謝曦：“死磕”人體健康傳感器

在醫院抽血測過血糖、激素嗎？覺得扎針太疼或過程繁瑣？

中山大學青年學者謝曦，一直在嘗試改進這些醫學診療技術，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。去年，因“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後，在麻省理工學院做博士後研究，但耀眼的簡歷並沒有讓他停步不前。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即時監測的問題，謝曦也希望打破我國在生物醫學傳感學科領域成果稀缺的現狀。

2016年，謝曦成為中山大學生物電子學科帶頭人。生物醫學電子學科屬於新興交叉學科，聚焦於應用電子信息技術揭示生命現象本質，解決生物、醫學等基礎研究中機理機制、重大疾病等關鍵難題。

科學家在困難裏衝鋒陷陣，普通人就有改善生活的希望。在開啓新的跋涉之前，謝曦成功研發了一種可用於藥物篩選的科研儀器——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，並精準地監測效果，而體外細胞微納芯片則是給藥和監測其藥物反應的工具。

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，並精準地監測效果，每個細胞都需要插入數十個納米“針頭”，這些“針頭”安裝在直徑為幾百納米的電極上，密密麻麻的電極則安裝在直徑1平方釐米的微加工芯片上，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”是一種救命的科學儀器，能助力科學家進行癌症等疾病的藥物篩選。但在研發科研工具的同時，他還發覺，一些實際醫療場景中，需要能夠用於人體的電子傳感器，即時傳輸病人的健康情況，“我希望開發一種臨牀應用型技術，解決一些病人的需求”。

比如有些病人需要即時監測心臟、血壓等情況，他就利用柔性電子材料製作成可穿戴傳感器，貼附於人體皮膚外，更便捷且連續地監測心電、脈搏、血壓等生理指標。

然而研究越深入，和臨牀結合越緊密，謝曦需要解決的問題越棘手。在病人住院時，往往還需要監測血糖、激素、代謝物等情況；而對於一些服藥病人，有時還需要精確掌握體內藥物的濃度變化從而進行動態調整，部分需求目前只能靠一次次抽血來實現，無法即時監測。能否研發一類微介入人體的傳感器，即時傳回這些生理指標？

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牀中需求廣泛，它能夠長時間插入皮下監測病人的血糖，不僅能連續反映血糖變化，還可以免除糖尿病人頻繁指尖採血的痛苦，“比如二型糖尿病患者，可以根據動態血糖變化調整相應的胰島素用量”。國外的相關技術在不斷迭代，但由於缺少技術突破，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，對動態血糖檢測儀進行攻堅。

雖然，謝曦此前所做的納米針頭陣列和植入式傳感器有相通之處，但從“體外”到“體內”是一個質的跨越。他説：“通常植入式的醫療儀器從研究到最終進入臨牀，週期至少需要10年，我準備花很長時間來‘啃’這個項目。雖然基礎功能已經在實驗室裏實現，但傳感準確性要達到臨牀的嚴格標準，還有很長的路要走。”

“邁出這一步很不容易，學生有畢業的要求，科研有經費的壓力……”他知道做這種長線項目會很“難熬”。然而最難的還不是科研“性價比”的壓力，而是交叉學科知識的積累和貫通。

事實上，隨着前沿科技的發展，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，不少學者也深有體會。

為了突破這個醫療技術難題，謝曦的辦法很樸素：一邊當老師，一邊當學生。

“我們團隊的特點是有求知慾、虛心、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，囊括電子、材料、人工智能算法、生物、醫學、化學等，而且學科跨度很大，“比如學電子的學生和學生物的學生其實很難想到一塊去”。作為一個交叉學科項目的博士生導師，謝曦所面臨的要求就更高了，“最起碼核心點自己都得懂”。

“我經常和不同專業的同學請教，帶着我的學生去看其他生物學生做實驗。教授都太忙了，所以我經常先和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，深奧程度更是不可測量。”

“臨牀醫學和生物又不一樣，在臨牀上，我就把自己當實習生。現在甚至考慮讀一個臨牀醫學的在職學位。”

“我也經常和自己的學生討論問題，每個研究生和博士生都各有特長，向學生請教是很正常的事情。”謝曦的辦公室讓給了一些臨時還沒有分到座位的同學，他自己則和學生們坐在一起。

對於研究交叉學科來説，教學相長的心態或許是必備條件。

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”。但他完全不認為這丟了當教授的面子，反而抱着一種特別感恩的心態：“有人願意教我，我已經謝天謝地了！”

在謝曦看來，做科研，一方面是基於求知慾，希望學習更多知識，探索自然奧秘。另一方面，是結合國家和社會發展需求，儘自己的一份力。在求知慾和社會需要面前，虛心學習、交叉運用，是自己的“本分”。