產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合 引領(lǐng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展
——稀土資源在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的科技創(chuàng)新

◎軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員 周 蕾

產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合 引領(lǐng)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展
——稀土資源在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的科技創(chuàng)新

◎軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所 病原微生物生物安全國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員 周 蕾

在門捷列夫的元素周期表里，有一片神秘的由17 種金屬元素組成的區(qū)域，這一區(qū)域中的元素在自然界中含量稀少，又常以氧化物的“土”顆粒狀態(tài)存在，因而被稱為“稀土”。別看“稀土”這個(gè)名字很不起眼，當(dāng)今尖端武器、激光制導(dǎo)、新能源開發(fā)、汽車混合動(dòng)力等新技術(shù)產(chǎn)物，無一不與稀土緊密相聯(lián)。我國得天獨(dú)厚稀土礦石約占世界總儲(chǔ)量43%，占世界稀土市場98%的份額，但是長期以來始終局限于低端原料出口，由此造成了寶貴資源的極大浪費(fèi)。開拓稀土資源高附加值利用的新領(lǐng)域已經(jīng)日益受到廣泛關(guān)注。

盡管傳染病防控、臨床急診檢驗(yàn)、食品安全篩查、生物反恐、毒品篩檢屬于完全不同的領(lǐng)域，但是都面臨著同樣的實(shí)際工作需求：在“最短的時(shí)間”于“事發(fā)現(xiàn)場”實(shí)現(xiàn)可疑樣品中“未知危害物質(zhì)”的“快速定量檢測”，從而根據(jù)檢測結(jié)果確定采用什么級(jí)別、什么方式的處置手段。然而長期以來，很多現(xiàn)場快速檢測試劑都依賴進(jìn)口，以自主產(chǎn)品提升各領(lǐng)域生物事件處置能力已迫在眉睫。

稀土元素獨(dú)特的原子結(jié)構(gòu)使它可以合成具有獨(dú)一無二光學(xué)特性的上轉(zhuǎn)發(fā)光材料（UCP），與傳統(tǒng)光學(xué)材料在生物檢測中一直令人困擾的生物背景熒光干擾相比，UCP的光學(xué)特性使它在檢測中產(chǎn)生的信號(hào)猶如“漆黑夜空下的璀璨繁星”，完全擺脫普通熒光的干擾，實(shí)現(xiàn)了“零本底”檢測，從而賦予任何以其作為示蹤物的生物檢測技術(shù)更高的敏感性、特異性以及精確定量能力。

依托于軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所的楊瑞馥、周蕾研究團(tuán)隊(duì)在2000年敏銳的意識(shí)到UCP對(duì)于現(xiàn)有生物檢測技術(shù)性能帶來跨越式提升的光明前景，2001年與上海科炎光電技術(shù)有限公司合作開展UCP生物應(yīng)用納米材料的研究，并于2002年成功的建立了以UCP納米材料作為生物示蹤物的免疫層析技術(shù)平臺(tái)——上轉(zhuǎn)發(fā)光免疫層析（UPT-LF）；2003年中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所加入研究團(tuán)隊(duì)，并成功研制了定量分析UPT-LF結(jié)果的UPT生物傳感器，自此以UCP納米材料作為橋梁實(shí)現(xiàn)了生物檢測與智能傳感的有機(jī)融合，并于2005年進(jìn)一步完善形成了UPT生物應(yīng)急檢測系統(tǒng)（UPT-POCT）；2007年北京熱景生物技術(shù)有限公司強(qiáng)力加盟，一方面使得產(chǎn)學(xué)研用的協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建，另一方面加速推動(dòng)了UPT-POCT系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。目前，以UPT-POCT系統(tǒng)為核心已獲專利授權(quán)37項(xiàng)（包括國外發(fā)明專利7項(xiàng)），技術(shù)成果保護(hù)覆蓋10個(gè)國家和地區(qū)。全部成果在北京落地轉(zhuǎn)化，建成生產(chǎn)線三條，獲醫(yī)療器械注冊(cè)證書15項(xiàng)，相關(guān)產(chǎn)品被納入北京市科委新材料戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)庫、中關(guān)村戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)庫，并已廣泛應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)、疾控應(yīng)急、生物反恐等領(lǐng)域。在臨床方面的應(yīng)用已覆蓋全國30個(gè)省市2000余家醫(yī)院，并以O(shè)EM的方式在歐洲市場銷售，近三年新增直接銷售收入1.29億元。由此，獲得北京市科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)、中華醫(yī)學(xué)科技二等獎(jiǎng)，并通過了2015年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)專業(yè)組評(píng)審。

在整個(gè)協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)與UPT-POCT系統(tǒng)發(fā)展的過程中，市場需求牽引技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)了一個(gè)自然形成的學(xué)科交叉團(tuán)隊(duì)，完美地實(shí)現(xiàn)了納米材料、生物技術(shù)、光機(jī)電、計(jì)算機(jī)軟件等學(xué)科和人才隊(duì)伍的有機(jī)融合和協(xié)同創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了“從零為起點(diǎn)”的原始創(chuàng)新，建立了我國唯一一個(gè)領(lǐng)先國際的現(xiàn)場快速定量檢測技術(shù)平臺(tái)，并成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，從而推動(dòng)了稀土資源利用、生物醫(yī)藥兩個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，并為科研院所將科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力提供了參考借鑒。