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【导语】11月17日上海“超限·智造”发布会上，全球首个适用于ADC与核苷酸单体合成的药物智造系统亮相，该系统利用飞秒激光将化工厂“搬”进芯片，实现药物研发周期缩短70%、成本降低40%以上，有望推动制药产业进入连续(xù)化、微型化(huà)、智(zhì)能(néng)化(huà)新(xīn)时(shí)代(dài)，让(ràng)“人(rén)人(rén)可(kě)制(zhì)药(yào)”的(de)愿(yuàn)景(jǐng)照(zhào)进(jìn)现(xiàn)实(shí)。

·未(wèi)来(lái)的(de)制(zhì)药(yào)可(kě)能(néng)不(bù)再(zài)依(yī)赖(lài)集中(zhōng)式(shì)的(de)大(dà)型(xíng)工(gōng)厂(chǎng)，而(ér)是(shì)分(fēn)散(sàn)到(dào)医(yī)院(yuàn)、社(shè)区(qū)甚(shén)至(zhì)家(jiā)庭(tíng)。比(bǐ)如(rú)个(gè)性(xìng)化(huà)的(de)护(hù)肤(fū)品(pǐn)，每个人肤质不同，可以在商场甚至家中通过芯片即时调配生产。又比如急需的战地供氧或偏远地区的药物供应，都可以通过这种微型化装备解决。

如果家里有人患上了一种罕见的“孤儿病”，因为市场太小药企不愿生产，或者因为专利保护无法买到仿制(zhì)药，你该怎么办？中国工程院院士、华东师范大学校长钱旭红给出了一个近乎科幻的答案：“如果家里有一台微型制药机，我自己合成给自己吃，哪怕是受专利保护的药，只要不拿去卖，谁能管得着？”

这一幕可能不是空想。11月17日，在上海举行的“超限·智造——ADC和核苷酸单体药物智造系统发布会”上，睿智医药联合华东师范大学公布了全球首个适用于ADC（抗体药物偶联物）与核苷酸单体合成的药物智造系统正式亮相。在这些咖啡机大小的机器中，研发者利用飞秒激光技术在微小的芯片上“雕刻”出复杂的化学工厂，有望将传统的制药产业带入连续化、微型化、智能化的新时代。

发布会上，研发人员正在展示其中一款“桌面工厂”。图片由主办方提供

把化工厂“搬”进芯片里

在人们的传统印象中，制药和化工往往意味着巨大的反应釜、高耸的蒸馏塔、刺鼻的气味以及潜在的燃爆风险。但在发布会现场，这些庞然大物被浓缩进了一块块透明的玻璃片——微流控芯片中。

简单来说，微流控就是在极其狭窄的管道中进行化学反应。这些管道的宽度只有数百纳米到几微米——比人类头发丝细得多。在这样的微观尺度下，物质的行为会发生奇异的(de)变(biàn)化(huà)。当(dāng)管(guǎn)道(dào)从(cóng)毫(háo)米(mǐ)级(jí)缩(suō)小(xiǎo)到(dào)微(wēi)米(mǐ)级(jí)时(shí)，化(huà)学(xué)反(fǎn)应(yīng)的(de)动(dòng)力(lì)学(xué)、物(wù)质(zhì)混(hùn)合(hé)的(de)方(fāng)式(shì)、甚(shén)至(zhì)能(néng)量(liàng)传(chuán)递(dì)的(de)效(xiào)率(lǜ)都(dōu)会(huì)被(bèi)彻(chè)底(dǐ)改(gǎi)变(biàn)。

钱(qián)旭(xù)红(hóng)在(zài)演(yǎn)讲(jiǎng)中(zhōng)打(dǎ)了(le)比(bǐ)方(fāng)：电(diàn)子(zi)工(gōng)业(yè)经(jīng)历(lì)了(le)从(cóng)庞(páng)大(dà)的(de)电(diàn)子(zi)管(guǎn)到(dào)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)，再(zài)到(dào)集成(chéng)电(diàn)路和(hé)芯(xīn)片(piàn)的(de)微(wēi)缩(suō)过(guò)程(chéng)，彻(chè)底(dǐ)改(gǎi)变(biàn)了(le)人(rén)类(lèi)文明(míng)。而(ér)化(huà)学(xué)工(gōng)业(yè)和(hé)制(zhì)药(yào)行(xíng)业(yè)目(mù)前(qián)仍(réng)处(chù)于(yú)类(lèi)似(shì)“电(diàn)子(zi)管(guǎn)”的(de)巨(jù)型(xíng)设(shè)备(bèi)时(shí)代(dài)。他(tā)提(tí)出(chū)了(le)“超(chāo)限(xiàn)智(zhì)造(zào)”的(de)概(gài)念(niàn)，让(ràng)化(huà)学(xué)工(gōng)业(yè)走(zǒu)一(yī)遍(biàn)微(wēi)电子工业走过的路，用极致缩小的尺度来颠覆传统的生产方式。

该项目的负责人之一、AI药物智造联合实验室执行主任赵方告诉澎湃科技，传统的微流控芯片多是二维平面的，如同在地面上“挖沟渠”，而此次发布系统所采用的芯片，是利用飞秒激光进行3D“雕刻”。飞秒激光的脉冲时间极短，可以在不产生热效应的情况下，在玻璃内部直接刻写出三维立体的微纳通道，实现更复杂的生产工艺流程。除此之外，其他自研的配套系统也实现了效率的提升。

“我们在微米级的通道里解决传质传热的问题，如同把毛细血管集聚起来。”钱旭红解释道。在这些肉眼难以看清的微小通道中，化学原料的分子被限制在极小的空间内，不再像在巨大的反应釜里那样“自由散漫”。在这种微观尺度下，反应效率和安全性得到了质的(de)飞(fēi)跃(yuè)，实(shí)现(xiàn)了(le)对(duì)化(huà)学(xué)反(fǎn)应(yīng)过(guò)程(chéng)的(de)毫(háo)秒(miǎo)级(jí)精(jīng)准(zhǔn)控(kòng)制(zhì)。

研(yán)发(fā)周期缩短70%

此次发布会落地的两大核心应用，直指当前生物医药领域最火热的赛道：ADC药物和核酸药物。

ADC药物被称为抗癌的“魔法子弹”，它由抗体、连接子和毒素分子三部分组成，结构复杂，对偶联工艺的要求极高。华东师范大学药学院院长李洪林在介绍中指出，传统的ADC研发和生产面临着巨大的痛点：原料昂贵、反应时间长、批次间差异大。“传统工艺在反应釜中进行偶联，往往需要数周才能完成工艺优化，且难以精准控制药物抗体比。”

而最新发布的ADC微流智造系统，将这些复杂的步骤集成到了一张张芯片中。李洪林列举了一组对比数据：传统反应需要低温过夜(yè)，耗(hào)时(shí)12小(xiǎo)时(shí)以(yǐ)上(shàng)。而(ér)在(zài)微(wēi)流(liú)控(kòng)系(xì)统(tǒng)中(zhōng)，反(fǎn)应(yīng)可(kě)以(yǐ)在(zài)室(shì)温(wēn)下(xià)进(jìn)行(xíng)，仅(jǐn)需(xū)不(bù)到(dào)20分(fēn)钟(zhōng)。这(zhè)意(yì)味(wèi)着(zhe)，研(yán)发(fā)人(rén)员(yuán)可(kě)以(yǐ)在(zài)一(yī)天(tiān)之(zhī)内(nèi)完(wán)成(chéng)过(guò)去(qù)需(xū)要(yào)数(shù)周(zhōu)才(cái)能(néng)完(wán)成(chéng)的(de)筛(shāi)选工作。

睿智医药联席总裁马兴泉介绍，该系统将ADC药物研发周期缩短了70%。“如果要合成10个不同的药物分子，这台机器连续工作一天，相当于10名博士生连续工作一周的产出。”李洪林说。

同样的技术也被应用到了核苷酸单体的制造上。这是核酸药物的关键原料，传统生产工艺往往依赖剧毒催化剂，且不仅需要无水无氧的苛刻条件，还会产生大量废液。

新发布的核苷酸单体微流智造系统，大小仅相当于一台咖啡机，却能替代传统的反应釜。现场专家介绍，由于微流控反应的高效与迅速，该机器的合成路径中没有催化剂和碱的参与，不仅从源头上杜绝了“三废”难题，还将单体合成成本降低了40%以上。

药物生产实现“按需智造”

从庞大的车间变身为桌面的仪器，不仅仅是体积的缩小，更可能改变医药研发的模式。

睿智医药董事长兼CEO胡瑞连指出，对于创新药研发企业而言，最痛苦的往往是“中试放大”环节——在实验室烧杯里做成功的药，一旦放大到工厂反应釜中，往往因为传热传质的差异等原因而失败。而微流控技术具有“数增放大”的特性，只需通过增加芯片的数量并行工作，就能实现产量的线性放大，从而实现了从分子发现到工艺智造的无缝衔接。

此外，人工智能（AI）进一步提升了这套“桌面工厂”的效率。李洪林介绍，该系统不仅是自动化的，更是智能化的。结合在线检测技术，AI可以实时监控反应进程，并自动调整流速、温度等参数，实现自我迭代和优化。

虽然目前这套系统主要面向药物研发机构和企业，但钱旭红院士描绘的“人人可制药”的愿景正在变得清晰。他提到，未来的制药可能不再依赖集中式的大型工厂，而是分散到医院、社区甚至家庭。比如个性化的护肤品，每个人肤质不同，可以在商场甚至家中通过芯片即时调配生产。又比如急需的战地供氧或偏远地区的药物供应，都可以通过这种微型化装备解决。

“我们希望将来的工业能像生命系统一样，从树叶到树枝再到森林，形成有机的集成。”钱旭红表示。随着“超限智造”技术的成熟，或许在不久的将来，药物生产将彻底告别“大锅饭”时代，真正实现“按需智造”。