守醫(yī)者本心而求索 借他山之石以攻玉

曹笑軒

無論是工作日還是休息日，位于廣州市越秀區(qū)盤福路1號(hào)的華南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院（廣州市第一人民醫(yī)院）都是人頭攢動(dòng)。檢驗(yàn)科是醫(yī)院里最忙碌的科室之一，這里的工作人員穿行于成排的儀器之間分秒不停地工作著。在一般人的印象中，檢驗(yàn)科醫(yī)生的工作就是不停地接收標(biāo)本、做化驗(yàn)和提供檢驗(yàn)報(bào)告。但很少有人知道，這家醫(yī)院的檢驗(yàn)科中還有一間研究室。與其他同事不同，研究室成員的工作不是做化驗(yàn)，而是發(fā)展創(chuàng)新檢驗(yàn)技術(shù)，他們所使用的檢驗(yàn)工具叫作微流控芯片。

劉大漁是這個(gè)微流控芯片研究室的負(fù)責(zé)人，同時(shí)也是檢驗(yàn)科的副主任，在這里已工作了十余年之久。他初來醫(yī)院時(shí)，這里既沒有科研團(tuán)隊(duì)，也缺少實(shí)驗(yàn)設(shè)備，一切只能從零開始。在醫(yī)院和科室領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，劉大漁帶領(lǐng)微流控芯片研究室經(jīng)歷了從無到有、從小到大的發(fā)展歷程。他把自己最好的年華都奉獻(xiàn)在這里，推動(dòng)了研究室科研能力的持續(xù)增強(qiáng)。以微流控芯片技術(shù)助力解決臨床醫(yī)學(xué)診斷問題，是劉大漁和他的課題組十?dāng)?shù)年如一日的目標(biāo)與堅(jiān)持。

以科研創(chuàng)新推動(dòng)學(xué)科建設(shè)

檢驗(yàn)科的主要工作是針對(duì)各種人體標(biāo)本進(jìn)行疾病標(biāo)志物的檢測(cè)，快速準(zhǔn)確地提供檢驗(yàn)結(jié)果，為臨床提供診斷依據(jù)。這個(gè)過程通常包含一系列的離心、移液和試樣轉(zhuǎn)運(yùn)等，因而檢驗(yàn)工作不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且耗時(shí)較長(zhǎng)。與傳統(tǒng)的宏觀分析平臺(tái)不同，微流控芯片是實(shí)現(xiàn)微尺度下流體控制的技術(shù)平臺(tái)，其特點(diǎn)來自于微流體的特性及微加工帶來的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，有利于實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)、功能集成和通量擴(kuò)展，從而達(dá)到微型化、自動(dòng)化、低消耗和高效率的目的。因此，微流控芯片是一種能夠大幅提升臨床檢驗(yàn)工作效率的工具。

在劉大漁看來，臨床科研的目的之一就是推動(dòng)學(xué)科建設(shè)。基于這一目標(biāo)，他所帶領(lǐng)的課題組近年來始終瞄準(zhǔn)臨床檢驗(yàn)的重大需求，致力于發(fā)展微流控芯片病原檢測(cè)技術(shù)。據(jù)了解，現(xiàn)有病原檢測(cè)技術(shù)普遍存在分析時(shí)間和信息通量方面的限制，難以滿足臨床需要。為解決這個(gè)問題，劉大漁帶領(lǐng)課題組發(fā)展了一系列微流控芯片系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)、高內(nèi)涵的病原分析。與傳統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)相比較，這種微流控芯片病原檢測(cè)技術(shù)在分析時(shí)間、信息通量和定量精度等方面均有巨大的提升。其原理在于：借助微流控芯片的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞和單分子水平的精準(zhǔn)定性和定量檢測(cè)，并且能夠?qū)⒁幌盗袩┈嵉牟僮鞑襟E在同一塊芯片上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，從而可以在較短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多重病原鑒定、定量及多種藥物敏感性測(cè)試。

基于這一研究思路，劉大漁等人已在前期研究中成功發(fā)展了一種用于現(xiàn)場(chǎng)快速多重復(fù)雜分析的主動(dòng)式液滴陣列微流控系統(tǒng)，通過芯片相對(duì)磁、熱、光作用區(qū)域的空間移位來完成分析所需的系列能量-質(zhì)量轉(zhuǎn)運(yùn)，從而實(shí)現(xiàn)多重復(fù)雜分析的集成化和并行化。沿著這一方向，劉大漁等人近期依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“模塊化微流控芯片上基于液滴數(shù)字化分析的高內(nèi)涵病原測(cè)試”等一系列課題展開了探索，嘗試結(jié)合液滴顏色與空間分辨力以進(jìn)一步擴(kuò)展信息通量。他表示：“我們的最終目標(biāo)是將這種高內(nèi)涵分析發(fā)展為普適性的病原檢測(cè)手段，爭(zhēng)取在不遠(yuǎn)的將來把當(dāng)前需要兩三天以上的病原檢測(cè)流程壓縮到幾個(gè)小時(shí)。這不僅是我們正在做的，也是國(guó)內(nèi)外許多同行都在為之奮斗的方向?！?/p>

交叉學(xué)科促成長(zhǎng)

劉大漁的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)經(jīng)歷是一系列偶然串聯(lián)起來的必然，其求學(xué)過程既是一位科研人員的成長(zhǎng)歷程，也蘊(yùn)含著一個(gè)醫(yī)生將多學(xué)科、多領(lǐng)域知識(shí)融會(huì)貫通于一身的經(jīng)驗(yàn)。

劉大漁出身醫(yī)學(xué)家庭，其母親是一位令人敬佩的醫(yī)生。由于母親工作忙碌，他的很多童年時(shí)光都是在醫(yī)院里度過的，醫(yī)學(xué)事業(yè)的光榮和偉大也早早根植在他心底，促使其樹立了救死扶傷的理想目標(biāo)。對(duì)他而言，選擇醫(yī)學(xué)專業(yè)成了一件順理成章的事情。1995年從大連醫(yī)科大學(xué)本科畢業(yè)后，劉大漁進(jìn)入了大連中心醫(yī)院工作。在那個(gè)科研之風(fēng)剛剛興起的年代，他嘗試拓展自己的知識(shí)面，但是發(fā)現(xiàn)很多學(xué)術(shù)論文對(duì)他來說，實(shí)在有些艱深晦澀。同時(shí)，隨著接觸的病人越多，見到的病癥越復(fù)雜，他就越是感到自身學(xué)識(shí)的淺薄和能力的不足。正當(dāng)劉大漁強(qiáng)烈渴望進(jìn)步之時(shí)，大連醫(yī)科大學(xué)的張眾教授為其指明了人生的大方向。“張老師非常平易近人，十分樂意跟我們年輕人交流。那時(shí)候我還沒有什么科研意識(shí)，通過與張老師的交流，我才走出了原來的混沌狀態(tài)，他是我學(xué)術(shù)思想的啟蒙者?！弊阅且院?，劉大漁下定決心要走科研道路，利用工作之余自學(xué)新理論和新知識(shí)。憑借自身努力，他于2001年取得了大連醫(yī)科大學(xué)病理學(xué)碩士學(xué)位。

“重要醫(yī)學(xué)問題的解決需要其他基礎(chǔ)學(xué)科的研究進(jìn)展作為支撐?！狈治龌瘜W(xué)就是這樣一種起著輔助和支撐作用的基礎(chǔ)學(xué)科。碩士學(xué)習(xí)期間，劉大漁常常前往與大連醫(yī)科大學(xué)只有一墻之隔的中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所交流，主要嘗試?yán)脛?chuàng)新分析技術(shù)檢測(cè)腫瘤標(biāo)記物。往來過程中，他發(fā)現(xiàn)自己對(duì)分析儀器十分感興趣，故而進(jìn)一步選擇攻讀分析化學(xué)博士學(xué)位。此時(shí)正值世紀(jì)之交，生物醫(yī)學(xué)的爆發(fā)式發(fā)展向分析化學(xué)領(lǐng)域提出了更高的要求，有望實(shí)現(xiàn)微型化、自動(dòng)化、低消耗和高通量分析的微流控芯片技術(shù)雖然僅有一個(gè)概念雛形，卻依舊引起了劉大漁的注意。于是2001年秋季，他加入大連化學(xué)物理研究所林炳承研究員課題組，成為林老師轉(zhuǎn)戰(zhàn)微流控方向后的首批博士研究生。

彼時(shí)，微流控芯片技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展剛剛起步，作為國(guó)內(nèi)最早從事微流控芯片研究的課題組之一，無論是對(duì)加工技術(shù)還是儀器設(shè)備，劉大漁和他的同學(xué)們都知之甚少，所以工作難度可想而知?！傲掷蠋熼_展相關(guān)研究不久，就陸續(xù)出現(xiàn)了很多質(zhì)疑的聲音。”劉大漁回憶，那時(shí)國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r用“人心浮動(dòng)”來形容是十分貼切的，但導(dǎo)師林炳承卻始終未曾動(dòng)搖?！八麘B(tài)度非常堅(jiān)決，認(rèn)定了這項(xiàng)技術(shù)肯定有用。既然老師這么說了，那我們就跟著干?！庇捎跅l件異常艱苦，那時(shí)課題組的研究進(jìn)展十分緩慢，遲遲難以形成好的研究論文，畢業(yè)危機(jī)就像一座大山，時(shí)刻壓在同期幾個(gè)學(xué)生的心頭。幸而，在導(dǎo)師的鼓勵(lì)和自身的信念支撐下，他們還是堅(jiān)持了下來，并最終取得了一系列突破性成果，有力推動(dòng)了國(guó)內(nèi)微流控芯片的學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

博士時(shí)期的學(xué)習(xí)經(jīng)歷不僅讓劉大漁的科研能力得到了大幅提升，也磨煉了他的意志力。在后來的科研工作中，他越發(fā)體會(huì)到這段經(jīng)歷對(duì)于自身的價(jià)值：“失敗是科研工作的常態(tài)，任何人想要取得重大的科研進(jìn)展，必然要克服諸多困難。在探索未知的過程中，根本不可能一帆風(fēng)順，那么我們?nèi)绾稳?yīng)對(duì)這些困難？一方面，持續(xù)的研究會(huì)帶來科研能力和信心的提升；另一方面，個(gè)人心態(tài)和性格的塑造也是影響成敗的重要因素。艱難的經(jīng)歷，都是寶貴的精神財(cái)富。正如那句話所言，‘那些殺不死你的，終將使你變得更加強(qiáng)大。”

博士畢業(yè)后，劉大漁前往香港科技大學(xué)機(jī)械工程系從事微機(jī)電加工研究，在此期間完成了從理學(xué)到工程的跨越。據(jù)介紹，微機(jī)電加工這一方向表面上看來與醫(yī)學(xué)關(guān)系不大，實(shí)際上卻與微流控芯片診斷系統(tǒng)的加工和控制聯(lián)系緊密。這段經(jīng)歷進(jìn)一步培養(yǎng)了劉大漁的理工思維，為其后來的學(xué)術(shù)發(fā)展拓寬了道路。他說：“醫(yī)學(xué)是涉及面非常廣的一個(gè)學(xué)科，醫(yī)學(xué)的很多問題都要借助其他學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)來解決。這就要求我們對(duì)其他學(xué)科知識(shí)有所了解并且培養(yǎng)多元化的思維。希望我的個(gè)人經(jīng)歷能夠?yàn)榕囵B(yǎng)具有交叉學(xué)科背景的人才提供借鑒?！?/p>

發(fā)現(xiàn)科研之趣，享受科研之樂

平日里，劉大漁總是沉浸在科研工作中，常常在實(shí)驗(yàn)室一待就是十余個(gè)小時(shí)。因?yàn)榭蒲袑?duì)他來說，是工作，更是愛好：“學(xué)習(xí)是快樂的，科研也是快樂的。醫(yī)學(xué)研究是一項(xiàng)偉大的事業(yè)，能夠參與其中本身就是一件非常有意義的事情?！?/p>

在劉大漁看來，科研需要長(zhǎng)期的堅(jiān)持，而只有快樂的事情才能讓人做得更久?！拔耶?dāng)年學(xué)習(xí)的時(shí)候非常艱難，所以當(dāng)我?guī)W(xué)生的時(shí)候就會(huì)想，怎么才能讓學(xué)生們愉悅地學(xué)習(xí)？我想讓我的團(tuán)隊(duì)成員盡情地享受學(xué)習(xí)帶來的快樂，而不要因?yàn)榭蒲腥蝿?wù)給自己太大的壓力。”盡管相比劉大漁求學(xué)時(shí)的客觀條件，如今微流控芯片技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展環(huán)境已大幅改善，但基于對(duì)“快樂科研”這一理念的倡導(dǎo)，他還是費(fèi)盡心思地為課題組成員構(gòu)建愉悅的科研環(huán)境。他一方面給予學(xué)生們悉心的指導(dǎo)，盡量排除他們工作中的困難；另一方面鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)發(fā)掘科研工作中的趣味，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)自內(nèi)心熱愛自己從事的研究工作，拋棄浮躁和功利的心態(tài)。

為了減少科研壓力，劉大漁在課題組內(nèi)實(shí)行交叉協(xié)作機(jī)制，營(yíng)造了課題組內(nèi)成員互相幫助、互相支持的良好科研氛圍，不僅減少了眾人的精神壓力，也提升了工作效率。最特別的一點(diǎn)是，他評(píng)判學(xué)生培養(yǎng)是否成功的標(biāo)準(zhǔn)，并非他們發(fā)表了多少高質(zhì)量論文，而是看他們畢業(yè)之后是否還一如既往地?zé)釔劭蒲小＿@在很大程度上鼓舞了士氣，更進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對(duì)科研的熱愛。

“要想科研工作做得久，第一身體要好，第二要熱愛生活?！笨蒲泄ぷ髦?，劉大漁也十分熱愛運(yùn)動(dòng)和音樂。在難得的休息日，劉大漁的家中總會(huì)響起音樂旋律，他那雙做慣了實(shí)驗(yàn)的雙手也會(huì)時(shí)不時(shí)地打上幾個(gè)拍子?！奥犚魳肥呛芎玫氖婢彿绞?，能讓我忘記心理的疲憊?！碑?dāng)他換上運(yùn)動(dòng)裝與學(xué)生們一起打球時(shí)，旁人很難分辨出誰是老師，誰是學(xué)生，更難以想象這些在球場(chǎng)上的靈活身影屬于幾位長(zhǎng)年待在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的科研工作者。受劉大漁的影響，課題組成員經(jīng)常組織戶外體育活動(dòng)，一方面舒緩了原本因科研工作而緊張的神經(jīng)，另一方面也強(qiáng)健了人的體魄，支撐著他們以更加飽滿的精神狀態(tài)投入到科研中去。這樣張弛有度的工作節(jié)奏，為課題組成員能夠有條不紊地推動(dòng)自身研究，取得一系列重要研究進(jìn)展創(chuàng)造了有利條件。

將科技成果

從“書架”搬上“貨架”

劉大漁所帶領(lǐng)的課題組是國(guó)內(nèi)少有的針對(duì)臨床檢驗(yàn)工作需求發(fā)展微流控診斷技術(shù)的研究組，他們的目的很明確，就是利用微流控芯片技術(shù)來解決檢驗(yàn)工作中的實(shí)際問題。

早在博士畢業(yè)之際，劉大漁就曾受到廣州一家企業(yè)的邀請(qǐng)，嘗試微流控芯片產(chǎn)業(yè)化，但由于研究條件的限制，微流控芯片研發(fā)工作步履艱難。劉大漁也由此意識(shí)到，彼時(shí)微流控芯片的產(chǎn)業(yè)化時(shí)機(jī)并不成熟，當(dāng)務(wù)之急還是要夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)和尋找應(yīng)用突破口?！霸谀莻€(gè)階段，我考慮到醫(yī)院針對(duì)臨床實(shí)際需求發(fā)展一些創(chuàng)新微流控芯片診斷技術(shù)，更有利于推動(dòng)成果產(chǎn)業(yè)化?！庇纱耍麃淼搅巳A南理工大學(xué)附屬第二醫(yī)院。

廣州既是華南地區(qū)的學(xué)術(shù)中心，又是中國(guó)體外診斷的產(chǎn)業(yè)中心之一，這里為劉大漁的成長(zhǎng)提供了有利的條件。在他的帶領(lǐng)下，課題組十余年來始終致力于推進(jìn)微流控芯片體外診斷技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

如今，劉大漁和他的團(tuán)隊(duì)不僅成功發(fā)展了一系列微流控體外診斷技術(shù)，還與多家企業(yè)建立了長(zhǎng)期、緊密的合作關(guān)系。但對(duì)于一項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化來說，僅有幾支團(tuán)隊(duì)、幾所醫(yī)院、幾家企業(yè)的支持是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?！拔⒘骺匦酒夹g(shù)產(chǎn)業(yè)化的牽涉面太廣，涉及領(lǐng)域太多，包括芯片耗材、試劑、儀器等問題，也離不開數(shù)學(xué)和信息工程等領(lǐng)域的支撐。我們希望能夠把更多的優(yōu)勢(shì)資源集合起來，這樣才能讓微流控芯片的成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化步伐走得更快?！被谶@一愿景，劉大漁團(tuán)隊(duì)的下一步發(fā)展目標(biāo)就是推動(dòng)建成一個(gè)區(qū)域性微流控芯片學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的樞紐，推動(dòng)將這一技術(shù)從“書架”搬上“貨架”。

（責(zé)編：袁園）