本报记者 张宣 杨易臻
科学仪器，被称为科学家的“眼睛”，不仅是认识未知世界的工具，也是科技创新的基础和重要成果。
前不久，国产科学仪器应用示范中心（材料化学）在我省成立。江苏还首次在国内采用“揭榜挂帅”方式，推进高校院所与企业加强国产科学仪器供需合作。
一系列新动作表明，我省正在自主研制国产科学仪器设备。面对高端科学仪器被“卡脖子”的局面，江苏科研人员如何破局？《科技周刊》记者进行多方探访。
大国重器，方兴未艾
科学仪器是创新实力的体现，在很大程度上决定着基础研究和新技术、新产品开发的广度与深度。因此，其也被称为“大国重器”。据不完全统计，诺贝尔自然科学类奖项中，超过60%的物理学奖、70%以上的化学奖和约90%的生理学或医学奖的研究成果，都是借助各种先进仪器完成的。
近年来，江苏作为国家重大科学仪器设备开发专项的首批试点省份之一，长期承担为全国发展探路的使命。以项目实施为牵引，江苏现已推动江苏天瑞、昆山禾信质谱、苏大维格等多家企业获得国家重大专项项目18项，项目总经费8.3亿元，其中国家专项资金3.6亿元，在科学仪器自主研发方面取得一定成效。
“但要清楚地看到，目前一些关键领域、重点行业、重大项目上，科学仪器仍然长期依赖进口。”中国科学院院士张玉奎曾公开表示，由于科学仪器研发周期长、技术壁垒高，国产科学仪器自主研发相对滞后，我国科学研究高度依赖国外的科学仪器，成为一道“卡脖子”的难题。
省大型科学仪器信息公示数据显示，江苏利用财政资金购置的50万元以上大型科学仪器设备，近6800台套来自于进口，国产设备占比仅25%。“总体来讲，江苏科学仪器行业整体起步较晚、基础薄弱，国产科学仪器主要集中在中低端市场，高端仪器研发面临较大难题，大型科学仪器国产化率低。”江苏省科技厅相关负责人坦言，科学仪器研发难度大、周期长，国产仪器在工艺、材料、系统、稳定性、可靠性上与进口仪器相比差距大，科学仪器研发从基础理论到制造工艺再到上下游产业链，都有很长的路要走。
国产替代，进程加速
经过数十年沉淀和积累，近年来我省一大批高端科学仪器装备实现了自主研制。
作为科技创新的主力军，高校一直在寻找促进科学仪器的自主研发的破局之策。今年10月份，江苏省科技资源统筹服务中心与南京理工大学成立国产科学仪器应用示范中心（材料化学）。南京理工大学国有资产与实验室管理处处长薛素林介绍，南京理工大学现有仪器设备10万余台套，学校具有良好的国产仪器设备使用基础，在50万以上设备的存量资产中，国产设备占比45%。
记者了解到，南京理工大学也有多项国产自研科学仪器已投入使用。南京理工大学研发的多模态定量相位显微镜，是全球首台“计算成像”显微镜商业化仪器，无需染色标记，能够记录活细胞实时动态图像与数据，并且采用小型化结构设计。该成果在光学顶级期刊PhotoniX上发表首篇工程化文章，拥有独立的自主知识产权，获中国光学工程学会技术发明奖一等奖。学校分析测试中心研发的三维重构透射电镜样品杆及纳米针尖制样系统，已开发了两台套商业化设备，包括360 倾转全角度视野的三维重构透射电镜样品杆和能将铁杵“削”成纳米针尖的全自动智能化制样设备。相关成果发表在Nature Communications等国际知名期刊上，也获得自主知识产权。
“我们将持续扩大国产设备的占比。”薛素林说，如此次设立的材料化学类国产科学仪器应用示范中心，学校积极与国产科学仪器企业开展合作，引进江苏鼎竑、国仪量子、厦门海恩迈等厂家的国产科学仪器。
高校之外的科研院所研发“战线”上，科学仪器国产化也在一路奋进。近日，2023年度中国仪器仪表学会科学技术奖颁奖活动在北京国家会议中心举行。中国科学院苏州医工所作为第一完成单位、史国华研究员作为第一完成人申报的“超广角单细胞分辨眼科光学成像技术与仪器”项目荣获本年度中国仪器仪表学会技术发明一等奖。项目共同完成单位包括苏州微清医疗器械有限公司、中国科学院光电技术研究所、中国标准化研究院。
“项目团队历经十余年的关键技术攻关，在眼科光学成像方法、创新模型、先进仪器方面实现了重大突破：发明了多通道、光谱成像的多模态共聚焦眼底扫描成像方法，将成像分辨率从10 m提升至 2 m，实现了视网膜最基本视觉单元‘感光细胞’的活体高分辨率成像，从而在单细胞的分辨率尺度上，实现视网膜结构信息、血氧含量与血流动力学等多参量信息的获取，将长期以来国际公认的视网膜血氧测量的管径极限从50 m突破至 26 m，达到三级毛细血管的尺度，为从单细胞与微血管尺度的形态和功能信息，表征致盲疾病的发生与发展，提供了技术基础。”史国华研究员介绍。
据介绍，该仪器先后通过了美国FDA、欧盟CE、中国CFDA的注册认证，单次成像视场达160 ，光学分辨率最高5 m，相比于国际最先进同类仪器的德国海德堡HRA产品，成像视场提高50%，分辨率提升1倍。仪器仪表学会鉴定组专家认为：项目成果主要技术指标达国际领先水平，使我国先于国际社会确立了视网膜单细胞与微血管分辨的疾病诊断体系。
揭榜挂帅，放心去闯
众所周知，科学仪器开发周期长投入大，资金难题是第一道“拦路虎”。不久前，南京航空航天大学举行2023年“揭榜挂帅”技术转移品牌活动科学仪器专场，江苏省首次在国内采用“揭榜挂帅”方式，推进高校院所与企业加强国产科学仪器供需合作。
该次活动围绕生物医药、电子信息、先进制造等领域，面向江苏省征集发布高校院所和企业关于国产科学仪器研发需求和成果超60项。博睿康科技(常州)股份有限公司、苏州纽迈分析仪器股份有限公司等进行了需求路演，总意向投入金额近7000万元。
博睿康科技(常州)股份有限公司拿出6000万元，向全社会征集数字脑电图机的相关技术。“我们希望借助智慧诊疗提升癫痫诊疗技术，比如癫痫术中脑功能区快速定位，建立癫痫脑电图数据库，研究智慧诊疗算法等。”该公司产品经理齐越告诉记者。
为了解决科学仪器研发的资金难题，江苏银行在专场活动上发布了技术“交易贷”科技金融产品升级方案，尤其是重点推出服务于国产科学仪器的“仪器贷”产品，进一步支持科学仪器国产化研发与应用，推动科学仪器向社会开放共享，有效解决科学仪器研发企业资金需求。
“大批量生产工业检测仪器对资金需求量比较大，我们非常希望得到信贷支持，助力研制准确可靠的仪器产品。”苏州纽迈分析仪器股份有限公司目前正在扩大工业检测仪器产能，公司技术部经理石志东对“仪器贷”充满了期待。
与“揭榜挂帅”技术转移品牌活动科学仪器专场活动发挥同样效能的，是两个“中心”的成立。在国产科学仪器应用示范中心（材料化学）成立之前，由江苏省科技资源统筹服务中心与中国药科大学合办的国产科学仪器试验验证中心（生物医药）先行成立。两个中心各自承担什么职能？
“国产科学仪器试验验证中心（生物医药），旨在打造集应用、验证、研发、改进及培训于一体的综合性试验平台，以验促研、以用促改，通过综合性能检验，推动关键技术攻关，提升国产科学仪器市场竞争力。”江苏省科技资源统筹服务中心副主任孙兴莲介绍，中心推动高校院所、科研机构和企业多方联动建设，集技术试验、技术验证、技术研究和技术转化为一身，促进国产科学仪器迭代更新，提升性能指标、可靠性和稳定性。
南京理工大学副校长何勇表示，材料化学国产科学仪器应用示范中心设立，将进一步推动材料化学类科学仪器国产化的研发与推广应用，同时充分发挥江苏省科技资源统筹服务平台优势，汇聚政产学研协同创新合力，从整体上提升国产科学仪器质量，助力关键科学技术领域从“跟跑”“并跑”迈向“领跑”，推动材料化学类大型科学仪器的“进口替代”。
国产科学仪器应用示范工作如何开展，将采用怎样的研发、合作新模式？“中心的国产设备将由对应机组的专业老师开放运行，一是与中心现有的进口设备进行验证比对，形成阶段性使用报告，反馈设备厂商共同改进提升，二是面向全校开放共享，通过降低测试费标准、保障机时等措施，鼓励广大师生使用国产仪器，转变传统思维，以使用促提升。”薛素林补充道。
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