編者按
從2003年非典到今年年初突如其來的新冠大流行，病毒肆虐的危急關(guān)頭，黃國亮老師一直堅守在科研的陣地上。為了完成緊急重要的抗疫攻關(guān)任務(wù)，他和團(tuán)隊并肩戰(zhàn)斗，勇往直前，克服重重困難，用科技的力量為抗擊疫情做出了重要貢獻(xiàn)。
黃國亮老師取得今天的成就是與他的多學(xué)科交叉求學(xué)和工作的經(jīng)歷密不可分。三十多年前，黃國亮老師就讀于清華大學(xué)精密儀器系，師從金國藩院士，從那時起黃國亮老師就培養(yǎng)了扎實的光機(jī)電軟件一體化工程學(xué)科專業(yè)知識基礎(chǔ)。
畢業(yè)之后，他先后在精密儀器系工作4年、在生物系工作4年、在醫(yī)學(xué)院工作16年。憑借深厚的“生物-醫(yī)學(xué)-工程” 多學(xué)科交叉技術(shù)背景和不懈的努力，他堅定“將論文寫在祖國大地上，科技報國”的宏偉之志，不斷前進(jìn)，在醫(yī)療衛(wèi)生防疫、生物芯片、微納生物醫(yī)學(xué)、中醫(yī)精準(zhǔn)化技術(shù)等多個領(lǐng)域取得了豐碩成果。他的經(jīng)歷給我們諸多啟示。
黃國亮
今年春節(jié)前夕，新冠肺炎疫情突然爆發(fā)，迅速蔓延至全國。值此時刻，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院成立疫情攻關(guān)小組，團(tuán)隊緊急返崗，在科研的陣線上爭分奪秒，與病毒頑強(qiáng)做斗爭。2月22日深夜，團(tuán)隊研制的能檢測包括新型冠狀病毒在內(nèi)的“六項呼吸道病毒核酸檢測試劑盒（恒溫擴(kuò)增芯片法）”獲國家藥監(jiān)局應(yīng)急審批批準(zhǔn)。不久以后，該產(chǎn)品被送往包括武漢在內(nèi)的、多個城市的疫情防控前線，在檢測新冠病毒的衛(wèi)生防疫戰(zhàn)役中發(fā)揮了重要作用。
2020年3月2日，習(xí)近平主席到清華大學(xué)考察調(diào)研時，聽取了程京院士介紹團(tuán)隊關(guān)于恒溫擴(kuò)增核酸分析系統(tǒng)研發(fā)的工作匯報，并給予了高度評價。
▲程京院士匯報（左三為黃國亮老師）
黃國亮老師作為團(tuán)隊中的重要一員，二十余年來積極投身多學(xué)科交叉科研創(chuàng)新的一線工作，早在2003年非典時期他就出色完成了SARS病毒檢測微陣列芯片掃描儀的研制工作，今年是他第二次臨危受命，接受如此緊急而又重要的抗疫攻關(guān)任務(wù)。
團(tuán)隊精神是保證任務(wù)順利完成的關(guān)鍵
2019年12月，國內(nèi)剛剛出現(xiàn)新型冠狀病毒病例時，擁有豐富抗疫經(jīng)驗的黃老師以及清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院和博奧生物的協(xié)同創(chuàng)新科研團(tuán)隊，就已經(jīng)敏銳地思考和關(guān)注接下來可能發(fā)生的疫情狀況。同時考慮到即將來臨的春節(jié)假期，為了防止物品采購出現(xiàn)麻煩，大家早早開始布置針對病毒檢測和防控的相關(guān)準(zhǔn)備工作，并著手采購、調(diào)集所需的材料。盡管如此，當(dāng)疫情突然來襲并迅速擴(kuò)散，在防控的特殊時期，產(chǎn)品研發(fā)還是面臨了許多意想不到的困難。除了臨時需要購買的物品很難買到以外，產(chǎn)品加工也是很大的問題。春節(jié)期間又趕上疫情，全國基本處于停產(chǎn)停工狀態(tài)，平常，研發(fā)的產(chǎn)品要送到工廠進(jìn)行加工，但在那個時期變得非常困難。除了向上級反應(yīng)提出需求申請，他還親自起草報告給加工單位向當(dāng)?shù)毓芾聿块T申請應(yīng)對疫情的特殊加工許可，確保加工單位配合進(jìn)行項目研制儀器部分零件的緊急加工工作，為順利完成攻關(guān)任務(wù)提供保障。正是由于黃老師和團(tuán)隊成員齊心協(xié)力，相互配合，用決心和意志克服重重困難，才在短短的一個多月時間內(nèi)，完成了高通量新型冠狀病毒檢測恒溫擴(kuò)增核酸分析儀器的定制開發(fā)，該儀器于2020年2月22日獲得了新型冠狀病毒檢測增項的Ⅲ類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證書（這在平常情況下需要2-3年才能完成）。
「大家每個人都投入了全部的精力迎難而上，勇往直前，這種精神和非典時期是一樣的?！?7年前的工作情景，黃老師歷歷在目。那時，為了研發(fā)SARS病毒的檢測系統(tǒng)，黃老師帶領(lǐng)的團(tuán)隊經(jīng)常工作到后半夜，困了，大家趴在辦公桌上短暫休息一下，餓了，就靠泡方便面或吃餅干充饑。而本次疫情還發(fā)生在春節(jié)期間，但在國家的需要面前，大家都毫無怨言地犧牲個人利益，「離小家為大家」，春節(jié)期間一直保持加班，每天工作15-18個小時，從沒有人因家里的事情請假?；叵肫疬@段經(jīng)歷，黃老師無不感慨，正是有了這樣的團(tuán)隊精神和犧牲精神，才最終保證任務(wù)很快做完，做成，做好。
▲凌晨兩點(diǎn)依舊在加班的團(tuán)隊
經(jīng)驗和核心技術(shù)需要長期積累
「相比于此前的SARS病毒檢測系統(tǒng)，此次針對新冠病毒研發(fā)的檢測系統(tǒng)具有很多獨(dú)特的優(yōu)勢?！裹S老師介紹說。傳統(tǒng)PCR方法檢測病毒的不同指標(biāo)要通過變溫來實現(xiàn)，這就導(dǎo)致檢測花費(fèi)時間長，效率低。本次研發(fā)的新冠病毒檢測系統(tǒng)利用恒溫擴(kuò)增的方法，一次可以檢測6項病毒指標(biāo)，將檢測時間縮短到了75分鐘左右，大大提高了檢測效率。
「今年新冠病毒檢測系統(tǒng)的研發(fā)，是建立在前期工作基礎(chǔ)之上的?！惯@次研發(fā)出的檢測系統(tǒng)和儀器，其核心技術(shù)研究開始于2007年，黃老師作為第一發(fā)明人申請了第一項發(fā)明專利并獲得授權(quán)，歷時8年，在2015年完成第一款產(chǎn)品定型與小批量試生產(chǎn)，主要應(yīng)用于呼吸道常見多種病原菌的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)分子診斷。在此基礎(chǔ)之上，2019年完成高通量恒溫擴(kuò)增核酸分析的相關(guān)儀器樣機(jī)研制。這次應(yīng)急科研攻關(guān)，就是在這些研究工作基礎(chǔ)之上，針對新型冠狀病毒檢測進(jìn)行定制開發(fā)，正是利用了前面很長時期內(nèi)研究成果的鋪墊，在突發(fā)疫情的危急時刻才能迅速采取有效方法，在短短一個多月的時間里研制出了針對新型病毒感染快速篩查與準(zhǔn)確鑒定的高通量新型冠狀病毒檢測恒溫擴(kuò)增核酸分析儀器產(chǎn)品。黃老師強(qiáng)調(diào)，「經(jīng)驗和核心技術(shù)要經(jīng)過長期積累，這一點(diǎn)非常重要。」
2003年，黃國亮老師就曾堅守在抗擊非典病毒感染衛(wèi)生防疫的科研前線，他帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)的微陣列芯片掃描檢測系統(tǒng)，在抗擊非典疫情期間共完成1999份疑似SARS病毒感染臨床樣品檢測，準(zhǔn)確性符合率超過98%。該系統(tǒng)在SARS病毒感染的臨床應(yīng)用測試中，憑借其很高的盲測準(zhǔn)確性和較快的檢測速度獲得衛(wèi)生部高度認(rèn)可。
▲抗擊非典期間研發(fā)的微陣列芯片掃描儀
兩次抗疫的經(jīng)歷，讓黃老師感慨萬千，「如今相比于17年前，無論是公眾認(rèn)識，還是國家的醫(yī)療水平和應(yīng)對突發(fā)事件的能力，都有了顯著的提高?！狗堑鋾r期，公眾對SARS病毒的了解遠(yuǎn)不及現(xiàn)在深入，包括前線醫(yī)院的醫(yī)護(hù)人員在內(nèi)，大家的恐怖情緒比現(xiàn)在嚴(yán)重得多。除此之外，當(dāng)時的檢測系統(tǒng)每次只能檢測一個SARS病毒指標(biāo)，花費(fèi)的時間相對也比較長。而現(xiàn)如今，大家科學(xué)認(rèn)識提高了，對疫情的看待更理性。并且有了上次的經(jīng)驗，當(dāng)新冠病毒擴(kuò)散的苗頭一旦出現(xiàn)，就能夠提早開始準(zhǔn)備，再加上長期發(fā)展起來的創(chuàng)新技術(shù)，因此產(chǎn)品研發(fā)周期縮短了不少，相比之前，應(yīng)對能力有了很明顯的增強(qiáng)。
人生經(jīng)歷不怕多
黃國亮老師博士期間就讀于清華大學(xué)精密儀器系，師從于金國藩院士?！富叵肫饋?，讀研期間的各項訓(xùn)練為后面的科研道路打下了堅實的基礎(chǔ)?！共┦科陂g，黃老師做的課題是光機(jī)電軟件一體化多學(xué)科交叉的，這為后來步入工作崗位做了能力和眼界上的鋪墊。而且在當(dāng)時條件下，很多情況下做實驗沒有現(xiàn)成的系統(tǒng)，都需要自己動手搭建，包括自己上機(jī)床加工系統(tǒng)構(gòu)建中需要的零件等，這也大大提高了黃老師的動手能力。此外，金老師鼓勵大家多方面進(jìn)行嘗試，多動手，培養(yǎng)綜合的能力，像搭系統(tǒng)、做實驗、寫文章，這些技能都是在當(dāng)時掌握的。博士期間和畢業(yè)后幾年，黃老師在國際和國內(nèi)光學(xué)領(lǐng)域的幾個主要雜志上基本都發(fā)表過文章。
▲1993年，在精儀系攻讀博士學(xué)位的黃國亮老師
讀研期間各方面能力的鍛煉，幫助黃老師為后來工作方向的規(guī)劃和選擇做好了準(zhǔn)備。當(dāng)時的生物系（即現(xiàn)在的生命學(xué)院）引進(jìn)留學(xué)人員程京教授開拓新領(lǐng)域—生物芯片，正好課題中需要工程背景的人員來做配套的檢測技術(shù)研究和儀器開發(fā)，這引起了黃老師的興趣。1999年10月，黃老師正式調(diào)入生物系，開啟了新的生命科學(xué)與工程相結(jié)合的科研歷程。
黃老師告誡大家，一定要敢于多去嘗試，人生經(jīng)歷不怕多，無論是成功還是失敗都是有幫助的，遭受挫折的經(jīng)歷可以磨練意志，增強(qiáng)韌性，成功的經(jīng)歷可以增強(qiáng)信心?！溉松褪沁@樣，即使身處逆境，也不要灰心，關(guān)鍵是要盡自己所能，把事情認(rèn)認(rèn)真真做好?！?
良好的導(dǎo)學(xué)關(guān)系，讓自己受益無窮
回憶起讀研期間的求學(xué)經(jīng)歷，黃老師十分感念恩師的培養(yǎng)。「金老師對學(xué)生要求很嚴(yán)格，但具體研究過程從不限制，鼓勵大家積極創(chuàng)新多嘗試，讓我們放開手腳來做?！菇鹄蠋熖岢竽懰伎迹粫o學(xué)生太多限制，這樣就給學(xué)生留下了足夠的空間，充分調(diào)動起了學(xué)生的科研潛能，在黃老師讀研期間，金老師已經(jīng)是很有名的教授了，社會兼職很多，但他仍然像父親一樣關(guān)心愛護(hù)學(xué)生，除了親自給大家改論文以外，每周都會和大家見面交流，及時聽取大家的研究進(jìn)展匯報。博士期間的學(xué)業(yè)導(dǎo)師，已經(jīng)成為了黃老師人生路上的導(dǎo)師，「現(xiàn)在每年我都會去看望金老師，把自己的一些發(fā)展情況定期去和金老師匯報，聽聽金老師的建議，這會很有幫助?！菇Y(jié)合自己的例子，黃老師也建議大家多和導(dǎo)師溝通，多聽老師的意見和建議，這樣就能少走彎路，在人生的道路上也會受益無窮。
「我覺得大部分老師和學(xué)生的關(guān)系就像父子一樣。」今天的黃老師也是博士生導(dǎo)師，對待自己的學(xué)生，他也像金老師一樣，科研上，他既嚴(yán)格要求，也鼓勵他們大膽嘗試，而在生活中，他用心關(guān)愛著每一個學(xué)生的發(fā)展。他曾有一名學(xué)生身體狀況不好，還患有輕度抑郁癥，研究生考試中有一門課考了兩次都沒有及格，按照學(xué)校規(guī)定如果放棄這門課程就無法拿到學(xué)位?？紤]到他的身體和心理情況比較差，黃老師意識到，如果他接連遭受失敗，將來走入社會可能就會很困難?！缸鳛槔蠋煟胸?zé)任像關(guān)心自己的孩子那樣去幫助他解決一些他靠自己解決不了的問題。」于是，黃老師幫助學(xué)生爭取到了補(bǔ)修的機(jī)會，并慢慢培養(yǎng)起了他的自信心，最終這名同學(xué)成功通過了考試，后來順利畢業(yè)獲得了清華大學(xué)的碩士學(xué)位，邁向了人生新的階段。
▲黃國亮老師指導(dǎo)學(xué)生做實驗
企業(yè)生存離不開科研成果保證，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)
2000年，生物系成立了博奧公司，也就是生物芯片北京國家工程研究中心，以企業(yè)模式運(yùn)作，同時進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化?！高@樣，將科研與產(chǎn)品開發(fā)結(jié)合起來，就成為我的工作不可分割的兩部分，需要兩手同時抓。」歷時20年，黃老師作為第一發(fā)明人主持和參與開發(fā)的微陣列芯片掃描儀、激光共焦掃描儀、微流控芯片核酸分析儀、目診儀等十幾款儀器，解決了生物芯片檢測中物鏡數(shù)值孔徑與工作距離相互制約、高分辨率與大面積成像相互制約、痕量樣品與多指標(biāo)聯(lián)合精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)檢測相互制約、傳統(tǒng)中醫(yī)與現(xiàn)代信息技術(shù)結(jié)合等多領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)難題，多款儀器性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平，并實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，打破了國外壟斷，如生物芯片檢測儀器占據(jù)了70%的國內(nèi)市場份額，同時還出口到歐美幾十個國家三百多家醫(yī)院和科研單位。相關(guān)儀器已經(jīng)獲得國家創(chuàng)新醫(yī)療器械產(chǎn)品批準(zhǔn)2項、醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證書5項（Ⅱ類3項，Ⅲ類2項）、CE證書2項，國內(nèi)直接銷售收入突破5.0億元，出口創(chuàng)匯超過600萬美元。
▲黃國亮老師及團(tuán)隊設(shè)計開發(fā)的微流控芯片核酸分析儀
「產(chǎn)品要想長久占領(lǐng)市場，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)?！裹S老師告訴大家，所謂的產(chǎn)業(yè)，如果沒有良好的研究背景和技術(shù)支持，生存周期是不會太長的。國內(nèi)很多企業(yè)不能長久維持，就是因為科技含量不夠，所以產(chǎn)品沒有獨(dú)特的優(yōu)勢，很快就能被別人仿制。所以企業(yè)生存離不開科研成果保證，必須要有原創(chuàng)性技術(shù)。
針對當(dāng)前的科研與醫(yī)療狀況，黃老師指出了亟待解決的兩大問題，一是我們的儀器還依賴進(jìn)口，每年都有幾百個億美元流失掉，去進(jìn)口國外的科學(xué)儀器和醫(yī)療儀器；二是看病難，看病貴的社會問題日趨嚴(yán)重。針對這兩大問題，黃老師有自己獨(dú)到的見解，他認(rèn)為，要真正改變局面，必須要依靠我國先進(jìn)檢測技術(shù)創(chuàng)新與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從而研制出先進(jìn)的國產(chǎn)科學(xué)儀器和高端醫(yī)療儀器。只有擁有自主創(chuàng)新的先進(jìn)科學(xué)儀器，我們的科研工作才能走在世界科技前沿，同樣，只有發(fā)展好了國產(chǎn)的先進(jìn)醫(yī)療裝備，才能從根本上解決看病難，看病貴的社會問題。很多病患只有在先進(jìn)醫(yī)療裝備前提下，才能抓住早診斷、早治療的時機(jī)，擁有逆轉(zhuǎn)病情進(jìn)入惡化甚至死亡的機(jī)會。此外，信息化、遠(yuǎn)程操作和可穿戴也是未來發(fā)展的趨勢，將工程技術(shù)、生命科學(xué)結(jié)合到醫(yī)療領(lǐng)域，我們的精準(zhǔn)醫(yī)療儀器在未來可以派上更大的用場，造福人類健康。
二十多年來，黃老師辛勤耕耘的腳步從未停止。作為一名教師，他對學(xué)生既嚴(yán)格認(rèn)真，又關(guān)懷備至，循循善誘；作為一名科研工作者，他從大局出發(fā)，上下求索，長期積累起經(jīng)驗和核心技術(shù)，推動生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)與工程學(xué)科的多學(xué)科交叉領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展。
