浅谈我国生命科学仪器研发和产业化

生命科学仪器是指生物技术与生命科学领域研发过程中需要使用的仪器设备的总称，包括分子/细胞生物学仪器、微生物检测仪器、植物/动物生理生态仪器以及其他生命科学仪器设备。纵观全球，开展生命科学研究需要的高端生命科学仪器几乎全部被发达国家垄断，虽然我国生命科学研究无论规模上还是质量上都在世界上处于较前列的地位，但是科研人员使用的科研仪器大多却是“舶来品”，研制和开发国产生命科学仪器刻不容缓。本文拟对我国生命科研仪器的研发与产业化进行初步探讨。

1 国外生命科学仪器研发现状

目前，美国、欧洲及日本在科学仪器产业规模及科技创新方面处于世界领先地位。根据《化学与工程新闻》杂志公布的2018年度全球仪器公司TOP 20 排位名单，可以清晰地看到，8 家是美国公司，7 家来自欧洲，5 家是日本公司，具体包括赛默飞世尔科技、岛津、罗氏诊断、安捷伦科技、丹纳赫、蔡司、布鲁克、梅特勒-托利多、沃特世、珀金埃尔默、Bio-Rad Laboratories、Eppendorf、Spectris、日本电子、日立高新、尼康、Illumina、赛多利斯、奥林巴斯、Tecan等制造商。Research and Markets最新的研究报告显示，2017年全球生命科学仪器市场规模为544.9 亿美元，2022年有望达到752.4亿美元，预测复合年增长率为6.7%，其中光谱仪、色谱仪、基因导入仪、蛋白质纯化系统、细胞融合仪、电泳仪、医用原子吸收光谱仪、病毒免疫荧光分析仪、层析仪、生化分析仪等生命科学仪器需求量很大。总体而言，发达国家的生命科学仪器开发具备较强的科技创新竞争力，主要表现为：一是国外科学仪器行业重视源头创新和高端设计，企业研发人员中高学历从业人员和技术支持人员占比相对较高，企业年销售额用于创新研发的费用相对充足；二是发达国家科学仪器知名企业大多与高校、研究院所、国家实验室等科研机构保持着密切合作，原始创新和成果转化能力十分强劲，知识产权产出突出，发明专利申请量和授权量远远高于国内企业；三是发达国家的金融服务机构和融资渠道较为完善，各类政策保障及创新环境良好，科学仪器企业获益匪浅。

2 我国生命科研仪器研发现状

相比于发达国家，国内生命科学仪器产业起步较晚，技术理论创新不足，配套体系尚不完善，难以与进口仪器展开市场竞争。近年来，随着国家对科技自主创新的需求不断增加，我国开始高度重视生命科学仪器的创新发展，逐步开展科学仪器设备及检测技术的自主研究开发，已具备一定的发展基础：一是各地先后出台鼓励性政策措施，引导生命科学仪器的创新发展。“十三五”生物技术创新专项规划对生命科学仪器创新研究和制造进行了顶层设计，为全面提升我国生命科学研究水平提供支撑[1]；上海市“科技创新行动计划”对接国家重大科学仪器设备开发，专项支持科学高性能色谱、光谱、质谱等重大科学仪器的研究。二是我国生命科学仪器研发已获得初步资助，国家科技计划相继启动支持了一些科学仪器的重大项目，如科技部重大科学仪器设备开发专项，以及近5年立项的国家自然科学项目中都涉及部分生命科学仪器研制的内容。虽然各级政府对我国生命科学仪器的研发资助有限，暂时不能完全满足生命科学仪器领域的研发需求，但是这些支持为该领域的前瞻性研究奠定了一定的基础。三是部分生命科学仪器领域的发展成长较快，专业人才与技术力量形成一定的储备。随着个体化医疗的蓬勃兴起，我国相继批准了国产质谱产品、基因测序仪及检测试剂盒，并先后应用到医疗系统。四是当前人工智能、大数据和生命科学融合，基因组、干细胞等许多领域的突破，生命健康产业的发展迎来前所未有的机遇。我国自行研发先进生命科学仪器有望推动我国生物技术产业与科技创新实现跨越式发展，未来有望革命性的改变我国生命科学研发的进程。

3 我国生命科学仪器研发和产业化中的差距和问题

我国生命科学仪器研发和产业化程度与国外相比存在较大差距[3]。目前，我国生命科学仪器市场尤其是先进精密仪器市场几乎被发达国家所垄断。究其原因，一是我国在世界生命科学仪器高端产品的开发上仍存在市场空缺。据统计，中国进口的光学显微镜单台平均价格远高于出口显微镜，这充分表明国内高端显微镜市场依赖于进口产品。又如至今国内没有一家企业能生产观察埃级精度蛋白质的透射式电镜，而在几十家显微镜生产企业中大部分以生产教学类显微镜为主，能生产共聚焦扫描、超分辨显微镜等高端显微镜的企业屈指可数。二是我国主要科研用户使用的高档、大型仪器设备基本依赖于进口。根据科技部重点科技条件资源历年数据显示，我国每年科研固定资产投资中，有60%的经费用于科学仪器设备进口，而这些产品主要来自美国、德国和日本等国家[4]。我国每年购买国外科学仪器设备整机的投入在400 亿元以上[3]。2017年，科技部对部分生物医学类国家重点实验室购买的大型科研仪器设备进行了统计，其总价值超过46 亿元，但国产科学仪器不足1%。另据不完全统计，目前我国三甲医院所使用的高端光学显微镜几乎都是来自德国蔡司、莱卡以及日本尼康、奥林巴斯公司的产品。三是高端生命科学仪器核心零部件供应主要分布在国外。例如，只有少数几家欧美和日本公司具备生物制药分离纯化或实验室分析检测的色谱“芯”规模化生产能力，在仅占20%的国产色谱仪器中，核心部件色谱柱大量依赖于进口，更重要的是用于分析检测和生物分离纯化的色谱“芯”材料几乎都是国外产品。

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