在茫茫大海上，勘探頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源；在深深地底下，探測(cè)瓦斯分布、流動(dòng)、富集的規(guī)律；在遼闊田野中，快速準(zhǔn)確分揀出高優(yōu)糧種……如今，這些樣本檢測(cè)僅需一分鐘，就可以通過(guò)一臺(tái)形如計(jì)算機(jī)的分析儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
只有筆記本電腦大小、成本降至1/4，上海理工大學(xué)自主研發(fā)的這臺(tái)國(guó)產(chǎn)“高性能核磁共振弛豫分析儀”突破國(guó)際壟斷，秀出了“我國(guó)制造”的硬實(shí)力。
這臺(tái)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。這個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成果榮獲2021年度高等學(xué)校科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
填補(bǔ)國(guó)產(chǎn)分析儀器空白，迅速占據(jù)國(guó)內(nèi)70%市場(chǎng)
2006年，聶生東給醫(yī)學(xué)影像工程專業(yè)學(xué)生找到一臺(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)，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，他得知這家企業(yè)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)，終于填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)行業(yè)空白。只有筆記本電腦大小、成本降至進(jìn)口同類儀器的1/4，國(guó)產(chǎn)分析儀一經(jīng)推出，就迅速占據(jù)了國(guó)內(nèi)70%市場(chǎng)。
如今，不僅上理工醫(yī)療器械實(shí)驗(yàn)室的師生用上了簡(jiǎn)潔輕便、操作快速的教學(xué)分析儀器，全國(guó)各地的高校、研究機(jī)構(gòu)等也紛紛采購(gòu)。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，并出口到外國(guó)、韓國(guó)、新加坡等地。
國(guó)產(chǎn)技術(shù)從研發(fā)到推廣，最難的是證明
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。
“我們的核心技術(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。”該團(tuán)隊(duì)的王欣教授說(shuō)。
食品品質(zhì)、巖芯含油率、藥物療效等也是一種特殊的“盲盒”，如何快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、廣泛地測(cè)出她們的內(nèi)容？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，并且更易于在多領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
盡管國(guó)產(chǎn)化科學(xué)儀器的路很難走，但聶生東表示：“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。”
作者：儲(chǔ)舒婷
編輯：張鵬
圖片來(lái)源：均為上海理工大學(xué)供圖
