徐可欣:以光为“针”测血糖

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日期:2021-10-08 19:36:42    来源:科技日报    


受访者供图

科技日报记者 陈 曦

“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。”天津大学精密仪器与光电子工程学院(以下简称精仪学院)教授徐可欣这般叙述他退休后的规划。

徐可欣自上世纪90年代初期开始“无创血糖仪”课题的研发,经过30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,授权发明专利22项,已具备产品开发和保证测量精度所需相关的技术途径。

结缘仪器有渊源

1976年,徐可欣从北京分析仪器厂技校毕业后,直接被分配到该厂机修车间当钳工。那时,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。

1977年,恢复高考,很多青年的人生轨迹因此发生了改变。“我原本觉得自己以后就是钻研技术、当个好技工了,突然命运又开出一辆‘末班车’,唯有拼命补课备考。”徐可欣回忆说。功夫不负有心人,1978年9月,他如愿搭上了这趟“末班车”,考上了哈尔滨科学技术大学(现哈尔滨理工大学)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。那时我们学习都很自觉,晚上不到拉闸断电,大家是不会离开教室的。”徐可欣回忆道。

开始专业学习后,徐可欣感到我国在精密仪器领域与发达国家差距巨大。“机器的‘感官(传感器)’不好使,获取和处理信息的能力差,造成了我国科技研发与工业发展的滞后,我们要迎头赶上。”徐可欣说。

本科毕业时,徐可欣考上了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学位。

博士毕业后,徐可欣想去企业,补足自己的实践经验。他在机械行业的一个工贸公司干了一段时间后,又意识到研发事业不仅需要科学技术,还需要懂得经营管理、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。他选择到日本一家科技企业,从事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。”他说。

跬步千里研发路

1992年4月,徐可欣在日本的一个研究所,开始了“人体血糖浓度无创伤检测方法”的研究。

早在上世纪70年代,无创伤血糖浓度测量方法的研究就已启动,相关研发工作主要在美、日、德等仪器强国开展,但时至今日,可满足临床要求的无创伤血糖测量产品仍未出炉,其研发难度可想而知。

“无创血糖仪的社会价值和市场价值都非常高,如果研发取得突破,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,徐可欣亲历了研发的整个流程。随着国内科研条件的改善,他觉得回国能更好地开展这个项目。

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并不复杂,就是利用光与糖的相互作用进行测量。”徐可欣讲解,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”掉的光子也就越多,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,但实现起来并不容易。实验室里的测量环境非常简单,而在人体上做测量却复杂得多,任何一个参数的改变,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血糖浓度准确测量的最大难题,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。”徐可欣介绍,“在研究中,我们在某一特殊的源探距离下检测到牛奶等样品射出的光子数量不随介质中糖的浓度变化而改变,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。”

经过临床实验,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精度,可达到或接近现有家用有创血糖仪同等水平。

研发育人两相宜

作为资深教授、天津大学精仪学院前任院长,徐可欣深知仪器研发事业中人才的重要性,因此他在担任院长的10年里,十分重视加强基础知识教学和新兴学科的引入工作。

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,大力推动团队考核制,发挥资深教授的中流砥柱作用。每个团队由一位资深教授作为负责人,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的情况来进行综合考核,充分发挥了每位教师的特长。”徐可欣说。

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。他在院长任上时还大力引进人才,从海外招募学术带头人。

同时,徐可欣不忘初心,一直没有放松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。为积累核心技术并完成后续的产品化,他先后参与创建了3家产学研结合的公司。其中,于2016年创立的一家研发环境在线监测核心分析仪的公司,其开发的产品目前已持续给上市公司供货。

30年砥砺前行,徐可欣与我国精密仪器行业共同成长。如今,他即将踏上新征程,为实现“光测无创血糖仪”的产业化贡献力量。

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