生物傳感器多學(xué)科“艦隊”啟航

　　六月中旬，當“中國生物傳感器制造創(chuàng)新中心”組建成功的消息傳出之后，主推者山東省科學(xué)院生物所所長史建國收到了中科院院士陳洪淵的來信，“得知你們建立了很有必要和很大發(fā)展前景的研究中心，特此祝賀!”

　　將生物傳感器涉及的生物學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)、分析化學(xué)、儀器儀表、精密機械加工等學(xué)科“撮合”起來聯(lián)合科研，是陳院士多年來未了的心愿。這個心愿也反映在一張泛黃的《科技日報》上——1998年5月26日，《科技日報》曾刊文呼吁“加強交叉學(xué)科協(xié)調(diào)，促進聯(lián)合，盡快組建生物傳感器研究開發(fā)中心”。不曾想，呼吁在此后20年時間里“沒了下文”。

　　呼吁成空，但問題猶在：在生物傳感器領(lǐng)域，存在著相關(guān)學(xué)科配合不夠，特別是體制機制上各家科研工作自成體系、重復(fù)科研，乃至各自在生物傳感器的起跑線上只做基礎(chǔ)性工作，而很少在產(chǎn)品的實用化上繼續(xù)研發(fā)。

　　如今，由山東省科學(xué)院生物所牽頭，包括中科院五個研究所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、上海交大、浙江大學(xué)等12所高校的科研機構(gòu)，華大基因等六所企業(yè)在內(nèi)的25家行業(yè)“巨頭”們參與，決定回應(yīng)呼吁，剔除積弊，瞄準“卡脖子”難題組建中國生物傳感器制造創(chuàng)新中心。他們能如愿嗎?

　　“一項更懂你的技術(shù)” 訴說科技改變生活的神奇

　　“通過一滴汗可測量人體十幾項健康指標?！边@是生物傳感器的最新成果，而從汗到十幾項健康指標的轉(zhuǎn)換過程，代表了生物傳感器的神奇。

　　在生物傳感器領(lǐng)域浸潤了近三十年后，史建國如此形容生物傳感器的重要性：它是人工智能的核心、智能化交互的必備;它像理智的研究者一樣敏銳地體察并反饋人類的方方面面，它與化學(xué)傳感器技術(shù)、物理傳感器技術(shù)構(gòu)成新時代信息技術(shù)的“三駕馬車”。

　　“簡單來說，生物傳感器充當著一個接收器和轉(zhuǎn)換器的角色?！笔方▏蚩萍既請笥浾弑硎?，科學(xué)家們提取出動植物發(fā)揮感知作用的活性材料，這包括生物組織、微生物、細胞器、酶、抗體等;同時將生物材料感受到的持續(xù)、有規(guī)律的信息轉(zhuǎn)換為人們可以理解的信息;將信息通過光學(xué)、壓電、電化學(xué)、溫度、電磁等方式展示給人們，為人們的決策提供依據(jù)。

　　比如，可穿戴式生物傳感器通過皮膚上的汗水監(jiān)測患者的葡萄糖水平，從而改寫糖尿病患者的人生;比如原先的病毒檢測需要1—3天，新型納米生物傳感器可在短短2—3小時內(nèi)檢測到不同病毒。

　　而我國生物傳感器研究起步于上世紀80年代，90年代產(chǎn)品進入應(yīng)用。在從無到有的發(fā)展史上，一個個“拓荒者”或接力，或并行，拓展著該領(lǐng)域的廣度和深度。“源自上世紀80年代，汪爾康、董紹俊，開創(chuàng)中國生物傳感研究領(lǐng)域;張先恩，發(fā)展了我國第一批智能型微生物BOD傳感器和系列復(fù)合酶電極;馮德榮，開創(chuàng)中國酶電極生物傳感器產(chǎn)業(yè);黎高祥，中國第一個場效應(yīng)管青霉素酶電極;崔大付，中國第一個SPR表面等離子體共振傳感器;袁中一，中國第一個農(nóng)藥殘留生物傳感器;胡軍，中國第一個血糖儀及試劑條產(chǎn)業(yè)……”史建國說。

　　而更多的人在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域進行了艱苦的努力，直到2008年，中國在國際最高水平期刊上的生物傳感相關(guān)論文數(shù)量超過美國。這本應(yīng)是可喜可賀的事情，但遺憾的是，數(shù)量之最并不能改寫我國生物傳感器產(chǎn)業(yè)仍處于低端的現(xiàn)實。

　　縱有“三宗最” 國際市場份額仍不到10%

　　20年前的呼吁，為何今天才得到回應(yīng)?

　　在史建國看來，這與生物傳感器技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。早在1998年《科技日報》發(fā)文呼吁時，我國生物傳感器領(lǐng)域的科研人正疲憊地跟在發(fā)達國家后面跑，各種條件不成熟，更關(guān)鍵的問題是生物傳感器涉及的相關(guān)學(xué)科“各自為戰(zhàn)”，猶如形不成拳頭的五指，分散了力量。

　　“作為一個典型跨學(xué)科的交叉產(chǎn)物，生物傳感器融合了生命科學(xué)、分析化學(xué)、物理學(xué)、材料學(xué)和信息科學(xué)及相關(guān)技術(shù)，這意味著各個學(xué)科的科研人要耐住寂寞，在一次次失敗中總結(jié)經(jīng)驗，逐步向?qū)嵱没繑n?！笔方▏硎荆c其他經(jīng)典的分析儀器相比，生物傳感器制造缺乏專業(yè)的技術(shù)人才、工藝、裝備。這意味著即使科研人都懂得制造工藝，但因為缺乏相關(guān)裝備、材料等支撐，也束手無策，甚至被卡了脖子。

　　記者了解到，國內(nèi)某一流科研院所在十多年前研發(fā)出一項具有國際水準的生物傳感器技術(shù)，但苦于缺乏后續(xù)制造能力而不得不轉(zhuǎn)讓給國外公司，后者將其落地后，以一套上百萬的價格返銷中國，獲取暴利。

　　到了當下，中國的生物傳感器已經(jīng)具備了“三宗最”，科研群體國際最大、研究論文國際最多、科研條件國際一流，但現(xiàn)實是：美國長期主導(dǎo)國際生物傳感器市場發(fā)展，占國際市場的50%以上，而中國不到10%。這里面重要的因素是技術(shù)問題。