守醫者本心而求索 借他山之石以攻玉

曹笑軒

無論是工作日還是休息日，位于廣州市越秀區盤福路1號的華南理工大學附屬第二醫院（廣州市第一人民醫院）都是人頭攢動。檢驗科是醫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，檢驗科醫生的工作就是不停地接收標本、做化驗和提供檢驗報告。但很少有人知道，這家醫院的檢驗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，而是發展創新檢驗技術，他們所使用的檢驗工具叫作微流控芯片。

劉大漁是這個微流控芯片研究室的負責人，同時也是檢驗科的副主任，在這里已工作了十余年之久。他初來醫院時，這里既沒有科研團隊，也缺少實驗設備，一切只能從零開始。在醫院和科室領導的大力支持下，劉大漁帶領微流控芯片研究室經歷了從無到有、從小到大的發展歷程。他把自己最好的年華都奉獻在這里，推動了研究室科研能力的持續增強。以微流控芯片技術助力解決臨床醫學診斷問題，是劉大漁和他的課題組十數年如一日的目標與堅持。

以科研創新推動學科建設

檢驗科的主要工作是針對各種人體標本進行疾病標志物的檢測，快速準確地提供檢驗結果，為臨床提供診斷依據。這個過程通常包含一系列的離心、移液和試樣轉運等，因而檢驗工作不僅勞動強度大，而且耗時較長。與傳統的宏觀分析平臺不同，微流控芯片是實現微尺度下流體控制的技術平臺，其特點來自于微流體的特性及微加工帶來的結構復雜性，有利于實現快速反應、功能集成和通量擴展，從而達到微型化、自動化、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學科建設。基于這一目標，他所帶領的課題組近年來始終瞄準臨床檢驗的重大需求，致力于發展微流控芯片病原檢測技術。據了解，現有病原檢測技術普遍存在分析時間和信息通量方面的限制，難以滿足臨床需要。為解決這個問題，劉大漁帶領課題組發展了一系列微流控芯片系統以實現快速、精準、高內涵的病原分析。與傳統檢驗技術相比較，這種微流控芯片病原檢測技術在分析時間、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優勢可以實現單細胞和單分子水平的精準定性和定量檢測，并且能夠將一系列煩瑣的操作步驟在同一塊芯片上實現自動化運行，從而可以在較短時間內實現多重病原鑒定、定量及多種藥物敏感性測試。

基于這一研究思路，劉大漁等人已在前期研究中成功發展了一種用于現場快速多重復雜分析的主動式液滴陣列微流控系統，通過芯片相對磁、熱、光作用區域的空間移位來完成分析所需的系列能量-質量轉運，從而實現多重復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家自然科學基金項目“模塊化微流控芯片上基于液滴數字化分析的高內涵病原測試”等一系列課題展開了探索，嘗試結合液滴顏色與空間分辨力以進一步擴展信息通量。他表示：“我們的最終目標是將這種高內涵分析發展為普適性的病原檢測手段，爭取在不遠的將來把當前需要兩三天以上的病原檢測流程壓縮到幾個小時。這不僅是我們正在做的，也是國內外許多同行都在為之奮斗的方向。”

交叉學科促成長

劉大漁的學術成長經歷是一系列偶然串聯起來的必然，其求學過程既是一位科研人員的成長歷程，也蘊含著一個醫生將多學科、多領域知識融會貫通于一身的經驗。

劉大漁出身醫學家庭，其母親是一位令人敬佩的醫生。由于母親工作忙碌，他的很多童年時光都是在醫院里度過的，醫學事業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。對他而言，選擇醫學專業成了一件順理成章的事情。1995年從大連醫科大學本科畢業后，劉大漁進入了大連中心醫院工作。在那個科研之風剛剛興起的年代，他嘗試拓展自己的知識面，但是發現很多學術論文對他來說，實在有些艱深晦澀。同時，隨著接觸的病人越多，見到的病癥越復雜，他就越是感到自身學識的淺薄和能力的不足。正當劉大漁強烈渴望進步之時，大連醫科大學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。那時候我還沒有什么科研意識，通過與張老師的交流，我才走出了原來的混沌狀態，他是我學術思想的啟蒙者。”自那以后，劉大漁下定決心要走科研道路，利用工作之余自學新理論和新知識。憑借自身努力，他于2001年取得了大連醫科大學病理學碩士學位。

“重要醫學問題的解決需要其他基礎學科的研究進展作為支撐。”分析化學就是這樣一種起著輔助和支撐作用的基礎學科。碩士學習期間，劉大漁常常前往與大連醫科大學只有一墻之隔的中國科學院大連化學物理研究所交流，主要嘗試利用創新分析技術檢測腫瘤標記物。往來過程中，他發現自己對分析儀器十分感興趣，故而進一步選擇攻讀分析化學博士學位。此時正值世紀之交，生物醫學的爆發式發展向分析化學領域提出了更高的要求，有望實現微型化、自動化、低消耗和高通量分析的微流控芯片技術雖然僅有一個概念雛形，卻依舊引起了劉大漁的注意。于是2001年秋季，他加入大連化學物理研究所林炳承研究員課題組，成為林老師轉戰微流控方向后的首批博士研究生。

彼時，微流控芯片技術在國內的發展剛剛起步，作為國內最早從事微流控芯片研究的課題組之一，無論是對加工技術還是儀器設備，劉大漁和他的同學們都知之甚少，所以工作難度可想而知。“林老師開展相關研究不久，就陸續出現了很多質疑的聲音。”劉大漁回憶，那時國內這一領域的發展狀況用“人心浮動”來形容是十分貼切的，但導師林炳承卻始終未曾動搖。“他態度非常堅決，認定了這項技術肯定有用。既然老師這么說了，那我們就跟著干。”由于條件異常艱苦，那時課題組的研究進展十分緩慢，遲遲難以形成好的研究論文，畢業危機就像一座大山，時刻壓在同期幾個學生的心頭。幸而，在導師的鼓勵和自身的信念支撐下，他們還是堅持了下來，并最終取得了一系列突破性成果，有力推動了國內微流控芯片的學術和產業的發展。

博士時期的學習經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，他越發體會到這段經歷對于自身的價值：“失敗是科研工作的常態，任何人想要取得重大的科研進展，必然要克服諸多困難。在探索未知的過程中，根本不可能一帆風順，那么我們如何去應對這些困難？一方面，持續的研究會帶來科研能力和信心的提升；另一方面，個人心態和性格的塑造也是影響成敗的重要因素。艱難的經歷，都是寶貴的精神財富。正如那句話所言，‘那些殺不死你的，終將使你變得更加強大。”

博士畢業后，劉大漁前往香港科技大學機械工程系從事微機電加工研究，在此期間完成了從理學到工程的跨越。據介紹，微機電加工這一方向表面上看來與醫學關系不大，實際上卻與微流控芯片診斷系統的加工和控制聯系緊密。這段經歷進一步培養了劉大漁的理工思維，為其后來的學術發展拓寬了道路。他說：“醫學是涉及面非常廣的一個學科，醫學的很多問題都要借助其他學科的先進技術來解決。這就要求我們對其他學科知識有所了解并且培養多元化的思維。希望我的個人經歷能夠為培養具有交叉學科背景的人才提供借鑒。”

發現科研之趣，享受科研之樂

平日里，劉大漁總是沉浸在科研工作中，常常在實驗室一待就是十余個小時。因為科研對他來說，是工作，更是愛好：“學習是快樂的，科研也是快樂的。醫學研究是一項偉大的事業，能夠參與其中本身就是一件非常有意義的事情。”

在劉大漁看來，科研需要長期的堅持，而只有快樂的事情才能讓人做得更久。“我當年學習的時候非常艱難，所以當我帶學生的時候就會想，怎么才能讓學生們愉悅地學習？我想讓我的團隊成員盡情地享受學習帶來的快樂，而不要因為科研任務給自己太大的壓力。”盡管相比劉大漁求學時的客觀條件，如今微流控芯片技術在我國的發展環境已大幅改善，但基于對“快樂科研”這一理念的倡導，他還是費盡心思地為課題組成員構建愉悅的科研環境。他一方面給予學生們悉心的指導，盡量排除他們工作中的困難；另一方面鼓勵學生主動發掘科研工作中的趣味，引導學生發自內心熱愛自己從事的研究工作，拋棄浮躁和功利的心態。

為了減少科研壓力，劉大漁在課題組內實行交叉協作機制，營造了課題組內成員互相幫助、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。最特別的一點是，他評判學生培養是否成功的標準，并非他們發表了多少高質量論文，而是看他們畢業之后是否還一如既往地熱愛科研。這在很大程度上鼓舞了士氣，更進一步激發了學生對科研的熱愛。

“要想科研工作做得久，第一身體要好，第二要熱愛生活。”科研工作之外，劉大漁也十分熱愛運動和音樂。在難得的休息日，劉大漁的家中總會響起音樂旋律，他那雙做慣了實驗的雙手也會時不時地打上幾個拍子。“聽音樂是很好的舒緩方式，能讓我忘記心理的疲憊。”當他換上運動裝與學生們一起打球時，旁人很難分辨出誰是老師，誰是學生，更難以想象這些在球場上的靈活身影屬于幾位長年待在實驗室內的科研工作者。受劉大漁的影響，課題組成員經常組織戶外體育活動，一方面舒緩了原本因科研工作而緊張的神經，另一方面也強健了人的體魄，支撐著他們以更加飽滿的精神狀態投入到科研中去。這樣張弛有度的工作節奏，為課題組成員能夠有條不紊地推動自身研究，取得一系列重要研究進展創造了有利條件。

將科技成果

從“書架”搬上“貨架”

劉大漁所帶領的課題組是國內少有的針對臨床檢驗工作需求發展微流控診斷技術的研究組，他們的目的很明確，就是利用微流控芯片技術來解決檢驗工作中的實際問題。

早在博士畢業之際，劉大漁就曾受到廣州一家企業的邀請，嘗試微流控芯片產業化，但由于研究條件的限制，微流控芯片研發工作步履艱難。劉大漁也由此意識到，彼時微流控芯片的產業化時機并不成熟，當務之急還是要夯實技術基礎和尋找應用突破口。“在那個階段，我考慮到醫院針對臨床實際需求發展一些創新微流控芯片診斷技術，更有利于推動成果產業化。”由此，他來到了華南理工大學附屬第二醫院。

廣州既是華南地區的學術中心，又是中國體外診斷的產業中心之一，這里為劉大漁的成長提供了有利的條件。在他的帶領下，課題組十余年來始終致力于推進微流控芯片體外診斷技術的產業化。

如今，劉大漁和他的團隊不僅成功發展了一系列微流控體外診斷技術，還與多家企業建立了長期、緊密的合作關系。但對于一項技術的產業化來說，僅有幾支團隊、幾所醫院、幾家企業的支持是遠遠不夠的。“微流控芯片技術產業化的牽涉面太廣，涉及領域太多，包括芯片耗材、試劑、儀器等問題，也離不開數學和信息工程等領域的支撐。我們希望能夠把更多的優勢資源集合起來，這樣才能讓微流控芯片的成果產業轉化步伐走得更快。”基于這一愿景，劉大漁團隊的下一步發展目標就是推動建成一個區域性微流控芯片學術和產業轉化的樞紐，推動將這一技術從“書架”搬上“貨架”。

（責編：袁園）