2024年分析測試科學獎一等獎：微納尺度分離分析及應用
完成單位：北京工業大學
完成人：汪夏燕，趙瑤瑤，張東堂，張文美，竇相南，郭子揚，常亞冉，郭廣生
成果簡介：微納尺度分離分析技術是研究超微體積、極低含量樣品特別是稀缺生物樣本的重要技術。能夠有效地分離、處理和分析少量甚至單個細胞的樣本，對于探索罕見病例、單細胞異質性以及亞細胞分析至關重要，為生物醫學研究提供深入而精確的分析工具。本項目在超微體積、極低含量樣品的操控、分離和檢測新方法研究方面取得了一系列原創性成果。自2018年以來在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Sci和Anal. Chem.等期刊發表SCI論文62篇，撰寫英文專著章節1章，獲授權歐洲發明專利1項、中國發明專利9項。成果獲國內外同領域專家的認可及肯定，對于促進微納尺度分離分析技術的發展及其應用領域的擴展具有重要價值。
創新點及科學價值：
（1）開發了玻璃微流控芯片的設計與制備新方法，實現芯片微結構的精確對準和高效預鍵合；
（2）基于微流控芯片及超窄內徑毛細管發展了納/皮流高效液相色譜分離方法，實現了低至皮飛升體積生物樣品的分離及檢測，建立單細胞/亞細胞色譜分析方法；
（3）研制了同時三視野單細胞可視化空間分辨系統，實現無標記的單細胞的多角度觀察、高空間分辨定位和精準取樣；
（4）構建了基于完整活單細胞電發射電離質譜方法的單細胞代謝組學分析新平臺，克服傳統電噴霧方法所造成的樣品稀釋和利用率受限的瓶頸，顯著提高了單細胞檢測的靈敏度。
社會經濟效益：項目團隊開發的等離子體輔助微結構對準及預鍵合技術，顯著提高了玻璃和石英芯片的鍵合成功率，簡化了制作過程并降低了風險。此方法不僅提升了芯片制備的效率和成功率，還能生產表面光滑的圓通道，適用于高壓或腐蝕性條件下的應用。成果已被蘭州大學、北京化工大學等研究團隊廣泛使用，且為中國檢驗檢疫科學研究院和北京市科學技術研究院城市安全與環境科學研究所等多個研究單位提供了技術檢測服務。
應用前景：玻璃微流控芯片在食品安全、環境監測、生物分析等領域得到了廣泛應用。該技術能在微尺度上精確控制和操作液體樣品，具備高效、精準、可實現在線檢測等優勢，對于促進相關研究和應用具有重要意義。建立的單細胞/亞細胞分析檢測方法對于深入了解細胞生理學和代謝途徑的調控機制，為個性化診療、藥物研發、生物標志物的發現提供新的思路。
