2023年CAIA獎二等獎：基于液質聯用的膠原蛋白分析關鍵技術研究與應用
完成單位：中國科學院過程工程研究所、中國食品藥品檢定研究院
完成人：張貴鋒，徐麗明，高建萍，陳亮，劉玉瑩，康躋耀，孔英俊，羅希，邢芳毓，張揚
成果簡介：
膠原蛋白作為一種性能優異的生物材料，應用范圍極其廣泛，涉及醫療器械、藥物、化妝品和食品等眾多領域，尤其是近年來膠原在組織修復、組織工程與再生醫學等領域的應用需求與日俱增。哺乳動物體內已檢測出28種不同類型的膠原，不同動物來源及不同型別膠原的免疫原性、細胞相互作用、體內降解周期等性質各異，質量控制方法已成為影響膠原行業發展的瓶頸，該行業尤其缺乏可同步實現動物溯源、類型識別及定量檢測的方法。
早期的膠原蛋白檢測方法出現于上世紀50年代的基于氨基酸組成的分析方法，只適用于膠原總量檢測。上世紀70年代，美國科學家Miller采用SDS-PAGE法和80年代捷克科學家Deyl研發的基于序列差異的膠原檢測方法可實現類型識別，但難于進行動物溯源。后期研究的基于ELISA或SGH的檢測方法在定量或樣品形態要求等方面存在一定局限性。
中國科學院過程工程研究所聯合中國食品藥品檢定研究院研發了一種在分子層次上、基于序列差異的膠原蛋白檢測方法，可同步實現膠原的動物溯源、類型識別和不同類膠原的定量檢測。該技術解決了膠原基生物材料定量分析的難題，廣泛應用于膠原基材料的定性、定量及體內降解過程研究，為膠原產業發展提供了技術支撐。
創新點及其科學價值：
1、基于序列差異的膠原動物溯源與型別分析
通過氨基酸序列差異實現膠原蛋白的動物溯源與型別分析，為生物醫學研究提供了新的分子層次的視角。這一創新提升了膠原蛋白鑒定的精度和可靠性，為生物材料的動物溯源和安全性評估提供了科學依據。
2、基于液質聯用技術的膠原精準定量檢測
結合液質聯用技術和特征多肽識別，創新了膠原蛋白的精準定量分析方法。這一技術突破了傳統檢測方法的限制，提高了檢測效率和準確性，對提升膠原基產品質量控制的科學性和嚴謹性具有重大意義。
3、方法在生物材料領域的創新應用
該方法成功用于膠原基生物材料研究，特別是在組織工程和再生醫學領域，解決了傳統方法無法區分外源與生理膠原蛋白以及檢測膠原體內降解的難題，為新型膠原基生物材料的研發提供了重要工具。
方法的科學價值：為膠原對細胞行為的調控研究提供了一種新方法，尤其是為膠原的型效關系、量效關系和時效關系的考察提供了方法依據。
社會經濟效益
1、為膠原行業提供了創新方法：為20余家企業提供了技術支持，實現了膠原產品更準確的類型識別和含量分析，提高了產品的質量和安全性，有助于提升膠原基生物材料及醫療器械的應用安全。
2、促進了產業發展：實現了近10種膠原材料體內降解過程研究，為膠原相關產品的研發提供了強有力的支持，特別是在生物材料、醫療器械等領域極大地推動膠原蛋白相關產業的發展。
3、標準化分析方法：有利于提升了膠原行業的整體檢測技術水平，為其相關產品的質量控制和安全評估樹立了新的標準。目前已經制定3項中國醫藥行業標準，3項團體標準。
應用前景
該技術在醫療器械與生物材料領域的應用，有助于醫療產品質量的監管和創新醫療器械的技術評價，推動膠原基醫療產品的發展，有利于提高產品的性能和安全性。在國家大力支持再生醫學和組織工程研究的背景下，此技術將加速相關產品的研發，特別是在組織工程醫療器械安全性和有效性評估方面。此外，通過推動行業標準的制定和國際化發展，該技術將助力中國在全球膠原蛋白市場的競爭力提升，增強國際合作和交流。
