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技术赋能生物制造:新型生物传感与靶向识别技术的产学研融合之路

2026-03-13 09:24   来源:新营养

在健康中国战略推进背景下,生物制造成为未来产业核心增长引擎,国家“十五五”规划着重强调高校深化产学研融合,推动科研成果产业化。在2026新营养科学大会上,北京理工大学副研究员/硕士生导师梁阿新教授分享了其团队的研究成果与实践探索:团队深耕新型生物传感与靶向识别技术领域,实现技术研发、科研落地、产业转化全链条推进,不仅为精准健康管理、食品质量安全检测提供全新技术方案,也为行业产学研融合提供了参考。

政策市场双驱动,产学研融合成技术落地关键

当前,生命科学已成为科学研究中较为活跃的领域,生物制造作为推动产业高质量发展的重要力量,受到国家政策的持续加持。十四届全国人大二次会议中提出打造生物制造等新型增长引擎,2025年政府工作报告进一步明确建立未来产业投入增长机制,培育生物制造、量子科技、具身智能等领域发展,为生物传感等前沿技术的研发与转化创造了良好政策环境。

从市场需求来看,随着大众健康意识的提升,精准健康管理成为民生关注的核心议题,人们对自身身体状况的监测需求持续增长,对检测技术的便捷性、精准性提出了更高要求。同时,食品质量安全、环境监控、公共卫生应急等领域的检测需求不断升级,传统检测技术依赖大型精密仪器、操作复杂、成本偏高、效率较低的短板日益凸显,市场对新型检测技术的需求缺口持续扩大。

政策支持与市场需求的双重驱动,推动产学研融合成为技术落地的核心路径。高校与科研机构凭借深厚的科研积累和人才优势,成为技术创新的核心源头;企业则依托市场渠道与产业化运营经验,将实验室技术转化为实际应用产品。梁阿新团队正是把握这一发展趋势,通过跨学科资源整合与产学研协同,实现了技术创新与市场需求的精准对接。

核心技术突破:构建产学研融合的技术底座

梁阿新团队的核心研究成果集中于新型生物传感技术与靶向识别技术,两大技术相辅相成,从检测方式与识别精度上实现双重突破,为各类检测场景提供了高效、精准、便捷的技术支撑。

·新型生物传感技术:微型化智能化转型

传统检测技术多依赖大型精密仪器,受场地、操作专业度等因素限制,难以满足即时检测、现场检测的实际需求。团队研发的新型生物传感技术,打破了大型仪器的束缚,实现了检测设备的微型化、智能化,可广泛适配日常生活、健康管理、环境监控等多场景应用。该技术融合生物学、物理学、化学、人工智能等多学科知识,在疾控应急、环境监测、食品安全等领域展现出较强的应用价值,能够实现水质、土壤等环境指标的实时监控,快速筛查食品中的有害成分,为人体多项生理指标监测提供技术支持。

·靶向识别技术:精准化特异性升级

传统抗体抗原识别技术存在适配性有限、易受环境与PH值影响、成本偏高等局限,限制了其大规模应用。团队研发的靶向识别技术,以化学与材料手段为核心,构建专属分子识别体系,其核心原理如同“配钥匙”,以目标物为“锁芯”,针对性打造匹配的“分子钥匙”,实现对目标物的特异性精准识别。

科研多场景落地,赋能民生领域发展

以新型生物传感与靶向识别技术为基础,梁阿新团队紧扣市场需求,围绕精准健康管理与食品质量安全检测两大核心领域开展深入研究,打造检测平台与技术方案,实现了技术在民生领域的精准落地。

·早期精准诊断与电化学仿生传感平台构建

分子印迹电化学传感器研发,团队以分子印迹技术为核心构建电化学传感器,针对生物小分子、蛋白质、小细胞外囊泡、细菌等多类目标物实现精准检测。通过溶剂极性调控合成新型COF4增敏材料,替代传统贵金属纳米颗粒,将其与电极、靶向识别元件集成打造小型化传感器,对相关标志物检测线性范围达1-1000μmol/mL,检出限低至0.19μmol/L,且选择性、重现性与稳定性表现良好,可满足日常即时检测需求。

比如针对肝脏相关指标的检测需求,团队利用电化学发光传感技术筛选有效标志物,建立高灵敏度、高选择性的微创与无创检测方法,搭建肝脏相关指标早期精准检测平台。该平台弥补了传统检测方式的短板,实现相关指标的快速精准检测,为肝脏健康的早期监测提供技术支撑。

还有对未知及模糊对象的检测技术突破,团队针对复杂且性质不明的检测靶点带来的技术难题,利用分子印迹技术的化学自组装特性,让未知目标对象在聚合体系中完成“训练”,借助分子间作用力自组装搭建三维生物识别孔穴,实现对未知或模糊目标的识别、分离与检测,填补了复杂检测场景的技术空白,为更多未知检测靶点的分析提供了全新思路。

再比如针对心脑血管相关标志物的检测,团队结合靶向识别与新型生物传感技术打造专属生物传感器,实现心脑血管相关生物标志物的灵敏、快捷检测,该传感器检测范围与检出限均达到行业优质水平,可适配日常监测与专业检测场景,且已完成产学研转化,推动技术从实验室走向实际应用,为心脑血管相关指标的早期检测提供高效工具。

·食品质量安全领域:创新检测与溯源方案

食品质量安全是民生关注的焦点,传统检测技术前处理复杂、分析时间长、成本高的痛点,已难以满足市场“快速化、便携化、精准化、溯源化”的发展需求。梁阿新团队与北京东方红航天生物技术股份有限公司等企业深度合作,针对灵芝类滋补产品、乳制品等大众高关注品类,打造专属质量检测与溯源技术方案。

在灵芝类产品检测方面,团队优化了三萜和多糖的提取工艺,应用电化学指纹图谱技术,无需复杂前处理即可完成有效成分含量检测与产地溯源。通过对安徽、福建、吉林等产地的样品检测分析,发现安徽产地灵芝孢子粉质量相对稳定,为产品质量控制、产地溯源及医药保健产品评价提供了全新技术方向。

在乳制品检测方面,团队将分子印迹技术与柔性便携式生物传感元件结合,开发出高性能电化学传感器,采用分子动力学建立检测机理计算方法,为乳制品现场快速检测提供了高效工具。

行业发展趋势展望,技术创新引领未来

新型生物传感与靶向识别技术作为生物制造领域的重要组成部分,在政策加持与市场需求的双重驱动下,正迎来快速发展期,技术持续创新、产学研深度融合、贴合民生实际需求,成为行业未来发展的核心趋势,也为大健康、食品质量安全等领域的高质量发展注入新动力。

技术发展来看,生物传感技术将朝着更微型化、智能化、便携化的方向迈进,与人工智能、大数据、可穿戴设备的融合更加深入,检测的灵敏度、精准度和效率将持续提升;靶向识别技术将进一步拓展应用边界,针对更多复杂检测场景、未知目标物的识别技术将不断完善,同时技术成本将持续优化,推动技术的大规模普及应用。多学科交叉创新将成为常态,生物学、材料学、化学、人工智能、微电子等领域的深度融合,将为行业带来更多技术突破与创新成果。

产业发展来看,产学研深度融合将成为技术落地的主流路径。高校与科研机构的科研优势,结合企业的市场渠道与产业化运营经验,能有效避免技术研发与市场脱节,让更多前沿技术从实验室走向实际应用;地方政府的政策扶持与资源支持,将为产学研融合搭建重要平台,推动更多科研成果转化为实实在在的技术方案,赋能行业高质量发展。同时,行业监管体系将不断完善,推动技术与产品朝着规范化、标准化方向发展,进一步提升行业整体发展质量。

市场需求来看,贴合民生实际需求是技术研发与产品打造的方向。无论是健康管理领域的监测技术,还是食品质量安全领域的检测技术,都需要精准把握不同应用场景、不同使用群体的需求差异,打造差异化的技术方案,才能更好地满足市场需求。随着大众健康意识的持续提升和食品质量安全监管的不断加强,精准健康管理、食品质量安全检测等领域的市场需求将持续扩大,为新型生物传感与靶向识别技术的发展提供更广阔的空间。

整体而言,新型生物传感与靶向识别技术发展前景广阔,在技术创新、产学研融合、民生需求的三重驱动下,将持续在精准健康管理、食品质量安全、环境监测、公共卫生应急等多个领域发挥重要作用。未来,随着更多科研成果的产业化转化,以及技术与市场的深度融合,该领域将为大健康产业和生物制造产业的高质量发展注入强劲动力,为全民健康管理和民生保障提供坚实的技术支撑。

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