界面新聞?dòng)浾?| 劉素楠

界面新聞編輯 | 彭朋

歷經(jīng)10年基礎(chǔ)研究、8年轉(zhuǎn)化，上海交通大學(xué)團(tuán)隊(duì)與上市公司合作，實(shí)現(xiàn)了從量子點(diǎn)熒光微球、檢測(cè)分析儀到配套檢驗(yàn)試劑的完整全鏈條技術(shù)突破，成功創(chuàng)建了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量子點(diǎn)液態(tài)生物芯片技術(shù)平臺(tái)，打破了國(guó)際壟斷。

2024年3月25日，上海交大發(fā)布了上述最新校企合作科技轉(zhuǎn)化成果。

據(jù)上海交大材料科學(xué)與工程學(xué)院研究員李萬(wàn)萬(wàn)介紹，液態(tài)生物芯片技術(shù)是一種新型體外檢測(cè)技術(shù)，對(duì)核酸和蛋白類標(biāo)志物均適用，其檢測(cè)通量大，檢測(cè)靈敏高，可同時(shí)分析單管樣本中的數(shù)十種目標(biāo)物，檢測(cè)效率顯著提升，對(duì)臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)具有革命性推動(dòng)作用。

液態(tài)生物芯片作為未來(lái)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向，被我國(guó)列入“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃中須重點(diǎn)突破的體外診斷技術(shù)。

液態(tài)生物芯片技術(shù)核心在于特殊的熒光聚合物微球，以及相應(yīng)的信號(hào)解析。該技術(shù)多年來(lái)一直被國(guó)外壟斷，技術(shù)壁壘高，制造難度大。國(guó)內(nèi)當(dāng)前的液態(tài)芯片平臺(tái)使用的微球制備方法，存在編碼受限、補(bǔ)償繁瑣、制備復(fù)雜、多激光設(shè)備昂貴等問(wèn)題。

李萬(wàn)萬(wàn)團(tuán)隊(duì)遇到的第一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)便是如何制備出編碼微球。考慮到國(guó)外對(duì)編碼微球技術(shù)的壟斷和封鎖，李萬(wàn)萬(wàn)團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上率先提出量子點(diǎn)熒光編碼微球的膜乳化法制備策略。

“從有機(jī)熒光變成量子點(diǎn)，對(duì)儀器的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了條件，量子點(diǎn)可以讓微球編碼更清晰、更精準(zhǔn)，對(duì)整個(gè)體外診斷行業(yè)來(lái)說(shuō)，儀器制備和試劑制備的成本都會(huì)降低。”浙江東方基因生物制品股份有限公司（下稱“東方基因”）首席科學(xué)家方炳良向界面新聞解釋。

量子點(diǎn)（Quantum dots， QDs）通常指直徑小于10納米的半導(dǎo)體發(fā)光材料。2023年，美國(guó)三位科學(xué)家就因“發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)”獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，量子點(diǎn)也因此成為明星發(fā)光材料。其光學(xué)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，發(fā)光顏色純、效率高，可顯著提升熒光微球的編碼能力，獲得超過(guò)100種的編碼信號(hào)；同時(shí)，通過(guò)膜乳化制備策略得到的熒光微球，粒徑均一、可控，表面可連接多種生物分子，為高通量的多指標(biāo)檢測(cè)奠定基礎(chǔ)。

第二個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是檢測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)。

核心編碼微球的制備得到突破后，基于可通過(guò)同一激發(fā)光激發(fā)量子點(diǎn)熒光編碼信號(hào)的特點(diǎn)，李萬(wàn)萬(wàn)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合東方基因，成功自主研發(fā)出目前國(guó)際上唯一采用單激光技術(shù)的全自動(dòng)液態(tài)生物芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有體積小、全自動(dòng)、通量高、樣本量少、準(zhǔn)確性高、重復(fù)性好、線性范圍寬、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

第三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)是試劑盒的研發(fā)。

李萬(wàn)萬(wàn)團(tuán)隊(duì)與東方基因合作，基于上述檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了癌癥、自身免疫疾病、心血管疾病和感染性疾病等系列蛋白/核酸的多指標(biāo)檢測(cè)試劑的開發(fā)。

目前，系列檢測(cè)儀和配套檢測(cè)試劑盒已經(jīng)獲得歐盟CE認(rèn)證和中國(guó)NMPA醫(yī)療器械注冊(cè)證15項(xiàng)，還有更多的系列聯(lián)檢試劑也處于申請(qǐng)或?qū)徟倪M(jìn)程中，已形成了與國(guó)外同類高端技術(shù)裝備競(jìng)爭(zhēng)的能力，并在全球范圍全面實(shí)施推廣，打破了國(guó)際大公司的壟斷。

“以往去做體檢要抽很多血，現(xiàn)在只要50-100微升的血清就可以做十幾個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)，檢測(cè)成本能壓縮至原來(lái)的1/10。”李萬(wàn)萬(wàn)解釋。

此次李萬(wàn)萬(wàn)團(tuán)隊(duì)與東方基因的合作也成為上海交大校企合作的又一經(jīng)典案例。

據(jù)上海交通大學(xué)黨委常委、副校長(zhǎng)介紹，近年來(lái)，上海交通大學(xué)圍繞戰(zhàn)略導(dǎo)向、前沿導(dǎo)向、市場(chǎng)導(dǎo)向，創(chuàng)立了獨(dú)具特色的集中區(qū)、自由區(qū)和融合區(qū)的“三區(qū)模式”。

其中，上海交大“融合區(qū)”聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展中的前瞻性、先導(dǎo)性、探索性的技術(shù)問(wèn)題，關(guān)注基礎(chǔ)科研和技術(shù)創(chuàng)新的能力提升，打造高水平國(guó)際合作、多學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同的開放創(chuàng)新合作模式，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研深度融合，推動(dòng)中長(zhǎng)期前沿科技研究和“卡脖子”技術(shù)基礎(chǔ)科研攻關(guān)，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，以求盡快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

東方基因成立于2005年，于2020年在科創(chuàng)板上市。2016年，東方基因與上海交大簽約，建立緊密合作關(guān)系。2018年，東方基因?qū)⒁簯B(tài)芯片確定為公司重點(diǎn)發(fā)展方向，成立杭州液態(tài)生物芯片項(xiàng)目公司，專門支持液態(tài)芯片研發(fā)。2019年，東方基因轉(zhuǎn)讓微球制備技術(shù)，成立上海研發(fā)中心。

2020年，“東方基因-上海交大體外診斷新材料與技術(shù)研發(fā)中心”，依托轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（上海）和金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海交大團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，浙江東方基因負(fù)責(zé)產(chǎn)品化研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)推廣。

同時(shí)，為了保障高校原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)落地，東方基因?qū)ｉT建設(shè)了占地面積超過(guò)10000平方米的上海嘉定工廠，投入量子點(diǎn)液態(tài)生物芯片系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。2023年，液態(tài)芯片系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面產(chǎn)品化。方炳良透露，東方基因張江項(xiàng)目正式落戶張江，總投資15億元，將打造為東方基因全球化數(shù)字研發(fā)創(chuàng)新總部。

“診斷是醫(yī)療的一方面，治療是另外一方面，我們現(xiàn)在做的納米光響應(yīng)材料也可以用來(lái)做治療。”李萬(wàn)萬(wàn)透露，其團(tuán)隊(duì)正在和仁濟(jì)醫(yī)院泌尿科合作，探索X射線光動(dòng)力治療癌癥.