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国家自然科学基金助推科学仪器的“中国智造”——纳米流式检测技术的研发及其仪器产业化
2018年05月03日    作者: 郑企雨 杨俊林 陈拥军    发布 : 化学科学部

科学仪器是人类探索自然、认识世界的重要工具,也是环境保护、食品安全、医疗卫生等社会发展的重要保障。国内高速增长的科学研究和环境、食品安全监测需求,以及国产仪器技术水平落后的现状导致我国成为国际仪器仪表产品的最大进口国,一些高端仪器设备100%依赖进口。近年我国每年购买国外科学仪器设备的投入在400亿元以上,这种现状亟待改变。

针对我国科学仪器产业高端仪器设备对外依存度高,核心技术受制于人,国内企业高端产品供给不足,质量不过硬等现状,国家自然科学基金委员会在中央财政的支持下,相继设立“科学仪器基础研究专款”和“国家重大科研仪器研制项目”,面向科学前沿和国家需求,鼓励和培育具有原创性思想的探索性科研仪器研制,着力支持原创性重大科研仪器设备研制,为科学研究提供更新颖的手段和工具,以全面提升我国的原始创新能力。

针对生命科学、生物医学、纳米科技、食品安全、环境监测、能源材料等领域日益增长的单粒子水平纳米颗粒表征需求,厦门大学化学化工学院颜晓梅教授课题组在基金委仪器研制项目(21027010、21627811)、国家杰出青年科学基金项目(21225523)等的支持下,结合瑞利散射和鞘流单分子荧光检测技术,首创性地研制成功具有自主知识产权的国际上最灵敏的纳米流式检测装置(NanoFCM),将外泌体、病毒、二氧化硅纳米颗粒、纳米金的单颗粒检测下限分别推进到前所未有的40 nm、27 nm、24 nm和7 nm,较传统流式细胞术的散射检测灵敏度提升了4-6个数量级,粒径表征分辨率媲美透射电镜。纳米流式检测技术使得研究人员可以像传统流式细胞仪分析细胞那样对细菌、病毒、亚细胞器、外泌体、纳米药物、功能化纳米颗粒等在单颗粒水平进行高通量、多参数定量分析,填补了国际空白,在诸多领域具有广阔的应用前景。2014年颜晓梅教授应邀参加在美国佛罗里达举办的第29届国际流式细胞大会并作开场“State-of-the-Art Lecture”大会报告(1300余人参会),引起会场轰动并得到与会人员的高度关注。2018年3月该课题组承办了由国际流式细胞学会(ISAC)现场教育推进委员会和厦门大学化学化工学院共同主办的纳米流式检测技术领域的首次国际会议(ISAC-Xiamen NanoCytometry Workshop 2018),吸引了来自中国、美国、荷兰、澳大利亚等国家的120多名代表参会,展示了我国在纳米流式检测领域的国际领先地位,并对流式细胞技术的持续发展与创新起到了积极的推动作用。

颜晓梅团队为积极响应国家促进科技成果转化的号召,在此基础上于2014年创办了厦门福流生物科技有限公司(NanoFCM Inc.),致力于纳米流式检测技术的产业化。在地方政府的大力支持下,仅用3年的时间将“纳米流式检测技术”研发成果转化为“中国智造”,在高端科研仪器的制造领域点下一笔艳丽的“中国色彩”。他们生产的纳米流式检测仪已经达到供不应求的程度,产品远销国外,如美国德州大学安德森癌症中心(MD Anderson Cancer Center)、美国国立卫生研究院癌症研究中心(NIH-NCI)、外泌体诊断和治疗应用开发领军企业Codiak Biosciences公司等全球顶尖研究机构和高科技公司都是他们的客户。此外,申请试用的客户名单包括了宾夕法尼亚大学、悉尼大学、北京大学、上海交通大学、复旦大学、第二军医大学等国内外著名大学。

颜晓梅仪器.jpg

纳米流式检测技术不仅是科学研究的重要突破——首次将流式检测技术的应用领域拓展至纳米级颗粒的多参数表征,而且在生命科学研究、疾病诊断、纳米材料分析等领域具有巨大的应用前景和市场价值。纳米流式检测技术的成功研制和转化得益于国家对科学仪器研发的大力支持,是国家和地方政府大力促进科技成果转化的一个缩影。

(化学科学部  郑企雨 杨俊林 陈拥军)

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