一、生物芯片简介

生物芯片技术是90年代中期以来影响最深远的重大科技进展之一，其概念来自计算机芯片。生物芯片技术是通过微加工工艺在厘米见方的芯片上集成成千上万个与生命相关的信息分子，排成阵列，它们可以对生命科学与医学中的各种生物化学反应过程进行集成，从而实现对基因、配体、抗原等生物活性物质进行高效快捷的测试和分析。生物芯片分析实际上也是传感器分析的组合。芯片点阵中的每一个单元位点都是一个传感器的探头。所以传感器技术的精髓往往都被应用于生物芯片研究。

生物芯片主要特点有： 微型化，成千上万个生化反应在小小芯片上同时进行；高通量，一次检测，生物芯片可以给出成千上万个信息；学科高度交叉，生物芯片技术涉及到生命科学、医学、材料科学、精密仪器、信息科学等大量高科技学科。生物芯片根据构成和用途的不同，可以分为基因芯片(Gene chip，DNA chip, DNA micro array)、蛋白质芯片 (Protein chip)和芯片实验室(Lab-on-a-chip)。

生物芯片现在已经广泛应用于生命科学和医学基础研究、药物开发、疾病基因诊断、农作物优育优选、环境检测和防治、食品卫生监督、司法鉴定和生物武器等领域，对生命科学领域许多研究方法与途径的实现有着重要的影响。

生物芯片在基础研究领域已成为一种强有力的手段，得到越来越多的运用。用基因芯片进行的表达水平检测可自动、快速地检测出成千上万个基因的表达情况。比如用含11004个基因的芯片进行的脑瘤基因表达的研究，科学家揭示了脑瘤发生发展的一些规律并对脑瘤的治疗提供了理论依据。科学家用基因芯片研究了拟南芥的根、叶组织内不同基因的表达水平，通过比较该植物根和叶组织中基因表达的差异，发现了参与叶绿素合成的基因。用生物芯片进行基因测序将大大加快人们对物种多态性的认识。

目前，从经济效益来说，生物芯片最大的应用领域可能是新药开发。用生物芯片可以在基因水平上寻找药物靶标或者蛋白质激酶抑制物，从而研制高效低毒的“导向药物”。应用生物芯片也可以对药物进行毒理学研究，从而可以减少大量的动物试验。

基因诊断也是生物芯片最具商业化价值的领域之一。从正常人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出标准图谱。从病人的基因组中分离出DNA与DNA芯片杂交就可以得出病变图谱。通过比较、分析这两种图谱，就可以得出病变的DNA信息。这种基因芯片诊断技术以其快速、高效、敏感、经济、平行化、自动化等特点，将成为一项现代化诊断新技术。生物芯片在病源微生物检测诊断方面具有独特的优势，它既可以在一张芯片上同时对多个病人进行多种疾病的检测，又可以对一个病人进行一种或多种疾病的检测。仅用小量样品在极短的时间内检测出大量的疾病诊断信息。现在，肝炎病毒检测诊断芯片、结核杆菌耐药性检测芯片、多种恶性肿瘤相关病毒基因芯片等一系列诊断芯片逐步开始进入市场。

生物芯片在农业和林业中有广阔的应用前景。用生物芯片监测干旱、肥力、害虫、盐碱等环境因素对农作物基因表达的影响，可以快速寻找有价值的基因，作为作物改良的靶标，从而加快作物育种的速度，并减少费时费钱的大田试验。

现在生物芯片也开始运用在环境检测、食品卫生监督、检验检疫、司法鉴定和生物武器等领域。

二、生物芯片产业化分析

生物芯片技术从开始出现就吸引了大众的眼光。特别是在国内，克隆羊、干细胞、人类基因组等概念早就引起了人们对生物技术无穷的想象。由于生物芯片名称来源于计算机芯片，生物技术和芯片两个概念自然的联想，使大众对生物芯片产业化出现了过度的期待。生物芯片产业化的前景到底如何？

从技术角度来说，生物芯片顺应了生物技术快速、简便、微型化的发展趋势，在分子杂交技术、PCR和Elisa技术的基础上改进而成。所以，生物芯片不是革命性的创新性技术。目前，生物芯片还只是一种分子生物学技术手段，其影响力和渗透力还没有超过生命科学和医药产业领域。就是在生命科学和医药产业领域内部，也没有一个空白的市场等待生物芯片技术填充而带来高额利润。将生物芯片技术和PCR技术做一个比较可以得出一些有价值的结论。PCR技术(即聚合酶链反应，Polymerase Chain Reaction)于1987年发明，是革命性的创新（1993年获诺贝尔奖），其出现大大推进了生物技术的发展。现在，PCR技术已经广泛应用于生物、医药、医疗诊断、环境检测和防治、食品卫生监督、司法鉴定和检验检疫等领域。但是并没有出现一个专门的PCR产业。生物芯片技术是生物技术的一大进步，肯定会给生物技术和生物医药产业带来新的景象。但是否会形成一个产业还值得讨论。

在我国，生物芯片技术的产业化还将遇到一些现实的困难。生物芯片两个最主要的应用领域一个是基础研究或新药研发，另一个是临床诊断。在基础研究或新药研发领域，国内由于研发力量和研发投入小，市场狭小，所以对生物芯片需求量不大。而国际高水平研究很难使用中国产品，并且国际芯片产品竞争力超过国内产品。在临床诊断领域，生物芯片与PCR和Elisa相比，没有绝对优势，很难在短时间内替代PCR和Elisa。芯片的优势在于多人多种疾病一次检测，一人多种疾病一次检测，或者一次得到一种疾病更多诊断信息。但是这些优势现阶段还不能很好体现，或者技术限制，或者实践中需求不大。生物芯片价格一直比较高，操作难，设备要求昂贵，而且国产设备还不成熟。PCR和Elisa在临床诊断中已经占据牢固的地位，其前期设备已经投入较多资金，方法成熟，形成了标准，操作简单，各单位都有熟练的操作人员。所以生物芯片技术在我国的产业化将是一个渐进的过程。

三、国外生物芯片产业化情况

由于生物芯片技术具有重大的基础研究价值和广泛的运用前景，在美国，出现了明显的产业化趋势。上世纪九十年代，Motorola、Corning和Agilent等三家电信技术公司相继宣布进军DNA芯片生产领域。Motorola进行了一项为期三年、耗资九百万美元的生物芯片研究计划，目的是要研制出一种便宜、快速诊断传染疾病的生物芯片，以加快对致命病毒感染的诊断。同时，一批以生物芯片产业化为目的的小型生物技术公司建立起来。其中以九十年代初在加州成立的Affymetrix最为著名。一些成熟的生物技术公司也开始了生物芯片产业化研究。此外，世界各大型制药公司也都建立了自己的芯片设备和技术，利用生物芯片开展新药超高通量筛选和药理遗传学、药理基因组学等研究。

经过几年发展，Affymetrix公司占领了超过50％的生物芯片市场，而Motorola和Corning这两家公司很快就退出了竞争，Agilent公司也只占据了不到10％的市场。在过去10年间，美国政府和产业界共投入近20亿美元用于生物芯片的研究开发和产业化。目前美国已有10多家生物芯片公司股票上市，其产品主要分为两大类：一类是与生物芯片制作和应用相关的仪器设备，如点样器、机械手、芯片扫描仪、芯片数据分析系统及整合的芯片工作站等。一类是各种各样用于生命科学研究和新药开发的商品化生物芯片。初步统计，在美国这类成熟的生物芯片产品超过100种。到目前为止，美国FDA尚没有批准任何一种用于临床检验的生物芯片检测系统。

可见，在生物芯片产业化走在最前列的美国，并没有出现一个专门的生物芯片产业。大多从事生物芯片产业化的公司是原来的生物技术公司，且产业化的目标主要是将生物芯片用于生命科学基础研究和新药的研究开发。用于做临床诊断的只是少数。现在，生物芯片已经有机地整合进整个生物技术产业，成为其中有巨大发展前景的一个分支。

四、我国生物芯片产业化情况

在我国，生物芯片技术从开始出现就受到了特别的关注。最典型的报道描述是：“基因芯片技术是90年代中期兴起的在国际上迅速发展的高新技术，将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。”我国对新出现的高技术历来强调后发优势，即开始就要达到世界最先进水平。所以在2000年到2001年，我国迅速形成了一个生物芯片产业，出现了30多家研究开发生物芯片及相关产品的公司，聚集了大量资金。

主要的生物芯片公司有：

北京奥博生物芯片有限责任公司。2000年8月，经国务院批示、国家计委批复，由清华控股有限公司等四家股东共同出资，组建成立了北京博奥生物芯片有限责任公司暨生物芯片北京国家工程研究中心。公司总注册资本为3.765亿元人民币， 其中四家发起股东出资2.4亿元人民币，风险投资股东出资1.06亿元人民币。除此之外，国家科技部还将在五年内为其投入2亿元人民币的研究经费。该公司的成立旨在瞄准国际前沿，以市场为导向，研制开发具有我国自主知识产权的生物芯片技术，及可供研究、诊断和药物开发等领域应用的生物芯片，实现中国生物芯片产业化。公司研发方向主要包括：微流体芯片、主动式微阵列芯片、芯片实验室、可植入式生物芯片、生物信息学及医药信息管理软件、纳米材料、生物自动化及生物芯片相关设备。

联合基因集团。联合基因是中国最早致力于大规模基因克隆、基因测序、生物信息、基因功能研究和基因药物开发的生物高新技术企业。2000年，上海三毛（600689）、鞍山合成（600669）、浙江中汇（600667）等投入资金，联合基因业务范围扩展至基因芯片产品开发及服务。公司着力于寻找人类特定类型的新基因，特别是与疾病相关的基因，并通过生物信息学、基因芯片、蛋白分析、蛋白结构、细胞生物学、药物筛选等技术平台分析和研究基因的功能，开发基因药物和天然药物。

博星基因芯片有限公司。肇庆星湖生物科技股份有限公司和上海联合基因科技（集团）辖下的上海博德基因开发有限公司共同投资5亿元人民币，组建“博星基因芯片有限公司”。其中肇庆星湖科技公司以现金2．5亿元投入“博星”，联合基因属下的上海博德公司以申请专利的基因芯片产品和技术在基因芯片产品及在研究产品等资产作价2．5亿元投入“博星”。公司将充分利用现有的基因芯片技术和资源，进行基因表达谱芯片、商品检测芯片、疾病诊断芯片、芯片实验室系统等基因芯片产品的生产、经营、对外投资和技术开发、技术转让、技术合作、技术服务，以及相关试剂、设备的生产、经营和技术开发等，促进基因芯片在众多领域的商品化、产业化，力争实现建立全国最大的基因芯片基地。

上海生物芯片有限公司。成立于2001年8月，公司由上海创业投资有限公司、中科院上海生命科学研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所、复旦大学、交通大学、上海第二医科大学附属瑞金医院、第二军医大学附属东方肝胆医院、国家人类基因组南方研究中心、上海博星基因芯片有限公司、上海华冠生物芯片有限公司和上海复旦张江生物医药股份有限公司等十一家发起单位共同出资组建而成，公司位于上海浦东张江高科技园区生物医药产业基地，占地4万平方米，建筑面积近2万平方米，总投资2.9亿元人民币。2003年2月，公司被国家计委批准建设“生物芯片上海国家生物芯片工程中心”。 公司和中心将以功能基因组为基础，开展生物芯片应用技术研究和产品开发，建成基因芯片、蛋白芯片、组织芯片以及流体芯片实验室等一系列生物芯片技术平台，通过融资、技术转让、参股、产业合作、股权合作等多种形式和渠道进行生物芯片产业的扩大和集成，形成中国的生物芯片产业化基地。

深圳益生堂。益生堂是一家中外合资的高新技术企业，下属有深圳市益生堂药业有限公司、湖北益生堂药业有限公司、益生堂大药房，主营保健品及中成药品。2001年，设立创益生物科技有限公司实施生物芯片技术产业化项目，立足于临床诊断生物芯片的自主开发。该项目已经国家计委批准作为国家级示范工程列入国家高新技术产业发展项目计划，同时被列为深圳市重点建设项目。

陕西超群科技股份有限公司。超群食品有限公司主要从事高科技生物制品及纯天然绿色保健饮品的开发和生产。2000年，超群食品有限公司作为主要发起人发起设立陕西超群科技股份有限公司从事生物芯片产业化开发，公司注册资本12600万元人民币。主要开发包括肽芯片和基因芯片两大类八个品种、20种规格的生物芯片，产品主要用于胃病、性病、肝病等常见病和多发病的临床检验及健康人群检查。

河池化工(000953) 2000年与南开大学合作成立天津南开生物化工有限公司从事生物芯片研究开发。

苏常柴（000570）也于2001年参与设立江南生物有限公司，从事生物芯片研究开发。

2000年到2001年短短一年时间，我国迅速形成了一个生物芯片产业，出现了30多家研究开发生物芯片及相关产品的公司。流入生物芯片产业的资金主要有三种来源。一种主要由政府投资，达8亿元之多，主要以北京博奥芯片和上海生物芯片公司为代表。另一种可以被称为“企业队”，主要资本来自其他领域的上市公司或者其他商业资本投资，其典型代表是上海博星基因芯片有限公司和江南生物有限公司。第三种资金来源则较为复杂，他们大多不以生物芯片为主业，技术或产品大多购买自权威研究机构，比如深圳益生堂科技和陕西超群科技股份有限公司等。这类公司主要目标直指资本市场。

概念炒作是我国资本市场的一种常见手段，基因芯片这么一个新颖而富于联想的大好题材，精明的投资商自然不会错过。但是概念炒作之后，理性终将回归。资本寻求增值的本性不是概念炒作可以满足的。在我国，生物芯片产业化由于存在本身难以克服的困难，很难在短时间里产生利润。到2002年年底，中国生物芯片行业基本花完了募集到的“第一桶金”。但从生物芯片联想到的美妙“钱”景依然缥缈。投资生物芯片的众多上市公司纷纷撤资。2002年，上海三毛（600689）、鞍山合成（600669）、浙江中汇（600667）退出联合基因。紧接着，河池化工退出生物芯片行业。2003 年初，星湖科技（600866）表示，由于博星的产品开发和市场还有很大差距，星湖决意退出。苏常柴（000570）也表示江南生物产品开发不是很成功，想退出。上市公司相继在生物芯片上折戟沉沙，使生物芯片领域悲声一片。

在一片悲声中，生物芯片的“国家队”由于得到政府支持，开始了软着陆。北京奥博生物芯片有限责任公司收购了在上海证券交易所上市的北京万东医疗装备股份有限公司，该公司在中国国产医疗设备行业居领先地位，年销售收入近4亿人民币，利润总额近4000万人民币。同时参股了美国加州腾隆科技公司及深圳微芯生物科技有限责任公司，进行药物研发。上海生物芯片有限公司背靠中科院上海生命科学研究院，业务重心本来就以功能基因组研究为基础，并不需要生物芯片立刻创造利润维持生存。但是那些一开始就想着生物芯片美妙“钱景”或者想借生物芯片概念上市的公司，只得苦苦求索生存之道。

五、我国生物芯片产业反映的问题及发展前景分析

我国生物芯片产业在短短五年时间，经历了一场概念热炒、投资高潮、高潮消退的投资泡沫。反映出以下一些问题：

1、我国生物技术产业本身还不够强大，问题多多，小、乱、散，没有形成大、中、小型企业共同发展的良好生态，大家都为生存而努力。所以很少有生物技术公司有能力做前瞻性战略研究，并对出现的新技术做战略投资。

2、我国资本市场泡沫多。一些产业资本不是在扎实的产业研究基础上为战略而投资，只是为概念而炒作，目光短浅。

3、高技术与金融结合存在问题，沟通困难。生物芯片是特别专业化的领域，投资者做投资前的研究不够扎实。而生物芯片领域的公司只要是钱就想拿，根本不考虑对方资金的性质和目的。双方都是短期行为，导致合作短期内就结束。

4、只有建立起创新体系和科学的创新管理，使产业、资本、政策和创新体系良性互动，才可能利用后发优势，使我国在一些新兴的高科技领域高起点出发。

我国生物芯片产业经历过这场投资泡沫后将如何发展？笔者认为，只有实现了两个“回归”后，才能健康发展：即行业人员和投资者回归理性，认识到生物芯片是一个长期发展的事物，不可能短期炒作而得到利润。生物芯片也应该回归本来的位置，成为生物技术产业中的一部分，找到在生物技术产业链中的正确位置，扎实前行。唯有如此，生物芯片才能发挥其深远的影响力，推动我国生物技术产业走向强大。