一个掌心大小的地方就能建个实验室，通过精准、高通量、并行的液滴操控，可快速实现单细胞分选和精准操控。一次实验可同时检测多种疾病或分析多种生物样本，使庞杂的实验缩小到一张芯片上。这个缩微实验室就叫“生物芯片”。

2023年，广东奥素液芯微纳科技有限公司（下称“奥素科技”）创始人马汉彬带领团队成功开发了拥有超过2万个独立电极的有源数字微流控芯片，成为世界上第一个展示微流控芯片系统片上二维单细胞可编程、并行操控的团队。

广东奥素液芯微纳科技有限公司创始人马汉彬。

一块小小的生物芯片，集成着这个团队10年来的艰苦探索，浓缩着这个团队对未来生物芯片领域的创新与梦想。“希望将生物芯片高精尖技术应用到生命科学领域，为人们的健康福祉护航。”10多年来，马汉彬始终坚守科研的初心，秉承执着专注、精益求精的匠心精神，以“芯”为桨，探寻生命的奥秘。

以“方寸空间”探索生命奥秘

破解传统检测实验困局

2014年马汉彬在英国剑桥大学获得电子工程博士学位，在薄膜半导体器件及生物芯片开发领域积累了十余年研发经验。那时，薄膜电子技术在消费电子领域的应用已十分普遍，马汉彬却在博士后课题上选择另辟蹊径——将基于薄膜工艺的半导体技术应用于生命科学领域，研发生物芯片。

在生命科学领域，传统实验室里最常见的场景是，研究员用移液枪将各种试剂按照配方混合，让试剂和样本进行反应，这样的操作往往要重复成百上千次。科研工作者不仅要进行烧脑的思考设计，还要执行繁琐的体力劳动。

“半导体技术在生命科学领域的成功应用，可以把科研工作者从繁琐的体力劳动中解放出来，破解传统实验过程繁琐、耗时费力、成本颇高的困局。”正是基于这样的初衷，马汉彬毅然回国，加入中国科学院苏州医工所，领导中英重点国际合作项目，研究开发有源数字微流控技术。

马汉彬（右）带领团队攻克科研难题。

近年来，微流控成为生命科学领域备受瞩目的技术。而高通量、并行、精准的样本操控，始终是研究者要攻破的一道难题。

“大家都知道，世界上没有两个完全相同的细胞，比如在单抗药物发现过程中，科学家需要在成千上万个单细胞样本中找到符合需求的细胞，而这无异于大海捞针。”马汉彬解释道。

在马汉彬的带领下，奥素科技利用薄膜电子技术开发的有源数字微流控平台，利用电场和程序化的驱动电信号来控制表面张力和移动液滴，实现了高度智能化、自动化，以及高通量的精准液滴操控，弥补了传统微流控技术只能生成、操控较低分辨率液滴的缺陷。“通俗来讲，我们能够将生物样本、液体样本做到足够小，同时分成足够多的份数，实现对单细胞、单细菌、分子的精准操控和分选。”马汉彬解释道。

然而，回想起项目推进的过程，数字微流控平台的落地并非一帆风顺。

“这是一片在世界范围内几乎空白的技术领域。”马汉彬回忆，刚开始，制造工艺和流程都是团队自己“操刀”，但设计板做出来怎么都不好用，生物样本注入后总是出现各种各样的问题，出现不良率很高。

为了找到问题的根源，那段时间，马汉彬和团队常常日夜泡在实验室里。经过反复实验测试，一次次论证，马汉彬坚信，“不是设计方案不行，是制造工艺达不到要求。”

“我们花了3年时间，几乎找遍了国内外有相关技术能力的制造商，但很多厂商还尚未涉足这一领域，纷纷婉拒了合作。”2020年底，马汉彬决定将2017年设立在英国剑桥科技园的奥素科技总部迁至佛山，在南海实现了项目落地。

“佛山的传统制造业供应链比较成熟，能够帮公司用相对低的成本把想要的东西制作出来。”马汉彬说，经过与设备制造商反复讨论、磨合，最终将方案从设想变成了现实。他带领团队成功解决了传统移液技术难以突破的瓶颈，实现了皮升级别的超高灵敏度检测，并获得了国际同行专家的认可。

摸着芯片过生命科学的河

将每一项研究做到极致

走进位于桂城街道星中创夏北高新产业中心的奥素科技总部，这里有国际一流水平的科学研究实验室、用于微流控芯片制作的微加工车间、仪器生产车间以及配套设施。安静的实验室里，身着白色实验服的马汉彬忙碌地穿梭于各实验工位，与团队成员交流实验各环节的技术问题。

十年如一日泡在实验室里做研究，这已成为马汉彬工作的日常。

爬坡过坎，勇毅前行，奥素科技成立的时间虽然不久，但是团队已从初期的10余人扩展至130余人。

看着穿梭于实验室做研发、提取数据、测试设备的研发人才，马汉彬仿佛看到当初毅然选择新赛道，敢拼敢试的自己。他始终坚信，半导体技术将会给生命科学领域带来一场全面革新，“铆足攻坚克难的干劲，保持久久为功的韧劲，相信风雨过后，必将见彩虹。”

做科研仪器难，做生命科学领域的仪器更难。学科交叉性强，对研发人才的要求高，而实验失败也是家常便饭。

“做实验是一个枯燥而不断反复的过程，就像逆水行舟，关键是要在一次次失败中发现问题、解决问题，不断优化方案，精益求精，才能不断取得新突破。”马汉彬说自己是一个很执着的人，用北方方言称就是“很犟”，“认定的事情我会一直坚持下去，不撞南墙不回头。”

马汉彬（左）在实验室。

敢啃硬骨头，勇拓新领域，正是马汉彬在科研工作中始终充满激情的秘诀。如今，马汉彬不仅是公司的创始人，更是这支平均年龄不到30岁的年轻科研团队的“定海神针”。每当团队有小伙伴说：“这个问题还是存在，解决不了……”马汉彬总是笑着说：“习惯就好！”而后带着大家一起研究，寻找解决方案。

“在这不断加速发展的时代，我们更需要传承工匠精神。”谈到对工匠精神的理解，马汉彬说，工匠精神是在长期磨炼中沉淀而成的制胜法宝，要耐得住寂寞，不断打磨，将每一件小事每一项研究做到极致，“我们既要承受失败带来的压力，也要能勇敢地开始下一次，用细节的品质经受住时间的考验。” 

如今，奥素科技基于薄膜电子技术开发的数字微流控平台在单细胞分选和操控上已经走在了行业前列。比如，在免疫细胞分选上，奥素科技可以将复杂的免疫细胞分选全流程在芯片上实现，提高效率，减少人为操作带来的失误。

2023年，马汉彬带领团队成功开发了拥有超过2万个独立电极的有源数字微流控芯片，可操控体积小至0.00000005 毫升的液体样本，相当于一个细胞的大小。奥素科技也成为了世界上第一个展示微流控芯片系统片上二维单细胞可编程、并行操控的团队。

“我们希望把这些高精尖的技术应用到对人类社会发展更有益的领域中。”马汉彬表示，未来，他将带领团队继续深耕生命科学领域，在研发投入、产品应用、产业链发展等方面持续推进，将数字微流控平台推向更多生命科学的未知领域，为实验室自动化、智能化建设添砖加瓦，为人们的健康福祉护航。

文/统筹 佛山市新闻传媒中心记者 柯凌娜

图/佛山市新闻传媒中心记者 张宝翔