两虫产业化路线图：自主研发-突破垄断-国家标准-细分市场
——访朱良漪分析仪器创新奖获得者中科院生态环境中心安伟博士
2022年1月12日，备受业界关注的2021年度“朱良漪分析仪器创新奖”颁奖典礼在京隆重举行，评选出“创新成果奖”3项，“青年创新奖”4名。中国仪器仪表学会分析仪器分会与仪器信息网联合走访了“朱良漪分析仪器创新奖”获得者，倾听了解他们的获奖感受、研发过程以及今后的研究方向。
本期的采访对象是2021年度朱良漪分析仪器“创新成果奖”获得者中国科学院生态环境研究中心安伟博士。
2022年1月12日，中国科学院生态环境研究中心与北京华科仪科技股份有限公司合作开发的HK-8610两虫检测自动识别系统，荣获2021年度朱良漪分析仪器创新成果奖；作为两虫检测技术团队成员，中国科学院生态环境研究中心安伟博士，是该技术成果产业化重要推动者之一。
HK-8610两虫检测自动识别系统
仪器信息网：首先恭喜贵单位获得2021年朱良漪分析仪器创新奖“创新成果奖”，请介绍一下此次获奖的成果，以及该成果的研发背景和初衷是什么？
安伟：贾第鞭毛虫和隐孢子虫，简称“两虫”，是广泛存在的水介传播耐氯人畜共患的致病微生物。两虫指标，2006年已被纳入国标成为强制检测指标，但检测方法源自美国EPA 1623方法，主要仪器和耗材被美国企业垄断，样品检测成本高等缺点导致该指标项国标方法难以在行业大范围普及。
中国科学院生态环境研究中心，在国家水体污染控制与治理科技重大专项、国家自然科学基金等国家项目支持下，多年来持续对“两虫”检测技术进行研发，并与北京华科仪科技股份有限公司合作，围绕两虫“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”检测，以降低设备和耗材成本为目标，重点就两虫检测方法、仪器研制、自动识别等开展研发，成功推出首套基于人工智能技术的两虫检测自动识别系统；该成果拥有自主知识产权十余项，突破国外技术垄断，填补国内技术空白，为我国从源头到龙头供水安全保障中“两虫”防控提供支持，彻底解决我国饮用水两虫检测过程中检测成本高、人工识别存在主观性、设备及耗材依赖进口等诸多问题。
两虫检测技术成果获得中国科学院饮用水重点实验室评估的好评
“自主研发->突破国外垄断->纳入国家标准”
仪器信息网：成果经历了怎样的研制过程，取得了哪些里程碑式的进展，有哪些令您难忘的事件值得分享？
安伟：我们生态中心从2008年就启动两虫检测技术体系研究，一项科研成果具备产业化基础，并能成功产业化，的确非常不容易。
首先，历经8年左右的时间完成方法学开发和全国行业验证评估，组织开发出的两虫检测新方法—“滤膜浓缩/密度梯度分离荧光抗体法”，拥有完整方法发明专利，打破国外技术垄断，并先后纳入行标、国标：于2018年被纳入行标《城镇供水水质标准检验方法》CJ/T 141-2018，并于2020年完成国标验证，被纳入新版国标方法《生活饮用水水质标准检验方法》GB 5750。
我们团队在国家水专项的支持下，从2008年开始经历了三个五年计划全国大范围的连续水质调查，范围涵盖我国长江、黄河等七大主要流域，以及西南、浙闽、西北等13个小流域重要断面，流域覆盖国土面积达80%以上；调查结果发现，我国地表水水源普遍存在“两虫”，两虫的检出率超过45%；该方法为我国水质调查提供了低成本高效的技术支撑，为标准更新提供了基础数据，并同时在全国多个行业部门验证了方法的有效性。这个方法能实现大范围验证，是件很不容易的事情。
其次，实现了样品前处理方法实现仪器装备化，针对高浊度水采用沉淀离心和低浊度水采用膜过滤溶解纯化的方法，多重通路创新设计，实现替代美国垄断的囊过滤的纯化方法。这一点能大幅降低成本。
另外，组织开发基于人工智能技术的两虫自动识别系统，实现人工智能图像处理自动识别代替人工肉眼识别；基本形成了从“方法-设备-系统”的“两虫”检测一体化设备和人工智能辅助识别系统开发，具备了市场化和应用推广的前提与基础。这一点能够总算能够领先国外一步。
仪器信息网：成果实现了怎样的创新突破，解决了什么样的关键问题，面向的主要用户有哪些？
安伟：两虫检测技术成果的技术创新点主要集中在四个创新点：
创新点1：在浓缩阶段用微孔滤膜替代滤囊，在分离阶段用Percoll-蔗糖替代磁珠，大幅降低了检测耗材成本；
创新点2：针对低浊度水与高浊度水分别选用滤膜法和沉淀法以代替EPA 1623滤囊/滤芯过滤的方法，既解决了高浊度水成本问题，还提高了高浊水浓缩环节的回收率；
创新点3：依据现有国标，国际产品所需样品量为原水20L，出水100L；依据新国标，本产品所需样品量为原水10L，出水50L；样品量的大幅度降低也成功大幅降低所需成本；
创新点4：基于人工智能技术的两虫自动识别系统，实现人工智能图像处理自动识别代替人工肉眼识别；彻底解决传统分析方法的费时、效率低、依赖经验等难题，降低两虫识别门槛，提高检测效率。
另外，两虫检测产品面向的主要用户有：疾控中心、供水系统、第三方检测、环境监测、科研院所、相关水质检测/监测单位等。
中科院生态环境中心“两虫”检测科技成果实现产业化推广
仪器信息网：成果当前的产业化情况如何，取得了怎样的经济效益或社会效益，未来的市场前景如何？
安伟：截至目前，两虫检测产品已经在地市级疾控中心、供水水质监测研究所、第三方检测公司、以及相关科研院所等数十余家单位得到应用，受用户好评及肯定；而且，使用用户的应用实践证明了本项目成果产品的成熟度及可靠性。
尤其，全国疾病预防控制中心、相关主力水厂、地县级城市集中式地表水饮用水水源地、环境水质第三方检测机构等每一类细分市场的潜在目标客户群体数量都是数千家量级的，因此，两虫检测产品未来市场空间是非常庞大的；较于国外产品来看，本项目成果产品的设备成本及耗材成本均具有竞争力，尤其进口设备耗材受疫情影响，需要冷链运输，以及存在很高耗材断货的风险。在新版饮用水国标GB 5749-2022发布背景下，将具有巨大的市场潜力及应用前景，未来能为国家节省上亿元外汇，还将大幅降低用户综合使用成本，具有很高的经济价值和社会价值。
仪器信息网：围绕成果及相关技术，贵单位后续还将开展哪些创新工作？
安伟：首先，借此表达一下，这个问题是重点，我们将持续完善和改进这个技术，目前由中科院生态环境中心与北京华科仪公司共同推进的研究，在产品改进、方案优化以及相关细节技术点进一步完善升级等若干方面都将开展有效工作。
另外，可能大家也关注到了：中科院生态环境中心与北京华科仪公司的另外一项产业化成果——污水中病毒检测系统，正在顺利推进；该产品实现了高通量的污水病毒检测，可实现对污水中病毒的快速监测和预警，主要基于铝盐混凝沉淀法，结合 qPCR 检测技术，建立了一种可靠、经济、便捷的病毒富集及检测方法，现已纳入WS/T 799-2022《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》，算是两虫检测技术成功转化的另外一个“翻版或典范”。
最后，基于个人过去求学及科研工作的背景与经验，深刻感触到，经过这么多年积累，中国科学院等科研单位尚有大量值得产业化的科学仪器专利技术、科研成果，而且，国家相关部门及行业对科研成果产业化过程的支持力度越来越大，合作各方对科研成果产业化具体分歧协调管控越来越智慧、越来越有效，相信将会有越来越多的科技成果能实现很好产业化。但是，要把技术成果真的转化好是一个很有挑战的事情，也欢迎与社会各界朋友一起探讨与分享科研成果转化的经验。谢谢！
关于“朱良漪分析仪器创新奖”
朱良漪，原机械部国家仪表总局副局长、中国仪器仪表学会分析仪器分会名誉理事长，是仪器仪表和自动化控制领域最早的开拓者，影响中国仪器仪表和自动化控制行业发展的奠基人。为纪念朱良漪先生矢志不渝推动我国分析仪器事业发展的精神，以及激发企业及广大科技工作者积极投身于分析仪器的创新工作中，由中国仪器仪表学会设置、分析仪器分会承办执行了“朱良漪分析仪器创新奖”，共分为“创新成果奖”和“青年创新奖”两个奖项。 “朱良漪分析仪器创新奖”的设立不只是对朱老的怀念与敬意，更是对分析仪器创新精神的坚守与传承。自2017年举办至今，“朱良漪分析仪器创新奖”已成功颁发五届，先后有15项分析仪器创新成果、18位青年创新科学家获奖。
