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中科奥辉:追光三十载,突破高端科研仪器技术“卡脖子”|翠亨智造

中科奥辉:追光三十载,突破高端科研仪器技术“卡脖子”|翠亨智造

  • 分类:新闻中心
  • 发布时间:2023-01-05 16:14
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因为有光,我们看到了这个世界。光是我们认识世界的中介,也是物质的信使,源于物质上的光,可反应物理世界的原理。发现并理解光子的轨迹,可帮助人们理解某个科学领域的规律,但仅凭肉眼难以实现。

在中山翠亨新区,就有一家国家级高新技术企业——广东中科奥辉科技有限公司(下称“中科奥辉”),通过研发生产科学仪器,帮助人们捕捉光的轨迹,并通过荧光相关光谱技术发现光子在时间和空间上的相互关系,分析和掌握生物学、医学、化学、物理学和微纳科学领域的规律。

中科奥辉由中山小榄籍海归科学家黄韶辉博士创办。2018年,中科奥辉成功研发推出世界首款桌面式荧光相关光谱仪 CorTectorTM SX100,打破了国外在高端科研仪器领域的“卡脖子”格局。凭着其出色的性能,中科奥辉的产品已销售至美国科研机构和制药企业。2022年,中科奥辉迎来业绩爆发期,客户主要为国内外顶尖科研机构,市场格局逐渐打开。

从实验室走出来的创业者

黄韶辉最近有点忙。随着产品逐渐被市场认可,上门需求合作的客户也逐渐增多。为进一步开拓市场,他带着团队一边加快开发新产品,一边开展团队新成员招聘,每天的工作日程都排得满满的。

一手抓技术和产品研发,一手抓市场开拓,如今已成为黄韶辉驾轻就熟的工作内容。然而,这在创业之初,这位在实验室从事了超过30年科研工作的科学家并不像如今这样从容,从“做科研”到走向企业前台,黄韶辉经历不少转变。

黄韶辉祖籍中山小榄。1989年,他进入中山大学生物化学系学习。1993年,黄韶辉转学至美国堪萨斯大学完成生物化学学士学位。在堪萨斯大学期间,黄韶辉接触到丰富的实验项目,并最终留在堪萨斯大学分子生命科学系,攻读了生物化学、细胞和分子生物学博士学位。

黄韶辉介绍公司高端科研仪器产品。 南方拍客 连婉晴 供图

黄韶辉介绍公司高端科研仪器产品。 南方拍客 连婉晴 供图

在堪萨斯大学期间,虽然黄韶辉研究的是生物化学领域的问题,但日常用到的科研工具都是物理领域的技术。

“做科学研究,工具很重要。据统计,1/3的诺贝尔奖与新的科研技术和仪器有关。”黄韶辉说,科学研究的广度和深度都与科研仪器密切相关,有了新工具,才能发现新的知识。

1998年,带着对科研技术的爱好,黄韶辉进入美国康奈尔大学应用和工程物理系,从事荧光显微成像和荧光光谱分析的博士后研究,从生物化学研究领域跨界转入到生物物理研究领域。

在康奈尔大学,他进入了由荧光相关光谱学(简称“FCS”)领域的权威专家——美国科学院、工程学院、科学和艺术学院三院院士Watt W.Webb教授领衔的实验室,开展多光子显微镜和FCS领域的研究工作。正是在这里,为黄韶辉开启了他的“追光”之路,为后来回国创业打下了基础。

FCS在生物学、医学、化学、材料学、药物研发、光物理学、微纳科学等领域中应用广泛。只要能被荧光标记的,FCS就能在微量溶液样品或单个活细胞内定量分析化学小分子、生物大分子、病毒、纳米颗粒、细菌等样品的摩尔浓度、扩散系数/水动力半径、相互作用亲和力、分子构象及构象转换速率等特性。

在康奈尔大学,黄韶辉认识到FCS的魅力,推动该项技术产业化的种子就此在他心中埋下。

此后,黄韶辉先后在美国马萨诸塞大学医学院分子医药系担任研究助理教授和在宾夕法尼亚大学医学院环境医学研究所任研究员,并兼任该研究所的肺成像和形态学中心主任。

在海外的30多年里,黄韶辉积累了丰富的实验室研究工作经验。2013年,黄韶辉成为中国科学院引进的“杰出引进技术人才”,由中科院生物物理所前任所长、现任广州国家实验室常务副主任徐涛院士牵线下,回国踏上了创业的道路,主推FCS技术产业化。

打破高端科研仪器“卡脖子”局面

创业之路并不易,但黄韶辉始终怀着一颗为国内科研创新作贡献的赤子之心。

黄韶辉对国内科研事业十分关注。他说,根据国际学术顶级刊物《自然》2022年发布的自然指数显示,中国大陆在发表的总论文数、引用次数前10%和应用次数前1%论文数这三个科研成果数量和质量指标都首次超过美国跃居世界第一。但与研究成果繁荣活跃的局面形成鲜明对比的是,国内高端科研仪器研发生产仍处于相对“空白”阶段,90%以上的高端科研仪器依靠进口。

作为科研工作的工具,科研仪器的重要性不言而喻。在黄韶辉看来,这样的局面对国内科研创新工作较为不利,一旦国外生产商采取限制措施,国内科研工作极有可能陷入无“器”可用的境地。

正是带着为国内科研工作突破“卡脖子”格局的初心,黄韶辉启动了FCS创业项目,生产制造国产化的FCS仪器——桌面式荧光相关光谱单分子分析仪。2017年,翠亨新区招商团队在北京中科院生物物理所找到了黄韶辉,双方经过沟通,最终达成共识。由黄韶辉牵头的中科奥辉最终落户翠亨新区东片区(马鞍岛)。

从实验室技术到产品,是黄韶辉团队创业面对第一道门槛。虽然黄韶辉拥有丰富的科研知识和经验,但要将一项实验室技术转化为标准化的市场产品,则需要系统解决产品软硬件的工程化问题。成立中科奥辉后,黄韶辉先后招引了光学、电子、机械、计算和生物学领域的技术人才,并自主设计开发了产品的所有软硬件。

黄韶辉(左)与研发人员调试产品软件。 南方拍客 连婉晴 供图

黄韶辉(左)与研发人员调试产品软件。 南方拍客 连婉晴 供图

在翠亨新区的创业扶持下,中科奥辉建立了近2000平方米的办公、研发和生产设施,建设了高端科研设备和医疗器械的工程中心和公共服务平台、体外诊断试剂的研发和GMP洁净车间等这为高端科研仪器和医疗器械产品研发生产提供了物质基础。经过攻坚,中科奥辉的第一款产品——桌面式荧光相关光谱单分子分析仪CorTectorTM SX100最终在翠亨新区诞生。经过不断的优化,目前,已开发CorTectorTM SX100、SX200和SX300三代产品、零件国产化率已达到99%以上。

与国外巨头蔡司、PicoQuant和ISS等公司生产的同类产品相比,中科奥辉的桌面式荧光相关光谱仪为全球首创,有着操作简单、体积小巧、性价比高等优势,更具竞争力。该产品很快获得了市场的认可。中科奥辉的首个客户是美国国立卫生研究院。此后,阿斯利康制药公司、加州大学旧金山分校、麻省大学医学院等美国顶级科研机构和企业也先后进入了中科奥辉的客户名单。

国内的科研机构也逐渐找到了中科奥辉,仅今年新增的国内客户就包括清华大学、中国科学技术大学、浙江大学医学院、复旦大学、澳门大学、华南理工大学、上海国家蛋白质中心、中科院上海有机化学研究所、中国农业科学研究院-海南省崖州湾种子实验室、中科中山药物创新研究院等国内高校和科研机构。此前的国内客户还包括北京大学、湖南师范大学、中科院生物物理研究所、中科院肿瘤和基础医学研究所、中科院西北高原生物研究所、广东省松山湖材料实验室等。

走向更广阔的市场“蓝海”

虽然首款产品逐渐获得市场认可,但黄韶辉的创业探索并未就此止步。在他眼里,从产品面市到在市场上站稳阵脚,还需有一段漫长的路途,需要付出艰辛的努力才能达到。

提高产品的可靠性和稳定性,满足客户需求,是黄韶辉团队争夺市场的关键。以CorTectorTM SX100为例,它经历了多次调整和优化,才最终成为备受客户认可的“爆款”。稳定性和使用便利性,是CorTectorTM SX100的两大法宝。黄韶辉说,CorTectorTM SX100的光路矫正精度需达到1微米,既头发丝十分之一。公司产品首次参加国外展会时,经过长途运输,产品拆封后竟无法正常运行。

针对产品稳定性问题,黄韶辉团队在工业设计和原器件加工精度等方面进行了多轮优化调整,最终形成了目前的稳定型号。后续产品从中国发货至加州大学旧金山分校,经跨国运输仪器产品的光路精度变化了不到半个微米。FCS实验室样机的光路手动校准曾需要30分钟至一个小时。如今。仪器的全自动光路校准仅需要3分钟。此外,FCS的实验数据分析也曾是应用的难点,由中科奥辉自主开发的FCS软件,已实现一键式分析数据,极大地降低了FCS技术使用门槛。

中科奥辉荣誉墙。 南方拍客 连婉晴 供图

中科奥辉荣誉墙。 南方拍客 连婉晴 供图

CorTectorTM SX系列产品目前主要面向科研领域。随着对市场需求深入了解,黄韶辉团队的产品开发视野也逐渐拓展。目前,中科奥辉正与国内外知名药企开展合作,开发高通量药物筛选仪器,为小分子、活细胞和单分子药物筛选提供创新型技术和仪器。进入制药领域后,中科奥辉将拥有更大的市场空间。

此外,中科奥辉正与哈佛大学医学院合作,将单分子荧光技术应用在老年痴呆症疾病标志物的早期检测,有望在患者发病前7年提供预警。随着国内老龄化问题逐渐突出,这将是中科奥辉迈向医疗检测市场新“蓝海”的一次新探索。

虽然市场变化万千,但黄韶辉的初心并没有改变。对于未来,他表示,中科奥辉将持续推出更多国产化高端科研仪器,为国内科研创新和药物研发提供更多自主可靠的工具,回归初心,继续为解决国家的“卡脖子”仪器问题作出贡献。

【采写】南方日报记者 雷海泉

【图片】连婉晴

【通讯员】王锡炎

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