华仪宁创：突破直接电离质谱技术，开发精准医疗、食品安全、公共安全多场景质谱仪

2015年，《中华人民共和国促进科技成果转化法》新修订并发布实施，鼓励大学、科研院所教师通过创新创业进行科研成果转化。同年，宁波大学第一家按新《成果转化法》实施的科研成果转化企业——宁波华仪宁创智能科技有限公司（以下简称“华仪宁创”）创办于宁波市鄞州区。

“质谱仪是一种高精尖科学仪器，被誉为‘分析技术仪器领域皇冠上的明珠’，其水平能够体现一个国家科技发展水平和高端制造水平。但这些年来，我国自主研发的高端质谱仪器却是短板。基于这样的考虑，我们创办了华仪宁创——‘中华仪器，宁波创造。’”华仪宁创CEO闻路红说。

创办以来，华仪宁创依托15项国家、地方等重大科技项目，面向公共安全、食品药品安全、精准医学等市场应用领域已成功开发出18款仪器设备，包含质谱仪6款。可以说，华仪宁创在研发自主知识产权质谱仪领域已经真正走在了前列。

2006年，闻路红博士加入还是初创期的聚光科技公司，此后6年，闻路红从研发部经理做到总监，经历了这家创业企业从小到大、成为行业龙头企业到上市的全过程。

刚加入聚光科技没多久，闻路红在参加一个国内科学仪器高峰论坛之时，第一次接触到高精尖设备质谱仪，“后来公司安排我牵头对国内外质谱技术和质谱仪开展系统性的调研，当年几乎拜访了当时国内所有做质谱仪的团队，结识了很多国内外质谱专家，也从此与质谱仪结缘。”闻路红说。

从2006年到如今，闻路红已经在质谱仪这条路上深耕超过15年，成长为国内质谱仪器研发的中坚力量，但这条路却不是一开始就选定的。

时间回到1999年，闻路红刚刚考入中国科学院上海技术物理研究所，成为陈桂林院士的学生，接连攻读光学工程和物理电子学的硕博学位。2004年，去看得更远的地方是那时候大部分毕业生们的梦想，刚毕业的闻路红也不例外。他踌躇满志地加入了当时被称为“芯片巨人”的外资企业S3 Graphics，期间造访处于“黄金发展期”的美国硅谷。

从芯片转向仪器设备研发，离不开闻路红在攻读硕博期间打下的基础。“也是受到导师的激励，去外面的世界转了一圈之后，最终还是希望回到自己最擅长、也最感兴趣的仪器领域做自主创新研发。”闻路红说。

2011年，聚光科技登录深圳证券交易所创业板，闻路红站在安稳前行和探索未知的十字路口。他敏锐地意识到，面向未来，国家会更支持创新创业，与生命健康、安全相关的检测仪器会有更大的创业机会。2012年，聚光科技上市一年后闻路红毅然离职，踏上牵头创业的全新征途。

创业从来都是一件高风险的事情，仅靠个人或小平台的力量远远不够，积极谋求与大院大所的深度合作，是创新创业的一种良好的发展路径和成功模式。“首先是背靠大院大所拥有良好的人才引进平台；其次是创业初期学校能提供良好的资源平台及科研条件，并能够源源不断为企业提供人才、经费和资源支持。”闻路红说。

恰逢此时，由于我国科研成果转化效率低、转化实力弱的实际情况，在国家的倡导和各地政府的大力支持下，一批高等技术研究院/先进技术研究院在全国各高校先后成立。在宁波市政府的支持下，宁波大学也迅速成立宁波大学高等技术研究院，闻路红便以学术带头人的身份加入并牵头组建“科学仪器创新团队”，这就是华仪宁创早期创新创业团队雏形。

这个创新团队依托宁波大学快速吸引了国内外一批顶尖的仪器创新人才加入，包括国家引才计划专家、宁波市领军拔尖人才及一批超过10年质谱仪经验的专家，同时聘请陈桂林、陈洪渊、张新荣等多位院士和知名教授担任顾问专家。在闻路红看来，“要攻克掌握质谱仪器的核心技术，关键还在人。”打造一支一流水平、具有国际竞争力的质谱仪创新团队是他从一开始就明确的思路。

2015年，国家新《成果转化法》修订并实施，鼓励大学、科研院所教师通过创新创业进行科研成果转化。值此机会，宁波大学第一家科研成果转化企业——华仪宁创乘势而生。

作为称量离子质量的高精尖仪器，质谱仪以灵敏度高、分辨率高、分析范围广等特点，广泛应用于公共安全、医疗诊断、食品安全及药物研发等众多领域。长期以来，我国质谱仪依赖进口，缺乏原创性质谱技术是国产质谱仪落后的一个重要原因。

“真正的创新，要从技术路线出发，实现从0到1。”闻路红说。在这样的理念指导下，华仪宁创从成立之初就瞄准一种新型质谱技术——直接电离质谱技术，开展原创直接电离质谱研究。“当时国际知名质谱企业尚未‘入局’，如果在这条新赛道上早起步、早布局，就有可能实现我国自主知识产权质谱仪的突破。”

此后的1500多个日日夜夜，闻路红带领团队与清华大学张新荣教授团队展开合作，研究我国具有自主知识产权的直接电离离子化技术——介质阻挡放电直接电离离子化技术（DBDI），成功研制出我国第一款直接电离质谱离子源，解决了关键核心部件“卡脖子”的难题，相关成果被鉴定为“国际首创、国际先进水平”。

国际上公认的三大敞开式大气压直接电离离子化技术包括DESI、DART和DBDI，相较于国际上已应用的DESI和DART直接电离质谱技术，DBDI因不需要化学溶剂、离子化效率更高、分子离子碎片少更适合于做现场检测便携式质谱仪离子源，特别适用研发现场快速检测质谱仪。

相比传统质谱联用技术，直接电离质谱技术具有检测速度快、检测成本低、使用门槛低等三个明显优势，特别适用于血液、尿液、毛发等生物样本中血药浓度、毒品、毒物、兴奋剂等快速筛查检验。目前，华仪宁创基于自主知识产权直接电离质谱技术已开发多款直接电离质谱仪产品。

面向吸毒人员毛发毒品筛查，华仪宁创依托“国家禁毒科技重大项目”，突破了灵敏度、抗污染和解谱算法等技术难题，研制了国际上灵敏度最高的便携式毛发毒品筛查质谱仪，符合公安部毛发样本毒品筛查规范要求，获得警用装备认证，建立了国内最全的毒品筛查数据库，产品已在全国各地应用于批量吸毒人员筛查。

面向食品中农药、兽药、激素等化学危害因子快速筛查应用，华仪宁创依托“国家食品安全重大项目”，突破了基质干扰、样品前处理、应用方法开发等应用技术难题，研制了食品安全快速筛查专用质谱仪，已被农业、市场监管、公安食药环侦查等部门采用于食品药品安全监管中。

面向精准医疗，华仪宁创依托多项国家、省市重大科技项目，与清华大学等合作，突破超微量皮升级液滴精准控制、单细胞质谱分析全流程自动化操控、大气压环境皮升级样本超长时间稳定离子化等关键核心技术，基于直接电离质谱技术成功研制自动化单细胞质谱分析仪，实现单细胞代谢物萃取、电离、质谱分析的全流程自动化。

自动化单细胞质谱分析仪

在基因组学时代，基因测序技术是热门技术。但疾病发生发展复杂，单一组学无法解决所有问题，包括蛋白质组学、转录组学、代谢组学在内的多组学成为精准医学的根基，在致病机理研究、疾病标志物与治病靶点筛选，以及早期诊断和治疗上都有着巨大的潜力。

代谢物是信号通路的终端产物，基因和蛋白层面的微小变化能够在代谢水平上得到放大，所提供的信息与生物表型更为接近。通过质谱对代谢物进行代谢分析，能够揭示群体细胞采样中被掩盖和遗漏掉的重要信息，有助于研究者或临床理解疾病的致病机制、药物的药理毒理租用及耐药情况，使疾病诊治更准确全面。

目前，围绕膀胱癌、胃癌等多种高发重大疾病诊疗需求，华仪宁创已与国内多家知名医院科室团队开展临床应用研究。

机会总是留给有准备的人。利用直接电离质谱技术进行布局的华仪宁创也遇到过难关，“一开始我们也在怀疑：这个技术最终能否找到合适的应用场景？”闻路红说。

2017年，闻路红注意到国家重点研发计划“公共安全防控与应急技术装备重点专项”指南向全国挂榜提出需求：要研制现场快速筛查吸毒人员毛发、尿液、唾液等生物样本中毒品的装备，检验毒品种类要覆盖我国已发现并列管的90%以上传统和新型毒品。这张具有挑战性的榜，最终由华仪宁创揭下。

几年的攻关研究终于找到第一个适合直接电离质谱仪的应用场景。

2018年，公安部正式发布推行《涉毒人员毛发样本检测规范》，华仪宁创基于直接电离质谱技术研发的毛发毒品筛查质谱仪符合公安部毛发样本毒品筛查规范要求，获得公安部警用装备认证，建立了国内最全的毒品筛查数据库，相比胶体金或实验室联用质谱技术，具有定性定量准确、能测毒品种类多、检测成本低、抗药物干扰等明显优势。

目前，该设备已成功被20多个省市应用于公职人员、征兵入伍人员、驾校学员、公交车运营车工程车司机、社康社戒人员、易感涉毒人员等多个涉毒筛查场景中，成为吸毒人员筛查最有竞争力的技术装备。

一生三，三生万物，迈出第一步的华仪宁创迅速找到解题思路。依托国家重点研发计划“国家食品安全关键技术研发专项”、公安部“双十计划”、浙江省领雁计划重大项目、宁波市揭榜挂帅重大科技项目等政府项目支持，华仪宁创先后研制出毒物检测专用质谱仪、食品安全检测专用质谱仪，以及用于精准医学场景的各类专用质谱仪。

“我们走了一条最难的质谱仪自主创新路，产品、技术和市场都需要经历从0到1的过程。直接电离质谱技术研发我们碰到很多的困难，尝试了很多次，也失败了很多次，但最后还是取得了突破，我们实现了0到1，而这也是我们的企业文化‘make impossible possible’的最佳诠释。”闻路红感慨地说。

从高校中走出来的华仪宁创，怀揣着“中华仪器宁波制造”的梦想，在高端质谱仪原创研发上持续深耕，力图用持续创新继续领航原研质谱技术。“未来，华仪宁创要把握机会，研发更多具有自主知识产权的质谱仪器，打造国内知名的质谱仪品牌和具有国际竞争力的直接电离质谱仪研制企业。”闻路红表示。