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科技日报:徐可欣:三十年矢志,“无创测血糖”斩关夺隘

      2021-10-04       

“一个多月后我将要退休,可能会迎来一段更忙的职业生涯。团队争取在两年内实现世界首台‘光测无创血糖仪’的产业化,此外研究生培养、成果产业化也要善始善终。”天津大学精密仪器与光电子工程学院的老教授徐可欣对科技日报记者这样叙述他退休后的规划。

眼前的徐可欣教授诚挚而谦和,谈起教育与研发来广博且睿智,根本看不出已过花甲的年龄。徐可欣自九十年代初期开始“无创血糖仪”课题的研发,经过对这个世界性难题三十多年的深耕,课题组开创出具有高精度人体(活体)测量的方法论及有效可行的配套技术措施,申报发明专利30余项,已具备下一步产品开发和保证产品测量精度所需相关的技术途径及配套方案。

志趣产生有渊源

徐可欣与精密仪器行业的缘分可谓源远流长,他干这一行有机遇也有兴趣。1976年,徐可欣从北京分析仪器厂技工学校毕业后,被分配到北京分析仪器厂机修车间当钳工。在那个中学生大部分都要下乡的年代,能在一个2000多人的国营大厂当工人,是一份令人羡慕的好工作。

但1977年恢复高考的浪潮,改变了那一代青年中许多人的生活轨迹。“原本觉得自己的前程主要是钻研技术了,突然命运又给我开来一辆末班车,唯有拼命补齐高中课程。”徐可欣回忆说。功夫不负有心人,1978年9月,徐可欣如愿以偿地搭上了他的“末班车”,考上了哈尔滨科学技术大学精密仪器专业。

“我们那两届同学中多数人都非常珍惜上大学的机会,那会大家学习都是无须扬鞭自奋蹄,每天晚上大教室都是拉闸撵学生走。”徐可欣教授回忆说,“当时哈科大校长是我国著名光学科学家王大珩院士,精密仪器专业是王校长钦点开设的新专业。王校长对我们首批学生寄予厚望,他的目标就是为国家培养仪器企业的总工程师,要求我们光、机、电、算门门都要学好,并延揽出色教师来为我们授课。”

进入专业课后,徐可欣逐渐感觉到我国在精密仪器领域与发达国家的巨大差距。机器的“感(传感器)官”和“神经”(仪器)不好使,获取信息的能力差,也造成了我国科技研发与工业发展的滞后。这种感觉深深地激发了徐可欣的求知欲与使命感。本科毕业时,徐可欣决心继续求学,一鼓作气考上了当时居中国竞彩网前列的天津大学精仪专业的硕士研究生,而后又在天津大学精仪专业攻读博士,塌下心来打牢科研的底子。

在博士即将毕业的时候,徐可欣这样考虑自己的职业规划。“当时如果留校做教师,虽然来自企业的科研课题不少,但是想到我们的仪器仪表的性能水平与国外先进国家的差距巨大,还是要去企业,补足自己的实践经验,把眼光放长远”。

就这样,拿到博士学位后,徐可欣没有去高校和科研单位,而是选择了机械工业部所属的一个工贸公司去工作。干了一段时间后,徐可欣又意识到研发事业不仅需要科学技术,还涉及科研团队的经营管理、市场运作。抱着开眼界长才干的目的,1990年徐可欣自费去了日本。站稳脚跟后,他选择了日本一家温度控制仪器为主的企业,从事相关的技术及市场推广工作。“日本企业先进的经营思路与管理经验让我大开眼界,学到了很多宝贵的经验,为我今后的成果转化工作奠定了很好的基础。”

跬步千里研发路

十几年的求学经历以及各种实践经验的积累,让徐可欣在无创血糖仪研发项目上“厚积薄发”。

1992年4月,徐可欣在日本的一个医疗仪器公司的基础技术研究所,开始了“人体血糖浓度无创伤检测方法”的研究。

世界上对无创伤血糖浓度测量方法的研究从20世纪70年代就已经开始,主要在美、日、德等仪器强国持续研发,但至今还未能提供能满足临床要求的无创伤血糖测量的产品,其研发难度可想而知。

“开展这项研究的时候,国内有创取血的测糖仪都没有普及,而那些发达国家对无创血糖仪的研究也都处于起步阶段。另一方面,无创血糖仪的社会价值和市场价值都非常大,如果研制出来,会带动我国在这一领域的持续发展。”徐可欣觉得,无创血糖仪就是他作为精密仪器专家应该做的项目。

在日本的研究持续近8年,徐可欣在研发全流程各个环节都亲力亲为,具备了很强的科研分析和组织架构能力。随着国家科研条件的改善和大学的发展,他觉得在国内能更好地开展这个项目的研发。2000年1月徐可欣回国,被天津大学聘为教授,成立课题组,继续开展无创血糖仪的研发工作。

“无创血糖仪的测量原理不复杂,就是利用光与糖的相互作用进行测量。”徐可欣教授解释说,糖分子的振动频率与光的频率吻合的话,糖就会吸收光子。糖分子越多,被“吃”掉的光也就越多,因此分析入射光与出射光之间的关系,就能反推出糖的含量。原理虽简单,但是实验室里糖水的测量环境非常简单,而人体测量的条件却复杂得多,充满各种变量,比如压力、温度、位置等。任何一个参数改变,都会影响测量结果的准确性。

“没有固定的测量条件是实现人体测量准确度的最大难题,而我们找到了突破这个瓶颈的有效途径:测量时必须遵循两个原则,即相同测量条件原则和不可控干扰的影响消除原则。”徐可欣教授介绍说,“在研究中,我们在牛奶等模拟散射样品中发现了在某一特殊的源探距离下检测到射出的光量不随介质中糖的浓度变化而改变的现象,继而提出了以‘浮动基准参考测量方法’为代表的无创测量方法。”

经几十人次的临床实验,应用徐可欣课题组提出的稳定测量条件和消除不可控干扰的方法论测出的数据,可达到或接近现有家用有创血糖仪同等测量精度的水平。该测量方法论在临床上的验证,表明了此方法和系统的有效性及领先性,也显示了在无创血糖走向实际应用上最大的难关已经越过了。

研发育人两相益

从年轻时便结缘仪器,作为资深教授、天大精仪学院前任院长的徐可欣深知仪器研发事业中人才的重要性,因此徐可欣在担任天津大学精密仪器与光电子工程学院院长的十年里,十分重视加强基础知识教学和新兴学科的发展。

作为院长,他首先解除对教师的束缚,打破原有硬性的数值目标考核制,大力推动团队考核,发挥老教授的砥柱作用。每个团队由一位老教授作为负责人,团队内的成员根据特点发挥自己的所长。有擅长教学的、有擅长科研的,最终按照整个团队完成项目任务来进行综合考核。充分发挥了每位教师的特长,让他们心无旁骛搞好岗位工作。

为了培养高端工程技术人才,徐可欣参考国外先进大学的经验,发起了设立“工程科学”本科生专业。此外,为了学科发展新方向的需求,他在院长任上大力引进人才,在超精加工与测量,微机电系统,太赫兹技术,生物医学光子学等方面从海外引入了学术带头人和多名教授级学者。天大精仪学院也获得了国家试点学院的资格。

与此同时,徐可欣教授不忘初心,一直致力于科研成果的转化工作,带领团队走出产学研用结合的道路。徐可欣亲自挂帅 “应用光谱测量及仪器”课题组,聚焦医疗健康、环境、食品等“无创及在线检测方法及仪器”的研发,为积累核心技术和后续的产品化,先后在天大科技园组织成立了三家科技公司。其中2008年创建的环境监测领域的产学研合作为企业,以气的检测为主提供解决方案,已初具规模,2020年营收达2.1亿元。作为项目负责人,由企业牵头获得了科技部重大仪器专项“恶臭自动在线监测预警仪器开发及示范应用”,并实现了产业化。2016年创立的另一家从事环境在线监测的核心分析仪公司,目前开发仪产品已经销售近1300台,替代了进口商品。2020年新开发成功的食品在线质量监测系统也已经销售近200台,不仅替代进口,而且成为该行业的隐形冠军。

三十年砥砺前行,以匠心致初心,徐可欣与我国精密仪器行业的发展共成长,如今即将踏入新征程,徐可欣老骥伏枥,为世界首台“光测无创血糖仪”在中国诞生而贡献力量。

中国科技网:http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2021-09/27/content_1222566.shtml

(编辑 焦德芳 熊妮)