2025年中國分析測試科學獎一等獎：活體高靈敏拉曼成像分析
完成單位：上海交通大學、復旦大學、中國科學院杭州醫(yī)學研究所
完成人：肖澤宇，陸偉，方曉紅，崔凱，仇媛媛，高帥，張永明，許嬌嬌
成果簡介：
面向腫瘤精準診療國家戰(zhàn)略需求，針對惡性腫瘤異質性、侵襲性引發(fā)的早期診斷難、病灶定位不準、治療劑量難監(jiān)測等臨床核心難題，亟需活體多靶標精準成像技術。拉曼光譜成像憑借“分子指紋圖譜” 高特異性、納米級分辨率及多靶標同步成像優(yōu)勢，成為優(yōu)選方案，但小分子自發(fā)信號微弱（1000 萬個光子中僅 1 個發(fā)生拉曼散射）的瓶頸，長期制約其活體應用與臨床轉化。團隊歷經多年攻關，揭示 “堆疊誘導電荷轉移增強拉曼散射（SICTERS）” 新原理，即特定結構小分子通過有序自堆疊形成三維分子間電荷轉移，信號較傳統(tǒng)表面增強拉曼效應提升 3 個數量級，實現微小血管無創(chuàng)成像，徹底擺脫金銀基底依賴，解決其生物相容性差、難代謝的問題。成果發(fā)表于《Nature Biotechnology》并獲同期亮點介紹，被評價為 “拉曼技術活體應用及臨床轉化的重要突破”。在此基礎上，團隊發(fā)明 “病理特征響應” 模塊化遞送方法，精準組裝功能單元提升探針靶向性，拓展至術中微小病灶可視化定位、治療劑量動態(tài)監(jiān)測及分子靶標人體可視化場景。近五年在Nat Biotechnol、Chem、Sci Adv、Nat Commun、J Am Chem Soc等權威期刊發(fā)表論文 60 余篇，部分成果進入人體臨床研究，獲全國顛覆性技術創(chuàng)新大賽最高獎等，為腫瘤精準診療提供核心工具。
創(chuàng)新點及科學價值：
（1）原理創(chuàng)新：提出 “堆疊誘導電荷轉移增強拉曼散射” 新原理，顛覆傳統(tǒng)策略依賴金屬基底的范式，通過小分子自堆疊實現信號增強，避免外源性材料安全風險，為活體拉曼檢測提供全新理論基礎。
（2）方法創(chuàng)新：發(fā)明 “病理特征響應” 模塊化遞送方法，解決傳統(tǒng)拉曼探針靶向特異性有限。從腫瘤病理特征出發(fā)組裝功能單元，通過模塊化設計實現拉曼探針精確構筑及程序性遞送，為研究藥物體內作用機制提供創(chuàng)新手段，有效提升靶向效率。
（3）應用創(chuàng)新：基于原理與方法創(chuàng)新，成功拓展活體拉曼分析技術應用邊界。實現術中 0.3 毫米微小腫瘤病灶的原位可視化定位，突破傳統(tǒng)技術檢測極限；活體無創(chuàng)觀測微小血管，填補傳統(tǒng)拉曼技術活體成像空白；實時動態(tài)監(jiān)測治療劑量分布，并完成診斷分子靶標的人體可視化研究，顯著提升腫瘤手術及藥物治療精準性，為腫瘤個性化診療提供前沿解決方案。
社會經濟效益：
（1）社會效益：突破拉曼成像核心瓶頸，推動分子影像技術革新；促進多學科交叉融合，為生命科學難題提供新方案。近5年培養(yǎng)萬人科技領軍 1 人、學科帶頭人 3 人，青年人才獲多項國家級資助；團隊活躍于國際學術交流，提升我國領域話語權。
（2）經濟效益：支撐分子靶向探針的轉化，在103 例臨床受試者初步證實有效性，提供無創(chuàng)精準診斷方案，降低治療成本，為產業(yè)化及相關設備研發(fā)奠定基礎，具顯著潛在價值。
應用前景：
技術應用場景廣闊：科研領域已被國內外50 余個課題組引用，覆蓋腫瘤生物學等多學科；臨床領域探索術中導航、劑量監(jiān)測等場景，未來將拓展至多腫瘤類型。隨設備優(yōu)化，有望在科研機構、醫(yī)院規(guī)模化推廣，為精準醫(yī)療提供創(chuàng)新支撐，市場前景廣闊。
