界面新聞記者 | 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)團隊與上市公司合作，實現(xiàn)了從量子點熒光微球、檢測分析儀到配套檢驗試劑的完整全鏈條技術(shù)突破，成功創(chuàng)建了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的量子點液態(tài)生物芯片技術(shù)平臺，打破了國際壟斷。

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)院研究員李萬萬介紹，液態(tài)生物芯片技術(shù)是一種新型體外檢測技術(shù)，對核酸和蛋白類標(biāo)志物均適用，其檢測通量大，檢測靈敏高，可同時分析單管樣本中的數(shù)十種目標(biāo)物，檢測效率顯著提升，對臨床實驗室檢測具有革命性推動作用。

液態(tài)生物芯片作為未來檢測技術(shù)的發(fā)展方向，被我國列入“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃中須重點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)的信號解析。該技術(shù)多年來一直被國外壟斷，技術(shù)壁壘高，制造難度大。國內(nèi)當(dāng)前的液態(tài)芯片平臺使用的微球制備方法，存在編碼受限、補償繁瑣、制備復(fù)雜、多激光設(shè)備昂貴等問題。

李萬萬團隊遇到的第一個技術(shù)難點便是如何制備出編碼微球?？紤]到國外對編碼微球技術(shù)的壟斷和封鎖，李萬萬團隊在國際上率先提出量子點熒光編碼微球的膜乳化法制備策略。

“從有機熒光變成量子點，對儀器的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化創(chuàng)造了條件，量子點可以讓微球編碼更清晰、更精準(zhǔn)，對整個體外診斷行業(yè)來說，儀器制備和試劑制備的成本都會降低。”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（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，美國三位科學(xué)家就因“發(fā)現(xiàn)和合成量子點”獲得諾貝爾化學(xué)獎，量子點也因此成為明星發(fā)光材料。其光學(xué)調(diào)節(jié)能力強，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100種的編碼信號；同時，通過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)檢測奠定基礎(chǔ)。

通過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。受訪者供圖

第二個技術(shù)難點是檢測系統(tǒng)的研發(fā)。

核心編碼微球的制備得到突破后，基于可通過同一激發(fā)光激發(fā)量子點熒光編碼信號的特點，李萬萬團隊聯(lián)合東方基因，成功自主研發(fā)出目前國際上唯一采用單激光技術(shù)的全自動液態(tài)生物芯片系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有體積小、全自動、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。

第三個技術(shù)難點是試劑盒的研發(fā)。

李萬萬團隊與東方基因合作，基于上述檢測系統(tǒng)進行了癌癥、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)檢測試劑的開發(fā)。

目前，系列檢測儀和配套檢測試劑盒已經(jīng)獲得歐盟CE認證和中國NMPA醫(yī)療器械注冊證15項，還有更多的系列聯(lián)檢試劑也處于申請或?qū)徟倪M程中，已形成了與國外同類高端技術(shù)裝備競爭的能力，并在全球范圍全面實施推廣，打破了國際大公司的壟斷。

“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指標(biāo)的檢測，檢測成本能壓縮至原來的1/10。”李萬萬解釋。

李萬萬團隊聯(lián)合東方基因，成功自主研發(fā)出目前國際上唯一采用單激光技術(shù)的全自動液態(tài)生物芯片系統(tǒng)。受訪者供圖

此次李萬萬團隊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、副校長介紹，近年來，上海交通大學(xué)圍繞戰(zhàn)略導(dǎo)向、前沿導(dǎo)向、市場導(dǎo)向，創(chuàng)立了獨具特色的集中區(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)”聚焦重點產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展中的前瞻性、先導(dǎo)性、探索性的技術(shù)問題，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，加強產(chǎn)學(xué)研深度融合，推動中長期前沿科技研究和“卡脖子”技術(shù)基礎(chǔ)科研攻關(guān)，促進科技成果轉(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發(fā)展方向，成立杭州液態(tài)生物芯片項目公司，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)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（上海）和金屬基復(fù)合材料國家重點實驗室，上海交大團隊負責(zé)基礎(chǔ)理論研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，浙江東方基因負責(zé)產(chǎn)品化研發(fā)、生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)推廣。

同時，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10000平方米的上海嘉定工廠，投入量子點液態(tài)生物芯片系列產(chǎn)品的生產(chǎn)。2023年，液態(tài)芯片系統(tǒng)實現(xiàn)全面產(chǎn)品化。方炳良透露，東方基因張江項目正式落戶張江，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)材料也可以用來做治療?！崩钊f萬透露，其團隊正在和仁濟醫(yī)院泌尿科合作，探索X射線光動力治療癌癥。