十八年磨一剑：上海交大自主研发液态芯片，打破国外企业体外诊断技术垄断

作者：上观新闻 徐瑞哲发布时间：2024-03-27

hpv16/18/31/33/35/39/45/51……只要一小管宫颈脱落细胞的样本，就能在几十分钟内检测人乳头瘤病毒（hpv）的29个核酸分型，精准鉴别属于高危型、中危型还是低危型的宫颈癌。比起一次只能检一种或几种的传统分型检测，这种液态生物芯片的新方法不需反复采样检测，就能对肿瘤等疾病的各种标志物进行多指标、高通量的快速联检。可以说，一样的费用，数倍的收效。

25日，18年磨一剑的量子点液态芯片新成果，在位于上海交通大学的转化医学国家重大科技基础设施（上海）发布。由此，这一被我国列入“十三五”国家科技创新规划中须重点突破的体外诊断技术，一举打破了美国等极少数企业的液态生物芯片垄断，为临床实验室检测带来革命性推动作用。

液态生物芯片技术的“核芯”，就是试剂中特殊材料制成的荧光编码微球。它们只有6到8微米的尺度，球体表面可偶联“插入”大量的蛋白或核酸探针，在微观形态上好似一个个会“感光”的小刺球。在液体状态下，微球们通过与受测样本发生细胞分子层面的“反应”，并在光源“刺激”下形成特异的荧光信号；再通过液态芯片相关检测分析仪，就能解码出相应的疾病信号。

中国人的“大健康”，对于癌症、自身免疫疾病、心血管疾病等重大疾病精准诊断，对于多种疾病相关标志物联合检测是迫切需求。而同类技术十多年来一直被国外垄断，技术壁垒高，制造难度大，是体外诊断领域典型的“卡脖子”问题。初创公司luminex近年来以18亿美元的高价值，被跨国巨头收购。

考虑到国外对编码微球技术的垄断和封锁，上海交大材料科学与工程学院、张江高等研究院李万万团队改变有机荧光材料的国外路径，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。而“量子点”正是2023年获得诺贝尔化学奖的明星发光材料，这种小于10纳米的“荧光点”，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，粒径均一且可控，表面可连接多种疾病相关的生物分子，为高通量的多指标检测奠定坚实基础。

解放日报·上观新闻记者了解到，在核心编码微球的制备得到突破后，上海交大团队联合东方基因，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，具有体积小、通量高、样本量少、准确性高、重复性好、线性范围宽、综合成本低等优点。

为了保障高校原创技术的产业落地，专门建设了占地面积超过1万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。目前，系列检测仪和配套试剂盒已获得欧盟ce认证和中国nmpa医疗器械注册证15项，更多的系列联检试剂也处于申请或审批的进程中，形成了与国外同类高端技术装备竞争的能力。

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