研究始于仪器创新 

　　在科研过程中，科研仪器所发挥的催化作用不言而喻。

　　在人类基因组计划开始之初，科学家预计完成测序至少需要30年。然而，毛细管电泳测序仪的问世，却将时间缩短至3年。

　　同样，对于特定功能单细胞的鉴定和分离，常用的荧光流式细胞仪(FACS)技术通常需要荧光标记预知的生物标识物，RACS则无须外源标记，而是依据细胞拉曼指纹图谱来鉴定和分选活体单细胞。

　　徐健对《中国科学报》记者表示，RACS突破了FACS的核心局限性，能够用于研究尚未有生物标识物的创新体系，以及针对细胞自然状态的原位研究。

　　单细胞是生命的“功能单元”和“进化单位”，在徐健看来，如果能考察与比较单个细胞层面的分子机制，就能从根本上解答生命为何丰富多彩。

　　不过，传统的基于细胞群体水平的性状测量，不能真实反映出细胞个体的性状及分布。而活体单细胞水平的性状识别和分选，能从根本上理解、调控与设计“生命体系的异质性”。

　　通过拉曼特征谱线，研究人员可获得单个活体细胞内化合物分子的构成和结构，包括核酸、蛋白质、糖类和脂类等信息，并在此基础上鉴定和分选特定功能的活体单细胞。

　　市场前景乐观

　　从创新仪器的第一台样机到最终产业应用，需要有一个磨合的过程。而在这一过程初期，RACS就已经进行了许多有前景的示范应用。

　　“完成对快速固定CO2的光合细菌的特异性筛选”是其中之一。徐健称，自然界中有99%的细胞仍尚未被培养，要想探寻地球上更多的固碳微生物，不依赖细胞培养的RACS技术则为其提供了一个非常简洁、高效且灵敏的实验手段。

　　不仅如此，RACS还能够高速筛选高产油和高产淀粉的藻种，为生物能源的开发奠定基础。RACS可定性、定量地同时监测细胞内淀粉和油的含量，不需要标记就能迅速筛选和评价指定细胞。

　　“这两项应用已有关键实验数据的支持。”徐健表示，目前他们还在探索利用RACS监测肿瘤细胞，以及对病菌进行快速检测。

　　总之，随着单细胞技术更多地用于解答生物问题，其商业用途的需求也会越来越多。对于RACS未来的市场前景，惟馨雨公司的宋一之博士就十分看好。

　　“整个仪器包括拉曼信号监测、单细胞分选、自动数据分析三大系统，市面上还未出现完整具备这些性能的仪器。”宋一之告诉《中国科学报》记者，RACS不仅填补了该领域的空白，也解决了原有技术无法解决的问题。

　　某大型跨国快速消费品公司微生物部专家李睿也对记者称，提高微生物检测效率，对于每小时生产成千上万件产品的企业来讲至关重要。如果RACS工程化样机能够做到速度快、成本低、准确度高、操作简便，那它的市场前景将非常广阔。

　　产业化空档

　　虽然成果样机已搭建成功，惟馨雨公司也正组建持续研发、工程化和销售的团队，但由于企业的工程化及市场经验不足，同时又迫于资金压力，RACS想要直接进入产业化面临挑战。

　　开发科研仪器如同制药，从创意到关键部件，再到搭建第一台样机，最终批量生产，不仅需要巨额投资，还需要漫长的时间周期。

　　在投资回报期较长的窘境下，作为科研仪器创新的生力军，中小企业很难获得风险投资基金的青睐。更为尴尬的是，国家的科研仪器开发经费也很少会向中小企业抛出橄榄枝。

　　实际上，近几年国家对于重大科学仪器设备的支持力度不断加大。2012年，科技部资助科研仪器开发专项66个，资助经费达22亿元;国家自然科学基金委资助重大科研仪器设备研制专项38个，资助经费10.9亿元。

　　宋一之称，基金委大多支持科研院所的原创性研究，科技部则重视大中型仪器企业的产业化项目，而在两者都照顾不到的空档，却是中小企业技术转化最为需要的。

　　“做一台成果样机容易，但要批量生产成熟的产品却很难。”中科院上海生物工程研究中心教授李昌厚对记者称，RACS在产业化过程中，很可能遇到工艺、原器件进口、可靠性等硬件及软件方面的问题。

　　徐健也表示，虽然RACS样机是原创，但里面的部分零部件却需要进口，这也反映出国内高端科研仪器产业链的断裂。

　　期待转变

　　国外多年的技术经验让徐健觉得，我国目前迫切需要转变资金支持机制。要想解决科学问题，必须依赖创新的仪器手段。而在我国，注重科学问题的“科学阵营”和发展共性仪器的“仪器阵营”，多数情况下却各自为战。

　　在此环境下，徐健建议，国家在项目资金的扶持上应建立创新机制，形成利益驱动力，让两大阵营能紧密协调双方研究的优先级，使双方的研究重点精确匹配，这样才能促使双方实时分享各自最为先进的理念和技术，协作共赢。

　　目前，RACS样机正服务于国内外合作研究团队在能源、环境、健康、医药、海洋、食品等领域的科学探索，同时RACS研发团队还正加速第二代样机的研制。

　　徐健还认为，在项目进行的不同阶段，研发团队结构的转变也很有必要。在仪器开发初期，整个团队应该由从事科学研究的专家指导，而当样机做成之后，指导方就应转变为仪器工程领域的专家。

　　“这种从属关系的转变，既能解决具有长远生命力的科学问题，又能在技术水平上保持国际原创性。”徐健说。

　　李睿则提出，由于仿制国外成熟的产品专利成本较高，国内科研仪器的创新应该敏锐地抓住最新技术，争取掌握自主知识产权，并针对用户需求来开发产品。

　　在李昌厚看来，美国、欧洲及日本之所以在科学仪器产业规模及技术方面世界领先，原因在于企业重视高端设计并引导产业发展，同时还在提高效率和市场拓展方面寻求平衡，这值得国内同行学习。

　　目前，惟馨雨公司正逐步建立起工程化与产业化的能力。他们准备通过搭建RACS工程化样机，建立多样化的产品线序列，同时还将与国内外企业合作，建立起单细胞分选、测序的服务渠道和销售渠道。

　　国内原创科研仪器如果想要真正占据一席之地，仍须多重考验。