高端科学仪器,被誉为科技创新的“眼睛”和“尺子”。然而,对于许多国产高端科学仪器来说,研发成功只是起点。能否进入真实应用场景、获得用户认可,才是决定其能否走向市场的关键一步。

  为破解这一难题,北京市率先推出“国仪京用”行动,聚焦国内已实现技术突破但亟需市场验证的高端科学仪器,通过科研机构、高校、企业协同合作,建立“试用——反馈——迭代”全链条机制,让国产高端科学仪器在真实场景中接受检验、发现问题、持续优化,推动国产高端科学仪器从“可用”迈向“好用”。

  截至目前,已推动北京大学、清华大学、中国科学院相关院所、中国计量科学研究院等20余家标杆单位参与验评推广,探索出一条国产高端科学仪器创新发展的新路径。

  国产显微镜:多通道同步成像实现关键突破

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       2026年6月,Nova-SD 200高端转盘共聚焦显微成像系统(以下简称“Nova-SD 200”)?正式发布,标志着我国在高端生物显微成像装备领域实现重要突破!

  在生命科学领域,共聚焦显微镜被誉为研究人员观察微观世界的“眼睛”。但长期以来,高端转盘共聚焦市场几乎被国外品牌占据,现有主流设备大多采用单相机序列采集模式,在活细胞多标记实验中,不同荧光信号需要依次获取,容易产生时间差和位移误差,影响实验结果的准确性。

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  瞄准这一行业痛点,北京艾锐精仪科技有限公司(以下简称“艾锐精仪”)与北京大学联合承担的课题“Nova-SD 200转盘共聚焦显微系统验证与示范推广”项目入选2025年度“传感器与科学仪器创新研制”专项“国仪京用”行动,通过真实科研场景推动产品迭代升级。

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  Nova-SD 200创新采用“双相机+QuadImage”技术路线,可在单次曝光中同步获取多个荧光通道图像,彻底解决传统设备“换通道”带来的时间差问题。“终于不用在论文里解释通道时间差了。”在一次验证实验后,参与测试的博士生这样评价。

  在北京大学光学成像平台开展的同台验证中,Nova-SD 200与国际主流设备Yokogawa CSU-W进行了系统对比测试。结果显示,其在XY方向光谱分辨率、大视野均一度、高速成像等关键指标上达到国际先进水平,部分性能实现超越。

  国产电镜:在真实场景验证中提升核心性能

  如果说光学显微镜是探索微观世界的“眼睛”,那么扫描电镜则是科学研究领域的“纳米之眼”,以电子束为媒介,洞察材料表面的精细结构。长期以来,全球高端电镜市场主要由国外企业主导,中国已成为全球最大的电镜进口市场,进口规模约占全球总量的40%。

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  2025年底,在中国科学院过程工程研究所(以下简称“过程工程所”)组织的应用验评中,北京中科科仪光电科技有限公司(以下简称“科仪光电”)的KYKY-EM8200扫描电镜,与国际主流设备蔡司Gemini 300进行了一场“同台考试”。项目团队围绕仪器关键技术指标、适用性与先进性、稳定性、分析软件和综合运行成本等五大模块开展系统验证,通过标准样品测试和真实科研场景应用,对设备进行“考核”。验证结果显示:KYKY-EM8200扫描电镜在多项关键性能上达到或优于标称值,部分指标略低于进口高端型号产品。

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  KYKY-EM8200扫描电镜凭借自主研发的高分辨电子光学系统,突破了低像差物镜、低噪声Inlens探测器等核心关键技术,可实现0.8纳米的亚纳米级分辨率。针对电子束敏感材料、植物花粉等样品,该设备在实现高质量高分辨率成像的同时,能够有效降低电子束对样品的损伤,清晰捕捉其细微结构。

  更重要的是,验评过程不仅是“考试”,更是“改进”。过程工程所结合实际科研需求,对样品台操作、光阑切换、电子枪维护等方面提出8条改进建议,科仪光电同步开展技术优化,形成了“用户提需求、平台做验证、企业快迭代”的闭环机制。

  “仪器要想做好,必须经过用户使用和持续迭代。”科仪光电相关负责人表示,“‘国仪京用’行动为国产仪器提供了最宝贵的应用验证机会。”

  国产质谱:为关键领域检测提供国产方案

  在半导体制造领域,杂质检测往往需要达到万亿分之一(ppt)级别精度。然而,进口厂商不仅垄断了80%以上的市场,还对我国核工业等领域的检测能力进行硬件、软件双重限制。

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  2025年,衡昇质谱(北京)仪器有限公司(以下简称“衡昇质谱”)推出高端单四极杆ICP-MS产品——iQuad 2600电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。专门为痕量和超痕量元素分析设计,能够精准测定样品中极低浓度的金属和非金属元素含量。据了解,此前iQuad 2600已通过中国计量科学研究院等权威机构评价验证。

  同年,在北京市科委、中关村管委会的支持下,该设备被纳入“国仪京用”行动,由北京科技职业大学牵头,中国海关科学技术研究中心、北京市标准化研究院和衡昇质谱共同开展应用验证。

  “用户说好才是真的好。”衡昇质谱总经理祝敏捷表示,“一位业内资深专家反馈:在连续4小时稳定性测试中,设备信号长期稳定性相对标准偏差(RSD)<2%,优于设计指标RSD<3%。”

  目前,该设备自主优化了接口系统和离子透镜技术,在保证稳定性的情况下,灵敏度性能有数倍提升。在场景适配上,设备配置了在线双稀释功能,动态线性范围达11个数量级,并支持与全自动微波消解仪系统联机,实现了降低危化品接触风险的“黑灯实验室”自动化操作。

  国产分子互作仪:实现检测与筛选一体化创新

  在创新药研发领域,全新疾病靶点与首创小分子化合物的挖掘是实现生物医药源头原始创新的核心。传统商用SPR分子互作仪仅局限于已知蛋白、化合物之间的亲和力定量检测,无法支撑未知靶点发掘、活性分子作用靶标溯源等源头创新类研究,难以满足新药早期发现阶段的核心需求。

  在“国仪京用”行动支持下,清华大学与北京英柏生物科技有限公司(以下简称“英柏生物”)围绕MI-S200F分子互作仪开展联合验评与应用开发。

  Fig. 1 MI-S200F分子垂钓流程示意图

  与传统SPR设备只能完成分子互作检测不同,MI-S200F创新集成全自动分子垂钓功能模块,实现“检测——垂钓——回收——鉴定”一体化流程,可直接从复杂样本中捕获并回收目标活性成分。与此同时,联合研发团队还创新设计高载量分子垂钓芯片,将捕获效率提升5至10倍,实现从复杂样本中精准筛选目标活性分子,为药物研发和中医药现代化研究提供了新的技术工具。

  2026年5月,相关研究成果发表于Biophysics Reports期刊,该成果实现了国产表面等离子体共振(SPR)技术核心方法学的关键突破,填补了国产SPR分子垂钓技术标准化体系的空白,也标志着该领域正式从设备硬件研发、仪器性能评测,迈入方法学标准化应用新阶段。

  从“验证一台仪器”到“培育一个产业”

  对于高端科学仪器而言,决定竞争力的不只是实验室里的技术参数,更是在真实科研场景中的持续验证、反馈优化与迭代升级。

  “国仪京用”行动探索的不仅是一套产品验评机制,更是一条“以用促研、以评促优、以用促产”的创新路径。通过搭建科研机构、高校、用户单位和企业深度协同的平台,北京正在打通国产高端科学仪器从研发创新到应用验证、从性能优化到市场推广的关键环节,推动形成“研发——验证——迭代——推广”的良性循环。

  当越来越多科研人员愿意试用国产仪器、越来越多实验室开始主动选择国产仪器,也进一步促进国产高端科学仪器从“能用”走向“好用”,从“跟跑”迈向“并跑”。今天,北京为国产高端科学仪器搭建的是应用验证的“试验场”;未来,这里孕育的将是更多走向科研一线、走向产业前沿的中国创新成果。

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