以科学仪器研制为乐趣的人——访中国计量科学研究院刘新志老师

中国教育装备采购网2011-01-26 09:30围观338次我要分享

  刘新志,1978-1998年在中国科学院遗传所工作,1998年调入中国计量科学研究院,现任中国计量科学研究院生物、能源与环境测量技术研究所科学仪器研究室主任,高级工程师。

  刘新志老师及其团队曾主持或参与研发了多项科学仪器行业专用仪器,其中许多仪器不仅填补了国内空白,而且以其稳定的性能和较高的性价比成为同类进口产品强有力的竞争者:

  多波段日光防护系数人体测量装置,卫生部认可的所有防晒化妆品功效评价机构,均使用该仪器进行相关产品的市场准入检测,目前世界范围内只有两家单位可提供该装置的商品化产品,另一家在美国;

  生物(蛋白质)芯片阅读仪及配套设备,2008年刘新志老师及其团队配合华大吉比爱生物技术有限公司完成仪器设计,目前已批量投产,成为进入临床检验的全国产化蛋白质芯片检测系统;

  直接数字化医用X射线诊断系统,与北京的有关企业合作,仅用一年多时间,就完成4个型号设计试制,并一次通过了3C认证和医疗器械市场准入检测,目前已经进入市场;

  防龋产品功效评价检测装置,与首都医科大学口腔医学院口腔研究所合作研究,具有完全自主知识产权的测量装置不仅填补了产品质量监督检测技术装备领域的空白,也填补了我国口腔医学研究领域的空白;

  高稳定度自由流电泳装置,我国自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置,核心部件都是自己生产、加工,其中一些技术方法处于国际领先水平,目前该产品已进入市场。

中国计量科学研究院生物、能源与环境测量技术研究所刘新志老师

  刘新志老师从事科学仪器研发的经历可以追溯到1989年,在中科院遗传所技术室工作时,当时经朋友介绍刘新志老师开始研发PCR仪,这个项目得到了时任遗传所所长陈受宜老师的支持,并获得5万元资助。值得提及的是,在中国,刘新志老师和他的同伴最早将PCR仪推向市场、并起名为“DNA扩增仪”,当时从事生物医学研究的许多著名专家,都使用过该仪器。

  但事情也并非一帆风顺,刘新志老师说:“刚开始研制出的仪器,性能确实不是很好,经常需要维修,在办公室里我们最怕接到电话说‘仪器哪儿又出毛病了’。后来由于仪器总是不断出问题,我们就绝然借了30万元(年利息高达30%),用于研制新一代改良产品,然后帮助客户无偿替换了原有仪器。其后当年我们又卖出去许多台,这样一年内我们不仅还清了借款,还盈余了1万7千元,用盈余的钱买了一台286计算机,后来我们的许多仪器设计都是用这台计算机设计的。这段经历使我初次尝到了研制仪器的甜酸苦辣。”

  此后,刘新志老师一直坚持新型仪器的研发工作,并且在工作中不断体会到了研发仪器带来的物质及精神上的乐趣。在近几年的时间里,刘新志老师在仪器研发方面取得了丰硕的成果。

自主研发仪器填补国内空白

  刘新志老师近年来研制的GS-2006型多波段日光防护系数人体测量装置、HSFFE-412型高稳定度自由流电泳装置、直接数字化医用X射线诊断系统、防龋产品功效评价检测装置等在国内市场都获得了良好的反响。

  (1) GS-2006型多波段日光防护系数人体测量装置:国内独家仪器,市场销售良好

  目前世界范围内提供商品化日光防护系数人体测量装置的单位只有两家,一家是美国Sola公司,另一家就是刘新志老师合作研制GS-2006型多波段日光防护系数人体测量装置的中国企业。在我国,卫生部认可的所有防晒化妆品功效评价机构均使用GS-2006型多波段日光防护系数人体测量装置进行相关产品的市场准入检测。刘新志老师介绍说:“目前,全国有七、八家化妆品功效评价机构,有时一家能买3、4台。此外,一些大学,研究所也需要该装置。”

GS-2006型多波段日光防护系数人体测量装置

  刘新志老师谈到“早在2000年,我去香山参加照明学会光生物与光化学分会年会,获悉我国化妆品要和国际标准接轨。此外,恰好国际化妆品组织要对中国的化妆品标准进行核查。但是当时如何科学准确地评定化妆品的防晒效果,如何检验化妆品标注的SPF值是否真实可靠,在我国并没有统一的标准。因此建立我国防晒用品统一的效用标准,实现我国相关计量技术规范的国际等效性——这正是我们自主研制多波段日光防护系数人体测量装置的目的和初衷。”

  “于是我和我的老师于家林决定共同研发多波段日光防护系数人体测量装置,他负责光路设计,我负责机电部分,每天工作到晚上一两点,4个月后,多波段日光防护系数人体测量装置就试制成功了。”

  现在刘新志老师及其团队正在研制第三代装置,预计2011年将面世,新的装置在外观和稳定性方面有将较大的改进和提高。

  (2) 直接数字化医用X射线诊断系统,力争进入国际市场

  刘新志老师称,数字化医用X射线诊断系统是国家中长期科技发展规划纲要中数字化医疗设备产业链中最为突出的一个重要分支。仅就我国而言,每年的购买量大约为46亿元。但国产产品由于工艺不讲究,年销量不到2.5亿元,只占市场份额的4.76%。近年来随着科学技术的迅猛发展和数字化医疗设备的推广普及,国外市场也加快了设备的更新换代,我国周边的国家和地区对该类设备的需求也日渐强劲。因此研制高质量的具有自主知识产权的X射线诊断系统就显得尤为重要。

数字化医用X射线诊断系统

  “目前市场上X光机呈现出四世同堂的局面:胶片式X射线诊断系统、CR(Computed Radiography )X射线诊断系统、CCD(Change-Coupled Device ) X射线诊断系统、DR(Digital Radiography )X射线诊断系统。除第一种之外,后三种都可以称为数字化X射线诊断系统,但是这三种数字化X射线诊断系统却存在着本质的区别,使用效果上差别极大。DR 型X射线诊断系统是其中的主流数字化产品,也是现在到将来的长线产品。”

  “我们用一年多的时间研制,于2009年完成了四种型号的DR型X射线诊断系统,并一次顺利通过了3C认证和医疗器械市场准入检测,现在已有多家订单,单价150-320万。”

  “目前,我们已经完成了更具市场前景的移动式DR开发的前期技术准备,并和国外的探测器生产厂商建立了密切的技术联系,新仪器中将选择采用2009年国际上的最新技术成果——16位无线直接耦合间接转换平板探测器,力争进入国际市场。”

  (3) 防龋产品功效评价检测装置:国内尚没有类似检测装置,缩小了与国际同行差距

  防龋产品功效评价检测装置是刘新志老师研究的一项重要科研成果,目前国内尚没有类似的检测装置。在该课题的鉴定会上,专家组认为,防龋产品功效评价检测装置主要技术指标不低于国际同类测量装置,对于消除对国外技术的依赖,缩小与国际同行的差距,也具有重大意义。

防龋产品功效评价检测装置

  “我们联合‘首都医科大学口腔医学院口腔研究所’研制的这套装置是从龋病产生的根本原因入手,对防龋产品的实际功效做出科学评价。目前,我们正在与合作方进行后续的实验验证工作,已初步应用于龋病防治研究,并实验用于防龋产品功效评价。该装置已在口腔防护医学的实验中投入使用,我们期待这一技术方法能够为我国口腔防龋产品功效评价的有关标准实施提供技术支持,尽早服务于防龋产品功效的市场监督和管理。”

  (4) 我国自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置

  2010年8月,中国计量科学研究院高通量蛋白质分离检测技术研究取得重大突破,刘新志老师和华大蛋白质研发中心有限公司联合研制了 HSFFE-412型高稳定度自由流电泳装置。专家认为,该装置是我国第一台自主研发的实用大型地基液相制备电泳装置,主要指标已经达到国际同类装置的技术水平,降低了我国在同类仪器设备上对国外技术的依存度,具有较高的实际应用价值。该装置不仅可以为我国的蛋白质组基础研究提供技术支撑,还可以广泛应用于生物产业的生产环节。

HSFFE-412型高稳定度自由流电泳装置

  “目前蛋白质组学研究的瓶颈主要来自于蛋白质分离技术的限制。蛋白质分离技术主要有两种——双向电泳技术和高效液相色谱技术。这两种传统技术各有优缺点,双向电泳能够分离完整蛋白质,但是对于疏水或某些极端物理性质的蛋白质却无能无力;高效液相色谱能够分离来自于大部分蛋白质所产生的肽段,可是又无法解决有效分离完整蛋白质的难题。”

  “我们在设计中通过对自适应高压稳定电源、腔体热交换工艺、速率调整机构、应力同步机构等关键技术的完成,能够从蛋白混合物中有效地分离完整蛋白质和蛋白质复合物;其次,装置的通量高,速度快,能够满足高通量大规模蛋白质组分析的需要。”

  “具备实际技术方法支持的,针对系统综合性能提出的高稳定度自由流电泳的概念是非常重要的研究思路,对进一步提升系统性能,拓展应用范围有很强的指导性。该装置不仅可以为我国的蛋白质组基础研究提供技术支撑,还可以广泛应用于生物产业的生产环节,如生物制药。同时,还能应用于医学临床,如疾病预防和临床监测。正如一位资深的生物学家所说:‘其应用范围几乎可以遍及生物学、生物化学和细胞学的各个领域。’”

研发成果不仅数量多而且涉及领域广,到底有何“秘诀”

  “其实研发这么多的仪器并不是我一个人能做到的,”刘新志老师谈到,“仪器研发是一个多领域的技术合成,需要一定规模的团队合作,而我很幸运能结识一些知识水平非常高的,并且真正对仪器研发充满兴趣、认真善良的人。在这个团队里的技术人员95%具备高级技术职称,多年来一直从事光学计量、电子测量仪器、生命科学仪器、卫星遥感应用技术和无线数据传输、软件工程开发等相关技术工作,并拥有二十年以上的技术经验,所以我们已经形成了较完善的科研、试验和生产工艺的协调组合。”

  (1)“仪器研发需要挑战原创的热情”

  “在我们的团队中大家最关心的都是如何做好仪器,很少关注个人的后期利益。我们一起研制仪器,虽然每天工作到很晚,加班更是家常便饭,但是大家都很享受这种不断探索研究、克服困难、研制新仪器的乐趣。总之,我们是以此为乐,这种乐趣只可意会难以言传。”

  (2)“仪器研发不能脱离用户,仪器设计中要有自己的思路”

  “仪器研发不能脱离用户,一定要根据用户的需求来设计。科学仪器是光学、机械、电子、计算机、物理、化学、生物等学科领域各种高新技术的集成,所以在仪器研制的过程中,需要不断的学习,掌握仪器研发相关的重要的科学原理。此外,仪器设计中要有自己的思路,模仿可能会走一些捷径,但是这样做往往会使个人的思维受到限制。”

  (3)“让项目经费都花在该花的地方”

  目前,“钱”也是困扰我国科学仪器自主研发的一个重要因素,对于如何解决仪器研发中的项目经费问题,刘新志老师表示:“我们通过国家申请课题项目得到的经费很少,绝大多数经费来源都是通过与企业合作,这样一定程度上也解决了仪器产业化问题。并且在经费的利用上我们十分注重节俭,让经费都花在该花的地方,避免现在所谓的学术浪费问题,企业的每一分钱都来之不易,我们要珍惜别人的血汗钱。”

  访谈中我们了解到,刘新志老师及其团队曾经有一个50万元的合作项目,项目结束后还有20万元的经费剩余,意外的是他们将这20万元又返还给了合作方,他们认为“这样做很重要”。

  (4)“我们得凭良心做事,不能干有损别人利益的事”

  而与企业合作经常面临知识产权问题,如企业担心研究单位虽然现在一次性把技术都转移给自己了,但改天变变形式又‘转’给别的企业。对此,刘新志老师表示:“一般和企业合作研发仪器,都是签有合同的,我们得凭良心做事,不能干有损别人利益的事。而且大多数企业都会遵守约定,极少遇到企业毁约的问题。”

期望挑战大型仪器研发项目,呼吁真正的专家与人才

  虽然已经硕果累累,但刘新志老师并不因此而止步,对于他所热衷的科学仪器研发事业仍然充满着极大的热情,并且希望能在仪器研发方面做更多有意义的事。

  另外,面对我国目前科学仪器研发自主创新能力不足,科学仪器研发人才匮乏的现状,刘新志老师又有怎样的观点与见解?

  “我们是一群喜欢‘啃硬骨头’的人,希望能挑战一些大型仪器研发项目”

  “我们现在希望能有机会合作开展一些大规模的项目。比如HSFFE-412型高稳定度自由流电泳装置,虽然这套装置本身已经可以作为独立的产品应用于相关领域,但这只是我们大规模系统集成研究的一部分,我们正在着力于系统后续的研究。我们的目标是实现以该装置为核心的高通量完整蛋白质分离、酶解消化、肽段分流和质谱鉴定接口的大规模系统集成,以保证蛋白质组的分析可以在一个连续自控的系统中规范化完成。”

  “我们是一群喜欢‘啃硬骨头’的人,不迷信权威,希望能有机会挑战一些大型项目,而且只要是企业需要、对国家经济有帮助的仪器研发项目我们都会去做。”

  “真正的专家应该在实验室,在第一线”

  刘新志老师直言:“现在的科学仪器创新大多在企业成形,科研院所里出成绩比较难。这是由于多种原因造成的,比如科研院所对于市场的把握可能不如企业,科研成果转化困难;再加之现在经常提到的学术腐败、专家不专、科研经费只讲投入不讲产出等问题,给科研院所新型仪器研制造成了很大的阻碍。此外也存在一些所谓的专家学者‘瞎忽悠’,在项目合作中屡屡损害合作方利益,不仅损害科研院所的声誉,也严重影响院企合作,对科技成果转化产生非常不良的影响。其实,真正的专家应该在实验室,在研究工作第一线,而不是在其他什么地方。”

  “不能仅仅用学历去评价一个人到底是不是人才”

  “科学仪器研发所需的人才,既要求有扎实的基础知识,又要求有跨学科的较广泛的专业知识,目前社会上对于人才的评判还是很重学历出身,干同样的事情往往得到不一样的待遇。而且现在学历的含金量很难保证。”

  “所以不能仅仅用学历去评价一个人到底是不是人才。另外,专业与兴趣的结合很重要,当你真正喜欢一件事情的时候,才会非常投入地把这件事情真正干好。”

  后记

  采访中,刘新志老师至真至诚的性格给笔者留下了深刻的印象。他对朋友讲信义,对企业讲诚信。对于不负责任的、徒有虚名的专家学者,他绝不苟同。而面对真正的人才,刘新志老师也会赞叹,看到别人研制出真正好的仪器,他也会由衷的赞赏与欣赏,他认为,欣赏别人的作品,是一个非常美妙的学习过程。

  刘新志老师称自己是科学仪器研发“工匠”,在每台仪器的研发中都要亲自去安排零配件加工、安装调试。他是一个凭自己真实的劳动在生活的人,研制出新的仪器获得用户认可是他最得意的时候,但慢慢这种得意会淡化,然后又需要新的东西来充实。刘新志老师说他很享受现在的状态,不断学习进步,不断挑战自我,虽然没有高学历,但是这样反而没有包袱倒是一种自由,自己有为了生存向上的动力。

来源:仪器信息网

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