[導(dǎo)讀] 近日，儀器信息網(wǎng)特別采訪了上海市磁共振重點實驗室姚葉鋒教授，請他就高校的產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化、低場核磁技術(shù)前景等內(nèi)容展開介紹。

位于上海市普陀區(qū)的華東師范大學(xué)校園里，有一間創(chuàng)立于上世紀(jì)50年代的磁共振重點實驗室。它由我國波譜學(xué)事業(yè)創(chuàng)始人之一、前華東師范大學(xué)副校長鄔學(xué)文先生創(chuàng)建。從這里走出了國內(nèi)核磁共振研究領(lǐng)域無數(shù)人才，也誕生了國產(chǎn)低場核磁品牌“紐邁分析”的前身，上海紐邁電子科技有限公司。

2017年8月，上海市磁共振重點實驗室攜手蘇州紐邁分析儀器股份有限公司成立“華師大-紐邁核磁共振技術(shù)聯(lián)合實驗室”，延續(xù)此前產(chǎn)學(xué)研合作的基因，共同推進低場核磁共振技術(shù)的研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化。近日，儀器信息網(wǎng)特別采訪了上海市磁共振重點實驗室姚葉鋒教授，請他就高校的產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化、低場核磁技術(shù)前景等內(nèi)容展開介紹。

華東師范大學(xué)姚葉鋒教授

低場核磁：上海市磁共振重點實驗室的一張名片

姚葉鋒，華東師范大學(xué)教授，上海市磁共振重點實驗室主任。研究生就讀于華東師范大學(xué)，由知名固體核磁專家陳群教授“領(lǐng)進門”，畢業(yè)后赴德國馬普高分子研究所攻讀博士學(xué)位，師從固體核磁專家H. W. Spiess教授，繼續(xù)從事固體核磁和高分子物理方面的研究。2008年學(xué)成歸國，正式進入上海市磁共振重點實驗室。

　　回國后，姚葉鋒教授一直從事核磁技術(shù)的開放和應(yīng)用研究，核磁方法的應(yīng)用體系包括：高性能聚烯烴材料的結(jié)構(gòu)和性能、固態(tài)電解質(zhì)與全固態(tài)電池、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料與性能。在核磁設(shè)備研發(fā)方面，姚葉鋒教授開發(fā)了一套基于仲氫的超極化設(shè)備，并研發(fā)出一系列用于仲氫超極化信號壽命增長的長壽命自旋單態(tài)制備技術(shù)。2013年迄今共發(fā)表SCI文章49篇，其中影響因子5以上的文章26篇。由于在高性能聚乙烯材料方面的特色研究工作，曾被荷蘭Teijin Aramid公司聘為技術(shù)顧問指導(dǎo)超高強度聚乙烯纖維研發(fā)。因在固體核磁研究和應(yīng)用方面的特色工作，獲得國內(nèi)波譜學(xué)*高獎-王天眷波譜學(xué)獎。

回國十年，姚葉鋒教授說起重點實驗室的發(fā)展歷程如數(shù)家珍。“實驗室成立于1952年，當(dāng)時的名稱叫‘華師大波譜教研室’。創(chuàng)始人鄔學(xué)文先生在核磁共振領(lǐng)域有很深造詣，早在1958年就利用自己搭建的儀器在國內(nèi)首次觀測到核磁共振現(xiàn)象，上世紀(jì)80年代更憑借自主研發(fā)的核磁共振儀器榮獲上海市科技獎項。秉承創(chuàng)始人在儀器研發(fā)和工程化方面打下的基礎(chǔ)，實驗室形成了磁共振醫(yī)學(xué)成像和低場核磁儀器系統(tǒng)開發(fā)兩大特色，先后孵化了從事醫(yī)學(xué)和成像核磁研發(fā)的上海卡勒幅磁共振技術(shù)有限公司，以及主打低場核磁儀器研發(fā)的上海紐邁電子科技有限公司(現(xiàn)為蘇州紐邁分析儀器股份有限公司)。”

重點實驗室目前擁有Siemens 3T磁共振成像儀、500MHz液體/600MHz固體寬腔/700MHz液體核磁共振波譜儀，以及來自紐邁分析的VTMR核磁共振變溫分析儀等核磁共振儀器。姚葉鋒教授表示：“看到低場核磁今后在工業(yè)和科研領(lǐng)域的巨大前景，我們和紐邁合作共建了磁共振技術(shù)聯(lián)合實驗室，目的是要打造一個國內(nèi)ling先、國際yi流，以低場核磁研發(fā)與應(yīng)用為導(dǎo)向的實驗室。”

讓“科研語言”和“企業(yè)語言”實現(xiàn)互通

共建實驗室落成后，華東師范大學(xué)與紐邁分析開展了多種嘗試，希望把企業(yè)需求和高校的技術(shù)實力有機結(jié)合，集成到低場磁共振系統(tǒng)技術(shù)的深入研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化中。姚葉鋒教授介紹了幾個成功案例，包括雙量子(DQ)法測定交聯(lián)密度方法開發(fā)和基于低場核磁共振技術(shù)的食用油高通量智能化品質(zhì)分析系統(tǒng)的研制。

日常生活中，我們隨處可見橡膠、膠水、果凍、洗滌劑、化妝品等一類“軟物質(zhì)”。這是一種處于固體和理想流體之間的軟凝聚態(tài)物質(zhì)，一般由大分子或基團組成，由于具備對外界微小作用敏感、非線性響應(yīng)、自組織行為、性能與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)等特性，使得常規(guī)的分析手段難以對其進行有效觀測，基于固體核磁的雙量子研究方法成了研究“軟物質(zhì)”的有效策略。雙量子研究方法過去是由國外廠商獨有，經(jīng)過實驗室與紐邁的聯(lián)合攻關(guān)，目前已在紐邁生產(chǎn)的變溫核磁共振設(shè)備(0.5特斯拉)上初步實現(xiàn)雙量子法的序列、測試條件和數(shù)據(jù)處理方法，并應(yīng)用到天然橡膠交聯(lián)密度的測量表征中，且“性能和指標(biāo)已經(jīng)接近進口儀器。”

第二個案例是食用油品質(zhì)的真?zhèn)舞b別。市面上一些不法商販為牟取暴利，通常會把低價油摻到高價油中進行出售，以達到迷惑消費者的目的。類似的摻油情況很難通過常規(guī)手段進行檢測，實驗室利用建立數(shù)據(jù)處理算法模型，在紐邁提供的低場核磁共振設(shè)備上開發(fā)了適用于測試食用油的磁共振指紋譜序列，實現(xiàn)市面上各類油品的真?zhèn)舞b別。在上海市科委儀器專項的支持下，紐邁基于低場核磁共振技術(shù)的食用油高通量智能化品質(zhì)分析系統(tǒng)已研制成功，下一步有望實現(xiàn)車載乃至便攜式，為工商、質(zhì)檢機構(gòu)的執(zhí)法人員提供現(xiàn)場快速檢測依據(jù)。

與紐邁合作多年，讓姚葉鋒教授印象最深刻的是紐邁整個公司對于技術(shù)的執(zhí)著追求。他舉了個例子：“我們曾采購過紐邁一臺用于弛豫測量的低場核磁設(shè)備，弛豫測量本身對儀器的要求并不高，但紐邁為了讓儀器能有更好的應(yīng)用，對它進行了持續(xù)不斷的技術(shù)升級，并將我們的使用反饋進一步整合到儀器的改進優(yōu)化中，整個過程體現(xiàn)出紐邁對于技術(shù)的追求。”

每到周六周日，紐邁的技術(shù)人員還會到華東師范大學(xué)聆聽核磁共振相關(guān)的課程，姚葉鋒教授說這是雙方在合作中慢慢摸索出的經(jīng)驗。“合作過程中我們發(fā)現(xiàn)企業(yè)語言和高校語言有時并不互通，雖然我們都處在核磁這個小眾的領(lǐng)域里，但并不能說對方的意思你就能馬上聽懂。要想使溝通達到水乳交融的狀態(tài)，就必須要學(xué)校的老師走出去，讓企業(yè)的技術(shù)人員走進來，這也是我們舉辦技術(shù)交流會，以及紐邁工程師到學(xué)校上課的原因。”

要想讓高校和企業(yè)的語言實現(xiàn)互通，其中還涉及到許多產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化的問題，姚葉鋒教授對此深有感觸。“通過這么多年跟不同企業(yè)的交流，我們總結(jié)出來，首先，企業(yè)和科研人員應(yīng)該明確自己的定位，科研著眼于研究，企業(yè)做好市場開發(fā)和技術(shù)推廣，二者的角色不能混淆，攪合到一起對雙方都是災(zāi)難。第二，要加強溝通，所有不成功的案例歸結(jié)起來都是溝通不良造成的，這也是我們和紐邁建立長期交流機制的原因。第三是互惠互利，要營造雙方能夠獲利的空間，這并不僅僅指金錢方面，企業(yè)給科研人員一定的回饋，科研人員也愿意把技術(shù)奉獻給企業(yè)，形成雙方共贏的態(tài)勢。”姚葉鋒教授補充說：“如果能做到這三點，企業(yè)和科研院所的合作就有前景了。”

低場核磁*好的應(yīng)用在于工業(yè)化

2018年末北大售后維權(quán)事件爆發(fā)，引發(fā)行業(yè)對核磁共振儀器的高度關(guān)注。國產(chǎn)核磁共振儀器該如何發(fā)展，怎樣追趕進口設(shè)備，姚葉鋒教授認(rèn)為關(guān)鍵在于評價體系和工匠精神。姚葉鋒教授指出：“核磁從連續(xù)波向傅里葉變換發(fā)展的時候，正好處于特殊階段，國內(nèi)原有技術(shù)積累缺失，國產(chǎn)核磁錯過了發(fā)展的黃金時期。然而在追趕的過程中，原有科研評價體系過于重視SCI文章，導(dǎo)致科研體系內(nèi)的工程技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏，再加上整個行業(yè)缺乏工匠精神的培養(yǎng)，國內(nèi)的核磁共振儀器制造水平遠不敵國外。”

不過上述現(xiàn)象也在逐漸扭轉(zhuǎn)。儀器的研發(fā)和工程化本身是一項枯燥且周期長的工作，姚葉鋒教授希望高校和科研院所在制定工程技術(shù)人才的考核體系時，能根據(jù)工程研制自身的發(fā)展規(guī)律制定更有針對性的考核指標(biāo)，在評價和激勵上給予儀器研發(fā)人員一定支持。未來如果高溫超導(dǎo)、超極化等顛覆性技術(shù)能成熟地應(yīng)用于核磁共振設(shè)備上，國內(nèi)核磁共振儀器，尤其國產(chǎn)高場核磁將有望實現(xiàn)對進口品牌的“彎道超車”。

當(dāng)然，比起主攻科研市場、曲高和寡的高場核磁共振設(shè)備，姚葉鋒教授更看好低場核磁技術(shù)的發(fā)展前景。“高場核磁儀器太嬌嫩，并且受到很多空間和成本的限制，你無法想象將它應(yīng)用于某些工業(yè)化的場景。而低場核磁技術(shù)*好的應(yīng)用就在于工業(yè)化。”

“舉個例子，基于低場核磁技術(shù)開發(fā)的食用油真?zhèn)舞b別方法經(jīng)改進之后，同樣可以應(yīng)用到酸奶、堅果、糧食、玉米、大豆等行業(yè)。”此外，低場核磁技術(shù)可以通過測定單倍體與多倍體在含油量上的差異，實現(xiàn)玉米種子的有效篩選;可以開發(fā)適合于巖心分析的脈沖序列和多弛豫反演技術(shù)，實現(xiàn)孔隙度、滲透率等巖石參數(shù)的快速無損檢測，提升油氣資源勘探的效率。姚葉鋒教授表示：“目前開發(fā)的低場核磁共振的應(yīng)用還只是冰山一角，有更多的應(yīng)用領(lǐng)域有待于發(fā)掘，可以說低場核磁共振無論是在以纖維、食品、材料、能源為代表的傳統(tǒng)行業(yè)，還是在以納米材料、新能源、智能制造、基因醫(yī)學(xué)為代表的新型行業(yè)，都大有可為。”

下一步，實驗室將與紐邁繼續(xù)就雙量子(DQ)法測定交聯(lián)密度方法進行開發(fā)，提供給紐邁一套完整的天然橡膠交聯(lián)密度DQ法分析測試、解釋方法、流程等相關(guān)文檔。同時，將對低場核磁指紋譜序列進行開發(fā)，推進低場核磁技術(shù)在食品領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立，為食品安全保駕護航。

姚葉鋒教授表示：“當(dāng)前，國產(chǎn)核磁共振發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、企業(yè)小、散和低水平競爭現(xiàn)象沒有得到根本性轉(zhuǎn)變，加速提高磁共振儀器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力、加強核磁儀器研發(fā)的產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合，已經(jīng)成為每一位核磁人的當(dāng)務(wù)之急。”

向工業(yè)市場邁進的同時，姚葉鋒教授也看到低場核磁與其他技術(shù)聯(lián)用的可能，在課題組的光催化研究中已開展嘗試。據(jù)介紹，這也是實驗室下一步有望和紐邁或其他企業(yè)開展合作的方向，為國產(chǎn)核磁共振儀器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展“添磚加瓦” 。

[來源：儀器信息網(wǎng)]