2019年年末,一場突如其來的疫情暴發(fā),短短幾個月就席卷全球,引發(fā)了一場百年不遇的重大公共衛(wèi)生危機。面對如此嚴峻的形勢,大批量開展核酸檢測迫在眉睫。數字聚合酶鏈式反應(PCR)作為新一代絕對定量核酸檢測技術,具有較高的靈敏度和準確性,在核酸檢測領域展現出良好的應用前景。但現有的儀器大多依賴進口、價格昂貴、操作復雜且污染風險較高,難以大面積推廣應用。
這讓張浩卿頓感使命在身,多年來,他在西安交通大學這片充滿智慧與創(chuàng)新的土地上,從事基于微流控芯片的數字化核酸快速檢測研究,也在疫情期間為研制低成本、操作簡單的數字PCR快速檢測新方法做出巨大努力,為我國的生物醫(yī)學研究和疫情防控貢獻著重要力量。
熱愛與堅持
多年如一日,張浩卿在不同賽道上挑戰(zhàn)著自己的極限,不變的是他對科研事業(yè)的熱愛與堅持。他的教育背景豐富且扎實,本科時期就讀于西安理工大學電子科學與技術專業(yè),在半導體材料方向上掌握了扎實的科學基礎知識。隨后他繼續(xù)在西安理工大學攻讀微電子學與固體電子學碩士學位。
畢業(yè)后,張浩卿重新審視過去幾年的學術生涯,決定將研究轉向應用層面。同年他進入西北工業(yè)大學微機電系統(tǒng)與納米技術專業(yè)深造,并在導師的引領下,進入核酸檢測研究的大門。經過6年的不懈努力,張浩卿于2021年獲得博士學位,這段學術旅程不僅為他打下了堅實的理論基礎,也培養(yǎng)了他嚴謹的科研態(tài)度和敏銳的創(chuàng)新思維。
在學術道路上,張浩卿一直保持著對科研的熱愛和執(zhí)著。他聚焦于微流控芯片的數字化核酸快速檢測新方法及儀器研究。除了病原體檢測外,核酸檢測還可用于癌癥早篩、基因診斷等,對于疾病的早期診斷、疫情防控及生物醫(yī)學研究都具有重要意義。懷揣內心對科研的熱愛,2022年張浩卿來到西安交通大學任職,憑借深厚的專業(yè)知識和敏銳的科研洞察力,他在微流控芯片設計與加工、即時檢測技術及系統(tǒng)集成化方面打下了扎實的研究基礎,并在這一領域取得了多項重要成果。
重任與擔當
核酸檢測的效果不僅取決于高質量的試劑盒,還需要精準、快速的核酸檢測儀器。早在攻讀博士期間,張浩卿就參與了手持式熒光定量PCR儀器的研發(fā),還因此受邀參加科技部舉辦的“十三五”科技創(chuàng)新成就展。這個儀器在溫控和熒光信號采集方面表現突出,大大提高了其在實際應用中的準確性和可靠性,也更便于攜帶和使用。
盡管2019年年末的那場疫情已是過去式,但對于未來新發(fā)、突發(fā)及常見的傳染病,仍需要做到防患于未然?!盁晒舛縋CR的靈敏度仍有很大的提升空間?!睂Υ?,張浩卿表示,數字PCR是他接下來的研究目標。
2024年,張浩卿主持國家自然科學基金青年項目,針對數字PCR快速檢測方法展開研究。作為一種高靈敏核酸檢測技術,數字PCR在技術層面一直面臨著擴增時間長(1~2小時)這一問題,為此張浩卿創(chuàng)新提出在熱循環(huán)參數動態(tài)調控的前提下,進行數字PCR快速檢測的新方法。他介紹,首先,利用快速熱循環(huán)系統(tǒng)和連續(xù)熒光信號檢測平臺,建立數字PCR芯片單個微孔內核酸擴增的動力學模型;其次,結合人工智能算法,他提出一種針對微孔型數字PCR芯片的熱循環(huán)參數動態(tài)調控方法,以少于15分鐘的時間實現核酸的快速擴增,最終研發(fā)一種小型化數字PCR快速核酸檢測裝置,以更好地應對疫情大規(guī)模暴發(fā)時快速核酸檢測的需求。
作為一名青年學者,張浩卿深知未來的研究之路還有很遠,他會穩(wěn)扎穩(wěn)打,將這份堅定與執(zhí)著傳遞給更多的年輕學子,帶領他們一起開啟核酸檢測新征程。