在西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所（BEBC）的实验室里，一项瞄准高端分子诊断装备自主创新的医工交叉研究，正悄然改变一项被国外长期垄断的核心技术——数字聚合酶链式反应（数字PCR）。博士后张浩卿是这项研究的核心推动者，他以机械工程为学科底色，以人工智能为创新工具，在即时诊断（POCT）小组的协作下，将数字PCR的检测时间从行业平均的2小时以上，大幅压缩至15分钟，同时凭借该项目在陕西省博士后创新创业大赛生物医药与大健康赛道中斩获银奖。
融入团队：从机械工程走向生命健康
张浩卿的科研起点，来自机械工程学科的扎实训练。结构设计、加工制造、系统控制、仪器实现——这些能力让他在进入生物医学工程领域时，始终锚定一个核心问题：一项高灵敏检测技术，如何从实验室方法变成真正可用、可推广、可转化的仪器系统？
BEBC即时诊断团队
加入BEBC后，他的这个问题得到了更清晰的答案。这里的研究不止于单一学科的技术推进，而是从临床重大需求出发，将生物、医学、力学、材料、机械与人工智能等学科方法有机融合，在基础研究、关键技术、科学仪器和临床转化之间建立闭环。BEBC长期坚持的“临床需求牵引、医工技术突破、系统集成验证、转化应用推广”研究思路，让他逐渐意识到，他所擅长的芯片设计、系统控制和仪器集成，并非远离生命健康的工程问题，恰恰是支撑分子诊断快速化、智能化和国产化的核心工具。
需求牵引：瞄准高端分子诊断装备瓶颈
数字PCR，是继传统PCR、荧光定量PCR之后发展起来的新一代分子诊断技术，也被形象地称为核酸检测的“显微镜”。如果说普通PCR是将目标核酸“复制出来”，荧光定量PCR能够实时观察扩增信号，那么数字PCR则借助微流控芯片，将样本中的核酸分子分散到数万个彼此独立的微小反应单元中，通过“分而治之”实现痕量目标的高灵敏与绝对定量检测。
与法国KLOE公司CEO Dr.Paul Coudray交流数字PCR芯片微纳加工技术
然而，数字PCR的高端仪器和核心技术长期由外国企业主导——设备价格高昂、系统体积庞大、运行流程繁琐，尤其在检测时间上，现有系统往往需要2小时以上，难以满足临床急诊、基层医疗和公共卫生应急对快速响应的迫切需求。
数智赋能：让检测系统“读懂”扩增反应
围绕这一痛点，张浩卿提出的核心问题是：能否在保持数字PCR高灵敏优势的同时，让检测过程显著缩短？这背后的关键，并非单纯追求仪器“跑得更快”，而在于重新理解数字PCR为什么慢——现有系统沿用固定热循环程序，每一轮都按预设时间执行，即使目标核酸已完成有效扩增，仪器仍可能继续执行完整循环。
小型化数智PCR仪
基于这一问题，他将人工智能引入数字PCR检测过程，提出了一个明确目标：让检测系统能够“看懂”扩增反应，并根据反应状态实时调整热循环参数。具体而言，就是从荧光信号中实时识别扩增进程，判断当前循环是否已达到有效扩增，在不牺牲灵敏度与准确性的前提下，动态缩短恒温时间、减少无效循环。由此，数字PCR从“固定程序驱动的检测技术”转变为“数据反馈驱动的数智生物传感系统”，检测时间从2小时压缩至15分钟，实现了集成化高灵敏核酸快速检测技术及仪器的核心技术突破。
产教融合：让核心技术持续生长
在国家自然科学基金会、盖茨基金会的资助及中国博士后科学基金特别资助与面上项目的支持下，张浩卿围绕数智PCR持续攻关，形成了从基础研究、技术开发到仪器验证的完整链条，并依托国家医学攻关产教融合创新平台和TFX-西安交通大学生命健康研究院，支撑前沿分子诊断技术产品孵化，服务于缔因安生物科技等企业的技术创新。成果转化方面，他前期参与研发的手持式荧光定量PCR仪器受邀参加科技部举办的“十三五”科技创新成就展，提出的基于闭环温度反馈控制的快速热循环技术已被三诺生物传感股份有限公司转化。
指导学生获生医工大赛和数学建模大赛三等奖
在教育方面，团队将仪器研发过程转化为人才培养资源，指导学生围绕核酸快速检测仪器等方向开展研究，并在多个国家级竞赛中获奖。面向基础研究，团队持续探索微尺度核酸扩增动力学机制，为热循环参数智能调控提供理论依据。
面向未来：在交大平台上书写新答卷
面向未来，团队将继续依托BEBC和国家医学攻关产教融合创新平台，围绕数智生物传感与智慧诊断方向，推动人工智能、微流控芯片、分子诊断仪器与临床需求的深度融合，持续突破快速化、小型化、智能化体外诊断关键技术，让科研成果从实验室走向临床一线、公共卫生现场和产业应用场景。
获第三届陕西省博士后创新创业大赛银奖
回顾参加博创赛的经历，张浩卿谈道：“参赛并获奖，让他感受最深的不只是成果本身，更是重新理解技术价值、凝练应用场景、思考成果转化路径的自我刷新。要相信，一项好的技术，不只是发表在论文里，而是能够真正进入临床、走进基层、惠及患者。”
张浩卿针对生物传感技术在实际应用中亟待解决的关键科学问题和技术瓶颈，坚持从事数智化核酸快速检测技术及仪器的研究和开发，被评为西安交通大学医工交叉十大创新新人。“在生命学院仿生工程与生物力学研究所，我深刻体会到这样一个道理：一项技术最大的价值，不在于它有多复杂，而在于它能解决多少真实的临床问题。”这是一位青年博士后对“数智生物传感”领域的深耕作答，更是交大人践行“健康中国”战略的生动注脚。
