十八年磨一剑，“玩转”荧光微球

　　中青报·中青网记者 王一迪

　　如何“玩转”一个直径仅五六微米的高分子微球，让它用于抓取血液中的疾病标志物，提升体外诊断技术的水平？上海交通大学材料科学与工程学院教授李万万团队针对这一难题探索了18年。

　　液态生物芯片是新型的高通量、多指标生物芯片技术，被我国列入“十三五”国家科技创新规划中须重点突破的体外诊断技术。作为液态生物芯片的技术“核芯”，荧光微球的制备以及相应的信号解析技术长期被国外垄断，其技术壁垒高、制造难度大，是体外诊断领域典型的“卡脖子”问题。

　　“以前，除了购买进口液态芯片检测设备，连检测试剂中的荧光微球都要按个数进行购买，3-4毫克试剂的价格约5000元。”李万万说。如今，他的团队实现了从量子点荧光微球、检测分析仪到配套检验试剂的完整全链条技术突破，成功创建了具有自主知识产权的量子点液态生物芯片技术平台。

　　“一滴血”即能检测数十种疾病

　　李万万对中青报·中青网记者说，液态生物芯片对核酸和蛋白类标志物均适用，其检测通量大、检测灵敏度高，50-100微升的血液即可同时分析单管样本中的数十种目标物，检测效率显著提升，研发成本降低至十分之一。

　　“荧光编码的微球，就像颜色各异的发光小球，我们在每个小球上链接不同的特异性抗体，把这些小球投入血液样本中‘抓取’疾病标志物，再通过机器解析，就能回答‘有没有’和‘有多少’的问题，从而帮助医生诊断。”李万万说。

　　李万万团队在国际上率先提出量子点荧光编码微球的膜乳化法制备策略。其中，量子点是2023年获得诺贝尔化学奖的明星发光材料，其光学调节能力强，发光颜色纯、效率高，可显著提升荧光微球的编码能力，获得超过100种的编码信号；同时，通过膜乳化制备策略得到的荧光微球，粒径均一、可控，表面可连接多种生物分子，为高通量的多指标检测奠定坚实基础。

　　花10年时间“驯服”光

　　十八年磨一剑。其间，李万万团队用了十年的时间研究怎样“驯服”光。

　　“量子点荧光编码微球的技术难点，在于微球表面生物试剂的偶联和微球内部量子点的负载。我们在研发过程中，控制量子点的掺杂剂量、微球尺寸和荧光稳定性是技术成功的关键。”李万万说。

　　从理论上来讲，通过红、绿、蓝三种光的三原色，排列组合出上百种代表不同疾病标志物的发光材料不难。然而，由于不同颜色发光材料之间的光谱重叠，会出现严重的能量转移，并不会产生“1+1=2”的效果，使得编码微球的荧光信号无法预测。