謝曦：“死磕”人體健康傳感器

張茜

你在醫院抽血測過血糖、激素嗎？有沒有覺得扎針太疼或者過程煩瑣？

中山大學青年學者謝曦一直在嘗試改進醫學診療技術，近年來他邊學邊做，研發了多種可穿戴人體健康傳感器和生物科研傳感器。2019年，因為“將光電傳感技術與生物醫學交叉融合，為生物研究和醫學診療提供前沿工具”，謝曦入選《麻省理工科技評論》“35歲以下科技創新35人”中國榜單。

謝曦從美國斯坦福大學博士畢業后，在麻省理工學院做博士后研究，但耀眼的經歷并沒有讓他停步不前。最近，他決定進行一場更加艱難的跋涉：做好奮戰10年的準備，和植入式動態血糖傳感器“死磕”。這不單是為了解決血糖等健康指標無法實時監測的問題，謝曦還希望能打破中國在生物醫學傳感技術領域成果稀缺的現狀。

2016年，謝曦成為中山大學生物醫學電子學科帶頭人。生物醫學電子學科屬于新興交叉學科，聚焦于應用電子信息技術揭示生命現象的本質，解決生物、醫學等基礎研究中機理機制等關鍵難題。

在開始新的跋涉之前，謝曦成功研發過一種可用于藥物篩選的科研工具—體外細胞微納芯片。科學家在篩選藥物的過程中，經常需要向每一個實驗細胞注射藥物，并精準地監測效果，而體外細胞微納芯片就是給藥和監測藥物反應的工具。

這是一種十分精密的生物電子傳感器。為了把藥物高效地送達細胞并精準地監測效果，需要給每個細胞插入數十個納米針頭。這些針頭安裝在直徑幾百納米的電極上，密密麻麻的電極則安裝在1平方厘米的微加工芯片上，小小的芯片形成一個納米針頭陣列。

謝曦做的這種“袖珍針板”是一種救命用的科學儀器，能幫助科學家進行用于癌癥等疾病的藥物的篩選。在研發這種科研工具時，謝曦發現，在一些實際醫療場景中，還需要能用于人體的電子傳感器，以便實時傳輸患者的健康情況，所以他希望開發出一種臨床應用型技術，滿足患者的需求。

有些患者需要實時監測脈搏、血壓等情況，他就利用柔性電子材料制造了可穿戴傳感器，將其貼附于人體皮膚外，更便捷而且連續地監測脈搏、血壓等生理指標。然而研究越深入，和臨床結合得越緊密，謝曦需要解決的問題越棘手。病人住院時，往往還需要監測血糖、激素、代謝物等情況；對于一些服藥的患者，有時還需要精確掌握其體內藥物濃度的變化，從而進行動態調整。其中部分監測目前只能靠一次次抽血來實現，無法實時完成。能否研發一種微介入人體的傳感器，實時傳回這些生理指標呢？

在植入式人體傳感器中，他選擇從微創式動態血糖傳感器入手。謝曦介紹，動態血糖監測儀在臨床中需求廣泛，它能夠長時間插入皮下監測患者的血糖，不僅能連續反映血糖變化，還可以免除糖尿病患者頻繁指尖采血的痛苦，2型糖尿病患者可以根據血糖的動態變化調整相應的胰島素用量。國外的相關技術在不斷迭代，但由于缺乏技術突破，目前這種醫療傳感器還沒有實現國產化。因此他決定投入這一領域，對動態血糖監測儀進行技術攻堅。

雖然謝曦此前所做的納米針頭陣列和植入式人體傳感器有相通之處，但從“體外”到“體內”是一個質的飛躍。他說：“植入式醫療儀器從研究到最終進入臨床使用，通常至少需要10年。我準備花很長時間來‘啃這個項目。雖然目前這種傳感器的基礎功能已經在實驗室里實現了，但要讓傳感準確度達到臨床的嚴格標準，還有很長的路要走。”

他知道做這種長線項目會很“難熬”，然而最困難的還不在于科研“性價比”的壓力，而是交叉學科知識的積累和貫通。

事實上，隨著前沿科技的發展，靠單一學科就能解決的問題越來越少，需要交叉學科解決的問題越來越多。謝曦面臨的困難，不少學者都深有體會。

為了突破這個醫療技術難題，謝曦的辦法很簡單：一邊當老師，一邊當學生。

“我們團隊的特點是有求知欲、虛心、專業高度交叉。”謝曦介紹，微介入式傳感器是一項多學科交叉的研究，涉及電子、材料、人工智能、生物、醫學、化學等學科，學科跨度很大。作為一個交叉學科項目的博士生導師，謝曦面臨的要求就更高了，“最起碼核心點自己都得懂”。

“我經常向不同專業的同學請教，還帶著我的學生去看其他學生物的學生做實驗—教授都太忙了，所以我經常先向他們的學生請教入門技術。實踐起來才知道，生物實驗的操作和理論完全不是一回事兒，其深奧程度更是不可估量。”“臨床醫學和生物又不一樣。在臨床上，我就把自己當實習生，現在甚至在考慮讀一個臨床醫學的在職學位。”“我也經常和自己的學生討論問題。每個研究生和博士生都有特長，向學生請教是很正常的事情。”

對交叉學科的研究來說，教學相長或許是一個必備條件。

按照謝曦的計劃，單是一個微介入式動態血糖傳感器就要“啃”10年甚至更久，他還希望攻克微介入式動態激素傳感器等精密儀器。如此算來，他大概要當一輩子“學生”了。但他完全不認為這丟了當教授的面子，反而抱著一種特別感恩的心態：“有人愿意教我，我已經謝天謝地了！”

在謝曦看來，做科研，一方面是基于求知欲，希望學習更多知識，探索自然的奧秘；另一方面，是結合國家和社會發展的需求，盡自己的一份力。在求知欲和社會需求面前，虛心學習、交叉運用，是自己的本分。

（摘自《中國青年報》2020年8月18日，江山美如畫薦）