央廣網(wǎng)上海5月12日消息(記者唐奇云)在茫茫大海上,能勘探到頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源,為國(guó)家能源可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略保障;在深深地底下,能探測(cè)到瓦斯分布、流動(dòng)、富集的規(guī)律,實(shí)現(xiàn)煤炭與瓦斯共采,做到安全生產(chǎn)和保護(hù)環(huán)境并行;在遼闊田野中,能快速準(zhǔn)確分揀出高優(yōu)糧種,促進(jìn)糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展;在普通菜場(chǎng)里,能快速檢測(cè)出注水肉、注膠肉、有毒明膠、地溝油等,保障老百姓的食品安全……這些設(shè)想并非“紙上談兵”,如今都可以通過(guò)一臺(tái)形如計(jì)算機(jī)的分析儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這臺(tái)名為“高性能核磁共振弛豫分析儀”的儀器,由上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院聶生東教授與上海紐邁電子科技有限公司聯(lián)合研制,可廣泛應(yīng)用于紡織化工、油氣勘探、農(nóng)業(yè)選種、食品檢測(cè)等領(lǐng)域。近日,這個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果榮獲2020年度高等學(xué)?茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。它的背后,是填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)分析儀器空白的一道“填空題”,也是敢于驗(yàn)證中國(guó)制造硬實(shí)力的一道“證明題”。
高性能核磁共振弛豫分析儀(央廣網(wǎng)發(fā) 上海理工大學(xué)供圖)
教學(xué)分析儀器引發(fā)的“填空題”
2006年,聶生東正在行業(yè)圈里給醫(yī)學(xué)影像工程專業(yè)學(xué)生尋覓一臺(tái)用來(lái)教學(xué)的核磁共振分析儀,那時(shí),幾乎所有相關(guān)高校都只能從醫(yī)院要來(lái)“退休”的儀器進(jìn)行教學(xué)展示。因?yàn)槔吓f儀器的部分功能已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn),十分影響授課效果。此外,儀器龐大笨重不方便運(yùn)輸,至少需要騰出一整間教室來(lái)擺放,這對(duì)學(xué)校場(chǎng)地也提出了“高要求”。聶生東又把目光投向了企業(yè),卻發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)行業(yè)存在著技術(shù)“空白”,所使用的機(jī)器幾乎都是進(jìn)口,國(guó)外龍頭企業(yè)占據(jù)絕對(duì)壟斷地位,價(jià)格長(zhǎng)期居高不下,也在一定程度上影響了技術(shù)的推廣和更新。
后來(lái),聶生東多方了解,準(zhǔn)備從紐邁電子科技公司購(gòu)買(mǎi)教學(xué)儀器,溝通中得知紐邁也在轉(zhuǎn)向國(guó)產(chǎn)儀器的研發(fā),“為什么國(guó)內(nèi)不能自主做一臺(tái)高端的分析儀器呢?”雙方不謀而合,在核磁共振分析儀領(lǐng)域開(kāi)啟合作攻關(guān),以期填補(bǔ)國(guó)內(nèi)行業(yè)空白。
如今,在上理工醫(yī)療器械實(shí)驗(yàn)室里,師生們圍著外觀簡(jiǎn)潔輕便、操作簡(jiǎn)單快速的教學(xué)分析儀器,進(jìn)行著多樣物質(zhì)的分析實(shí)驗(yàn)。誰(shuí)曾想,這一“常態(tài)化”實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn),聶生東和紐邁經(jīng)歷了十余年的艱辛探索。
快速精準(zhǔn)檢測(cè)“盲盒”里是什么
時(shí)下年輕人追捧花樣“盲盒”,感受開(kāi)盒時(shí)的驚喜,而食品品質(zhì)、巖芯含油率、藥物療效等也是特殊的“盲盒”,如何快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、廣泛地測(cè)出多領(lǐng)域“盲盒”里是什么,對(duì)于科學(xué)研究、企業(yè)經(jīng)營(yíng)、百姓生活具有重要意義。
聶生東團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同領(lǐng)域?qū)z測(cè)和分析問(wèn)題的具體要求,開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了成套的應(yīng)用方法研究和分析解釋軟件,大大拓展了儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。這就類似于給不同物質(zhì)的成分進(jìn)行“編程”,擅長(zhǎng)使用型號(hào)數(shù)據(jù)分析法的聶生東將“編好”的信息數(shù)據(jù)建立成庫(kù),擅長(zhǎng)應(yīng)用方法學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員王欣副教授則將信息數(shù)據(jù)“解碼”出來(lái),分辨出不同的成分,這樣就相當(dāng)于可以在不打開(kāi)“盲盒”的前提下知曉內(nèi)部情況,實(shí)現(xiàn)無(wú)損快速檢測(cè)。
聶生東團(tuán)隊(duì)的這一套算法模型成為整個(gè)儀器的“靈魂”,而整機(jī)從技術(shù)參數(shù)到性能指標(biāo)都已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平,更值得一提的是,該分析儀器的售價(jià)僅為國(guó)外同類產(chǎn)品的四分之一,更易于在多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
從研發(fā)到推廣,最難的是“證明題”
國(guó)內(nèi)技術(shù)靠譜嗎??jī)r(jià)格這么低會(huì)不會(huì)質(zhì)量不行?研發(fā)之路除了要解決科研技術(shù)難題之外,還要面對(duì)來(lái)自各領(lǐng)域的質(zhì)疑!拔覀兊暮诵募夹g(shù)是‘低場(chǎng)’核磁共振弛豫譜分析技術(shù),而業(yè)內(nèi)常用和熟知的是‘高場(chǎng)’核磁共振技術(shù),參加研討會(huì)的時(shí)候,我們就常常遇到許多專家們的疑問(wèn),這讓我們覺(jué)得國(guó)產(chǎn)儀器的研發(fā)和推廣中,‘證明題’是最難的,我們要向權(quán)威人士解讀技術(shù)的可能性和創(chuàng)新點(diǎn),還要讓市場(chǎng)驗(yàn)證技術(shù)的穩(wěn)定可靠!蓖跣感慨道。
盡管?chē)?guó)產(chǎn)化科學(xué)儀器的路很難走,但團(tuán)隊(duì)始終不忘初心地堅(jiān)持著,如今這項(xiàng)成果也已在國(guó)內(nèi)20余所高校、10余家中科院系統(tǒng)的研究所等科研機(jī)構(gòu)推廣使用,并出口到美國(guó)、韓國(guó)、新加坡等多個(gè)國(guó)家企業(yè)。
“因?yàn)槠鸩酵恚偌由蠂?guó)外企業(yè)技術(shù)壟斷,我們未來(lái)要走的路還很長(zhǎng)。慶幸的是,用戶們也已經(jīng)意識(shí)到了低場(chǎng)脈沖核磁共振技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景,推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用!甭櫳鷸|說(shuō)。