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

　　創(chuàng)制多系列熒光識別染料 用于五分類血液分析系統(tǒng)

　　血細胞分析是臨床三大常規(guī)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(yè)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(tǒng)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(fā)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(shù)年潛心研究，和深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司強強聯(lián)手，通過染料熒光探針創(chuàng)新、關鍵染料創(chuàng)制、產業(yè)應用聯(lián)動，自主創(chuàng)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(tǒng)，在世界雙寡頭競爭格局中占據(jù)了一席之地，使我國在該領域一躍站到了全球最前沿。

　　實現(xiàn)三項原始技術創(chuàng)新 整體技術水平國際領先

　　據(jù)樊江莉介紹，該項技術成果圍繞生物醫(yī)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(chuàng)新：一是發(fā)展了增強激發(fā)態(tài)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(xiàn)了通過檢測細胞自身次氯酸水平來識別癌細胞。

　　二是發(fā)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(xiàn)了腫瘤細胞與非腫瘤細胞的熒光區(qū)分。

　　三是發(fā)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(yè)化染料溴化乙錠的13.5倍，實現(xiàn)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(yè)聯(lián)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(chuàng)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(chuàng)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(xiàn)了對白細胞幼稚細胞、網(wǎng)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(fā)明專利授權18件。

　　核心技術研發(fā)成功后，課題組與深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司展開產業(yè)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(tǒng)，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(yī)院的采購成本降低20%~30%，進而為降低患者醫(yī)療成本;還推進了高端技術加速進入常規(guī)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(jù)。