汪曣:30余載質譜追夢路 天津智譜再啟航
在科學儀器和臨床質譜的雙賽道上,近年來融資不斷。成立于2021年的天津智譜儀器有限公司去年底剛完成千萬元天使輪融資,其團隊由30余年質譜研發經驗的汪曣教授掛帥。天津智譜將推出哪些競爭力的產品?未來同業界怎樣合作?近日,分析測試百科網采訪了汪曣教授,他不僅描繪了天津智譜的發展藍圖,還對產學研轉化、質譜人才培養等提出了全新思路,希望對中國所有質譜人、儀器人有啟發。
天津智譜儀器有限公司、天津大學汪曣教授
質譜研發30載 4類核心平臺
南開本科時學電子物理,主要方向是電子物理中的電真空研究,汪曣回顧到:“帶電粒子在真空中的運動是我的專業,所以我同這種運動結下了一輩子的緣。”而質譜的核心原理就是控制帶電粒子在真空中的運動。
科研的道路是曲折的,或因國內技術水平限制,或因缺乏國內政策無力開展,汪曣的質譜研究之路也幾經中斷。作為第一屆出國訪問學者,汪曣的導師曾赴德國學習飛行時間質譜技術,回國后帶領其開展飛行時間質譜研究。1989年汪曣本人從德國吉森大學進修歸來,和作為研究團隊帶頭人的導師一起在德國大眾汽車基金會支持下引入飛行時間質譜技術,并研發了中國首臺高分辨率、高靈敏度的無網反射飛行時間質譜儀,但隨后的質譜儀器研發陷入停滯。
2006年隨著王大珩院士倡導國家關注科學儀器,質譜儀器的研制才重新得到重視。十一五、十二五期間,天津大學汪曣團隊獲得了4個國家重大科學儀器開發專項、863項目的支持,分別完成了ICP-MS、PTR-MS、MALDI-TOF等質譜儀器的研發并取得了一系列重要成果。2017年,團隊與中國科學院蘇州醫工所天津國科醫工公司合作,完成醫用液相-三重四極桿質譜儀的研制,并于2021年取得醫療器械注冊證。
天津大學汪曣教授學生曾榮獲多項證書
“發展至今,團隊的特色是以中小型的臺式質譜儀為平臺的質譜研發和人才培養,已積累了 MALDI-TOF、ICP-MS、PTR-MS、LC-MS/MS四種質譜儀器的研發經驗。”汪曣總結說。
創立天津智譜
2021年,依托天津大學分析測試技術及儀器專業方向的多年質譜儀器研究制造經驗,結合在IVD領域的儀器研發經驗,汪曣帶領核心研發團隊成立天津智譜儀器有限公司,并于2022完成千萬元天使輪融資,今年年底前將完成PreA輪融資。
談到天津智譜汪曣表示:“現在是剛起步階段,未來將分幾步走。”首先,推出自動化前處理的試劑,主要是維生素類系列,屬于醫療器械I類證產品。其次,三重四極桿質譜儀正在取得II類醫療器械注冊證。第三步,通過與應用單位合作開發獨特市場,并同其它企業合作推廣臨床和制藥業的市場。第四步,在三重四極桿質譜基礎上,研發Q-TOF等其它高端質譜。
智譜產品的特點,是向質譜儀器一體機方向發展,解決自動控制、樣品前處理、用戶軟件的開發三大問題。具體來說,在已有技術基礎上,質譜儀器本身不需要太多工作,策略主要在兩頭,包括前端樣品前處理和整體自動控制進樣,后端的專用軟件和信息處理軟件,需完成許許多多的工作,也是智譜現階段的著力點。“質譜一體機適合中國人特點,中專水平的人也能開機測樣。” 汪曣說到,“我們兩年前提出這種思路,比如將質譜和氮氣發生器、色譜、前處理都集成在一起,實現專用化的質譜一體機。”
應用推廣有兩個層面,一是合作推廣,一是自主推廣。在醫療領域,智譜一年內將取得醫療器械II類證,取證后將通過試劑類的合作伙伴推廣。在制藥業,將通過液相色譜類企業的合作伙伴推廣。智譜正在推其它領域的應用,比如在食品、紡織品、畜牧、飼料等行業,已開展合作試用,合作者用智譜的三重四極桿LC-MS/MS來解決實際應用中的問題,如糧食中毒素、食品中添加劑等分析。
不忘初心 排除萬難
談到創業初心汪曣說:“我在給學生講授質譜的課上講過一句話:5年后,在咱們國家的實驗室桌面上,能夠有我們研制的儀器。”回顧創辦天津智譜的初心,汪曣說道,“但5年后,我對我的學生說,這句話沒有實現,可能還需要5年。后來我的學生畢業后研制出質譜儀器時告訴我說:您的愿望實現了,現在實驗室可以用我們研制的質譜儀了。所以我們培養出來的學生,就懷有這樣的抱負,這樣的熱愛。”
創業的另一個契機是,天津大學的一位領導曾講過:要支持學生創業,創出自己的產品和企業。此后汪曣的團隊開始支持學生創業,并成為天津團市委創業的模范。碩士博士們形成了一個小的創業團隊,首先注冊了一個為IVD企業配套的儀器企業,解決團隊日常運轉的需要。企業發展5、6年后,質譜在全國掀起熱潮,團隊決定成立獨立的質譜公司。難以割舍的專業情愫,將團隊擰成一股繩,下決心要造中國人自己的質譜儀器。此后趕上了4個國家級項目的大力支持,現成為資本關注的焦點。汪曣感慨道:“創業建立在原有對質譜的情懷和專業的基礎上,整個歷程中克服了很多困難,經歷了發展過程的跌宕起伏,但我們幸運地趕上了好時代,一個是國家項目的大力支持,另一個是資本的關注。”
回顧經歷的困難汪曣談到三點:
首先來自于評價體系。這些年團隊遇到的最大困難來自于評價體系,原有的評價體系有單純考慮原始創新的傾向。嚴格來講,搞應用型產品,沒有實質性的學術創新,如果非要標榜創新,就改變了對創新的定義。比如在人才培養中,工程碩士論文要送外審,審評人對這種工程碩士的意義不一定很清楚,經常要批注上創新不足。汪曣舉例說:“有的研究生參與蘇州醫工所項目,完成整個三重四極桿質譜儀器的圖紙就憑這個足夠他工程碩士畢業!但評審難以給予充分肯定。這種評價體系的問題始終籠罩在我們周圍,這是我們需要克服的困難。應該看到我們還在追趕國外的儀器的事實,在這樣的領域消化掌握先進技術是重點。”
第二個困難是,支持深層次、大規模研究的資金依然不足。當前預算僅能支持基本研究、基本樣機的物料費;但要開展大規模的深入研究,花出去的錢不在乎年底收益的話,這樣的資金我們還遠遠達不到。“其實我們盼著有這類資金,才可能做出高水平、高質量的產品,而當前僅能緊緊張張地消化吸收,急急忙忙推出的儀器還遠未成熟。”
第三個困難是,在研發的過程中,始終感覺自身能力的不足,無論是理論上的鉆研,還是教育的方式,都還在探索過程中。“我需要學習的東西還很多,所以這些年始終在不斷地更新知識儲備,跟上工作發展的需要。”30余年質譜研發經驗的汪曣仍如是說,“這不是簡單的一個自我剖析,整個行業其實都有這個問題,比如人才問題,具有質譜儀器研發的專業人才極其匱乏;在培養學生時,感覺老師水平、學生水平都不足,學生量也不充足,這些都難以滿足當前質譜行業快速發展的要求。”
雖然三大困難當前,但發展就是在不斷地克服這些困難。“首先,研究生順利畢業了,只是遇到上述難點時我們還想博弈一下。其次,即使資金投入不夠,我們仍在努力。第三,這幾年的知識也在不斷地更新,因為產學研結合的好處之一就是有研究生,有研究課題。如果只辦企業,不可能有這么多人每人讀幾十篇乃至上百篇國內外同一個領域的文獻。無論哪個學生出去,他們對該領域的歷史傳承和技術進展都了然于胸,企業感覺非常有用。“汪曣說到此非常自豪。團隊為國內質譜行業培養了眾多高水平人才,每年有4-5個博士生碩士生畢業,輸送到國內各質譜行業并發揮重要作用,如杭州譜育、蘇州醫工所天津國科醫工、重慶中元匯吉在廈門的公司等。”這是我們這種產學研團隊的一大特點,可進行高水平人才的輸出。“汪曣說,“他們還參加國內的創新創業競賽,并不斷取得優良的成績。”
質譜的作用、發展趨勢和質量研究
談到質譜的重要性和發展趨勢,投身于質譜研發30余年的汪曣有如下感悟:
首先,質譜儀器是科學儀器的高端設備,應用非常廣泛;隨著科學技術發展,越來越深入到物質層次來解決人類生產、生活中的問題時,就離不開質譜表征的手段。石化、環保、食品、制藥、醫療、材料等各行業,只要涉及到物質成分,涉及到物質的結構,都離不開質譜,因為質譜是從分子、離子的層面來認識研究客觀世界。在發展到生命科學的新階段后同樣離不開質譜,對蛋白的表達,細胞及其亞結構的研究方面,質譜也展現出巨大的推動作用。質譜最近獲得的Nobel獎也體現在生命科學中的應用。
質譜未來的增長趨勢,在科研領域將向更微小的尺度進軍,對單顆粒、單細胞、蛋白進行更深入的表征,以及可視化的表征(質譜成像)。在中國的質譜制造業,更多將關注解決應用當中的實際問題,比如健康領域的應用中,更關注樣品前處理及樣品檢測全系統的自動化。質譜儀器理論、制造本身的發展,近年來熱點聚焦在離子源即電離方法的探索上。
質譜近年來投融資很熱,汪曣也分享了自己的看法:“近兩年的資本投入多是醫用檢測,我有不同的看法。醫用質譜檢測市場我國還是空白,這很需要;但是搞質譜的人千萬別忘記其它市場,因為質譜的起家是材料、食品、環境等領域。現在只關心醫用,其實質譜的生命力在許多領域,要真正地做好質譜,應把很多領域的應用都要做好。從國外成熟的大公司看,沒有一家是專做醫用的;都是全面、通用的實驗室儀器。質譜本來是高端通用的實驗室儀器,現在要一方面做成專用的醫用檢測儀器,同時也別忘了質譜適用于各個領域的通用性。這是我最近對資本熱的一點看法,期望的偏差可能會帶來投資的失敗。”
汪曣談到中國和國外儀器的差距時說:現在不在于幾個表征儀器的極限指標,做到這些極限指標不等于是一臺商品化、成熟的儀器。質譜儀器的高端通用性,更體現了這一點。雖然能做到幾個指標,但其全面的可靠、耐用、實用水平,國內外儀器的差距還很大。客戶不會跟著你追溯那些指標,比如驗收的指標,鑒定會的指標,交付產品的指標;客戶要的是好用。一位天津大學走出去的學生,現天津醫專教授徐亮說,他在國外用某品牌液相色譜多年前做的數據,最近在國內用這個品牌更新幾代后的儀器再做樣,數據可以一模一樣。中國哪家的質譜儀器能做到?怎么解決這個問題呢?只靠盡量采購國產儀器政策不能解決根本問題。
“解決上述問題必須注重兩個方面。“汪曣表示。一方面要加強可靠性、重復性的科學研究。我國雖有質量管理體系,但已有的質量管理體系側重生產過程,不能挖掘出質量不可靠的科學技術問題,只有對此方面也開展深入透徹的研究,質量才有保障,這需要有國家的引導性支持“以研制質譜為例,第一輪造質譜,是消化吸收,研究的是指標層面,指標達到后要研究決定質量可靠性更深層次的科學技術問題,比如溫度、電源穩定性、氣壓波動等影響;搞清楚質譜如此復雜的系統中,哪些因素重要,哪些不重要,才能有效控制因素制造出好儀器。”
“另一方面,我特別希望資本對上述方面有深刻的認識和長期的準備。“汪曣說到,” 哪個資本可以踏踏實實地投,使團隊認真研制高水平的科學儀器、高水平的質譜儀、經得起考驗的產品?當前很多資本準備不足,投資就要馬上研制成功,立即見效;有人甚至認為質譜就是通過簡單的技術組合就能拿出好產品。很好的產品,需要更大的投入、更長時間的積累、下更大的功夫才能完成。包括我們創業人員的預算中,也沒做出相應的預算,比如物料費的三倍是科研費,這樣的預算解決不了質量的高水平。
國外儀器的高水平不僅體現在指標高,還有質量高;國內企業現在能做到指標高,還做不到質量高,這就是大家還不愿主動使用國產儀器的原因。僅靠國家出臺政策支持國產儀器不可取,即使把進口都封住,國內不下到這種工夫仍然解決不了問題。
“因此在當前企業中,我自己的定位就是搜集保證質量的科學技術問題,”汪曣表示,“一旦有投入,團隊即在這些方面加大力度,做細致的科學實驗,摸索每一個參量對保證質量的影響。我有決心開展上述方面的工作,只有這樣才能從根本上解決質量問題。提升質譜儀器的質量水平,可以用慢辦法積累幾十年,也可以用快辦法主動研究。”
科學儀器發展的長遠規劃
關于科學儀器研制,汪曣談到了幾點:首先,需開設分析儀器/科學儀器類專業。回顧往事,天津大學的分析儀器專業辦了十年后,隨國家專業目錄調整后消失。其實,科學儀有兩大類:測量儀器和分析儀器,前者不涉及物質成分,后者介入到物質成分的分析。現代科學,只靠簡單的物理量測量是不行的,需要開展物質成分分析。目前清華大學、天津大學的精密儀器類專業,都關注分析儀器的專業方向,開展分析儀器的研究。這方面的人才需要分析化學、生物學的基礎,再加上光機電算的儀器制造能力。
其次,在人才培養方面,需要研究生階段的專門課題研究,才能培養出企業需求的人才,這也是掌握質譜儀器技術本身的客觀要求。國家的非全日制碩士是一個很好的模式:既在企業做實際課題,又能夠在學校開展理論研究并拿到學位,符合企業需求也符合人的發展,更符合科學儀器本身需求。“從我這幾年的實踐看,非全日制研究生是一個很好的模式,國家應該大力倡導。“汪曣建議。
第三,產學研的新思路。科研轉化難是眾所周知的問題,而汪曣團隊已支持了兩個企業完成產品化,訣竅就是:一體化。“我們吃住一體,項目也是一個,不是我有我的項目企業有企業的項目,比如我們和醫工所的三年一體化合作,醫工所和我的任務都是完成三重四極桿項目。”汪曣說,“從老師的科研成果到企業的產品,中間還有很長的路要走,大家必須強綁定一起走,才能完成一個很好的成果到產品的轉化。”
在學校做過管理工作的汪曣,曾看到很多現象:簡單的專利轉化,沒有中間過程載體和支持,最后形成糾紛。國家把注意力放在調動老師成果轉化的積極性,調整政策,讓知識分子能夠從中獲取收益,這完全是需要的,同時國家還應拿出引導資金,引導科學家和企業家們來共同完成轉化的過程。現在大家正在嘗試研究人員和他們培養出來的人自己辦企業。自己研究的成果繼續產品化,獲得融資,這樣的模式可能更容易成功。“因此過去的專利轉化模式如今可以休矣。”汪曣認為,“專利并不能保證成熟的產品,專利只是保護利益。企業的投入不僅要買技術,還應注重買時間、智力和人力。
國產質譜面臨的挑戰和機遇
汪曣認為:國產質譜面臨著前所未有的機遇。首先,在國家重大儀器專項、863等幾大長期項目的支持下,我國對高端科學儀器投資的資本力量也已形成,這是國家發展的結果。其次,質譜除了應用于傳統的環境、食品、材料、石化,當前產生了極其有吸引力的領域:生命科學和醫藥健康,新的領域焦點也為中國質譜儀器的發展帶來了前所未有的機遇。下一步發展,需要進一步提高質量,既要做好傳統領域,也要做好新的領域。
與此同時,產業鏈的建設仍然是困難,國家也在下功夫探索。就質譜儀器而言,電子學可以自己做;但真空泵、檢測器是難題,機加工(如四極桿)能做,但實際上也存在困難,因為超高精密度的加工要求很高,小批量無法支持上游加工企業的良性循環,我們的質譜儀器零部件加工企業還很難像國外的配套企業面向全球的市場。現在的質譜儀器企業在走兩條路,有的是完全自己配套,有的在外建一個分部,在國外采購來解決配套。智譜現在采用的辦法,是培育合作伙伴企業,對其業務有一定保障,但終究還是個難點。當前的資本都投入在總裝儀器企業,對核心部件配套投入不夠。
關于如何讓客戶選擇國產質譜的問題,汪曣表示:"解決這個問題需要質譜儀器人自己,這種責任必須我們自己承擔,不要推給國家,也不要推給用戶。我們必須自立自強,下功夫搞技術和產品研究。我從事過教育,深知需要下功夫去培養人,讓每一代人接好班,一代更比一代強。再堅持5-10年,中國質譜儀器的面貌還會有更大的改觀。特別高興地看到,國內質譜制造領域的企業家、創業者們很團結,大家經常一起交流、互相支持。在國產質譜發展的初級階段,乃至相當長的一個歷史時期內,我們都必須抱團來發展中國的質譜事業。禾信的周振董事長也講過類似的觀點,他認為中國不是只需要一兩個質譜企業,要十幾個質譜企業共同發展。即使到了競爭階段,大家仍然可以在市場機制下開展很好的合作,共同促進質譜事業的發展。當然,就投資方面而言,企業需要和投資方更深入的合作,需要更慎重的考慮,然后仔細研究,使企業行為符合市場的運作規律。
具體到企業合作層面,汪曣認為:在合作方面的確需要有很多方面的處理,比如企業的核心機密技術,都會受到尊重,需注重對專有技術的保護;但在通用技術層面上要強調合作。“如果不是這樣的話,我就當不了一個老師。我要把所有的通用技術和知識傳授給學生,并讓他們在自己的工作當中去發揮和使用。但是我們已經形成的專有技術及核心創新,就要注重保護,我現在也建議我們企業把握上述原則,和全國同行開展有效的合作。在此過程中,主要是需得到資本方的認同和理解。”
從一體機到質譜產品系列
最后,汪曣談到天津智譜的發展規劃時說:5年內完成質譜的一體機,即樣品前處理和整體自動化程度、用戶的體驗、專用的軟件都達到預期。更長遠的目標,是和業內企業有更大的結合,形成賽默飛、SCIEX等類似企業,這是更長遠的目標和抱負。這個抱負的內涵是:質譜產品形成系列化。瞄準國際上的最高水平,是天津智譜下一個5年發展的目標。
天津大學汪曣教授(左二)與分析測試百科網總經理卞利萍(右二)合影
人物介紹:
汪曣,天津大學精密儀器與光電子工程學院教授,博士研究生導師。曾任天津大學設備處處長、天津大學黨委副書記、紀委書記等職。曾兼職天津市高等學校實驗室研究會副理事長和全國高等學校實驗室研究會常務理事等,現任天津市分析測試協會理事長。1982年2月畢業于南開大學電子物理專業,獲理學學士學位。1982年2月至1984年9月在南京工學院(現東南大學)電子研究所任教。1984年9月至今在天津大學任教,其間,1993年獲測試計量技術及儀器專業工學碩士學位;兩次赴德國Giessen大學物理研究所作訪問學者,從事合作研究。在德國Giessen大學物理研究所Wollnik教授的團隊指導支持下,研制成功國內第一臺高分辨飛行時間質譜儀;與中國科學院蘇州醫工所天津國科醫工公司合作,完成醫用液相-三重四極桿質譜儀的研制,取得醫療器械注冊證等。汪曣也與復旦大學、禾信質譜、北分集團、鋼研納克、毅新博創等單位合作質譜研究開發,并為質譜領域培養了一批優秀的人才。
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