"2013年,年轻的刘宏博士载着累累硕果与报国之志"潇洒"归来,他励精图治,积极作为。温文尔雅做教育,严谨务实做科研,是刘宏教授给人留下的印象。课堂上,他循循善诱,一丝不苟,让学生如沐春风;实验室里,他以身作则,带领着实验室迈上一个又一个台阶。从科研新秀到领学一方,刘宏教授始终坚守初心,在'健康中国'建设中,书写属于自己的宏伟蓝图。"这是东南大学生物科学与工程学院党委书记洪宗训对刘宏的评价。
刘宏,男,1983年生。国家青年特聘专家,现为东南大学生物科学与医学工程学院教授、博士生导师,东南大学生物电子学国家重点实验室副主任,东南大学青年首席教授,先后入选国家、省部级人才计划。担任中国电子学会生物医学电子学分会副秘书长、中国电子学会理事会标准化工作委员会委员。在JACS、Anal.Chem.、ACSNano等期刊上以第一或通讯作者发表论文30余篇。申请专利20多项,授权10项。
"折纸芯片":里程碑式的发明
刘宏在国内相继取得学士、硕士学位,师从鞠熀先教授。2009年硕士毕业后,刘宏获全额奖学金资助奔赴美国得克萨斯大学奥斯汀分校攻读博士学位。当时,学校化学系主任Crooks教授课题组主攻微流控芯片,即通过微加工的方法将多种复杂的功能单元集成在很小的芯片上,在医学诊断方面有着广阔的应用前景。然而当时的微流控芯片制作技术成本很高,以至于根本无法"走出"实验室。如果解决了成本问题,微流控将真正变得"有用",刘宏深切地感受到这是一个值得用心去研究的方向。
找准了方向,刘宏便埋头查阅资料,头脑风暴,脑海中不停有新想法闪现。突然有一天,他从办公桌上抬起头来,带着一个新想法,直接走进实验室开始实验。很快,实验便有了初步结果,刘宏将其汇报给Crooks教授,并坚定地说:"只要有一台打印机,芯片就能哗哗地被打印出来。"教授听完后异常兴奋,大力支持他继续往下做。纸芯片的实验效果很快得到了验证,刘宏又联想到了中国的折纸,折纸艺术和西方科技又会碰撞出怎样的火花呢?
2011年10月,刘宏以第一作者身份在JACS(美国化学会志)发表了一篇科研论文,提出了"折纸芯片"概念,发明出了3-D纸微流控芯片,不仅简单巧妙地解决了微流控芯片的成本问题,还通过"折纸"实现了诸多复杂的功能,一石激起千层浪。从此,基于折纸分析芯片的分析诊断产品被生产制造,广泛应用于科研和临床应用领域,成了真正的"便宜又好用"的科研成果。截至目前,全球有超过200家科研机构正在从事纸微流控芯片的相关研究。而作为微流控领域一个里程碑式的发明,刘宏发明的折纸分析芯片被美国NIH的历史博物馆永久收藏,被美国化学会周刊C&EnNews多次报道。
回国任教:填补国内空白
2013年,刘宏结束博士后工作回国,任职于东南大学生物科学与医学工程学院,实现了从理科到工科的跨越。他瞄准了生物医学工程这一交叉学科,以及"用工程技术解决医学问题"的医工结合平台,让科研真正走出实验室、走上临床、走进人们生活中去。
2015年,"健康中国"上升为国家战略,POCT产业得到快速发展。用于临床前或床旁便捷检查的POCT产品,能让人们快速获取检测结果,方便医生和病人,减少病人确诊的时间。然而一直以来,POCT领域都存在"卡脖子"问题,主要集中在材料和器件两方面。刘宏迎难而上,以临床医生和患者实际需求为导向,针对POCT所需材料和核心器件,开展深入的基础研究和产业成果转化工作。
了解到一种广泛应用的硝酸纤维素膜层析试纸材料大多依赖进口,国内缺乏相应的材料制备的核心技术和工艺,一度处于"被垄断"状态。刘宏便申请了国家重大仪器项目,指导团队研发出一种具有可控有序微纳结构的硝酸纤维素膜,并成功应用于高效免疫层析及核酸定量检测,填补了国内有序结构类纸材料的空白。
针对中国患者中1/3的人处于糖尿病早期,且50%得不到及时诊断这一国情,刘宏指导课题组学生研发出了一种"无创测血糖"的可穿戴传感器,不需要繁琐的抽血化验,通过检测汗液、唾液里面的葡萄糖含量,可间接得出血糖含量,无创、普适且准确性高。如今,该可穿戴传感器还与便携的移动终端连接,人们通过移动设备便能掌握自己的血糖信息,这些信息也可作为医生诊疗的指标,为智慧医疗和移动医疗"添砖加瓦"。
目前,中国糖尿病POCT有几百亿的市场,在推进医工结合成果的临床应用时,刘宏自信满满地介绍:"未来有一天可能因为我们的发明,让中国人摆脱了糖尿病,或者说糖尿病患者人数显著减少。我觉着这就很了不起。"
刘宏坚持认为"做有用的科研"。当被问及"何为有用"时,刘宏说道:就是要面向国家战略需求,加强科学问题导向,能够为社会创造价值,让每个人从"健康中国"建设中获益。
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