2021年12月，由清華大學(xué)聯(lián)合博奧晶典生物技術(shù)有限公司和公安部物證鑒定中心申報(bào)的《法醫(yī)DNA現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)微全分析系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》項(xiàng)目及該項(xiàng)目的跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)榮獲“公安部科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。該系統(tǒng)是國(guó)際上首套基于模塊化微流控技術(shù)的“便攜式全集成法醫(yī)DNA物證現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)芯片系統(tǒng)”，可用于車載現(xiàn)場(chǎng)勘查等多模態(tài)場(chǎng)景的法醫(yī)DNA快速檢測(cè)，為我國(guó)公安現(xiàn)場(chǎng)犯罪偵破增添強(qiáng)勁利器。“公安部科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)”是國(guó)家部委級(jí)公安科技獎(jiǎng)勵(lì)的最高榮譽(yù)，代表了中國(guó)公安科技的最高水平，該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰在公安科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面作出創(chuàng)造性突出貢獻(xiàn)的單位和個(gè)人。
整合多學(xué)科優(yōu)勢(shì)資源，打造國(guó)際首臺(tái)法醫(yī)DNA鑒定利器
法醫(yī)DNA鑒定是偵查和訴訟的重要技術(shù)手段，檢驗(yàn)包括DNA提取、PCR擴(kuò)增、電泳檢測(cè)等環(huán)節(jié)，需專業(yè)人員在實(shí)驗(yàn)室的不同儀器操作6-8小時(shí)完成。然而，當(dāng)前公共安全事件易發(fā)多發(fā)，面對(duì)建設(shè)更高水平的平安中國(guó)的目標(biāo)，原有技術(shù)和產(chǎn)品暴露出耗時(shí)長(zhǎng)、步驟多、對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所要求高等不足。
面對(duì)上述需求和挑戰(zhàn)，美術(shù)學(xué)院副院長(zhǎng)趙超教授與醫(yī)學(xué)院劉鵬研究員共同組成清華大學(xué)跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊(duì)，借助于生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等學(xué)科優(yōu)勢(shì)，協(xié)同公安部物證鑒定中心和博奧晶典生物技術(shù)有限公司的產(chǎn)業(yè)落地優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)數(shù)年設(shè)計(jì)攻關(guān)，攻克了微全分析系統(tǒng)各個(gè)功能模塊微型化、標(biāo)準(zhǔn)化集成等一系列技術(shù)、設(shè)計(jì)、工藝難關(guān)，研制出國(guó)際上第一臺(tái)基于模塊化微流控系統(tǒng)的“便攜式全集成法醫(yī)DNA物證現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)芯片系統(tǒng)”。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可車載用于現(xiàn)場(chǎng)法醫(yī)DNA快速檢測(cè)，在2小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)“樣本進(jìn)-結(jié)果出”的快檢模式，顯著提升了執(zhí)法機(jī)關(guān)維護(hù)國(guó)家和社會(huì)安全的能力。
借助于工業(yè)設(shè)計(jì)的人性化場(chǎng)景創(chuàng)新和生物醫(yī)學(xué)工程的技術(shù)研發(fā)能力，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)適用于DNA、血卡和口腔拭子全自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)人性化操作，避免人為操作污染，降低了技術(shù)操作難度，可在實(shí)驗(yàn)室、派出所、海關(guān)、機(jī)場(chǎng)、高鐵站，以及現(xiàn)場(chǎng)勘查車等多場(chǎng)景應(yīng)用。多學(xué)科的整合創(chuàng)新幫助該系統(tǒng)將DNA檢驗(yàn)全過(guò)程集成于一體，具有快速、自動(dòng)化、便攜化、低成本等特點(diǎn)，技術(shù)人員稍加培訓(xùn)即可使用，促使法醫(yī)DNA技術(shù)從專業(yè)實(shí)驗(yàn)室走向基層和現(xiàn)場(chǎng)。該系統(tǒng)為親子鑒定、涉外反恐、重大案/事件等公共安全事件的預(yù)防、偵查、處置提供了科技支撐。
該項(xiàng)目已獲授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)，實(shí)用新型專利3項(xiàng)；發(fā)表論文26篇。項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)跨學(xué)科協(xié)同攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計(jì)的自主化和重要裝備設(shè)計(jì)研發(fā)的國(guó)產(chǎn)化，確保國(guó)家自主健康發(fā)展。
圖、文：副院長(zhǎng)、工業(yè)設(shè)計(jì)系教授
趙超
