;
我要留言收藏本网
我的位置:行业研究
联系方式
通信地址:
北京市海淀区上地东路1号盈创动力大厦E座507A
邮政编码:100085
联 系 人:李玉琛(会员/标准/朱良漪奖)、刘玉兰(信息化/科普)、 孙立桐(项目/专项研究)
联系电话:
010-58851186
传 真:010-58851687
邮 箱:info@fxxh.org.cn
官方微信公众号
我国冷冻电镜研发攻关与产业布局研究报告
来源:中国仪器仪表学会分析仪器分会2022/05/13

       为积极响应国家支持科学仪器自主创新政策,进一步了解我国冷冻电镜技术的研发瓶颈及产业薄弱环节,深入探讨发展我国冷冻电镜技术与产业的可行性及相关对策,2020年9月29日,中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国科学仪器自主创新应用示范基地及中科院生物物理研究所等联合举办了第十四期科学仪器发展高层沙龙。本期沙龙聚焦“加快冷冻电镜研发攻关与产业布局”的主题,20余位政、产、学、研、用方面的相关代表出席活动。以下是此次沙龙的纪要:



话题一:我国冷冻电镜需求现状、发展方向及竞争格局



       1.1 国内冷冻电镜平台的建设情况

       (1)建设一个高端冷冻电镜平台需要多少经费?

       采购1台300kv的高端冷冻电镜需要4000-5000万,再配齐样品前处理、制备仪器以及图像采集、存储处理系统等,大约需要近亿。以此估算,1个高端冷冻电镜平台的建设投入要超过1.2亿元。

       (2)目前我国高端冷冻电镜的装机数量有多少?

       据不完全统计,我国200kv、300kv的冷冻电镜装机量有98套,其中最高端的300kv冷冻电镜有61套。这些高端冷冻电镜设备的总值超过35亿元,分散在全国至少39家科研院校和企业。

我国高端冷冻电镜平台建设情况

       (3)我国高端冷冻电镜平台的建设进展如何?

       目前,国内有10个省市地区已建成或正在建设高端冷冻电镜平台(详见上图),建设步伐正在加快。但平台分散,而且相关技术人才稀缺,难以形成高水平的技术能力,使得平台运行成本很高。

       鉴于上述现状,业内专家建议:

       ①密切关注申请购置冷冻电镜的经费来源,加强对冷冻电镜建设计划的审查;

       ②依托冷冻电镜运行基础较好单位建立国家冷冻电镜平台,完善开放共享管理机制;

       ③建立人才激励机制,通过“边运行边培养”的方式逐步解决技术工程师缺乏问题。


       1.2 我国冷冻电镜的未来发展方向


       (1)技术方向:普适友好的100kv场发射冷冻电镜

       100kv的冷冻电镜可满足大部分的应用需求,七八百万的价格对普通实验室更友好。因此,100kv场发射冷冻电镜将会是未来发展的一个很重要的方向。

       (2)应用方向:病理诊断、工业研究

       30年前欧洲和美国的医院至少40%的病理需要通过冷冻电镜诊断,特别是疑难病的病理诊断必须通过冷冻电镜才能承认。希望这种应用能在我国县级以上医院推行普及。

       冷冻电镜在我国工业层面的发展如火如荼。随着技术的更新,未来10-15年冷冻电镜还会继续增长。我国正在推进工业转型升级,工业界需要做一些基础研究,对电镜的需求很大。

       (3)市场方向:商业化的冷冻电镜服务平台

       20年前人类第一个基因组耗费了30亿美金,今天我们只需要300美元。现在冷冻电镜的测试成本就相当于15年前的基因测序成本,冷冻电镜商业化平台会使其成本降低,效率大幅提升。


       1.3 国内冷冻电镜市场的竞争格局


       (1)进口垄断,赛默飞(FEI)“一家独大”

       早些年德国蔡司停止了透射电镜的生产销售,目前全球冷冻电镜供货商主要有美国赛默飞(FEI)和日本电子2家公司,国内市场95%以上的份额被赛默飞(FEI)占据,日本电子近两年也有一定增长。

       (2)国产空白,科研环境缺少“底层”设备

       从核心零部件、设备整机、配套设备,再到分析软件、电镜数据库,我国几乎全部依赖进口。国内电镜从业人员几千人,都是在进口设备搭建的“空中楼阁”中做研究,一旦电镜禁运,相关科研工作就得停滞。



话题二:我国研制冷冻电镜面临的挑战与问题



       2.1 从硬件到软件,技术层面的挑战


       2.2 基础研究、人才培养、政策层面的问题


       (1)真空电子学、电子光学等基础研究亟待加强

       # 真空电子学研究的是带电粒子的控制问题,电镜、离子束、X射线设备、质谱等与此相关的很多仪器研制都遇到了问题。

       # 国内电子光学相关的课题组越来越少,学术氛围很不活跃。8个镜头的电子光学系统,国内可能还未研究过。

       (2)专业人才缺失,满足不了仪器行业需求

       # 全国开设电子光学、真空绝缘、气体放电等课程的高校很少,每年毕业的研究生也就个位数,最后都去了华为、中兴等大企业,电子光学学科建设、人才培养已经不能完全满足行业和企业的需求。

       # 仪器研制,高校和科研院所的经验可能还不如企业,所以专业人才的培养单单依靠学校是不行的。

       # 高精密仪器的装配需要经验,我们缺少这些技能人才。除了进口企业的工程师,国内没有任何一个团队从头到尾地装配过透射电镜。

       (3)难点太多,项目研究能否得到持续性支持?

       # 冷冻电镜是一个系统性工程,需要攻克的技术难点太多,是5年后就结束支持,还是以5年为单位滚动支持? 

       # 国产电镜刚推出,就要面对成熟的进口产品,国家能否加大国产首台/套的政策扶持和引导力度?



话题三:我国研制冷冻电镜的可行性及对策建议



       3.1 我国电镜相关研究工作的可喜之处

       出席本次活动的参会代表给我们带来了一些我国电镜研究工作的好消息:


       中科院生物物理所与广州生物岛实验室联合研制了一套针对病理组织切片样品的高通量扫描透射电镜,并建立了一支40-50人的人才队伍。目前正在合作研制100kv场发射透射电镜,明年6月左右出成果。

       西安交通大学康永锋教授课题组在高分辨电子光学系统方面有一定技术积累,同时也在研究基于微分代数方法计算实际电子透镜的高阶像差问题,希望未来能应用到高分辨电子光学仪器或电镜中。

       水木未来(北京)科技有限公司主要是开发冷冻电镜的商业化服务平台,也有意愿参与冷冻电镜核心零部件或整机研发项目中,目前正在积极和清华工程物理系科研团队探讨和筹备。


       3.2 我国冷冻电镜攻坚破局的对策建议



 会议共识:我国研制出冷冻电镜可望可及!


       关于科学仪器发展高层沙龙:

      由中国仪器仪表学会分析仪器分会发起,通过剖析行业发展中存在的共性问题或前沿问题,为“产学研用政”搭建交流对接平台,为政府的科技决策提供参考。该活动自2012年起开始举办,每年不定期举办1-4期,迄今已成功举办15期,得到了原科技部条财司、北京市科委、企业、高校、科研院所等各界的大力支持。接下来,我们还将结合政府关注点、行业所需,不定期组织举办“科学仪器发展高层沙龙”,持续为大家提供有价值的服务与参考,敬请关注!

Copyright © 2012-2022 中国仪器仪表学会分析仪器分会版权所有 京ICP备12023239号