占領高端血液分析技術最前沿——記2020國家技術發明二等獎項目血液細胞熒光成像染料的創制及應用

　　自2011年起，高端五分類血液細胞分析系統累計銷售超萬臺、熒光染料試劑銷售額超20億元，迫使傳統壟斷性的跨國公司產品降價、撤出中國市場，降低了患者醫療成本，并在多個國家和地區的上千家醫院投入應用……這就是近日獲得2020年度國家技術發明獎二等獎的技術成果——血液細胞熒光成像染料的創制及應用。

　　創制多系列熒光識別染料 用于五分類血液分析系統

　　血細胞分析是臨床三大常規檢驗之首，我國每年有10多億人次進行血液細胞分析。由于高端血液分析技術具有超高技術門檻，多家國際知名企業投入重金進行嘗試，卻均未獲成功，市場多年來一直被希森美康、庫爾特、雅培、西門子、堀場五大巨頭所把持。

　　近年來，作為臨床血液檢測的基礎設備，五分類血液細胞分析系統被列入中國尚未掌控的核心技術清單第15位。其關鍵難點就是開發具有血液細胞分類選擇性的熒光成像染料。

　　為了改變上述局面，大連理工大學化工學院樊江莉教授課題組歷經數年潛心研究，和深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司強強聯手，通過染料熒光探針創新、關鍵染料創制、產業應用聯動，自主創制了多系列熒光識別染料，并成功應用于五分類血液細胞分析系統，在世界雙寡頭競爭格局中占據了一席之地，使我國在該領域一躍站到了全球最前沿。

　　實現三項原始技術創新 整體技術水平國際領先

　　據樊江莉介紹，該項技術成果圍繞生物醫學用靶向性染料分子結構與性能關系，在以下三方面進行了技術創新：一是發展了增強激發態電子轉移的染料分子設計方法。項目團隊基于“增強型PET”機理設計超靈敏次氯酸熒光識別染料，降低了背景熒光干擾，檢測限降至0.56納米，響應時間快至1秒，實現了通過檢測細胞自身次氯酸水平來識別癌細胞。

　　二是發明了靶向腫瘤細胞的熒光識別染料。項目團隊提出用抑制劑作為PET猝滅基團和癌細胞標志酶識別基團，得到了COX-2專一性識別的熒光染料，可以選擇性地點亮腫瘤細胞中的高爾基體，實現了腫瘤細胞與非腫瘤細胞的熒光區分。

　　三是發明了活細胞DNA近紅外熒光識別染料。項目團隊選擇性與DNA小溝槽結合后，熒光量子產率增強97.3倍，遠高于商業化染料溴化乙錠的13.5倍，實現在活細胞熒光成像中對細胞核特異性染色以及流式細胞術中對DNA定量檢測。

　　2019年3月26日，該項技術成果在北京通過了中國石油和化學工業聯合會組織的科技成果鑒定。鑒定專家組一致認為該成果具有顯著的創新性，整體技術水平處于國際領先，建議進一步加大推廣應用的力度。

　　打破國際公司技術壟斷 填補高端檢驗產品空白

　　以上述三項創新研究成果為核心技術，樊江莉課題組在細胞核酸熒光染色檢測技術等方面取得突破，實現了對白細胞幼稚細胞、網織紅細胞、有核紅細胞和體液細胞的定量檢測，在該領域一舉打破國際公司的技術壟斷，相繼獲得中國、美國等國內外發明專利授權18件。

　　核心技術研發成功后，課題組與深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司展開產業化合作，推出了高端高性能血液細胞分析儀系列產品，形成了性能國際領先的血液細胞分析系統，填補了國產高端檢驗產品的空白。該項技術成果的經濟和社會意義顯著，系列產品的推出不僅使醫院的采購成本降低20%~30%，進而為降低患者醫療成本;還推進了高端技術加速進入常規檢驗項目以及血液檢驗項目在臨床的應用，為改善和提高診療水平提供準確、可靠的依據。