2026年5月23日,在2025年度中国医药生物技术十大进展发布会上,由中国医药生物技术协会主办的“2025年中国医药生物技术十大进展评选”结果正式揭晓。清华大学生物医学工程学院刘鹏课题组与北京博奥晶典生物技术有限公司、公安部司法鉴定中心共同研制的“法医全集成DNA检测系统”,凭借其在生物医药与法医学交叉领域的重大创新与自主突破,成功入选年度十大进展。该产品打破国外技术垄断,以微流控芯片、核酸快速检测、全流程自动化集成为核心突破,研发的“样本入-结果出”一体化法医核酸检测体系,1小时快速出结果,在非实验室条件下实现个体识别与亲缘分析双重功能全自动完成。
一、十余年攻关,突破法医DNA现场快检瓶颈
法医DNA鉴定是侦查和诉讼的科技利器,检验包括DNA提取、PCR扩增、电泳检测等环节,通常需专业人员依托实验室多台仪器,耗时6—8小时完成。然而,当前公共安全事件易发多发,面对建设更高水平的平安中国的目标,现有技术暴露出耗时长、步骤多、实验场所要求高等不足。刘鹏课题组自主研制出了基于模块化微流控技术构建的、可适配国产化DNA扩增试剂的“便携式全集成法医DNA物证现场快速检验芯片系统”。该系统最快可在1小时完成检测全过程,“样本进-结果出”。团队攻克了一系列技术与工艺难关,最终正式推出了量产化的“博奥Quick TargSeq全集成自动化现场快速DNA检测仪”。相关成果累计发表高水平学术论文12篇,获得授权发明专利10项,主持制定行业标准1项,荣获公安部科学技术一等奖。

图1:博奥Quick TargSeq全集成自动化现场快速DNA检测仪

图2:获奖证书与相关成果
二、全集成微流控平台实现核心技术自主可控

图3:独创基于微流控毛细管电泳技术的模块化集成芯片卡盒
该系统的技术创新点包括:(1)独创模块化微流控芯片设计集成技术,研制完成用于法医DNA检验的“样本入-结果出”式的微流控芯片,实现了从多种类型样本的前处理、多重DNA位点扩增,到毛细管电泳检测和分型的自动化检验。(2)成功开发法医DNA芯片检控仪,用于全集成微流控芯片的温控、流控和检测等环节,替代传统实验室的实验场所,实现在野外、车载等非实验室环境下运行,满足法医现场检测需求。(3)创建基于微流控芯片的DNA固相扩增和存储的技术,用于DIP和STR两类遗传标记的快速扩增。(4)创建标准化的芯片加工、封装、质检、测试工艺装备和流程,攻克多材质集成化微流控芯片卡盒批量化生产技术难题,实现规模化生产,降低微流控芯片耗材的成本,提高系统稳定性。

图4:基于全集成微流控芯片的自动化法医DNA检测流程
三、面向基层实战,拓展公共安全应用场景
该系统可在实验室、派出所、海关、机场、高铁站等多场景应用,也可放置在现勘车深入法医现场。系统将DNA检验全过程集成于一体,具有快速、自动化、便携化、低成本等特点,技术人员稍加培训即可使用,促使法医DNA技术从专业实验室走向基层和现场,为重点人员身份的快速核验与鉴识提供了新手段,为涉外涉恐、重大案/事件等公共安全事件的预防、侦查、处置提供了科技支撑。系统成果还被列入2020公安部刑事技术“双十计划”重点推广项目和公安科技成果推广引导计划,并先后在“中国国际警用装备博览会”等多次会议中参展。仪器试剂已在北京、长沙、广州、泰安、成都、山西、湖北、新疆等省市公共安全机关投放使用,为维护公共治安提供技术保障。

图5:设备具有很强的环境耐受性,可在室内、野外环境或车载环境中使用
四、服务国家战略,打造生物医药自主创新标志性成果
本次成功入选的法医全集成DNA检测系统项目面向“平安中国”“健康中国”及科技自立自强的国家战略,立足生物医药技术与法医学交叉创新前沿,针对传统核酸检测操作复杂、周期长、核心装备长期依赖进口等“卡脖子”难题,历经十余年持续攻关,成功研制Quick TargSeq全集成法医DNA现场快速检测系统,实现我国核酸检测高端装备与关键技术从跟跑到领跑的重大跨越,是我国生物医药自主创新服务国家安全与司法领域的标志性成果。