编者按

从2003年非典到今年年初突如其来的新冠大流行，病毒肆虐的危急关头，黄国亮老师一直坚守在科研的阵地上。为了完成紧急重要的抗疫攻关任务，他和团队并肩战斗，勇往直前，克服重重困难，用科技的力量为抗击疫情做出了重要贡献。

黄国亮老师取得今天的成就是与他的多学科交叉求学和工作的经历密不可分。三十多年前，黄国亮老师就读于清华大学精密仪器系，师从金国藩院士，从那时起黄国亮老师就培养了扎实的光机电软件一体化工程学科专业知识基础。

毕业之后，他先后在精密仪器系工作4年、在生物系工作4年、在医学院工作16年。凭借深厚的“生物-医学-工程” 多学科交叉技术背景和不懈的努力，他坚定“将论文写在祖国大地上，科技报国”的宏伟之志，不断前进，在医疗卫生防疫、生物芯片、微纳生物医学、中医精准化技术等多个领域取得了丰硕成果。他的经历给我们诸多启示。

黄国亮

今年春节前夕，新冠肺炎疫情突然爆发，迅速蔓延至全国。值此时刻，清华大学医学院成立疫情攻关小组，团队紧急返岗，在科研的阵线上争分夺秒，与病毒顽强做斗争。2月22日深夜，团队研制的能检测包括新型冠状病毒在内的“六项呼吸道病毒核酸检测试剂盒（恒温扩增芯片法）”获国家药监局应急审批批准。不久以后，该产品被送往包括武汉在内的、多个城市的疫情防控前线，在检测新冠病毒的卫生防疫战役中发挥了重要作用。

2020年3月2日，习近平主席到清华大学考察调研时，听取了程京院士介绍团队关于恒温扩增核酸分析系统研发的工作汇报，并给予了高度评价。

▲程京院士汇报（左三为黄国亮老师）

黄国亮老师作为团队中的重要一员，二十余年来积极投身多学科交叉科研创新的一线工作，早在2003年非典时期他就出色完成了SARS病毒检测微阵列芯片扫描仪的研制工作，今年是他第二次临危受命，接受如此紧急而又重要的抗疫攻关任务。

团队精神是保证任务顺利完成的关键

2019年12月，国内刚刚出现新型冠状病毒病例时，拥有丰富抗疫经验的黄老师以及清华大学医学院和博奥生物的协同创新科研团队，就已经敏锐地思考和关注接下来可能发生的疫情状况。同时考虑到即将来临的春节假期，为了防止物品采购出现麻烦，大家早早开始布置针对病毒检测和防控的相关准备工作，并着手采购、调集所需的材料。尽管如此，当疫情突然来袭并迅速扩散，在防控的特殊时期，产品研发还是面临了许多意想不到的困难。除了临时需要购买的物品很难买到以外，产品加工也是很大的问题。春节期间又赶上疫情，全国基本处于停产停工状态，平常，研发的产品要送到工厂进行加工，但在那个时期变得非常困难。除了向上级反应提出需求申请，他还亲自起草报告给加工单位向当地管理部门申请应对疫情的特殊加工许可，确保加工单位配合进行项目研制仪器部分零件的紧急加工工作，为顺利完成攻关任务提供保障。正是由于黄老师和团队成员齐心协力，相互配合，用决心和意志克服重重困难，才在短短的一个多月时间内，完成了高通量新型冠状病毒检测恒温扩增核酸分析仪器的定制开发，该仪器于2020年2月22日获得了新型冠状病毒检测增项的Ⅲ类医疗器械产品注册证书（这在平常情况下需要2-3年才能完成）。

「大家每个人都投入了全部的精力迎难而上，勇往直前，这种精神和非典时期是一样的。」17年前的工作情景，黄老师历历在目。那时，为了研发SARS病毒的检测系统，黄老师带领的团队经常工作到后半夜，困了，大家趴在办公桌上短暂休息一下，饿了，就靠泡方便面或吃饼干充饥。而本次疫情还发生在春节期间，但在国家的需要面前，大家都毫无怨言地牺牲个人利益，「离小家为大家」，春节期间一直保持加班，每天工作15-18个小时，从没有人因家里的事情请假。回想起这段经历，黄老师无不感慨，正是有了这样的团队精神和牺牲精神，才最终保证任务很快做完，做成，做好。

▲凌晨两点依旧在加班的团队

经验和核心技术需要长期积累

「相比于此前的SARS病毒检测系统，此次针对新冠病毒研发的检测系统具有很多独特的优势。」黄老师介绍说。传统PCR方法检测病毒的不同指标要通过变温来实现，这就导致检测花费时间长，效率低。本次研发的新冠病毒检测系统利用恒温扩增的方法，一次可以检测6项病毒指标，将检测时间缩短到了75分钟左右，大大提高了检测效率。

「今年新冠病毒检测系统的研发，是建立在前期工作基础之上的。」这次研发出的检测系统和仪器，其核心技术研究开始于2007年，黄老师作为第一发明人申请了第一项发明专利并获得授权，历时8年，在2015年完成第一款产品定型与小批量试生产，主要应用于呼吸道常见多种病原菌的精准医学分子诊断。在此基础之上，2019年完成高通量恒温扩增核酸分析的相关仪器样机研制。这次应急科研攻关，就是在这些研究工作基础之上，针对新型冠状病毒检测进行定制开发，正是利用了前面很长时期内研究成果的铺垫，在突发疫情的危急时刻才能迅速采取有效方法，在短短一个多月的时间里研制出了针对新型病毒感染快速筛查与准确鉴定的高通量新型冠状病毒检测恒温扩增核酸分析仪器产品。黄老师强调，「经验和核心技术要经过长期积累，这一点非常重要。」

2003年，黄国亮老师就曾坚守在抗击非典病毒感染卫生防疫的科研前线，他带领团队研发的微阵列芯片扫描检测系统，在抗击非典疫情期间共完成1999份疑似SARS病毒感染临床样品检测，准确性符合率超过98%。该系统在SARS病毒感染的临床应用测试中，凭借其很高的盲测准确性和较快的检测速度获得卫生部高度认可。

▲抗击非典期间研发的微阵列芯片扫描仪

两次抗疫的经历，让黄老师感慨万千，「如今相比于17年前，无论是公众认识，还是国家的医疗水平和应对突发事件的能力，都有了显著的提高。」非典时期，公众对SARS病毒的了解远不及现在深入，包括前线医院的医护人员在内，大家的恐怖情绪比现在严重得多。除此之外，当时的检测系统每次只能检测一个SARS病毒指标，花费的时间相对也比较长。而现如今，大家科学认识提高了，对疫情的看待更理性。并且有了上次的经验，当新冠病毒扩散的苗头一旦出现，就能够提早开始准备，再加上长期发展起来的创新技术，因此产品研发周期缩短了不少，相比之前，应对能力有了很明显的增强。

人生经历不怕多

黄国亮老师博士期间就读于清华大学精密仪器系，师从于金国藩院士。「回想起来，读研期间的各项训练为后面的科研道路打下了坚实的基础。」博士期间，黄老师做的课题是光机电软件一体化多学科交叉的，这为后来步入工作岗位做了能力和眼界上的铺垫。而且在当时条件下，很多情况下做实验没有现成的系统，都需要自己动手搭建，包括自己上机床加工系统构建中需要的零件等，这也大大提高了黄老师的动手能力。此外，金老师鼓励大家多方面进行尝试，多动手，培养综合的能力，像搭系统、做实验、写文章，这些技能都是在当时掌握的。博士期间和毕业后几年，黄老师在国际和国内光学领域的几个主要杂志上基本都发表过文章。

▲1993年，在精仪系攻读博士学位的黄国亮老师

读研期间各方面能力的锻炼，帮助黄老师为后来工作方向的规划和选择做好了准备。当时的生物系（即现在的生命学院）引进留学人员程京教授开拓新领域—生物芯片，正好课题中需要工程背景的人员来做配套的检测技术研究和仪器开发，这引起了黄老师的兴趣。1999年10月，黄老师正式调入生物系，开启了新的生命科学与工程相结合的科研历程。

黄老师告诫大家，一定要敢于多去尝试，人生经历不怕多，无论是成功还是失败都是有帮助的，遭受挫折的经历可以磨练意志，增强韧性，成功的经历可以增强信心。「人生就是这样，即使身处逆境，也不要灰心，关键是要尽自己所能，把事情认认真真做好。」

良好的导学关系，让自己受益无穷

回忆起读研期间的求学经历，黄老师十分感念恩师的培养。「金老师对学生要求很严格，但具体研究过程从不限制，鼓励大家积极创新多尝试，让我们放开手脚来做。」金老师提倡大胆思考，不会给学生太多限制，这样就给学生留下了足够的空间，充分调动起了学生的科研潜能，在黄老师读研期间，金老师已经是很有名的教授了，社会兼职很多，但他仍然像父亲一样关心爱护学生，除了亲自给大家改论文以外，每周都会和大家见面交流，及时听取大家的研究进展汇报。博士期间的学业导师，已经成为了黄老师人生路上的导师，「现在每年我都会去看望金老师，把自己的一些发展情况定期去和金老师汇报，听听金老师的建议，这会很有帮助。」结合自己的例子，黄老师也建议大家多和导师沟通，多听老师的意见和建议，这样就能少走弯路，在人生的道路上也会受益无穷。

「我觉得大部分老师和学生的关系就像父子一样。」今天的黄老师也是博士生导师，对待自己的学生，他也像金老师一样，科研上，他既严格要求，也鼓励他们大胆尝试，而在生活中，他用心关爱着每一个学生的发展。他曾有一名学生身体状况不好，还患有轻度抑郁症，研究生考试中有一门课考了两次都没有及格，按照学校规定如果放弃这门课程就无法拿到学位。考虑到他的身体和心理情况比较差，黄老师意识到，如果他接连遭受失败，将来走入社会可能就会很困难。「作为老师，有责任像关心自己的孩子那样去帮助他解决一些他靠自己解决不了的问题。」于是，黄老师帮助学生争取到了补修的机会，并慢慢培养起了他的自信心，最终这名同学成功通过了考试，后来顺利毕业获得了清华大学的硕士学位，迈向了人生新的阶段。

▲黄国亮老师指导学生做实验

企业生存离不开科研成果保证，必须要有原创性技术

2000年，生物系成立了博奥公司，也就是生物芯片北京国家工程研究中心，以企业模式运作，同时进行产业转化。「这样，将科研与产品开发结合起来，就成为我的工作不可分割的两部分，需要两手同时抓。」历时20年，黄老师作为第一发明人主持和参与开发的微阵列芯片扫描仪、激光共焦扫描仪、微流控芯片核酸分析仪、目诊仪等十几款仪器，解决了生物芯片检测中物镜数值孔径与工作距离相互制约、高分辨率与大面积成像相互制约、痕量样品与多指标联合精准医学检测相互制约、传统中医与现代信息技术结合等多领域的科学技术难题，多款仪器性能达到国际领先水平，并实现了产业化，打破了国外垄断，如生物芯片检测仪器占据了70%的国内市场份额，同时还出口到欧美几十个国家三百多家医院和科研单位。相关仪器已经获得国家创新医疗器械产品批准2项、医疗器械产品注册证书5项（Ⅱ类3项，Ⅲ类2项）、CE证书2项，国内直接销售收入突破5.0亿元，出口创汇超过600万美元。

▲黄国亮老师及团队设计开发的微流控芯片核酸分析仪

「产品要想长久占领市场，必须要有原创性技术。」黄老师告诉大家，所谓的产业，如果没有良好的研究背景和技术支持，生存周期是不会太长的。国内很多企业不能长久维持，就是因为科技含量不够，所以产品没有独特的优势，很快就能被别人仿制。所以企业生存离不开科研成果保证，必须要有原创性技术。

针对当前的科研与医疗状况，黄老师指出了亟待解决的两大问题，一是我们的仪器还依赖进口，每年都有几百个亿美元流失掉，去进口国外的科学仪器和医疗仪器；二是看病难，看病贵的社会问题日趋严重。针对这两大问题，黄老师有自己独到的见解，他认为，要真正改变局面，必须要依靠我国先进检测技术创新与精准医学技术的发展，从而研制出先进的国产科学仪器和高端医疗仪器。只有拥有自主创新的先进科学仪器，我们的科研工作才能走在世界科技前沿，同样，只有发展好了国产的先进医疗装备，才能从根本上解决看病难，看病贵的社会问题。很多病患只有在先进医疗装备前提下，才能抓住早诊断、早治疗的时机，拥有逆转病情进入恶化甚至死亡的机会。此外，信息化、远程操作和可穿戴也是未来发展的趋势，将工程技术、生命科学结合到医疗领域，我们的精准医疗仪器在未来可以派上更大的用场，造福人类健康。

二十多年来，黄老师辛勤耕耘的脚步从未停止。作为一名教师，他对学生既严格认真，又关怀备至，循循善诱；作为一名科研工作者，他从大局出发，上下求索，长期积累起经验和核心技术，推动生命科学、医学与工程学科的多学科交叉领域创新发展。

关键词:黄国亮 精密仪器

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来 源：清华大学精密仪器系

编辑：仪器仪表WXF

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