科研試劑廠家-齊一生物

在生物光子學這條路上，汪待發(fā)博士已經(jīng)行進了十余年，熱情卻絲毫未減，因為這指向他的夢想應許之地。

新的開創(chuàng)

　　對于光，生物組織存在強散射現(xiàn)象。“舉個例子來說，一杯牛奶的內(nèi)部，我們是看不清的，這是因為牛奶里面有很多的小顆粒，造成了光的散射。” 汪待發(fā)解釋說。與此類似，當一束光進入渾濁不透明的生物組織后，經(jīng)過一個傳輸平均自由程，光束將丟失原始的方向信息，呈現(xiàn)漫射傳播。

　　當下，在深層生物組織中實現(xiàn)高分辨的功能、分子影像或靶向光學治療、操控等一直是生物光子學領域zui核心的挑戰(zhàn)。“我們需要破解這一難題，如果我們能清晰地看透生物組織，那么許多疾病的診斷就會輕而易舉，例如皮膚癌、腸癌。當然，它還有其他的意義，比如驗證藥效、探究藥物作用原理等。”

　　從 2001 年考入清華大學生物醫(yī)學工程專業(yè)開始，汪待發(fā)就逐漸走上探尋這一目標的道路。在清華大學，他從一名本科生成長為博士，度過了 9 年的時光。“這期間除了學習專業(yè)技能外，我的人生觀、價值觀、為人處事的方式都有了很大的改變，我從老師和同學的身上學到了很多。”讀博士時，汪待發(fā)參與了 “973” 計劃子課題和國家自然科學基金課題，開展了散射光學斷層成像研究，提出了多種全新的重建算法和成像系統(tǒng)，獲評清華大學博士學位論文一等獎，他本人榮獲清華大學博士稱號。當時，清華大學有超過 1000 名博士生畢業(yè)，而一等獎只頒發(fā)了 22 人。

　　走出清華大學的校門后，汪待發(fā)選擇來到北京航天大學生物與醫(yī)學工程學院就職，繼續(xù)開展光學斷層成像研究，并主持了包括國家自然科學基金在內(nèi)的多項相關課題。以來，已有成像方法存在需要旋轉(zhuǎn)成像物體、笨重光源或探測部件等難題，汪待發(fā)迎難而上，在研究中提出了全新成像算法與裝置，例如基于旋轉(zhuǎn)鏡的斷層成像方法，為問題的解決提供了新的突破口，得到了國內(nèi)外同行廣泛關注和認可。

　　2014 年 4 月，在國家留學基金的支持下，汪待發(fā)赴美國加州理工學院，與生物光子學領域的學者 Yang Changhuei 教授合作，針對生物光子領域的核心難題 “如何在深層組織中實現(xiàn)光學聚焦” 開展研究。他們提出和建立了世界上zui快的數(shù)字光學相位共軛方法，相對已有方法性能提升了近百倍，進而在世界上透過超過 2mm 厚的、含血液流動的動物皮膚實現(xiàn)持續(xù)高強度光學聚焦。相關成果被三位審稿人一致在 Optica(美國光學學會 OSA 的*期刊，影響因子 > 5) 上發(fā)表。論文發(fā)表后，得到了同行的廣泛關注，1 年內(nèi)被引用 20 余次。

　　這一切，都成為了汪待發(fā)開展國家自然科學基金面上項目的積淀。“我發(fā)現(xiàn)磁場有一些*的優(yōu)勢，所以想將磁場與光學兩種模態(tài)組合起來，進行生物光子學的研究。” 他說。

轉(zhuǎn)化是著力點

　　“應用和轉(zhuǎn)化是我開展研究的著力點。把成果轉(zhuǎn)化工作做好，從大的方面說可以減少國家的醫(yī)療影像進口，造福國民；從小的方面講能培育人才隊伍，實現(xiàn)個人價值。” 汪待發(fā)說。

　　至今，汪待發(fā)在產(chǎn)品轉(zhuǎn)化方面已經(jīng)做出了許多成績。他帶領團隊，為北京誼安集團預研了下一代呼吸機的智能氣泵控制器；為北京納通集團預研了基于電阻抗的椎弓根智能開路器，避免了傳統(tǒng)椎弓根手術中螺釘植入過程中的刺破脊椎神經(jīng)的風險，提高手術準確度和安全性。另外，他還為清華大學研發(fā)了一套可穿戴式心理生理監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)尺寸小，續(xù)航高達 1 周，支持運動脈搏波監(jiān)測和心理評估，為心理學的定量研究提供了全新的研究工具和手段。當然，zui值得一提的還是其團隊推向市場的中國*臺大型近紅外光譜腦功能成像（fNIRS）系統(tǒng)。

　　“利用組織光譜特性的差異，fNIRS 可以高時間分辨地探測和成像腦活動激活的腦皮層血流和血氧含量的變化，進而有效地對腦活動進行可視化和定量評估。” 汪待發(fā)介紹說。相對于腦電、功能核磁共振等其他成像方法，fNIRS 具有成本適中、時間分辨率高、空間分辨率適中、對運動不敏感等特點和優(yōu)勢，現(xiàn)在已發(fā)展成為一種*的腦功能成像模態(tài)，在基礎科研和臨床應用中發(fā)揮越來越重要的作用，被眾多國內(nèi)外研究者青睞。盡管近幾年國內(nèi)利用 fNIRS 開展基礎研究和臨床的單位急劇增加，這一大型影像設備的中國市場一直由國外控制。“在這方面，我們必須要趕超外國，打破壟斷，技術發(fā)展。” 汪待發(fā)說。

　　基于多年在散射光學領域的研究技術基礎，以及在微弱信號探測領域的積累，汪待發(fā)用了多年的時間，突破了超微弱、超寬動態(tài)范圍近紅外光檢測，時空頻多重耦合的多通道多光譜并行高速探測、近紅外光譜信號處理和分析診斷方法等核心技術，自主研發(fā)出了中國*臺大型 fNIRS 系統(tǒng)。

　　經(jīng)過驗證，新設備相關指標已可與產(chǎn)品競爭，部分核心性能指標有所超越，并具有明顯的成本優(yōu)勢。目前設備已經(jīng)被清華大學、國家康復輔具中心、深圳大學、中國康復研究中心等單位采購或應用。

　　“產(chǎn)業(yè)化過程會遇到太多難題。”汪待發(fā)說。盡管在應用上有了好的開端，他依然覺得，與其說要打通產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的zui后一公里，還不如說距離真正實現(xiàn)技術成果產(chǎn)業(yè)化之路還有 99 公里。為了推進這 “99 公里”，依托北京航天大學產(chǎn)業(yè)研究院，以近紅外光譜腦功能成像為核心技術，汪待發(fā)與一群志同道合者一起，創(chuàng)立了丹陽慧創(chuàng)醫(yī)療設備有限公司。這是一家專注于為腦研究和腦健康提供創(chuàng)新、專業(yè)解決方案和服務的高科技企業(yè)，目前已經(jīng)形成了產(chǎn)學研用一體的完整規(guī)劃，并得到了“丹陽創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才” 等當?shù)卣萍颊叩姆龀?。正如他所說，這條路走起來并不容易，但是他仍有志于此，因為在他心中，這是值得去做的事。

　　“實踐出真知”，經(jīng)過多年來在科研與產(chǎn)業(yè)化道路上的探索，汪待發(fā)已經(jīng)將這一理念融成了行事風格。作為一名師者，他在對本科生和研究生的授課過程中也因材施教，注重實踐與科研環(huán)節(jié)的雙重培養(yǎng)。近年來，他指導大學科研訓練計劃 (SRTP)1 項、馮如杯競賽 3 項。其中，“馮如杯” 為北京天大學年度學生競賽項目，每年有 4000 多名本科生參與，計上千支參賽隊伍。而汪待發(fā)指導的競賽項目分別在 2013 和 2014 年獲得一等獎和二等獎。

　　現(xiàn)在，如何開展前沿的研究解決生物光子學領域的核心難題，如何將創(chuàng)新的技術向市場轉(zhuǎn)化，是汪待發(fā)每天不斷在思考的問題。在國家科技創(chuàng)新的東風下，作為自主醫(yī)療腦功能影像設備的*，他會一往直前！