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争分夺秒,东华理工为战“疫”提供“硬核”支撑

大学生传媒中心 东华理工大学 2022-07-15



在这场与新型冠状病毒争夺生命的战“疫”中
东华理工大学迅速部署启动新冠肺炎应急科研项目
围绕疫情检测技术 药物和防治技术研发等方面
集中学校优势兵打响科研攻坚战
瞄准当前疫情防控中亟需解决的关键问题
开展科技攻关 取得了阶段性成果















无痛无创 无需任何样品预处理单个样本检测仅需3分钟构建有效方剂中药材“指纹”图谱陈焕文教授团队和李福生教授团队充分利用学校优势学科和国家级重点实验室平台发挥技术优势为战“疫”持续注入科技力量





EESI-MS技术再显神通

研发新冠肺炎快速检测手段






陈焕文教授团队研制的新冠肺炎呼气检测装备


日前,学校陈焕文教授团队承担江西省新冠病毒感染的肺炎疫情应急科技攻关项目“新型冠状病毒肺炎呼气质谱检测方法及装备的研发与应用”的攻关,昼夜奋战研制出新冠肺炎快速检测手段。


“病毒检测是新冠肺炎疫情防控的关键一环。病毒检测速度的快慢,直接影响着隔离、诊断、救治等一系列工作的效率。”校党委书记柳和生介绍,“学校陈焕文教授团队危难之时显担当,争分夺秒地把实验室搬上抗疫第一线,研发出新冠肺炎快速检测新成果,为疫情的科学防控和发展预测提供有力的科技支撑。”


早在2007年,陈焕文就发明了一项跻身世界前沿的直接质谱分析新技术——电喷雾萃取电离质谱技术(EESI-MS)。无需任何样品预处理,该技术能对液体、气体、固体、胶体等各种实际样品实现实时在线的直接质谱分析,特别适合对人类呼出气体中所携带的痕量生物化学物质进行“指纹”鉴定,实现人类呼出气体的直接质谱分析。


利用这一独特的直接质谱分析技术,病人无需像血液检测那样针刺采血、送样并等候几天才能获得结果,而只要呼口气进行直接质谱分析,就能快速准确地诊断包括高血糖、低血糖等在内的一些疾病,既无痛无创,也简单方便。


这种“呼气查疾病”的方法极大简化了疾病检查过程,也用严谨的现代分析技术有力地从客观上证明了中医闻诊的物质基础和科学性。受此启发,EESI-MS也系统地应用于现代医学不同临床样品的直接质谱分析,并因临床样品直接质谱分析方面的创新成果而获得2018年度江西省自然科学一等奖。近年来,在中国中医科学院等国家队的指导帮助下,EESI-MS已深入用于阐释中医药理论的科学内涵,包括中医推拿、中药鉴定、中药煎煮反应机理发现等方面,分别为中医药的现代化和国际化提供了新的研究手段和新的沟通桥梁。面对此次疫情,陈焕文科研团队与南昌大学第一附属医院主动请缨,依托中国计量科学研究院数据中心、东华理工大学江西省精密仪器制造工程技术研究中心、恒烑科技公司等单位在质谱精准医疗、大数据智能处理、高通量快速筛查和新型冠状病毒肺炎治疗方面的优势和经验,迅速开展联合科研攻关。团队参照P3实验室负压隔离技术规范,自行设计、加工并研制了集呼气质谱检测、负压舱隔离及多重技术消杀防护于一体的移动式、全天候、多场合新冠病毒肺炎呼气质谱快检装备,创建了新冠肺炎样本直接质谱分析方法和智能数据处理软件,发明了针对重症患者进行呼气采集和炎性因子固定的专用装置。


据最新进展,通过近300例临床实际样品(含咽拭子、呼气瓶样品等)分析,该装备跟核酸检测对比准确率在89.7~95.2%之间,单个样品检测速度三分钟左右,若顺利通过国家相关部门申报认证许可,有望投入医院、车站、码头、机场等人口密集场所使用。下一阶段,团队将继续进行数据挖掘分析和仪器优化改进,为江西省乃至全国的新冠肺炎的防控提供快速、精准的新检测手段。


“应急攻关时间短、任务重、人员少、保障难”,团队成员于涛博士坦言在疫情初期大家也心有恐惧,“陈焕文教授帮助我们缓解紧张情绪,还率先垂范独自进入隔离病区进行检验和比对试验工作,把直面病毒的风险留给自己,让团队其他成员进行试剂准备和数据分析等低风险工作”。“面对来势汹汹疫情,实验室就是我们的战场,迅速投身攻关就是我们的担当!战‘疫’号角一吹响,我们高校科研人员必须把全部科研精力投入到最紧迫的疫情防控攻关任务上来,这是我们义不容辞的责任。”陈焕文说。






研究药材“指纹”图谱

跑出中药战“疫”加速度







李福生工作照


迅速开展针对疫情防治的中药饮片性状客观检验、有效方剂筛查、建立有效药方大数据库……在这场与病毒争夺生命的“战疫”中,学校“基于X荧光和近红外光谱的多源信息融合新冠肺炎中药饮片质量管控及有效方剂筛查系统研究”项目团队与时间赛跑,跑出了战“疫”加速度,以智慧新途径助力中医药发挥疫情防控主力军作用。


项目负责人李福生教授是辐射测量领域入选的国家高层次人才,深耕X射线荧光仪器设备开发及制造多年,有着丰富的科学检测仪器研制与产业化经验。他成功研制出一系列光谱仪产品(如:XRF、近红外、拉曼光谱等),用于对铀矿品位、石油储层含油量等地质行业的勘探,后推广到土壤污染检测、农产品农药施用微量记录、工业品产品材料优劣分析等众多行业,在相关科研与产业化领域处于国内领先、国际先进水平。2019年8月起,团队将X射线荧光光谱和近红外光谱这两种快速检测手段结合起来,通过多源信息融合实现智能检测中药的技术,绘制出包括表征、产地、性状等在内的中药“指纹”图谱,帮每味药材“验明正身”,实现中药饮片生产的信息化管理和饮片质量的智能化检测,促进道地药材品质保障与标准化、生态种植及基地建设。


就在这项技术即将进入工业实验阶段之时,突如其来的疫情爆发了。为了让抗疫有良“方”,李福生教授团队迅速反应,在梳理现有科研基础和科技成果基础上特别推出关于新冠肺炎疫情有效方剂的中药识别。目前,针对国家中医药管理局公布的有效方剂筛选,团队已经建立了包括枳壳、荆芥、茵陈、香薷草、蔓荆子、香附在内的十几种道地药材的“指纹”图谱,接下来将构建方剂中余下全部江西产道地药材的“指纹”图谱。


为解决抗击疫情面临的关键及紧迫性问题,团队还将利用互联网+仪器科学、AI+检测技术,进一步研究基于人工智能技术构建区域协同救治物联网大数据平台和APP,该平台建成后有利于整合区域内有效医疗资源,跨机构、跨部门协同工作,关键救治信息实时上传及无遗漏交接,做到全程质量控制;最终实现优化医疗资源利用、提升协同工作效率、防止二次感染和传播、降低死亡率、节约医保开支等目标。近日,江西省中医药管理局下达中医药防治新冠肺炎研究应急专项项目,李福生教授的项目名列其中,学校成为被立项单位中唯一的非医学类高校。


实验室就是战场,攻关就是打仗。作为联合攻关团队负责人,李福生还将继续带领江西省中医药研究院、抚州中科大成创新发展投资管理有限公司参与机构加速奔跑在“与时间赛跑”的路上。“学校将继续汇聚科研力量,持续发力推进科研攻关,为人民群众的身体健康和生命安全保驾护航,在这场与病毒争夺生命的战“疫”中贡献高校科研力量。”校长孙占学说。



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ECUT


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文/朱天星

图文编辑/梁志超

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