近年来,生物经济已成为引领战略性新兴产业和未来产业发展的重要力量,与数字经济共同构成推动经济转型升级和高质量发展的强劲动力。近日,《河南省促进生物经济发展实施方案》印发,河南省生物经济领域迎来首个专属顶层设计文件。《方案》明确,我省将着力构建“一核、五基地”为主体的生物经济发展布局,到“十四五”末生物经济增加值超过5000亿元。
为全面展现我省生物经济发展成效,探访河南生物经济发展的现状与未来,8月10日起,河南省发展改革委联合大河报·大河财立方推出迎接党的二十大特别报道——“生物经济 豫见未来”系列解读报道,本期对话北京理工大学郑州智能科技研究院(下称“北理工郑州智能科技研究院”)执行院长潘浩儒。
8月16日,河南省委书记楼阳生到北理工郑州智能科技研究院调研,了解数字微流控系统的技术原理、特点、应用等情况。
微流控技术作为前沿生物检测技术,近来频频见诸规划和报端。在我国首个生物经济五年规划——《“十四五”生物经济发展规划》,以及《方案》中,均提到“开展前沿生物技术创新,加强微流控、高灵敏等生物检测技术研发”。
近日,围绕河南生物经济发展与数字微流控技术融合应用项目情况,大河报·大河财立方记者对北理工郑州智能科技研究院执行院长潘浩儒进行了专访。
“河南需要积极地在这个重要科目上答题,做好了,河南的资源禀赋就能发挥出它的优势。”8月17日,潘浩儒接受大河报·大河财立方记者采访时说。
他所说的“科目”,正是生物经济。今年5月,国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》中提到,生物经济是一种新的经济形态,并且随着生命科学、生物技术的快速发展,特别是与信息、材料、能源等技术的融合创新,生物经济已成为引领战略性新兴产业和未来产业发展的重要力量。
记者注意到,在日前河南省发展改革委印发的《方案》中已有提及:河南是全国优质农产品生产基地,生物医药规模稳居全国前5位,一批高水平创新平台建设加速推进,生物资源丰富,产业基础坚实,消费市场广阔,具有做优做强生物经济的良好条件。但也存在生物技术原创能力薄弱、生物农业和生物医药大而不强、生物资源保护开发利用体系不完善等突出短板。
“站位全球,生物技术是一个民族乃至一个国家的根本和命本。目前河南发展生物经济有优势、有积淀,顺应全球趋势,充分发挥河南优势,推进产业提质增效需要系统规划。”潘浩儒认为,《方案》的出台对引导、助推河南生物经济发展非常有必要,将促进生物经济实现快速、高质量发展。
而在这个过程中,侧重信息技术等新兴前沿技术与医工融合的北理工郑州智能科技研究院,可以充分发挥北理工高校院所科研优势,助推河南生物经济在相应的前沿领域实现突破。
在回答什么是微流控之前,潘浩儒首先讲到当下的核酸检测。采样、封存、周转,在实验室进行样本稀释、分离、提取后,才能进行相应的检测。
当前,北理工郑州智能科技研究院的数字微流控系统开发,意在将整个实验室的功能集成在一颗微芯片上,实现对微液滴的离散化自动操作、控制和检测。在微型芯片上的液滴可以作为载体,承载各种化学生物反应试剂、细胞、蛋白质、DNA和RNA等,使其可以被移动、分样、融合和控温,继而能够自动完成各种相关的测试反应。
微流控到底什么样儿?在北理工郑州智能科技研究院,潘浩儒向记者展示了一块微流控芯片和相配套的一个“小匣子”,这两样物件便可替代一套传统的、复杂的、大型“实验室”。
如果不是现场讲解,很难想象数厘米见方的芯片上竟然集成了整个实验室的功能,再配合一个“小匣子”便能完成此前只有在实验室才能完成的工作。潘浩儒告诉记者,他们称这种新兴技术方式为“桌面型实验室”。
就技术应用场景来说,数字微流控系统应用领域主要在体外诊断(IVD),其便携性可实现现场即时采样分析,快速测得结果。同时,由于设备操作的简易化,并不需要专业人员操作。
除体外诊断(IVD),该系统应用场景还包括食品安全、环境污染检测等。比如,在对食品加工企业生产线抽检的过程中,快速测得结果可以避免对整条生产线的影响。因为按照常规手段抽检,需要送到实验室,出检测结果也需要时间。一旦抽检产品有问题,整条生产线的产品可能都需要处理掉。而借助数字微流控技术,就能避免这种情况。
潘浩儒介绍,数字微流控系统的技术模式是将先进信息技术、前沿微电子技术与生物领域、生物经济领域的需求结合,为后者提供快速、批量、准确、低成本的检验检测工具。
“数字微流控系统项目团队已经实现了国际领先技术性能,建成了全自主研发且多场景应用的技术平台。”他介绍,目前项目已经完成了数字微流控芯片及商业样机的开发,同时针对典型应用实现了配套试剂的研制工作。随着数字微流控系统的开展,将极大促进细胞生物学、系统生物学、合成生物学的发展,加快实现前沿生物技术创新。
医工融合、机动智能无人系统,是北理工郑州智能科技研究院的两大方向。研究院的目标是在所专注的领域内做成国内领先、国际一流。
在生物经济领域,北理工郑州智能科技研究院将在生物检验检测和食品安全两个方向着重发力,为相关应用场景提供技术支撑,“希望未来两年能够在河南实现生物经济等产业相关技术的突破。”潘浩儒解释说,目前北理工在郑州所从事的研究工作,大多是新兴的、多学科交叉的,在一些研究方向上已经填补了河南甚至国内的空白,未来也将实现国内和河南在该领域的突破,并进一步带动相关产业的出现和发展。
据悉,北理工郑州智能科技研究院与河南省检验检测研究院集团有限公司已达成全面战略合作,充分发挥各自优势,打造河南创新检验检测平台。
采访中,潘浩儒也谈及对河南发展生物经济的思考。在他看来,无论是培育一个新产业还是对一个现有产业的收拢、提质,都需要一系列政策的引导支持,特别是在资金支持上给予优惠、补贴,当然它所带来的长期效益也是显而易见的。
“接下来也需要根据具体问题出台相应的指导意见和细则,实现省市两个层级的同频共振,最终让政策做细、执行得力。”潘浩儒建议。