2）。这种染料可以选择性地与钙结合。除此之外，钱永健还想出了一种巧妙的办法把参茎和探针塞进完整的细胞内。这种钙搜索探针被广泛地使用在探索钙细胞内部信号系统工作原理的研究中。
这样一位横跨若干个学科研究领域的钱教授竟然一直难以在大学内找到一份合适的职位。1982年，钱永健加入了加州大学伯克利分校的生理学系，那里的同事鼓励他创造更多的研究工具。于是，优钙染料，尤其是fura2进入了他的视野。与钙结合前后，fura2在不同波长的紫外线照射下有很强的反应。利用这一特点（以及相似的光学性能指标），钱永健和他的研究团队让研究人员对钙的监控变得更加容易，尤其是在比如只有一个细胞宽度这种困难条件下时。他的小组还制作出了钠荧光传感器和pH值荧光传感器。
1989，由于资源约束，钱永健来到了加州大学圣迭戈分校，并在这里度过了他职业生涯的余生。钱永健想要为传感器基因编码，好让研究人员不用注入追踪器就能锁定特定类型的细胞。20世纪90年代，钱永健看到了绿色荧光蛋白的潜力。20世纪60年代，下村修（Osamu Shimomura，2008年诺贝尔奖联合获得者之一）已经从水母中分离出了这种蛋白。1992年，道格拉斯·普瑞舍（Douglas Prasher）克隆了该蛋白。1994年，马丁·查尔菲（Martin Chalfie，也是该诺贝尔奖联合获得者）首次使用绿色荧光蛋白来为活细胞成像。
钱永健的实验室最先开发出了绿色荧光蛋白的变体。通过合理设计和随机突变的结合，钱永健的团队创造了几十种基于绿色荧光蛋白的颜色鲜艳的荧光蛋白。
在钱永健的眼中，荧光蛋白是一种有趣的工具。他利用二次基因工程的方式，改变荧光水母的蛋白结构，并陆续开发出绿、红、黄、蓝等荧光。将不同颜色的荧光打入细胞之后，科学家可以观察到细胞的成长状况，从而进一步了解细胞传递的讯息。还有人打趣地说，钱永健发现了色彩斑斓的荧光组合构图，看起来就像一幅“显微镜里的夏威夷”。
钱永健进一步解释，他让细胞开始分裂时发出绿色荧光，停止分裂时则发出红光，“就像红绿灯一样”。不同的颜色有助于科学家辨识基因的成长过程，监测细胞在不同生长期间的表现。由于癌细胞会不断分裂增生，所以有的发红光、有的发绿光，糅在一起看起来就是黄色。透过不同颜色的荧光标记，清楚地传递细胞讯息，成为现代分子生物学一项重大的发现。
随后，钱永健利用红色荧光蛋白制作了波长较长的传感器。“除了绿色荧光之外，我还找到黄色、红色等不同颜色的荧光，但是同一种颜色荧光的深浅程度不一，该如何命名才能清楚辨别，也是一大考验。”钱永健说，他灵机一动，想到了小朋友使用不同颜色的蜡笔，决定用不同的水果名称替同一种颜色、深浅程度各异的荧光命名，例如颜色偏暗的黄色荧光就叫“蜜瓜黄”，稍微成熟亮眼的就叫“香蕉黄”，黄中带绿的颜色就叫“柠檬绿”，介于黄绿之间的就以“柑橘橙”命名。至于红色荧光的命名就更“热闹”了，鲜红色的叫“番茄红”，较柔和的红色叫“草莓红”，红中带紫的颜色叫“樱桃红”，其余由浅至深的红色荧光分别命名为“覆盆子红”“葡萄红”和“梅子红”。
现在，绿色荧光蛋白变体在生物学研究中被广泛使用。它们被用来结合和跟踪癌细胞、辅助基因治疗、图像有丝分裂，还可以用来将神经元染色和监视亚细胞器（如线粒体）的信号。这些变体甚至还成为了艺术家们创作的灵感。
在加州大学圣迭戈分校期间，钱永健和他的团队还开发出了其它若干光学探头，包括响应速度极快的、用来测量穿过细胞膜电子信号的传感器，结合光与电子显微镜的蛋白跟踪染料。最近几年，钱教授的研究主要致力于两个项目――癌症手术中用来点亮肿瘤的荧光跟踪剂和通过记录大脑中神经元周围神经网孔的模式来存储长期记忆的技术。
钱永健教授的人生轨迹十分令人尊敬，而他以发明试剂、探索新科学方法为生的职业生涯也似乎变成了人们崇尚的人生态度。他的一生取得了超过160项美国专利（大部分作为主要发明人）。他热衷于参加其发明新工具的首次使用，也常常慷慨地提供他发明的材料技术给其他科学家做科研。
利用他的发明，钱永健共联合创立了3家生物技术公司。他半认真半打趣地对他的妻子温迪（Wendy）说：“这些公司主要是为了让他博士后毕业后有地方工作，造福人类什么的只是顺便。”
除了科学家的身份之外，钱永健还是一个优秀的钢琴家和颇有天赋的业余摄影师。他对色彩和图像充满热情，常常利用假日在野外跋涉并用镜头捕捉下美景。
钱永健和他对科学的共享将被家人、朋友、同事和广大科学界同仁永远铭记与怀念。
资料来源Nature
责任编辑 丝 丝