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匠心智造丨硬核科技让抗疫更有温度

来源:东南大学苏州医疗器械研究院日期:2021-02-07点击:290

2月5日下午,“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”创新研讨会在江苏省疾病预防控制中心召开。本次创新研讨会由东南大学苏州医疗器械研究院(下称研究院)江苏省疾病预防控制中心(下称省疾控中心)共同举办,会上汇报了双方合作的“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”的研发进展,并围绕生物安全三级实验室(下称P3实验室)的生物安全、自动化等需求展开了热烈讨论。

创新研讨会邀请了东南大学副校长丁辉、东南大学公共卫生学院教授浦跃朴、省疾控中心副主任朱凤才、东南大学公共卫生学院院长尹立红、东南大学生物科学与医学工程学院院长顾忠泽、省疾控中心P3实验室副主任郭喜玲等专家出席会议,研究院院长特别顾问兼运营总监江汉主持会议。研究院副院长葛健军、院长助理陈早早,省疾控中心疫苗评价所副所长李靖欣等参加了会议。

冠疫苗研发需要经过安全性和有效性评价。疫苗接种后原则上体内会产生中和抗体,并与病毒结合而使病毒失去感染性。中和抗体的检测是判断疫苗是否有效的重要依据。省疾控中心是国内主要的新冠病毒中和抗体检测机构之一。新冠疫情暴发以来,数以万计的检测样本汇总在P3实验室等待检测。传统的手工镜检方式操作复杂、耗时耗力,给穿着厚重防护服的实验人员带来巨大挑战。自2020年9月,省疾控中心副主任、P3实验室主任朱凤才教授从P3实验室安全、高效的实际需求出发,多次与东南大学顾忠泽教授交流讨论,双方确定组建团队共同开发“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”。

联合研发团队发挥高校综合资源优势,协同东南大学生物科学与医学工程、公共卫生、仪器科学、计算机等学院的专家,针对P3实验室环境下的检测要求,采用敏捷开发模式,迅速开展了全自动智能检测系统的研制工作。项目以研究院自主研发的专利产品“3D肿瘤器官芯片高内涵成像分析系统”为基础,仅耗时3个月就完成了可在P3实验室工作的“中和抗体检测深度学习智能成像分析仪”,极大降低了实验人员在极端特殊环境下的劳动强度,科学加快检测速度,为抗击疫情争取更多宝贵的时间。

“3D肿瘤器官芯片高内涵成像分析系统”是东南大学苏州医疗器械研究院开发的国内首套自主研发的器官芯片系统。人体器官芯片是变革性动物和临床替代实验技术,可应用于药物研发、个性化医疗、航天军事等领域,2016年被达沃斯论坛评为世界“十大新兴技术”。研究院的人体器官芯片项目经过3年多的发展,突破了人体器官芯片系统构建中生物材料、芯片设计加工、全自动成像及基于人工智能分析的核心关键技术,发展了可模拟人体器官生物功能的芯片及其配套仪器装备。器官芯片及其检测仪已在恒瑞、正大天晴、先声等国内知名药企和多家三甲医院试用,效果得到高度肯定。

新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”由深度学习智能成像分析装置、多孔板自动抓取臂、远程数据记录和存储系统三部分组成,实现P3实验室内多孔板抓取、检测样本条码识别、图像自动采集和拼接、图像远程无线传输以及数据自动存储备份的全流程自动化。2020年12月底,项目第一阶段产品 “深度学习智能成像分析装置”已经在省疾控中心P3实验室投入使用。截至2021年1月31日,项目第二阶段的多孔板抓取臂(含样本条码识别)也已研制完成。

与会专家听取了详细的项目阶段汇报,观看了“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”的现场演示,高度肯定该系统对P3实验室安全、对加快新冠疫苗研制的贡献。丁辉副校长表示,这套系统不仅可用于新冠疫苗的评价,也可应用于P3实验室的其他检测,希望除了江苏也能推广到更多省市的P3实验室。浦跃朴教授赞扬了团队的高效,该系统不仅降低了劳动强度,也减少了因为过度依赖人工操作而带来的误差。朱凤才教授说安全是P3实验室的重中之重,降低风险、保障实验人员安全,最主要就是减少实验人员在P3实验室的长时间工作,这套体系解决了非常关键的问题,意义重大。尹立红教授说,安全、自动化不仅P3实验室需要,还可以在更大范围的实验室中进行推广和应用。顾忠泽教授表示团队高效完成了第一阶段的任务,针对P3实验室的需求还有许多亟需解决的问题,将来不仅要做成小型自动化的仪器,还要进行数据分析和数据库的建立,把宝贵的经验和知识向全国推广。郭喜玲主任是新冠病毒疫苗免疫性评价的主要负责人,疫情期间曾在P3实验室连续工作9个小时。她表示该系统在P3实验室的使用,可以让他们在仪器检测的同时开展其他工作,更重要的是减少了实验人员近距离接触样本的机会,大大降低了被感染的危险性。

本次创新研讨会汇报展示了“新冠病毒中和抗体全自动智能检测系统”第一阶段的研发成果,并深入讨论了系统在P3实验室的发展方向和重点需要解决的问题。朱凤才教授在总结发言中指出,省疾控中心和研究院不仅要做吹哨人,更要贴合实际需求,不断优化和改进,开发出真正解决P3实验室生物安全、高效等需求的产品,用“科技+工程”的力量助力战“疫”。