加强原始创新，研发新的科学仪器
冯德荣
山东省生物传感器重点实验室，主任，研究员
山东省科学院生物研究所，名誉所长
原始创新的内容是宽泛的，从基础研究到应用科学，从自然科学到哲学社会科学，从技术研发到管理科学都存在与原始创新相关联的问题。自然界的变化和人类社会经济发展，领域这么多，都需要有人去探索，去开辟新的奚径，都需要原始创新。
不久前，中科院路甬祥院长在总结原始创新规律时提出：新的科学仪器和装置的发明也是原始创新的研发。2003年诺贝尔奖授予核磁共振理论和设备的四位发明者就是最新的例证。
在科学仪器的研发上实现原始创新，要造出原来没有的、对社会上有用的仪器设备，需要研究者有创新的欲望及想像力,还要有科学积累，并且要善于从实践中判断创新的价值(即所谓研究方向)，还需要有良好的环境条件作为支撑。
在过去二十多年中，山东省生物传感器实验室对生物传感器(Biosensor)的理论和应用作了系列的探索，并取得了多项成果。在这些成果的基础上，把生物传感器与生化分析、精密仪器及计算机技术紧密结合，将其提升为实用化的科学仪器，以仪器的形式为经济建设和科学研究服务。集成研制了许多种新的生物传感器分析系统，包括单指标的、双指标的和多指标的；离线的和在线的，半自动的与全自动的。让这些新仪器在社会实践中接受使用单位的筛选。从而使系列化的、创新性强的实用化新仪器受到社会欢迎，其阶段性成果在1997年获得了国家发明三等奖。近十多年来，在固定化酶生物传感分析仪领域上保持在国内独家生产的优势。以山东省生物传感器重点实验室中的服务系统为支撑，每年实现生物传感器的快速分析200万次以上。
生物传感器对社会进步的推动作用是多方面的。它突破了长期在生物技术研究和生产中缺乏快速、实时、实用的生化成分分析仪器的瓶颈。起到了其它技术不能取代的作用。
我国味精企业是应用生物传感器最早、普及面最广的行业，现有用户59家菜147台生物传感分析仪在正常运转，通过快速测定葡萄糖、谷氨酸和L-乳酸等成分的含量，及时了解了发酵罐中发酵液成分变化，有效地对生产过程进行了控制，使产量和质量不断地得到提高。技术人员通过生物传感器检测和控制，提高了原料淀粉糖和发酵产品的质量，减轻了有机排污量，在发酵产品的提取方面应用生物传感器后，增收效果显著。生物传感器被誉为是发酵工厂的眼睛，是近十年来这个行业不可缺少的新工具。
生物化工行业是这几年发展很快的新领域，一些产品如L-乳酸、谷氨酰胺、赖氨酸、异维生素C、维B12、新型多聚糖的研发和生产都已开始应用生物传感器作快速监测，如在L-乳酸的研发中，应用生物传感器检测，可以明确研究目标，避免研究走入歧途。目前共有38个单位43台套分析仪在运行中。
大学及研究院所也是生物传感器的主要服务对象之一，有39家科研院校的58台仪器投入了应用，为科研人员节省大量的时间。生物传感器为食品检测单位提供了方便的真假纯生啤酒的鉴别方法，并制定了生物传感器应用于食品的分析标准。
生物传感分析仪还用于国内19家疾病控制中心、防疫站和医学研究单位，对抗疲劳功能食品进行快速检测，受到应用单位的欢迎。
有近100家体育运动单位在训练中应用生物传感分析仪，从一个侧面为高竞技体育训练提供了检查训练效果的检测方法，对重要的高竞技体育比赛成绩的获得起了科研保证作用。
经济和社会发展的需求是研发新仪器的原动力。1989年，在前期积累基础上，顺利完成了国内第一种生物传感器的实用化仪器---SBA-30型乳酸分析仪，这是国家体委为迎接在北京召开的亚运会的招标项目。项目在体育运动训练中应用，并获得了科学技术成果奖励。谷氨酸-葡萄糖双功能分析仪是在1992年完成的，它为我国生物传感器在工业控制领域得到大规模应用创造了良好条件，生物传感分析仪取代了用传统繁琐的化学滴定测定葡萄糖和用笨重的生化类分析仪---瓦氏呼吸机测定味精的方法。
实现原始创新的关键是环境和机制问题。山东省科学技术管理部门历来比较重视科技为经济建设服务，山东省科学院作为地方性综合的科研院所，有相对良好的科技管理系统，容易吸纳各方面人才，便于开展多学科交叉协作研究。在这样的氛围下，生物传感器的原始创新活动，得到了发展决不是偶然的。在政府经费的支持下，1999年山东省生物传感器重点实验室正式挂牌成立，生物传感器进入了新的发展阶段。实验室正在研制医用生化项目的快速检测生物传感器、以填补中、小型医疗机构和急症室快速、准确的临床监护仪器的缺口。还开展了大型的淀粉工厂玉米浸泡工序的生物传感器自动化监控系统的研究，以开辟新的创新应用领域。
此文已在<<科学管理>>杂志2004年第2期发表
