本项目提出“分子影像探针微流控合成”新理念，研发微尺度、放射性、复杂环境中分子影像探针合成技术系统，建立了具有自主知识产权的全球首套“PET分子影像探针微流控模块化多功能合成技术体系”。

  This project proposed a new principle of automatic microfluidic synthesis for PET molecular imaging probe, innovated the key technology for rapid synthesis of PET molecular imaging probe under ultra-micro scale, radioactive and complicated physiochemical environment. This is the first set of automatic, multi-functional, modularized, microfluidic synthesis system for PET molecular imaging probe in the world.

项目负责人张宏是著名医学影像专家、国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”领军人才、浙江大学“求是”特聘教授、国家重点研发计划首席科学家，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院院长、浙江大学医学PET中心主任、浙江大学医学院附属第二医院核医学科主任、浙江大学核医学与分子影像研究所所长。获得国家教育部科技进步一等奖和中国产学研合作创新成果一等奖。

张宏教授十余年围绕PET分子影像探针微流控合成系统的研发工作，带领来自临床、化学、微流控等多学科交叉专业人员联合攻关、深入研究，取得了丰硕的成果，是我国该领域领先的研究团队，也是国家科技部重点领域创新团队主要成员。

图1. 重大成果发布会            图2. 研究团队合照         图3. 全球首套PET分子影像探针微流控模块化集成合成系统

中国教育报（2019.5.13）

目前研制成功的样机，具有低成本、多模块、快合成、自动化等特点，采用微流控芯片模块化策略，在一台仪器上可以合成不同的PET分子影像探针。这项分子影像探针合成研究成果，不仅极大拓展个体化、精准医疗的PET临床应用，还可为相关新药研发发挥重要支撑作用，对于我国抢占该领域的科学研究制高点具有重要战略意义。

团队历时12年，突破了高可靠有机反应微流控芯片的制造工艺、多流路试剂注入和产物引出、零死体积微单元的接口，以及气液流体控制系统、电子控制系统、反应控制系统、软件控制系统的集成等多个主要技术难题，形成9项重要专利，并且在放射量、制备时间、前体量、溶剂消耗量、功率消耗、设备成本等关键能耗指标上，较现有设备降低62%—98%。

说到化学合成，大家首先想到的是瓶瓶罐罐的实验器皿，微流控技术则是把瓶瓶罐罐放到微流控芯片的微通道网络中，让不同流体在其中实现混合、反应、纯化等过程。张宏团队设计出一款特殊的微流控芯片，由石英制成，两张名片大小，但是里面却大有乾坤。

微流控合成，就是在具有微小尺度通道网络的芯片结构内，通过对反应物质流体进行控制，实现合成反应的微量快速合成新技术。“小是为了解决快速反应和微量探针的合成。”，他们采用的微流控芯片结构，使其在容纳流体的有效结构（包括通道、反应室和其他功能部件）中至少在1个维度上为微米级。

张宏团队研制的微流控芯片反应器，能够合成不同的分子探针。根据不同探针的合成反应需要，他们开发出具有不同的微流控芯片反应器。与此同时，通过自动控制的通道切换，把不同的试剂通入反应芯片。

因此，一旦芯片插入仪器，需要什么试剂，就像在饮料机上面选饮料，根据需求对接。这样一来，针对不同的分子影像探针制造，通过更换微流控芯片即可实现。每一个芯片就像一盘磁带，插上不同的磁带能够放出不同的歌曲，插上不同的芯片就能获得不同的探针。

张宏团队还通过系统化集成研究，构建了微流控合成仪主机控制系统，实现了全自动远程控制，只需要在电脑上选择配置方案，便可一键合成所需分子影像探针。

中国科学报（2019.4.11）

据悉，团队历时12年，突破了多个主要技术难题，形成9项重要专利，并且在放射量、前体量、溶剂消耗量、设备成本等关键能耗指标上，较现有设备降低62%至98%。

采用PET对不同疾病进行诊断，需要采用不同的分子影像探针，而这需要依托于PET分子影像探针合成设备。因此，研发出一种具有自主知识产权的PET分子影像探针合成系统，至关重要。

张宏团队用石英设计出一款特殊的微流控芯片，仅有两张名片大小，里面却“大有乾坤”，能实现快速反应和微量探针的合成。

微流控芯片结构使其在容纳流体的有效结构中，至少在1个维度上为微米级。“通常微通道宽度和深度为10到500微米，最小的通道内径比一根头发丝还要细。”

随着研究深入，课题组将微流控芯片迭代为以微流控芯片反应器为主的合成系统。该模块式合成系统能在线控制PET分子影像探针的化学纯度和放射化学纯度，易于在我国各医院和研究机构大规模推广和应用，有良好的产业化和市场需求。

此外，根据不同探针的合成反应需要，研究人员开发出不同的微流控芯片反应器。通过自动控制的通道切换，把不同的试剂通入反应芯片。这样一来，不同的分子影像探针制造通过更换微流控芯片即可实现。

据悉，研究团队还构建了微流控合成仪主机控制系统，实现了全自动远程控制，只需要在电脑上选择配置方案，便可一键合成所需分子影像探针。

中国网（2019.4.9）

据悉，正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Tomography，简称PET）是国际上最先进的分子影像学检查技术。

作为PET和核医学的关键，分子影像探针是一种特异性的显像剂，其中发挥信号作用的是放射性核素。这些放射性核素就像“侦察兵”，能为医生和科研人员找到病灶的位置。然而，现有的分子影像探针合成方式却严重滞后于临床应用和研究的速度，无法胜任新PET分子影像探针的研发，且长期依靠国外进口。

 “现在国际上已经有100多种显像剂，制备方法各不相同，一台合成仪基本只能生产一种显像剂，造成临床和科研上投入巨大。”浙大核医学与分子影像研究所张宏教授说，功能单一与合成剂量大是当前分子影像探针合成的主要弊端，制作分子影像探针的原料，在合成中浪费随处可见，每次的生产量大于用量。

PET分子影像要充分发挥作用，还要有与个体化临床应用、个性化科研需求相适应的PET分子影像探针合成仪。做小、做好，是临床实践对新一代PET分子影像探针合成系统研制的迫切要求。

芯片插入仪器，就可以针对不同的分子影像探针制造，通过更换微流控芯片即可实现。张宏把芯片比喻成磁带，也就是说，插上不同的芯片就能获得不同的探针。此外，该团队还通过系统化集成研究，构建了微流控合成仪主机控制系统，实现了全自动远程控制，只需要在电脑上选择配置方案，便可一键合成所需分子影像探针

杭州日报（2019.4.9）

与CT、核磁共振并称为医学影像“三大件”的PET设备研制又有新进展。4月8日，浙江大学对外发布，该校核医学与分子影像研究所张宏教授团队，成功研制出国内首套具有自主知识产权的PET分子影像探针微流控模块化集成合成系统。

据悉，正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Tomography，简称PET）是国际上最先进的分子影像学检查技术。

在PET检查过程中，扫描前需要先给病人注射一种放射性制剂，这些放射性制剂就像“侦查兵”，通过与病灶上的特定受体等相结合，一路释放信号留下“蛛丝马迹”，帮助医生和科研人员找到病灶的位置，实现精准治疗。

这项分子影像探针合成研究成果，不仅极大拓展个体化、精准医疗的PET临床应用，还可为相关新药研发发挥重要支撑作用，对于我国抢占该领域的科学研究制高点具有重要战略意义。

新华网（2019.4.9）

“分子影像探针是PET和核医学的关键，是一种特异性的显像剂，其中发挥信号作用的是放射性核素。这些放射性核素就像‘侦察兵’，能为医生和科研人员找到病灶的位置。”PET分子影像探针的特殊性还在于“一把钥匙开一把锁”，要观察特定的生化过程，需要特定的探针。目前，国际上已经有这类分子影像探针100余种，但现有的分子影  像探针存在功能单一、合成计量大的问题，滞后于临床应用和研究的需求。

浙大团队目前研制成功的样机采用微流控芯片模块化策略，他们设计出一款由石英制成的、约两张名片大的微流控芯片，芯片内部最小的通道内径比一根头发丝还要细。在微小尺度通道网络内，通过对反应物质流体进行控制，实现合成反应的微量快速合成，在一台仪器上就可以合成不同的PET分子影像探针，具有低成本、多模块、快合成、自动化等特点。