迎難而上，奮起直追，推動(dòng)我國(guó)法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展——“GA118-16A型”遺傳分析儀誕生記

許正光 龐曉東 譚 晃 公安部第一研究所

在公安部第一研究所和公安部物證鑒定中心工作的很多同志，曾經(jīng)有一個(gè)共同的感覺，那就是大家身邊有這么一個(gè)“特殊團(tuán)隊(duì)”，雖然5年多來(lái)彼此朝夕相處，但對(duì)這個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作內(nèi)容基本上一無(wú)所知。直到今天——研究成果開始批量投入公安實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，這個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作才得以揭開神秘面紗。如今，如果誰(shuí)有興趣詢問(wèn)這個(gè)團(tuán)隊(duì)的任何一位同志，他們都能自豪地如數(shù)家珍，馬上羅列出一大串?dāng)?shù)字：

1800多個(gè)日日夜夜；超過(guò)1.4億元的持續(xù)投入；10萬(wàn)多行源代碼，近100種關(guān)鍵核心算法；2000余個(gè)零部件；近10米厚的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)報(bào)告……

這就是國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目——“法醫(yī)DNA專用檢測(cè)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究”（簡(jiǎn)稱“118專項(xiàng)”）：研制法醫(yī)DNA遺傳分析儀及多通道毛細(xì)管陣列、凝膠等配套關(guān)鍵耗材，形成我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的法醫(yī)DNA檢測(cè)關(guān)鍵核心技術(shù)體系。

一、那一年，“118專項(xiàng)”啟動(dòng)

讓我們把歷史的指針撥回到2006年。那一年，由公安部物證鑒定中心領(lǐng)銜的“十五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目——公安部“法醫(yī)學(xué)DNA檢驗(yàn)試劑研制”重大科技專項(xiàng)取得關(guān)鍵性突破。隨著試劑的國(guó)產(chǎn)化成功，法醫(yī)DNA檢測(cè)平臺(tái)和分析軟件、消耗品的研究就提到了日程。如果這個(gè)環(huán)節(jié)不突破，我們前期建立在國(guó)外廠家儀器平臺(tái)上所應(yīng)用的國(guó)產(chǎn)化試劑成果可能會(huì)付之東流。2006年11月8日，時(shí)任公安部領(lǐng)導(dǎo)要求組織精干力量加緊研制和生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)化DNA檢測(cè)設(shè)備。這個(gè)特殊日期，就是“118專項(xiàng)”名稱的來(lái)源。

經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和論證，公安部決定把重任交給公安部第一研究所和公安部物證鑒定中心——兩所具有悠久歷史的公安部直屬科研機(jī)構(gòu)，曾在公安科技發(fā)展史上成績(jī)斐然。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組建以后，研究?jī)?nèi)容依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)被劃分成四個(gè)課題，即課題一“法醫(yī)DNA專用檢測(cè)平臺(tái)硬件關(guān)鍵技術(shù)研究”、課題二“法醫(yī)DNA數(shù)據(jù)預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究”、課題三“法醫(yī)DNA片段分析軟件關(guān)鍵技術(shù)研究”、課題四“法醫(yī)DNA專用檢測(cè)平臺(tái)系列消耗品及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)關(guān)鍵技術(shù)研究”。這四個(gè)課題內(nèi)容緊密銜接，形成一個(gè)有機(jī)的整體和技術(shù)體系。

如果將上述四個(gè)課題形象比喻成一臺(tái)錄放機(jī)，那么課題一研究的就是錄放機(jī)的主機(jī)；課題二研究的就是這臺(tái)主機(jī)磁頭輸出信號(hào)的濾波及放大組件；課題三研究的就是對(duì)課題二輸出信號(hào)的數(shù)字解碼組件，將信息解碼后由揚(yáng)聲器輸出，從而讓人們可以聽到美妙的音樂；而課題四研究的是這臺(tái)錄放機(jī)所需要的磁帶，包括磁帶盒、帶基、磁粉以及標(biāo)準(zhǔn)編碼錄音（用于對(duì)錄放機(jī)的音效進(jìn)行評(píng)價(jià)）。

二、堅(jiān)定不移，走自主創(chuàng)新的道路

歷史經(jīng)驗(yàn)表明，國(guó)外壟斷的核心技術(shù)是花錢買不來(lái)的，因此，走自主創(chuàng)新的道路、實(shí)現(xiàn)法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)的跨越式發(fā)展成為現(xiàn)實(shí)的選擇。但由于“118專項(xiàng)”所涉及的領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)尚為技術(shù)空白，多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家手中，科研工作的艱難程度和挑戰(zhàn)性可想而知。

為了攻占該領(lǐng)域技術(shù)制高點(diǎn)，“118專項(xiàng)”團(tuán)隊(duì)毅然選擇了一條引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新的發(fā)展道路。顯然，這是一個(gè)需要付出超越常規(guī)的艱苦和耐心的摸索過(guò)程。面對(duì)國(guó)外技術(shù)封鎖，項(xiàng)目組需要一切從零開始，不斷摸索、創(chuàng)新，擴(kuò)展新的知識(shí)，來(lái)應(yīng)對(duì)課題進(jìn)展過(guò)程中遇到的各種錯(cuò)綜復(fù)雜的問(wèn)題。例如，面對(duì)國(guó)外儀器上靈巧的三維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、穩(wěn)定的恒溫溫度、神奇的對(duì)射激光束、十幾千伏任意升降的高壓，研究人員腦海中產(chǎn)生了無(wú)數(shù)的疑惑：這些部件如何制造、有何指標(biāo)？如何才能做到長(zhǎng)距離下微米級(jí)精密配合自動(dòng)運(yùn)行？軟件上那些各色曲線和亮點(diǎn)如何得來(lái)？……

諸多問(wèn)題擺在面前，沒有現(xiàn)成的參考資料和技術(shù)積累，科研人員就向相關(guān)專業(yè)人士請(qǐng)教學(xué)習(xí)；沒有中文資料，就從國(guó)外買來(lái)厚厚的英文原著邊翻譯邊研究實(shí)踐。大家定期討論，將討論結(jié)果繪制成圖表，有時(shí)需要根據(jù)新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將以前的結(jié)論推翻，重新繪制圖表。無(wú)數(shù)次反復(fù)驗(yàn)證，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)終于在所有技術(shù)要點(diǎn)上獲得突破性進(jìn)展。例如，他們創(chuàng)造性地提出了一種多處理器架構(gòu)的模式，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜數(shù)據(jù)的采集與處理、多模塊控制與狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷與恢復(fù)等功能。為了選定某高可靠性的元件，他們跑遍了北京所有的電子元器件市場(chǎng)，以至于項(xiàng)目組最后編制出一個(gè)“寶典”——把項(xiàng)目測(cè)試過(guò)的3000多種電子元器件、集成芯片和關(guān)鍵材料的性能數(shù)據(jù)，編輯成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，分門別類記錄了品牌、廠商、產(chǎn)地、功能、關(guān)鍵性能指標(biāo)甚至測(cè)試圖。

上述科研攻關(guān)過(guò)程只是整個(gè)項(xiàng)目自主研發(fā)創(chuàng)新歷程的一個(gè)縮影。在項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，“118專項(xiàng)”已在該領(lǐng)域形成了具有完全自主產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品體系、技術(shù)體系和知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。

三、“GA118-16A型”遺傳分析儀的誕生

2010年6月16日是我國(guó)法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)值得紀(jì)念的日子，這一天，第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)法醫(yī)DNA分析儀樣機(jī)研制成功，命名為“‘GA118-16A型’遺傳分析儀”，專用配套軟件及關(guān)鍵耗材也相繼研制成功。隨后，“118專項(xiàng)”按照預(yù)定計(jì)劃繼續(xù)向前推進(jìn)。2010年底，與國(guó)外同類儀器“關(guān)鍵性能指標(biāo)平行比對(duì)測(cè)試”順利展開；2011年，30臺(tái)小批量試生產(chǎn)正式啟動(dòng)；2012年，項(xiàng)目驗(yàn)收順利通過(guò)；2013年上半年，規(guī)模測(cè)試順利進(jìn)行；2013年底，成果應(yīng)用示范工作部署會(huì)勝利召開。至此，“118專項(xiàng)”的科研成果在基層公安機(jī)關(guān)批量應(yīng)用的號(hào)角吹響了。

“118專項(xiàng)”形成的系列成果獲得了極高的評(píng)價(jià)，曾被科技部和公安部主管部領(lǐng)導(dǎo)稱贊為公安系統(tǒng)“十一五”期間最重要的科技成果。這么高的贊譽(yù)，顯然是基于這些成果重大的科技價(jià)值。

需要特別指出的是，歷經(jīng)“118專項(xiàng)”的錘煉，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)也收獲了來(lái)自各方的褒獎(jiǎng)與肯定：118項(xiàng)目組成功入圍科技部“重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，項(xiàng)目總師單位公安部第一研究所獲得了“十一五國(guó)家科技計(jì)劃執(zhí)行優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”，項(xiàng)目總師陳惠民同志獲得了“十一五國(guó)家科技計(jì)劃執(zhí)行突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”……正是有這個(gè)團(tuán)結(jié)、奉獻(xiàn)、協(xié)作的團(tuán)隊(duì)的共同努力，國(guó)產(chǎn)化的DNA測(cè)序儀及關(guān)鍵耗材才能在短短5年多時(shí)間內(nèi)面世，基層公安機(jī)關(guān)才能用上我們國(guó)家自己的設(shè)備。這些設(shè)備不僅科技含量高，經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越，在使用和操作上也很有優(yōu)勢(shì)，比如“GA118-16A型”遺傳分析儀，它采用激光誘導(dǎo)-熒光檢測(cè)STR復(fù)合擴(kuò)增技術(shù)，16通道毛細(xì)管陣列，能夠兼容國(guó)內(nèi)、國(guó)外毛細(xì)管陣列、凝膠等關(guān)鍵耗材；全中文界面、主要功能以圖形界面顯示、儀器維護(hù)方便、儀器面板采用觸摸式等特點(diǎn)，能讓基層公安機(jī)關(guān)使用起來(lái)得心應(yīng)手。

四、有一種力量，叫做“ 118精神”

填補(bǔ)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白、挑戰(zhàn)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這不但需要高度凝聚的集體智慧，而且需要一種特質(zhì)的精神力量支撐。

“絕不辜負(fù)一線的期待，絕不辜負(fù)領(lǐng)導(dǎo)的期望，絕不辜負(fù)國(guó)家的期盼”。長(zhǎng)期受公安研究所“忠誠(chéng)、務(wù)實(shí)、責(zé)任、創(chuàng)新”優(yōu)良傳統(tǒng)熏陶的“118專項(xiàng)”團(tuán)隊(duì)，懷著一種堅(jiān)定和必勝的信念，5年來(lái)在科研攻關(guān)中表現(xiàn)出了異常強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力，充分發(fā)揚(yáng)分工協(xié)作、相互配合、甘于奉獻(xiàn)的團(tuán)隊(duì)精神，釋放出腳踏實(shí)地、不懼困難、勇于探索、團(tuán)結(jié)攻關(guān)的巨大能量，進(jìn)一步凝結(jié)成“忠誠(chéng)奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)進(jìn)取、科學(xué)管理、務(wù)實(shí)求真、不畏艱巨、敢于創(chuàng)新”的“118精神”。

在整個(gè)充滿困難和挑戰(zhàn)的科研過(guò)程中，涌現(xiàn)出了無(wú)數(shù)感人的事跡。還記得在科研攻關(guān)異常艱苦的那個(gè)寒冬，為了防止電泳緩沖液結(jié)冰，科研人員硬是一次次用臉盆打來(lái)熱水，將燒瓶放在熱水盆里，這一堅(jiān)持就是整整一個(gè)冬季；還記得為了短時(shí)間內(nèi)大幅提高某關(guān)鍵核心部件的性能，有些同志甚至在基地實(shí)驗(yàn)室打起了地鋪；還記得為了在一個(gè)月內(nèi)整機(jī)組裝和調(diào)試出2臺(tái)樣機(jī)，有的同志自愿放棄了婚假，有的同志發(fā)著高燒仍然加班加點(diǎn)，有的同志連續(xù)幾天幾夜值守實(shí)驗(yàn)室；更記得某同志家中弟弟不幸罹難，該同志匆忙處理完喪事后便又懷著巨大的悲痛，一頭扎進(jìn)工作當(dāng)中……

類似的感人故事還有很多，正是有這么一群忘我工作的科研斗士，“118專項(xiàng)”才能快步向前，結(jié)出累累碩果。

五、為了責(zé)任和使命，任重而道遠(yuǎn)

經(jīng)過(guò)5年多的刻苦攻關(guān)，“118專項(xiàng)”研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)掌握了一批關(guān)鍵核心技術(shù)，所研制的產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化批量生產(chǎn)與供應(yīng)，完全替代進(jìn)口儀器和耗材，為保障我國(guó)DNA檢驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展和國(guó)家DNA數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的戰(zhàn)略安全提供了重要技術(shù)支撐。

今天，“118專項(xiàng)”科研攻關(guān)取得了階段性成功，但是每一位118人都深知，從項(xiàng)目取得成果到服務(wù)實(shí)戰(zhàn)、取得成效，乃至在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中徹底打破國(guó)外技術(shù)壟斷局面、形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，任重而道遠(yuǎn)；下一階段，將以強(qiáng)化成果推廣、服務(wù)、后續(xù)研發(fā)和人才培養(yǎng)為重點(diǎn)，進(jìn)一步加大力度，加緊推進(jìn)各項(xiàng)工作，為提升公安一線的破案效率、增強(qiáng)打擊犯罪能力，為“科技強(qiáng)警”、“平安中國(guó)”建設(shè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。