2023年初，備受業(yè)界關(guān)注的2022年“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”頒獎典禮在京隆重舉行，評選出“創(chuàng)新成果獎”3項，“青年創(chuàng)新獎”5名。中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會與儀器信息網(wǎng)聯(lián)合采訪了“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”獲得者，傾聽了解他們的獲獎感受、研發(fā)過程以及今后的研究方向。
2022年朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎“創(chuàng)新成果獎”獲獎證書
蘇州中科蘇凈生物技術(shù)有限公司獲得2022年“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”之“創(chuàng)新成果獎”，獲獎成果是“基于單細(xì)胞鋪展微流控芯片與納米熒光單細(xì)胞成像技術(shù)的細(xì)胞現(xiàn)場快速分析系統(tǒng)”。基于此，儀器信息網(wǎng)邀請?zhí)K州中科蘇凈生物總經(jīng)理邵高祥向大家介紹其研制成果及對養(yǎng)殖乳品行業(yè)的重要應(yīng)用等方面的看法。
該項目針對養(yǎng)殖企業(yè)、乳品企業(yè)、消費者對牛奶體細(xì)胞數(shù)檢測的需求，從科技創(chuàng)新、工程轉(zhuǎn)化及應(yīng)用推廣三方面需求出發(fā)，研制出牛奶體細(xì)胞現(xiàn)場檢測系統(tǒng)，具有“現(xiàn)場條件下、3min內(nèi)、成本低于10元、單細(xì)胞成像與絕對計數(shù)”的特點優(yōu)勢。目前該技術(shù)成果主要面向的用戶包括：奶牛養(yǎng)殖企業(yè)、普通奶牛養(yǎng)殖戶、大中小型乳品廠、乳品加工企業(yè)、乳品檢測中心實驗室、獸醫(yī)實驗室等。
奶牛健康&奶質(zhì)量關(guān)鍵指標(biāo)——牛奶體細(xì)胞數(shù)SCC
牛奶體細(xì)胞數(shù)（Somatic Cell Count, SCC），是指每毫升的牛奶中所含有的牛體細(xì)胞的數(shù)量，該項數(shù)值對養(yǎng)殖企業(yè)、乳品企業(yè)、消費者具有重要的指導(dǎo)價值，SCC的高低代表牛只乳腺是否受細(xì)菌感染的健康程度，同時也標(biāo)志奶品的質(zhì)量，因此作為奶牛健康和原料奶質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，被納入原料奶收購的計價體系進(jìn)一步指導(dǎo)奶牛養(yǎng)殖。
2004年農(nóng)業(yè)部頒布《生鮮牛乳中體細(xì)胞測定方法》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、2016年中國農(nóng)墾乳業(yè)聯(lián)盟頒布《中國農(nóng)墾生鮮乳生產(chǎn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將SCC限定為國際最嚴(yán)格的歐盟標(biāo)準(zhǔn)（400k/mL），為進(jìn)一步規(guī)范市場、增強我國乳品的國際競爭力，SCC現(xiàn)場檢測技術(shù)則成為標(biāo)準(zhǔn)制定以及實施的重要支撐。
突破大型流式細(xì)胞儀對牛乳體細(xì)胞檢測壟斷
現(xiàn)有金標(biāo)準(zhǔn)檢測方法（顯微人工計數(shù)法和流式細(xì)胞計數(shù)法）與實際需求之間存在差距，前者檢測時步驟多、費時費力且對專業(yè)水平要求高，后者則需進(jìn)口的流式細(xì)胞儀，不僅價格昂貴、且需專業(yè)操作與維護(hù)。二者雖能對SCC實現(xiàn)精準(zhǔn)檢測，但均無法滿足養(yǎng)殖企業(yè)、乳品企業(yè)的行業(yè)需求?，F(xiàn)有的牛奶體細(xì)胞總數(shù)檢測儀以進(jìn)口大型流式細(xì)胞儀為主，性能優(yōu)異，但存在價格昂貴、維護(hù)成本高，操作復(fù)雜、專業(yè)性強的痛點。現(xiàn)場快速的檢測方法手段有限，嚴(yán)重制約了牧場管理、乳品廠質(zhì)檢的工作效率。本項目以值得信賴的精準(zhǔn)檢測性能，打破市場底價的儀器價格，低廉的單樣本檢測成本，實現(xiàn)現(xiàn)場條件下、3min 內(nèi)，牛奶原奶中體細(xì)胞的精準(zhǔn)計數(shù)，突破了大型流式細(xì)胞儀對牛乳體細(xì)胞檢測的壟斷。
遵循需求牽引并依托科技創(chuàng)新研制滿足需求的新技術(shù)產(chǎn)品，從各行業(yè)的實際需求出發(fā)，依托高性能熒光染料實現(xiàn)快速染色，基于單細(xì)胞鋪展微流控芯片技術(shù)實現(xiàn)單細(xì)胞成像與絕對計數(shù)，實現(xiàn)了在現(xiàn)場條件下、高靈敏度與低成本的牛體細(xì)胞數(shù)檢測，為SCC檢測以及國標(biāo)完善實施提供新技術(shù)手段。
微流控技術(shù)&單細(xì)胞成像技術(shù)強強聯(lián)合
一體化澆筑基于狹縫流體結(jié)構(gòu)的微流控芯片是實現(xiàn)單細(xì)胞成像檢測的核心，以單細(xì)胞鋪展微流控芯片為核心，將其與納米超速熒光染料和牛體細(xì)胞計數(shù)儀有機整合，形成了基于單細(xì)胞鋪展微流控芯片與熒光單細(xì)胞成像技術(shù)的牛奶中體細(xì)胞現(xiàn)場檢測系統(tǒng)。整個項目成果構(gòu)成基于對單細(xì)胞鋪展微流控芯片、納米超速熒光染料以及智能傳感的牛體細(xì)胞計數(shù)儀的創(chuàng)新設(shè)計與工程量產(chǎn)。實現(xiàn)了整個微流控芯片的結(jié)構(gòu)、操作魯棒性與結(jié)果精密性的提升；而納米超速熒光染料則是通過微波加熱合成聚集態(tài)不淬滅的量子點，該項技術(shù)更是實現(xiàn)了革蘭氏陽性、革蘭氏陰性、抗酸染色等細(xì)菌的超速普染，從而為針對細(xì)胞更為快速、有效、均勻的染色奠定了基礎(chǔ)；牛體細(xì)胞計數(shù)儀通過硬件結(jié)構(gòu)與軟件算法兩方面的優(yōu)化與聯(lián)用，實現(xiàn)了單細(xì)胞精準(zhǔn)成像基礎(chǔ)上的單細(xì)胞信號自動識別、自動采集、自動計數(shù)。單細(xì)胞鋪展微流控芯片技術(shù)相比于其他微流控芯片技術(shù)具備兩方面優(yōu)勢，創(chuàng)新設(shè)計方面依托狹縫結(jié)構(gòu)使得微量液體中的細(xì)胞實現(xiàn)單層鋪展并減小高濃度蛋白的遮蓋；芯片核心區(qū)由進(jìn)樣口、分析區(qū)及引流槽區(qū)構(gòu)成，引流槽區(qū)與排氣孔配合，防止檢測過程中的氣泡干擾，與分析區(qū)配合可以減少檢測中乳樣品的堵塞。此外，整個單細(xì)胞鋪展微流控芯片有雙測量復(fù)核芯片，進(jìn)一步提升了結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。工程量產(chǎn)方面，采用一體注塑成型的方式，通過多模具優(yōu)化，實現(xiàn)了成本可控、高量產(chǎn)與高成品率的大批量產(chǎn)。
微流控技術(shù)聯(lián)合單細(xì)胞成像技術(shù)的優(yōu)勢：（1）使用場景：非專業(yè)人員現(xiàn)場便攜檢測；（2）檢測成本：儀器成本低、單次檢測成本低；（3）操作簡便、反饋快速、結(jié)果立等可取。
市場需求與技術(shù)能力倒掛亟需緩解
獲獎項目成果相關(guān)的儀器與配套試劑（milkCELL100 牛體細(xì)胞計數(shù)儀及配套微流控芯片/染色劑）已于 2019年12月12日與哈羅德（北京）科技有限公司簽訂了總代理商協(xié)議與100臺儀器（含10000片試劑）訂購合同。并被三元乳業(yè)、君樂寶乳業(yè)、奶牛養(yǎng)殖等畜牧企業(yè)應(yīng)用于原奶、過程奶質(zhì)量監(jiān)測檢測等環(huán)節(jié)，被河北省畜牧獸醫(yī)研究所用于奶牛健康管理、牛奶品質(zhì)檢測的行業(yè)監(jiān)管。
伴隨《生鮮牛乳中體細(xì)胞測定方法》、《中國農(nóng)墾生鮮乳生產(chǎn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等行業(yè)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善，以及國家標(biāo)準(zhǔn)的制定與實施，現(xiàn)有需求與技術(shù)能力倒掛的現(xiàn)象（奶牛養(yǎng)殖場/養(yǎng)殖戶數(shù)量居多、需求巨大，但沒有技術(shù)手段；乳品企業(yè)數(shù)量較少、沒有旺盛需求，但技術(shù)手段先進(jìn)充裕。）迫切需要緩解，最小的市場需求量也會超過十萬臺，試劑每日消耗更是巨大，這是以自有知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品支撐國家食品安全的重要機遇。
展望
由微流控芯片、納米熒光染料、智能傳感有機融合所構(gòu)建的“單細(xì)胞鋪展技術(shù)及單細(xì)胞成像/絕對計數(shù)”技術(shù)平臺，具有針對細(xì)胞分析拓展其它應(yīng)用領(lǐng)域的潛力，未來可將其拓展至臨床即時檢測領(lǐng)域（Point Of Care Testing, POCT），分別進(jìn)行指尖血的人白細(xì)胞總數(shù)檢測、免疫+細(xì)胞聯(lián)合檢測。
附：關(guān)于“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”
朱良漪，原機械部國家儀表總局副局長、中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會名譽理事長，是儀器儀表和自動化控制領(lǐng)域最早的開拓者，影響中國儀器儀表和自動化控制行業(yè)發(fā)展的奠基人。為紀(jì)念朱良漪先生矢志不渝推動我國分析儀器事業(yè)發(fā)展的精神，以及激發(fā)企業(yè)及廣大科技工作者積極投身于分析儀器的創(chuàng)新工作中，由中國儀器儀表學(xué)會設(shè)置、中國儀器儀表學(xué)會分析儀器分會承辦執(zhí)行“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”，共分為“創(chuàng)新成果獎”和“青年創(chuàng)新獎”兩個獎項。“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”的設(shè)立不只是對朱老的懷念與敬意，更是對分析儀器創(chuàng)新精神的堅守與傳承。自2017年舉辦至今，“朱良漪分析儀器創(chuàng)新獎”已成功頒發(fā)五屆，先后有15項分析儀器創(chuàng)新成果、18位青年創(chuàng)新科學(xué)家獲獎。
