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“生物荧光成像染料及应用” 获2019年中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖

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2019年12月10日,由中国石油和化学工业联合会主办的“全国石油和化工科技创新大会”在人民大会堂隆重召开。由樊江莉教授等领衔完成的项目“生物荧光成像染料及应用”获2019年中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖。

生物医药及高性能医疗器械是中国制造2025提出的重点突破领域之一,许多关键技术和设备长期被国外垄断,如五分类血液细胞分析系统,作为临床血液检测的基础设备,被列在中国尚未掌控的核心技术清单15位。其关键难点,是开发具有血液细胞分类选择性的荧光成像染料。本项目围绕生物医学用靶向性染料分子结构与性能关系,开展了如下创新工作:

1. 发展了增强激发态电子转移的染料分子设计方法:基于增强型PET机理设计超灵敏次氯酸荧光识别染料,大大降低了背景荧光(ΦF 0.098→ 0.006)干扰,检测限从文献报道的μM降至0.56 nM,响应时间快至1秒,实现了通过检测细胞自身次氯酸水平来识别癌细胞。获得中、美、日、欧等发明专利授权。

2. 发明了靶向肿瘤细胞的荧光识别染料:提出用抑制剂作为PET猝灭基团和癌细胞标志酶识别基团,得到了COX-2专一性识别的荧光染料,可以选择性地点亮肿瘤细胞中的高尔基体(ΦF 0.013→ 0.39),实现了肿瘤细胞与非肿瘤细胞的荧光区分。获得中、美、日、欧洲专利授权。

3. 发明了活细胞DNA近红外荧光识别染料:选择性与DNA小沟槽结合后荧光量子产率增强97.3倍,远高于商业化染料(溴化乙锭,13.5倍),实现在活细胞荧光成像中对细胞核特异性染色以及流式细胞术中对DNA定量检测。获得中、美专利授权。

以上研究成果为核心技术,在细胞核酸荧光染色检测技术等方面取得突破,授权21件国内外发明专利,形成了自主知识产权。实现对白细胞幼稚细胞、网织红细胞、有核红细胞和体液细胞的定量检测,打破国际公司的技术垄断,填补国内技术空白,达到世界一流水平。基于核心技术与深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司合作,推出高端高性能血液细胞分析仪系列产品,填补国产高端检验产品的空白,降低医院20%~30%以上的采购成本;进而为降低患者医疗成本,推进高端技术加速进入常规检验项目,加速血液检验项目在临床的应用,为改善和提高诊疗水平提供准确、可靠的依据。

截止目前,基于本成果优化的近红外荧光染料创制的高端五分类血液细胞分析系统已销售5000余台,>30%进入国际市场,荧光染料试剂 >12亿元。在国内700多家三级医院及2400多家医疗机构应用,迫使数家国外公司产品退出中国市场;出口100多个国家和地区,在上千家医院获得应用。

因此,项目瞄准民生重大需求,通过染料荧光探针的原理创新、关键染料创制、产业联动创新,形成了性能国际领先的血液细胞分析系统,有力推动了我国在该领域从被垄断到国际一流的跨越。

 

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