十年“磨劍”，讓“兩蟲”無所遁形

　　賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲，簡稱“兩蟲”，是廣泛存在的水介傳播、人畜共患的致病微生物，且具有耐氯的特點，普通消毒劑無法殺滅“兩蟲”，其對免疫力低下人群致死率很高。

　　2006年，我國將“兩蟲”指標納入國家飲用水強制檢測指標。但是，“兩蟲”檢測方法源自美國環境保護署，主要儀器和耗材市場均被美國企業壟斷。而樣品檢測成本高等缺點，也導致“兩蟲”檢測難以在行業內大范圍普及。

　　由中國科學院生態環境研究中心與北京華科儀科技股份有限公司合作開發的“兩蟲”檢測和計算機自動識別系統，有望扭轉這一局面。該成果在檢測方法、儀器研制、自動識別等方面均取得了重要突破，先后榮獲BECIA金獎、中國儀器儀表學會科技進步一等獎、朱良漪分析儀器創新成果獎等5項行業大獎，作為自主知識產權產品被中國科學院推薦，并被中科智匯工場納入“CAS概念驗證計劃”重點孵化項目予以支持。

　　儀器設備受制之痛

　　1993年，美國威斯康星州發生40萬人感染“兩蟲”事件，并造成50人死亡。有資料顯示，全世界“兩蟲”感染人數累計約3.5億人；由于耐氯，“兩蟲”已成為發達國家供水系統的重要威脅之一。

　　在我國，有多省區的畜牧業牲畜被“兩蟲”感染，接近一半的水源地存在“兩蟲”潛在威脅。流行病調查顯示，盡管2006年“兩蟲”指標被納入國家飲用水強制檢測指標，但我國多地仍有“兩蟲”持續流行的情況。

　　“對于‘兩蟲’感染，現在還沒有特效藥可治，主要靠自身免疫。監測、發現污染源并進行及時阻斷，是控制‘兩蟲’的有效手段。” 中國科學院生態環境研究中心副研究員安偉介紹道。

　　然而，目前“兩蟲”相關檢測儀器設備及耗材市場，幾乎被跨國企業長期壟斷，昂貴的設備和材料價格讓國內檢測機構不堪重負。我國擁有“兩蟲”檢測能力的機構嚴重稀缺，很大程度上就是受制于高昂的設備和耗材成本。

　　十年磨礪始得玉成

　　在國家自然科學基金委員會和科技部的科研資助下，中國科學院生態環境研究中心開展了“兩蟲”檢測設備的研發。

　　從2008年開始，在國家水專項的支持下，中國科學院生態環境研究中心開始了全國大范圍的連續水質調查，涵蓋我國長江、黃河等七大主要流域，以及西南、浙閩、西北等13個小流域重要斷面，流域覆蓋國土面積達80%以上。調查結果顯示，我國近一半地表水水源有 “兩蟲”檢出。

　　“‘兩蟲’檢測和自動識別系統歷經了理論研究、方法開發、儀器試研、標準制定、設備迭代直至商業化的全鏈條、全過程。”安偉說，“在這個過程中，中國科學院生態環境研究中心的數十位科研人員，如楊敏、于建偉、李紅巖、張冬青、肖淑敏等，付出了諸多心血和努力。”

　　團隊歷經8年左右的時間，完成了方法學開發和全國行業驗證評估，組織開發了“兩蟲”檢測新方法——“濾膜濃縮/密度梯度分離熒光抗體法”。該方法于2018年被納入行標《城鎮供水水質標準檢驗方法》，2021年完成國標驗證，將被納入新版國標方法《生活飲用水水質標準檢驗方法》GB/T5750。

　　“該方法為我國水質調查提供了低成本、高效率的技術支撐，也為標準更新提供了基礎數據，同時科研團隊也在全國多個行業部門驗證了該方法的有效性。”安偉說。

　　值得一提的是，該方法還實現了儀器裝備化。其針對高濁度水，采用沉淀離心的方法，對于低濁度水，自動采用膜過濾溶解純化的方法。在樣品濃縮階段，采用微孔濾膜替代美國壟斷的囊過濾純化方法，在分離階段用Percoll—蔗糖替代磁珠，大幅降低了檢測耗材成本。樣品前處理設備還實現了多重通路創新設計，效率也有了大幅提升。

　　隨著技術的進步，“兩蟲”檢測設備也在不斷迭代更新。研究團隊還組織開發了基于人工智能技術的“兩蟲”自動識別系統，實現人工智能圖像處理自動識別代替人工肉眼識別，由此從方法到設備再到系統的“兩蟲”檢測一體化基本形成，夯實了成果市場化和應用推廣的基礎。

　　目前該成果擁有自主知識產權十余項，打破了國外技術壟斷，推動了我國高端儀器設備參與國際競爭，為我國供水安全保障中的“兩蟲”防控提供了重要支撐。

　　“概念驗證”提升應用

　　截至目前，“兩蟲”檢測相關設備產品已經在地市級疾控中心、供水水質監測研究所、第三方檢測公司以及相關科研院所等單位得到應用，受到用戶的好評及肯定。

　　2022年我國發布了新版飲用水國標GB 5749-2022，進一步提升了飲用水檢測標準。因此，“兩蟲”檢測自動識別系統將迎來巨大的市場，能為國家節省上億元外匯，還將大幅降低用戶綜合使用成本。

　　而在進一步的研究和推廣中，安偉發現，相比儀器的利潤空間，“兩蟲”檢測儀器配套耗材的利潤空間更高，前景更加廣闊。

　　此前，安偉參加了中科智匯工場與中國科學院相關研究所組織舉辦的“概念驗證創新大賽”，并以優異的成績獲得了“CAS概念驗證計劃”的支持。安偉希望在“CAS概念驗證計劃”的支持下，在“兩蟲”檢測儀器耗材方面能有更大、更快的突破。

　　據了解，為推動具有市場潛力的基礎研究從實驗室走向市場應用，減少基礎研究成果轉化的風險和不確定性，中國科學院科技創新發展中心與北京市海淀區政府聯合打造了“CAS概念驗證中心”，并實施“CAS概念驗證計劃”，以挖掘和釋放中國科學院科研院所的研發優勢，讓科研成果走出高墻大院。

　　科技成果轉化過程中，會面臨“達爾文死海”“最后一公里”等問題，但成果轉化走好“第一公里”同樣重要。“CAS概念驗證計劃”就是為科研人員在科研前端提供指導，減少研究成果轉化的不確定性。

　　中科智匯工場總經理柳海永表示，“CAS概念驗證計劃”是全新的組織模式，將通過提供種子資金、商業顧問、創業教育、產業資源對接、投融資服務、孵化空間等服務，對早期項目進行篩選和扶持，支持和培育一批早期項目從實驗室走向市場。

　　多年的實踐讓安偉意識到，把技術成果轉化好，是一件很有挑戰的事情。“經過多年積累，中國科學院等科研單位有大量值得產業化的ZL技術和科研成果，國家相關部門及行業對科研成果產業化的支持力度越來越大，合作各方對科研成果產業化具體分歧的協調管控也越來越智慧、越來越有效，相信將有越來越多的科技成果實現產業化。”