十八年磨一劍：上海交大自主研發液態芯片，打破國外企業體外診斷技術壟斷

作者：上觀新聞 徐瑞哲發布時間：2024-03-27

hpv16/18/31/33/35/39/45/51……只要一小管宮頸脫落細胞的樣本，就能在幾十分鐘內檢測人乳頭瘤病毒（hpv）的29個核酸分型，精準鑒別屬于高危型、中危型還是低危型的宮頸癌。比起一次只能檢一種或幾種的傳統分型檢測，這種液態生物芯片的新方法不需反復采樣檢測，就能對腫瘤等疾病的各種標志物進行多指標、高通量的快速聯檢。可以說，一樣的費用，數倍的收效。

25日，18年磨一劍的量子點液態芯片新成果，在位于上海交通大學的轉化醫學國家重大科技基礎設施（上海）發布。由此，這一被我國列入“十三五”國家科技創新規劃中須重點突破的體外診斷技術，一舉打破了美國等極少數企業的液態生物芯片壟斷，為臨床實驗室檢測帶來革命性推動作用。

液態生物芯片技術的“核芯”，就是試劑中特殊材料制成的熒光編碼微球。它們只有6到8微米的尺度，球體表面可偶聯“插入”大量的蛋白或核酸探針，在微觀形態上好似一個個會“感光”的小刺球。在液體狀態下，微球們通過與受測樣本發生細胞分子層面的“反應”，并在光源“刺激”下形成特異的熒光信號；再通過液態芯片相關檢測分析儀，就能解碼出相應的疾病信號。

中國人的“大健康”，對于癌癥、自身免疫疾病、心血管疾病等重大疾病精準診斷，對于多種疾病相關標志物聯合檢測是迫切需求。而同類技術十多年來一直被國外壟斷，技術壁壘高，制造難度大，是體外診斷領域典型的“卡脖子”問題。初創公司luminex近年來以18億美元的高價值，被跨國巨頭收購。

考慮到國外對編碼微球技術的壟斷和封鎖，上海交大材料科學與工程學院、張江高等研究院李萬萬團隊改變有機熒光材料的國外路徑，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。而“量子點”正是2023年獲得諾貝爾化學獎的明星發光材料，這種小于10納米的“熒光點”，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種的編碼信號。同時，通過膜乳化制備策略得到的熒光微球，粒徑均一且可控，表面可連接多種疾病相關的生物分子，為高通量的多指標檢測奠定堅實基礎。

解放日報·上觀新聞記者了解到，在核心編碼微球的制備得到突破后，上海交大團隊聯合東方基因，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，具有體積小、通量高、樣本量少、準確性高、重復性好、線性范圍寬、綜合成本低等優點。

為了保障高校原創技術的產業落地，專門建設了占地面積超過1萬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。目前，系列檢測儀和配套試劑盒已獲得歐盟ce認證和中國nmpa醫療器械注冊證15項，更多的系列聯檢試劑也處于申請或審批的進程中，形成了與國外同類高端技術裝備競爭的能力。

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