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的《法醫(yī)DNA現(xiàn)場快速檢驗微全分析系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究》項目及該項目的跨學(xué)科研發(fā)團(tuán)隊榮獲“公安部科學(xué)技術(shù)獎一等獎”。該系統(tǒng)是國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)場快速檢驗芯片系統(tǒng)”，可用于車載現(xiàn)場勘查等多模態(tài)場景的法醫(yī)DNA快速檢測，為我國公安現(xiàn)場犯罪偵破增添強(qiáng)勁利器?！肮膊靠茖W(xué)技術(shù)獎”是國家部委級公安科技獎勵的最高榮譽(yù)，代表了中國公安科技的最高水平，該獎項旨在表彰在公安科學(xué)技術(shù)進(jìn)步與設(shè)計創(chuàng)新方面作出創(chuàng)造性突出貢獻(xiàn)的單位和個人。
整合多學(xué)科優(yōu)勢資源，打造國際首臺法醫(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，檢驗包括DNA提取、PCR擴(kuò)增、電泳檢測等環(huán)節(jié)，需專業(yè)人員在實驗室的不同儀器操作6-8小時完成。然而，當(dāng)前公共安全事件易發(fā)多發(fā)，面對建設(shè)更高水平的平安中國的目標(biāo)，原有技術(shù)和產(chǎn)品暴露出耗時長、步驟多、對實驗場所要求高等不足。
面對上述需求和挑戰(zhàn)，美術(shù)學(xué)院副院長趙超教授與醫(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，借助于生物醫(yī)學(xué)工程、工業(yè)設(shè)計等學(xué)科優(yōu)勢，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，經(jīng)過數(shù)年設(shè)計攻關(guān)，攻克了微全分析系統(tǒng)各個功能模塊微型化、標(biāo)準(zhǔn)化集成等一系列技術(shù)、設(shè)計、工藝難關(guān)，研制出國際上第一臺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)場快速檢驗芯片系統(tǒng)”。該系統(tǒng)設(shè)計可車載用于現(xiàn)場法醫(yī)DNA快速檢測，在2小時內(nèi)實現(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)國家和社會安全的能力。
借助于工業(yè)設(shè)計的人性化場景創(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)計適用于DNA、血卡和口腔拭子全自動檢測，實現(xiàn)全自動人性化操作，避免人為操作污染，降低了技術(shù)操作難度，可在實驗室、派出所、海關(guān)、機(jī)場、高鐵站，以及現(xiàn)場勘查車等多場景應(yīng)用。多學(xué)科的整合創(chuàng)新幫助該系統(tǒng)將DNA檢驗全過程集成于一體，具有快速、自動化、便攜化、低成本等特點，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)實驗室走向基層和現(xiàn)場。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。
該項目已獲授權(quán)發(fā)明專利7項，實用新型專利3項；發(fā)表論文26篇。項目研究團(tuán)隊通過跨學(xué)科協(xié)同攻關(guān)，實現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)計的自主化和重要裝備設(shè)計研發(fā)的國產(chǎn)化，確保國家自主健康發(fā)展。
圖、文：副院長、工業(yè)設(shè)計系教授
趙超
