界面新聞記者 | 劉素楠
界面新聞編輯 | 彭朋
歷經10年基礎研究、8年轉化，上海交通大學團隊與上市公司合作，實作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突破，成功建立了具有自主知識產權的量子點液態生物芯片技術平台，打破了國際壟斷。
2024年3月25日，上海交大釋出了上述最新校企合作科技轉化成果。
據上海交大材料科學與工程學院研究員李萬萬介紹，液態生物芯片技術是一種新型體外檢測技術，對核酸和蛋白類標誌物均適用，其檢測通量大，檢測靈敏高，可同時分析單管樣本中的數十種目標物，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。
液態生物芯片作為未來檢測技術的發展方向，被中國列入「十三五」國家科技創新規劃中須重點突破的體外診斷技術。
液態生物芯片技術核心在於特殊的熒光聚合物微球，以及相應的訊號解析。該技術多年來一直被國外壟斷，技術壁壘高，制造難度大。國內當前的液態芯片平台使用的微球制備方法，存在編碼受限、補償繁瑣、制備復雜、多激光器材昂貴等問題。
李萬萬團隊遇到的第一個技術難點便是如何制備出編碼微球。考慮到國外對編碼微球技術的壟斷和封鎖，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，對儀器的生產轉化創造了條件，量子點可以讓微球編碼更清晰、更精準，對整個體外診斷行業來說，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」）首席科學家方炳良向界面新聞解釋。
量子點（Quantum dots， QDs）通常指直徑小於10納米的半導體發光材料。2023年，美國三位科學家就因「發現和合成量子點」獲得諾貝爾化學獎，量子點也因此成為明星發光材料。其光學調節能力強，發光顏色純、效率高，可顯著提升熒光微球的編碼能力，獲得超過100種的編碼訊號；同時，透過膜乳化制備策略得到的熒光微球，粒徑均一、可控，表面可連線多種生物分子，為高通量的多指標檢測奠定基礎。
第二個技術難點是檢測系統的研發。
核心編碼微球的制備得到突破後，基於可透過同一激發光激發量子點熒光編碼訊號的特點，李萬萬團隊聯合東方基因，成功自主研發出目前國際上唯一采用單激光技術的全自動液態生物芯片系統。該系統具有體積小、全自動、通量高、樣本量少、準確性高、重復性好、線性範圍寬、成本低等優點。
第三個技術難點是試劑盒的研發。
李萬萬團隊與東方基因合作，基於上述檢測系統進行了癌癥、自身免疫疾病、心血管疾病和感染性疾病等系列蛋白/核酸的多指標檢測試劑的開發。
目前，系列檢測儀和配套檢測試劑盒已經獲得歐盟CE認證和中國NMPA醫療器械註冊證15項，還有更多的系列聯檢試劑也處於申請或審批的行程中，已形成了與國外同類高端技術裝備競爭的能力，並在全球範圍全面實施推廣，打破了國際大公司的壟斷。
「以往去做體檢要抽很多血，現在只要50-100微升的血清就可以做十幾個指標的檢測，檢測成本能壓縮至原來的1/10。」李萬萬解釋。
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典案例。
據上海交通大學黨委常委、副校長介紹，近年來，上海交通大學圍繞戰略導向、前沿導向、市場導向，創立了獨具特色的集中區、自由區和融合區的「三區模式」。
其中，上海交大「融合區」聚焦重點產業和新興產業升級發展中的前瞻性、先導性、探索性的技術問題，關註基礎科研和技術創新的能力提升，打造高水平國際合作、多學科交叉、產學研用協同的開放創新合作模式，加強產學研深度融合，推動中長期前沿科技研究和「卡脖子」技術基礎科研攻關，促進科技成果轉化，以求盡快形成新質生產力。
東方基因成立於2005年，於2020年在科創板上市。2016年，東方基因與上海交大簽約，建立緊密合作關系。2018年，東方基因將液態芯片確定為公司重點發展方向，成立杭州液態生物芯片專案公司，專門支持液態芯片研發。2019年，東方基因轉讓微球制備技術，成立上海研發中心。
2020年，「東方基因-上海交大體外診斷新材料與技術研發中心」，依托轉化醫學國家重大科技基礎設施（上海）和金屬基復合材料國家重點實驗室，上海交大團隊負責基礎理論研究和關鍵技術攻關，浙江東方基因負責產品化研發、生產及產業推廣。
同時，為了保障高校原創技術的產業落地，東方基因專門建設了占地面積超過10000平方米的上海嘉定工廠，投入量子點液態生物芯片系列產品的生產。2023年，液態芯片系統實作全面產品化。方炳良透露，東方基因張江專案正式落戶張江，總投資15億元，將打造為東方基因全球化數碼研發創新總部。
「診斷是醫療的一方面，治療是另外一方面，我們現在做的納米光響應材料也可以用來做治療。」李萬萬透露，其團隊正在和仁濟醫院泌尿科合作，探索X射線光動力治療癌癥。
