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杨慧:原创技术“出海”,让中国生物医药“制造”变“智造” |
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“如果在十年前,通常是欧美国家的企业做药物技术研发,技术成熟后在中国应用,从而开展药物制造。现在反过来了。”2024年12月,在上海举办的一场国际学术会议上,一位中国女科学家声音笃定而自信地说。
话音刚落,现场观众纷纷把目光投向报告者——中国科学院深圳先进技术研究院研究员杨慧,她讲述了自己团队的原创技术体系如何“反向输出”到欧洲企业的药物研发和生产场景中。对于杨慧的报告,大家似乎都感到“很稀奇”。
这份底气,源自杨慧团队在微纳操控与生物检测领域十余年的深耕。他们不仅实现了微流控芯片对微量液体的精准控制,还开发出可高灵敏解析复杂样本的生物传感器,同时将系列技术成果应用到欧洲的纳米药物智造中。
值得注意的是,与多数中国企业“瓜熟蒂落”式的成熟技术出海转让不同,杨慧团队的技术在尚未完全成熟时就被海外合作者“提前预定”。如今,杨慧团队已与“欧洲药谷”的多家生物医药巨头企业围绕骨关节炎、抗癌药物等方面推进多中心临床试验,合作规模超千万元。
杨慧。深圳先进院供图(下同)
原创技术“反向输出”海外
2022年初,杨慧收到了一封来自比利时的邮件,来信人是比利时知名药企ConvEyXO的董事长。对方直言,希望能得到团队在外泌体药物递送技术方面的专利授权,并将其运用到药物的生产与制造中。
那时,杨慧回国加入深圳先进院已有四年时间,她带领的团队在先进检测技术领域取得了多项原创技术成果。在外泌体纳米技术方面,团队借助微纳生物芯片的精准操控,成功将治疗药物等外源物质高通量、高效率地“装入”外泌体内部,用以发现和开发突破性的药物运载工具、治疗和诊断产品。
他们进一步研发的新型载药平台,可以满足核酸、蛋白、多肽和小分子等不同类型的药物分子,在外泌体上高效、高通量的装载递送需求,应用在肿瘤、自体免疫疾病、神经退行性疾病和传染病等领域。相关研究成果已在Nature Biomedical Engineering、Biosensors and Bioelectronics等期刊发表论文50余篇,获授权中美欧发明专利21项,其核心技术成果已完成产业化。
杨慧
面对合作方抛来的橄榄枝,她没有立刻答应。“技术还有待发展,应用场景太窄。”另外,当时团队孵化的中科佰乘公司刚刚成立,她不想为了短期合作让团队偏离技术研发的主线。
“如果没有科研资金的支持,一定不现实。但在争取资金时,你面向的技术体系可能应用在多个场景上。不跑偏、保持专注,是非常难得的。”她说。正是因为这种克制,让团队能在科研攻关上“沉下心”,潜心打磨技术。
但这并没有打消对方合作的意愿。一年后,这家欧洲公司的高管团队专程飞来深圳,与杨慧团队签下深度战略合作协议,成为深圳先进院建院以来首个专利出海项目。
“我们并非单一产品或技术进行合作,而是将团队自主研发的微纳芯片、自动化载药设备及生产工艺的整套生物医药平台型‘智造’工具,应用在合作方的药物制造和研发流程中。”杨慧介绍,双方基于杨慧团队开发的核心技术,在药品研发、临床试验和技术推广等领域展开深入合作,进一步推动高端生物制药工具和创新医疗器械的加速应用。
回国,追寻更大的可能性
在回国前,杨慧在瑞士联邦理工大学完成了博士和博士后训练,主要从事生物医学微纳系统的研究。后来,她加入了欧洲微电子研究中心(IMEC)担任长聘科学家,聚焦微流控生物芯片与智能生物传感器的研发工作。
作为全球纳米电子与数字技术研发与创新中心,IMEC是典型的工业研究院,英特尔、AMD等科技巨头企业每年会在这里投入上亿美元的固定研发经费,只为在先进制造上“快人一步”。
任职期间,杨慧深度参与到两项8400万欧元和1.2亿欧元的重大科技攻关项目的研发和管理工作中。“在学生和博士后阶段,Make it work、发论文是最大的追求。”杨慧回忆,“但在IMEC,我真正理解了‘产品’的概念。例如研发一块能够同时测量20多种血液标记物的芯片,要经过上百次的测试,良率、成本、可重复性是产品成功的关键指标。”
在IMEC的中后期,杨慧开始感到不满足:“技术似乎没有那么新了,更多是在已有体系上做微调。如果不做出改变,我几乎能看到自己退休时的样子。”那时,尽管国内外在生物医药领域还存在一定的差距,但国内科技发展迅速,对人才支持力度大,这也促使了杨慧在2017年选择回国,加入同样定位工业研究院的深圳先进院。
在深圳先进院的支持下,杨慧的实验室建设和团队组建很快步入正轨。用杨慧的话来说,团队的科研“路线图”分为两步走:一是瞄准精准医疗,对生物分子开展高精度测量分析;二是创新药物递送技术,为药物创制提供底层支撑。“前者解决‘怎么测’,后者解决‘怎么治’,串联起来,就是对全生命周期的健康管理。”杨慧表示。
很快,他们在科研攻关上结出了硕果。在先进检测技术领域,他们从血液处理到多指标检测,打出了一套“组合拳”。样本前处理环节,开发出了高效无源血浆分离技术,仅需1分钟,就能处理3毫升全血,分离效率达99.9%,为后续多靶标并行检测扫清了第一道障碍;检测平台上,团队自主研发的便携式微流控化学发光免疫分析平台TOI,仅用1微升指尖血,40分钟内便可完成多项抗体检测;核酸检测方面,团队实现了微量样本中多种核酸靶标的高通量并行检测。如今,这些技术已在多家三甲医院开展临床应用验证,推动精准检测从实验室走向临床一线。
科研上“沉下心”,技术才能“靠得住”
在深圳先进院C栋4楼,有一片特殊的实验空间。研究人员进门要穿洁净服,经过风淋室,才能进入实验室中。这里是杨慧团队的实验室,也是深圳市智能MEMS传感器中小试基地平台,能够完成各类生物传感器及生物芯片的“产品概念设计—制造加工—性能测试—设计优化—制造工艺稳定性确认—产品制程输出”的全闭环研发流程。
实验室里,光刻机、镀膜机、刻蚀机,多数是国产设备。实验室外,展示着杨慧团队自主研发、参与创制的各类传感器芯片样品、微电极、微流控芯片等。值得一提的是,这里的每一块传感器产品,背后都有一套完整的工艺方案。
MEMS传感器中小试基地平台
“传感器芯片做在8英寸大的晶圆上,能够实现更多的数量和更大的价值,但精度、良率、稳定性等却比做在科研实验室常用的4英寸晶圆上更难把控。晶圆越大,工艺要求就更高。”杨慧说道,团队要做的,便是衔接“小规模研发”和“大规模量产”的中试体系,让科研成果从实验室走向市场。
这个中小试平台,杨慧团队花了将近八年的时间摸索和打磨。“我是个急性子,遇到事情当天一定得解决。但在长期主义上,我能沉得住气。”杨慧说。正是这份“沉得住气”,让团队具备了从“实验室原型”到“中试验证”的全链条工程化能力。
杨慧团队在4英寸晶圆上制备的全血多靶标分析芯片
2025年,深圳先进院与芜湖市政府签署合作协议,依托杨慧团队的技术支撑,将打造一条投资约1个亿的智能传感器中试平台,支撑芜湖传感器产业集群发展,目前已启动建设。在合作下,杨慧团队将进一步研究和开发先进智能传感器的核心技术与微纳米工艺,通过中试验证,让先进检测技术真正落地。
目前,杨慧团队规模已经将近80人规模,涵盖生物传感器、化学传感器、光电传感器、穿戴式传感器等多个研究方向。“我们以大目标为导向,凝聚团队力量,做有组织的科研;在成果转化上,重视专利质量而非数量,强调落地应用。最重要的是,把年轻的科研工作者团结好,让大家朝着共同目标前进。”杨慧说。
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