央廣網(wǎng)上海512日消息(記者唐奇云)在茫茫大海上,能勘探到頁巖氣等非常規(guī)油氣資源,為國家能源可持續(xù)發(fā)展提供戰(zhàn)略保障;在深深地底下,能探測到瓦斯分布、流動、富集的規(guī)律,實現(xiàn)煤炭與瓦斯共采,做到安全生產(chǎn)和保護環(huán)境并行;在遼闊田野中,能快速準確分揀出高優(yōu)糧種,促進糧食產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展;在普通菜場里,能快速檢測出注水肉、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”,如今都可以通過一臺形如計算機的分析儀器來實現(xiàn)。

  這臺名為“高性能核磁共振弛豫分析儀”的儀器,由上海理工大學醫(yī)療器械與食品學院聶生東教授與上海紐邁電子科技有限公司聯(lián)合研制,可廣泛應用于紡織化工、油氣勘探、農(nóng)業(yè)選種、食品檢測等領(lǐng)域。近日,這個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的成果榮獲2020年度高等學?茖W研究優(yōu)秀成果技術(shù)發(fā)明二等獎。它的背后,是填補國產(chǎn)分析儀器空白的一道“填空題”,也是敢于驗證中國制造硬實力的一道“證明題”。

   

  高性能核磁共振弛豫分析儀央廣網(wǎng)發(fā) 上海理工大學供圖

  教學分析儀器引發(fā)的“填空題”

  2006年,聶生東正在行業(yè)圈里給醫(yī)學影像工程專業(yè)學生尋覓一臺用來教學的核磁共振分析儀,那時,幾乎所有相關(guān)高校都只能從醫(yī)院要來“退休”的儀器進行教學展示。因為老舊儀器的部分功能已經(jīng)無法實現(xiàn),十分影響授課效果。此外,儀器龐大笨重不方便運輸,至少需要騰出一整間教室來擺放,這對學校場地也提出了“高要求”。聶生東又把目光投向了企業(yè),卻發(fā)現(xiàn)國內(nèi)行業(yè)存在著技術(shù)“空白”,所使用的機器幾乎都是進口,國外龍頭企業(yè)占據(jù)絕對壟斷地位,價格長期居高不下,也在一定程度上影響了技術(shù)的推廣和更新。

  后來,聶生東多方了解,準備從紐邁電子科技公司購買教學儀器,溝通中得知紐邁也在轉(zhuǎn)向國產(chǎn)儀器的研發(fā),“為什么國內(nèi)不能自主做一臺高端的分析儀器呢?”雙方不謀而合,在核磁共振分析儀領(lǐng)域開啟合作攻關(guān),以期填補國內(nèi)行業(yè)空白。

  如今,在上理工醫(yī)療器械實驗室里,師生們圍著外觀簡潔輕便、操作簡單快速的教學分析儀器,進行著多樣物質(zhì)的分析實驗。誰曾想,這一“常態(tài)化”實驗場景的實現(xiàn),聶生東和紐邁經(jīng)歷了十余年的艱辛探索。

  快速精準檢測“盲盒”里是什么

  時下年輕人追捧花樣“盲盒”,感受開盒時的驚喜,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、穩(wěn)定、廣泛地測出多領(lǐng)域“盲盒”里是什么,對于科學研究、企業(yè)經(jīng)營、百姓生活具有重要意義。

  聶生東團隊針對不同領(lǐng)域?qū)z測和分析問題的具體要求,開發(fā)設(shè)計了成套的應用方法研究和分析解釋軟件,大大拓展了儀器的應用領(lǐng)域。這就類似于給不同物質(zhì)的成分進行“編程”,擅長使用型號數(shù)據(jù)分析法的聶生東將“編好”的信息數(shù)據(jù)建立成庫,擅長應用方法學的團隊成員王欣副教授則將信息數(shù)據(jù)“解碼”出來,分辨出不同的成分,這樣就相當于可以在不打開“盲盒”的前提下知曉內(nèi)部情況,實現(xiàn)無損快速檢測。

  聶生東團隊的這一套算法模型成為整個儀器的“靈魂”,而整機從技術(shù)參數(shù)到性能指標都已經(jīng)達到國外同類產(chǎn)品的先進水平,更值得一提的是,該分析儀器的售價僅為國外同類產(chǎn)品的四分之一,更易于在多領(lǐng)域推廣應用。

  研發(fā)到推廣最難的是“證明題”

  國內(nèi)技術(shù)靠譜嗎?價格這么低會不會質(zhì)量不行?研發(fā)之路除了要解決科研技術(shù)難題之外,還要面對來自各領(lǐng)域的質(zhì)疑!拔覀兊暮诵募夹g(shù)是‘低場’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’核磁共振技術(shù),參加研討會的時候,我們就常常遇到許多專家們的疑問,這讓我們覺得國產(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,還要讓市場驗證技術(shù)的穩(wěn)定可靠!蓖跣感慨道。

  盡管國產(chǎn)化科學儀器的路很難走,但團隊始終不忘初心地堅持著,如今這項成果也已在國內(nèi)20余所高校、10余家中科院系統(tǒng)的研究所等科研機構(gòu)推廣使用,并出口到美國、韓國、新加坡等多個國家企業(yè)。

  “因為起步晚,再加上國外企業(yè)技術(shù)壟斷,我們未來要走的路還很長。慶幸的是,用戶們也已經(jīng)意識到了低場脈沖核磁共振技術(shù)的廣闊應用前景,推動了這項技術(shù)在國內(nèi)應用!甭櫳鷸|說。