学科专业评审组:医药卫生组
项目名称:斑马鱼+数字微流体+AI赋能药物筛选辨析体系构建与产业化示范
提名单位: 陕西省教育厅
提名等级:二等奖
提名单位意见: 本成果获1项国家级、7项省部级、4项国家重点实验室课题和21项校企合作项目共33项(总经费1006万)资助,历时11年,构建三大创新体系:①以“界面物理驱动的跨尺度、智能化”药物筛选新范式;②创建 “斑马鱼/活细胞/类器官+数字微流控+AI”软硬件高度集成的高通量自动化药物筛选平台,研制18种智能检测设备;③以斑马鱼为核心的 “多器官动态观测+百余种疾病模型+多维机制解析” 完整药物筛选与辨析技术体系。本成果获授权发明专利16项、实用新型专利4 项、软件著作权 1 项,发表学术论文141篇。获“陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖”、“T-MAX科创太仓国际创新创业大赛一等奖”等表彰。获批建设4个省级科技平台,孵化4家创新主体,共建专业技术平台5个;培养博士12人,硕士65人。本成果成功应用于陕西医药控股医药研究院有限公司、陕西步长制药有限公司、华芯微鱼(苏州)生物科技有限公司等合作单位,助力企业实现销售额150余亿元。本成果在原创性学术价值、技术突破与产业应用示范、人才培养和社会经济效益等方面均取得突出成绩,具备显著科技进步和社会贡献。我单位认真审阅该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,无知识产权纠纷、人员排序无争议,并按照要求,责成项目完成人所在单位及合作完成人所在单位已对该项目基本情况进行公示,未收到任何异议。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:田静
    排名:1
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第2项和第3项。指导斑马鱼高通量药物筛选平台建设,负责构建以斑马鱼为核心的“多器官动态观测+百种疾病模型+多维机制解析”完整技术评价体系,主导构建斑马鱼/活细胞/类器官模型库。建立标准化斑马鱼安全与功能评价体系,系统研究药物多维调控网络,开展百余种药物筛选,成功解析多种中药、小分子化合物分子机制与作用靶点。证明材料见附件1-1-1;1-1-6;2-1-1;2-1-5;2-1-7;2-1-8;2-1-9;2-2-2;2-2-3;2-2-5;2-2-9;2-2-10;2-2-11;2-2-12。
    曾获国家科技奖励情况:(1) 2023年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,创新驱动奖, 2/7; (2) 2023年 T-MAX‘科创太仓’国际创新创业大赛生物医药&医疗器械专场大赛决赛一等奖, 1/2; (3)第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛一等奖,7/7。
  2. 姓名:张策
    排名:2
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项和第2项。创立界面物理驱动的跨尺度生物系统重构理论,建立“物理驱动-智能增强”药物筛选新范式。开发斑马鱼/活细胞/类器官+数字微流体+AI的高通量自动化药物筛选体系,将活细胞检测微流控芯片通量提升至万级,在纳升尺度构建接近人体的生物微环境,支持细胞系、原代细胞和生物组织的高通量实验。作为核心负责人主导18种智能化检测设备开发。证明材料见附件:1-1-2;1-1-3;1-1-6;2-1-2;2-1-10;2-2-2;2-2-3;2-2-5;2-2-6;2-2-10;2-2-11;2-2-12。
    曾获国家科技奖励情况:(1) 2023年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,创新驱动奖,1/7; (2) T-MAX‘科创太仓’国际创新创业大赛生物医药&医疗器械专场大赛决赛一等奖,2/2; (3)第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛一等奖,2/7。
  3. 姓名:李晓杰
    排名:3
    行政职务:党委书记、董事长、院长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西医药控股医药研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,是省科技厅项目“现代中药产业技术集成和中试共享服务平台”的负责人,也是“陕西省‘四主体一联合’中药提取分离与制剂工艺工程技术研究中心”“陕西省中药及天然药物研发重点实验室”等省市级平台负责人,负责提供基于斑马鱼模型与数字微流体技术的药物筛选体系研究使用相关的小试实验场地、中试场地,提供了足够满足要求的相关仪器设备,并提供了充分的人员保障,以及资金、材料等必要资源,证明材料见附件:1-1-6;2-1-8;2-2-7;2-2-13;2-2-14;2-2-15;2-2-16。
    曾获国家科技奖励情况:(1)第七届中国创新挑战赛(西安)硬科技发展专题赛优秀奖,2/5;(2)2023年秦创原·沣东杯陕西省科技工作者创新创业大赛三等奖,1/6;(3)陕药集团2017-2018年度优秀科技工作者。
  4. 姓名:杨建刚
    排名:4
    行政职务:常务副院长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西医药控股医药研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,是“工业(医药)产品质量控制和技术评价实验室”等省市级平台负责人,作为省科技厅陕西省企业检验检测服务平台、中药α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选及关键技术研究、陕西特色药用植物活性开发与产业化等项目的项目负责人,均已顺利结题。为本项目提供相关陕西特色药用植物资源,完成相关实验材料的研究制备等。证明材料见附件: 1-1-6;2-1-8;2-2-7;2-2-13;2-2-14;2-2-15;2-2-16。
    曾获国家科技奖励情况:(1)省国资委系统“十一五”科技创新工作先进个人;(2)2016年获得陕西省“五一劳动奖章”;(3)2018年获得陕西省国资委“优秀共产党员”。
  5. 姓名:马久太
    排名:5
    行政职务:研发中心主任
    技术职称:主任药师
    工作单位:陕西步长制药有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,以脑心通胶囊生产环节中药粉末的辐照灭菌关键共性技术为研究对象,采用现代化的质量评价手段和模式生物研究平台,以全面提升产品质量为目标,对脑心通胶囊关键中药材黄芪等及脑心通中间体进行钴-60辐照灭菌技术研究。证明材料见附件: 2-1-6;2-1-7。
    曾获国家科技奖励情况:2006年陕西省科学技术三等奖--龙生蛭胶囊的新药研究及推广应用;2008年陕西省科学技术三等奖--养正合剂的产业化及推广应用;2010年陕西省科学技术三等奖--咳露口服液的产业化研究及推广应用;2011年咸阳市科学技术一等奖--冠心舒通胶囊的产业化研究及二次开发。
  6. 姓名:王世伟
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:教授
    工作单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,参与微生物制剂功能研究以及基于微流控技术构建微生物快速高通量智能化筛选系统。证明材料见附件:2-2-4;2-2-5;2-2-13;2-2-25。
    曾获国家科技奖励情况:第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛一等奖,1/7。
  7. 姓名:孙聃
    排名:7
    行政职务:法人
    技术职称:副教授
    工作单位:华芯微鱼(苏州)生物科技有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第2项,参与高通量斑马鱼自动化药物筛选系统的开发,负责了核心算法框架的构建与实现,该算法能够自动且精准地定量解析斑马鱼的运动行为、发育形态、心脏功能以及血流动力学等多维度的动态数据。算法的高效性和准确性极大地提升了数据处理的速度和质量,为药物筛选提供了更为可靠和快速的技术支持。参与18种用于斑马鱼/活细胞/类器官的智能化检测设备研发及硬件优化。负责设备市场推广、销售。证明材料见附件:1-1-2;1-1-3;1-1-6;2-1-3;2-2-2;2-2-4;2-2-5;2-2-6;2-2-11。
    曾获国家科技奖励情况:(1) 2023年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,创新驱动奖,3/7; (2)第九届“创客中国”江苏省中小企业创新创业大赛一等奖,5/7。
  8. 姓名:孙宇宏
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:陕西国际商贸学院
    对本项目技术创造性贡献:在本项目中利用陕西国际商贸学院“生物医药创新制药技术研究”院士专家工作站中药生物效应与质量控制重点研究室Q-Tof及QQQ多级液质联用技术平台系统对复杂中药体系脑心通胶囊辐照前后的药物物质基础的变化进行了深入研究,共鉴定出70余个脑心通主要药材原料中的特征峰,对辐照前后特征峰的变化进行了聚类分析和神经网络分析,为斑马鱼相关实验奠定了化学物质基础研究。证明材料见附件:2-1-6; 2-1-7; 2-2-9。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:麻纪斌
    排名:9
    行政职务:副院长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:陕西医药控股医药研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,参与与本项目转化、生产相关工作,产品转化过程中通过原材料采购、反应体系实验和工艺优化、验收等方面,提升了技术的性能指标;同时将这些技术成功转化为稳定、可靠、低成本的产品。负责提供开展研究的相关材料,完成试验样品制备,进行试验样品质量研究。证明材料见附件:1-1-6;2-1-8;2-2-7。
    曾获国家科技奖励情况:(1)2013年获省国资委监管企业科技创新优秀工作者;(2)2017年获陕西省劳动模范;(3)获陕药集团“十三五”改革发展有突出贡献人物。
  10. 姓名:王志浩
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:西北大学
    对本项目技术创造性贡献:主要贡献为“主要科技创新”第1项,负责构建多种斑马鱼疾病模型,利用多组学(转录组、蛋白组、代谢组)分析技术,研究药物“成分-靶点-药效”多维调控网络,阐释药物药效分子基础。证明材料见附件:2-2-2;2-2-9;2-2-10。
    曾获国家科技奖励情况:2023年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,创新驱动奖,基于数字化微流体技术的可视化生物医学实验系统,6/7。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:西北大学
    单位贡献:1、负责制定本项目的总体方案、技术路线和实施计划。 2、在科技创新方面,西北大学研究团队主导构建了以“界面物理学驱动的多尺度生物系统重构”理论为基础,突破传统技术局限, 融合微尺度流体动力学、界面张力调控机制、细胞/组织力学耦合理论,提出“界面物理驱动的跨尺度、智能化”药物筛选理论体系,并以该创新理论为指导,创新性地将斑马鱼模型与微流控技术、AI智能分析相结合,开发高通量自动化药物筛选平台,提升检测效率,降低研发成本。依托自主研发的智能化技术平台,建立以斑马鱼为核心,整合活细胞与类器官模型的“多器官动态观测—百种疾病模拟—多维机制解析”一体化药物筛选与辨析体系。 3、在技术应用推广方面,西北大学通过产学研合作将研究成果成功转化为实际生产力。与陕西步长制药单位合作开展的脑心通胶囊作用机制研究,明确了其治疗心脑血管疾病的药效物质基础和作用机制,并联合开展学术交流,先后组织系列中医药科普与行业交流活动,科普中药现代化科学价值,为成果临床转化搭建交流平台。与陕药研究院合作,开展"秦药"特色药用植物资源的研究与开发,提升了中药原料质量的标准化水平和可控性。研制的高通量智能化设备通过华芯微鱼(苏州)生物科技有限公司实现产业化。累计培养博士12名,硕士65名,有效为企业补充了技术人才,保障项目技术落地与产业发展的人才供给。

  2. 单位名称:陕西医药控股医药研究院有限公司
    单位贡献:研究院与西北大学田静教授团队坚持“优势互补、互惠互利、注重应用、共同发展”的原则,签订了合作开展“陕西斑马鱼药物筛选研究中心”平台共建相关协议。研究院充分发挥在心脑血管、代谢疾病以及肿瘤研究方向的优势,结合团队在斑马鱼模型与数字微流体等方面的自有技术,开展多项创新药筛选和开发。研究院以“陕西特色药用植物活性成分开发与产业化推广应用”等项目为依托,前期已选取陕西特色药用植物珠芽蓼、万寿菊等,充分应用斑马鱼模型与数字微流体等技术,开展珠芽蓼抗肿瘤、抗功效测评和万寿菊伤口愈合、抗氧化功效测评,后期将基于对陕西特色药用植物活性成分的深入研究,开发新产品并取得产品批件,为陕西特色药用植物产业化推广打下了牢固基础。同时通过本项目,目前已培养了3名专业人才。

  3. 单位名称:陕西步长制药有限公司
    单位贡献:步长制药的脑心通胶囊是一种纯中药专利制剂,由16味中药材(如黄芪、赤芍、丹参等)合理配伍而成,主要用于益气活血、化瘀通络,治疗心脑血管疾病如冠心病、心绞痛、脑梗死等。该产品基于赵步长教授提出的“脑心同治”理论,该理论强调心脑血管疾病的共性病理(如动脉粥样硬化、血栓形成),通过同时治疗心脑实现预防和疗效优化。自1993年上市以来,脑心通胶囊在科学研究中取得了多项成果,包括基础机制研究、临床试验、质量标准化、专利创新以及奖项认可。 步长制药与西北大学,陕西国际商贸学院共同签订三方战略合作框架协议,并与西北大学田静教授团队合作开展将斑马鱼模型的标准化安全与功能评价体系以及多维机制解析技术应用于脑心通胶囊的钴-60辐照灭菌工艺优化、药用安全性评估与药物作用机理及分子网络机制研究。研究成果对黄芪、鸡血藤等脑心通关键药材及中间体开展钴-60辐照灭菌后的毒性与安全性评价提供数据支持。同时,以斑马鱼为主要模型整合微流控技术以及多组学大数据分析为阐明脑心通胶囊在抗血栓与血液循环改善、血管保护与抗动脉粥样硬化,神经保护与脑缺血研究、心肌保护与心功能改善、毒性与安全性评价等方面提供数据理论基础,为脑心通胶囊临床价值提供科学支撑,显著增强脑心通胶囊的产品竞争力和市场认可度。

  4. 单位名称:华芯微鱼(苏州)生物科技有限公司
    单位贡献:1、华芯微鱼在本项目中聚焦高通量自动化药物检测技术研发与推广,贡献显著。 2、华芯微鱼与西北大学开展深度合作,基于“斑马鱼/活细胞/类器官+数字微流控+AI” 高度集成的高通量自动化药物筛选平台技术共同研发18种智能化检测设备,并积极推动产业转化,应用于陕西省人民医院、华东理工大学、陕西科技大学、四川大学、大连理工大学、香港大学、新疆大学及甘肃农业大学等。合同金额达 1080 万元。在人才培育领域,华芯微鱼深度参与西北大学“高校基础培养-企业需求对接”体系,开放30余个研发实习岗位,培训行业技术人员100余人次。

  5. 单位名称:陕西国际商贸学院
    单位贡献:进行脑心通胶囊原药材的和成药的质量分析及有害物质的控制研究。基于UPLC-Q-TOF/MS技术,对脑心通胶囊化学物质基础进行了系统研究,解析了辐照灭菌对脑心通胶囊药效物质基础的影响,为药物筛选体系的建立提供了支撑。完成了脑心通胶囊各味原药材的定量及定性方法的制定及质量控制研究,并对原药材及成品中重金属、农残、真菌毒素等有害物质进行了分析研究,制订了限量标准,保证脑心通胶囊产品质量。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处