界面新闻记者|刘素楠
历经10年基础研究、8年转化，上海交通大学团队与上市公司合作，实现了从量子点荧光微球、检测分析仪到配套检验试剂的完整全链条技术突破，成功创建了具有自主知识产权的量子点液态生物芯片技术平台，打破了国际垄断。
2024年3月25日，上海交大发布了上述最新校企合作科技转化成果。
据上海交大材料科学与工程学院研究员李万万介绍，液态生物芯片技术是一种新型体外检测技术，对核酸和蛋白类标志物均适用，其检测通量大，检测灵敏高，可同时分析单管样本中的数十种目标物，检测效率显著提升，对临床实验室检测具有革命性推动作用。
液态生物芯片作为未来检测技术的发展方向，被我国列入“十三五”国家科技创新规划中须重点突破的体外诊断技术。
液态生物芯片技术核心在于特殊的荧光聚合物微球，以及相应的信号解析。该技术多年来一直被国外垄断，技术壁垒高，制造难度大。国内当前的液态芯片平台使用的微球制备方法，存在编码受限、补偿繁琐、制备复杂、多激光设备昂贵等问题。
李万万团队遇到的第一个技术难点便是如何制备出编码微球。考虑到国外对编码微球技术的垄断和封锁，李万万团队在国际上率先提出量子点荧光编码微球的膜乳化法制备策略。
“从有机荧光变成量子点，对仪器的生产转化创造了条件，量子点可以让微球编码更清晰、更精准，对整个体外诊断行业来说，仪器制备和试剂制备的成本都会降低。”浙江东方基因生物制品股份有限公司（下称“东方基因”）首席科学家方炳良向界面新闻解释。
量子点（Quantumdots，QDs）通常指直径小于10纳米的半导体发光材料。2023年，美国三位科学家就因“发现和合成量子点”获得诺贝尔化学奖，量子点也因此成为明星发光材料。其光学调节能力强，发光颜色纯、效率高，可显著提升荧光微球的编码能力，获得超过100种的编码信号；同时，通过膜乳化制备策略得到的荧光微球，粒径均一、可控，表面可连接多种生物分子，为高通量的多指标检测奠定基础。
通过膜乳化制备策略得到的荧光微球，粒径均一、可控，表面可连接多种生物分子。受访者供图
第二个技术难点是检测系统的研发。
核心编码微球的制备得到突破后，基于可通过同一激发光激发量子点荧光编码信号的特点，李万万团队联合东方基因，成功自主研发出目前国际上唯一采用单激光技术的全自动液态生物芯片系统。该系统具有体积小、全自动、通量高、样本量少、准确性高、重复性好、线性范围宽、成本低等优点。
第三个技术难点是试剂盒的研发。
李万万团队与东方基因合作，基于上述检测系统进行了癌症、自身免疫疾病、心血管疾病和感染性疾病等系列蛋白/核酸的多指标检测试剂的开发。
目前，系列检测仪和配套检测试剂盒已经获得欧盟CE认证和中国NMPA医疗器械注册证15项，还有更多的系列联检试剂也处于申请或审批的进程中，已形成了与国外同类高端技术装备竞争的能力，并在全球范围全面实施推广，打破了国际大公司的垄断。
“以往去做体检要抽很多血，现在只要50-100微升的血清就可以做十几个指标的检测，检测成本能压缩至原来的1/10。”李万万解释。
李万万团队联合东方基因，成功自主研发出目前国际上唯一采用单激光技术的全自动液态生物芯片系统。受访者供图
此次李万万团队与东方基因的合作也成为上海交大校企合作的又一经典案例。
据上海交通大学党委常委、副校长介绍，近年来，上海交通大学围绕战略导向、前沿导向、市场导向，创立了独具特色的集中区、自由区和融合区的“三区模式”。
其中，上海交大“融合区”聚焦重点产业和新兴产业升级发展中的前瞻性、先导性、探索性的技术问题，关注基础科研和技术创新的能力提升，打造高水平国际合作、多学科交叉、产学研用协同的开放创新合作模式，加强产学研深度融合，推动中长期前沿科技研究和“卡脖子”技术基础科研攻关，促进科技成果转化，以求尽快形成新质生产力。
东方基因成立于2005年，于2020年在科创板上市。2016年，东方基因与上海交大签约，建立紧密合作关系。2018年，东方基因将液态芯片确定为公司重点发展方向，成立杭州液态生物芯片项目公司，专门支持液态芯片研发。2019年，东方基因转让微球制备技术，成立上海研发中心。
2020年，“东方基因-上海交大体外诊断新材料与技术研发中心”，依托转化医学国家重大科技基础设施（上海）和金属基复合材料国家重点实验室，上海交大团队负责基础理论研究和关键技术攻关，浙江东方基因负责产品化研发、生产及产业推广。
同时，为了保障高校原创技术的产业落地，东方基因专门建设了占地面积超过10000平方米的上海嘉定工厂，投入量子点液态生物芯片系列产品的生产。2023年，液态芯片系统实现全面产品化。方炳良透露，东方基因张江项目正式落户张江，总投资15亿元，将打造为东方基因全球化数字研发创新总部。
“诊断是医疗的一方面，治疗是另外一方面，我们现在做的纳米光响应材料也可以用来做治疗。”李万万透露，其团队正在和仁济医院泌尿科合作，探索X射线光动力治疗癌症。
