特稿丨我国首款，打破国外近20年垄断！“中国芯”闯出自己的路
科技日报记者 魏依晨
5月，江西的油菜田里飘着丰收的香。江西省农业科学院的试验田里，李书宇研究员正蹲在地头采集样本。就在不久前，她所在的团队联合华中农业大学、苏州拉索生物芯片科技有限公司（以下简称“拉索生物”）， 正式发布了我国首款甘蓝型油菜20K固相基因芯片——“中芯油1号”。
这块泛着多彩光晕的小方片， 打破了国外近20年对固相芯片技术的垄断。 “以前选育一个品种可能要10年，现在缩短至最快3年，单次检测只要25元，72小时就能出结果。”李书宇向科技日报记者介绍。
这块不起眼的芯片背后，是拉索生物一群年轻人持续6年的“死磕”。没有现成技术，没有成熟经验，连可借鉴的文献都寥寥无几， 他们在一片技术荒原中，硬闯出一条路，让中国油菜种业从“看天吃饭”的传统育种，迈入“精准导航”的智慧育种时代。
突破芯片点制工艺
在苏州工业园区的拉索生物实验室里，董事长李智拿起一枚芯片，对着光端详。“你看这上面96个小方块，每个方块里密布着150万—250万个微孔，每个微孔要恰好嵌入一个带着几十万条探针的微球。”他说得很轻松，但6年前，这个看似简单的“嵌入”动作，差点让整个团队崩溃。
“那时候，国内外同行都劝我们‘别折腾’。”李智回忆， 固相芯片的点制工艺，长期被少数美国公司垄断，技术封锁密不透风。 没有供应商、没有对口人才，甚至连可供借鉴的文献都找不到。研发负责人许心意记得，团队最初连微球入孔后的状态都看不清——前期没有可用的模型，只能通过人眼判读来建立模型。“我们全公司上上下下，连续几周每天盯着荧光扫描图，分析微孔中微球的状态。”眼睛看花了，就滴眼药水接着干；数据量太大，就分批处理、反复验证。“那段时间，我们不是在实验室，就是在去实验室的路上。”许心意苦笑。
但真正的“拦路虎”还在后面——微球与微孔的匹配。微球大了进不去，小了卡不稳，受力不均还会影响性能。拉索生物总裁刘超钧索性自己上手，现场编写代码，做力学仿真分析，优化孔径设计和排列方式。“每一步都是极限挑战，报废的微球数以百亿计。”李智说。 6年间，团队积累了1600多本实验记录本，撰写了2700多份实验报告，收集了超1000万张扫描图像，但失败率99.9%，报废的微球多达800亿颗。
转机出现在2024年，得益于与中国科学院、南京大学等单位的产学研合作， 一批90后、95后科研人员敢想敢干，终于让点制工艺从图纸变成了现实。 “以前国外把技术门槛渲染得高不可攀，现在年轻人不信这个邪。”李智笑着说。当客户最终确认芯片性能完全自主、指标达到国际先进水平时，整个实验室沸腾了。 这项技术的突破，不仅让“中芯油1号”有了坚实的“骨架”，更让中国在固相芯片领域有了自己的话语权。
攻克点位适配难关
点制工艺解决了芯片怎么造的问题，但芯片里装什么，才是决定育种效率的关键。 江西省农业科学院作物研究所研究员陈伦林打了一个比方：“芯片就像一部导航仪，基因点位就是地图上的坐标。坐标越全、越准，育种才能少走弯路，精准选出好品种。”
过去15年，江西省农业科学院一直在做一件事——收集油菜的基因点位信息。但这是项“笨功夫”，日积月累攒下的数据，对开发芯片来说仍是“杯水车薪”。“就像你想编一本大辞典，手里却只有几页单词表。”陈伦林形容道。2025年，在华中农业大学国家油菜改良中心教授易斌的牵线搭桥下，行业内的顶尖专家开始倾囊相授。易斌团队率先提供了大量关键基因点位信息；紧接着，中国农业科学院油料作物研究所首席科学家华玮也带队支援。 一时间，基因点位信息从几千个暴涨到2万个。
“2万个是什么概念？几乎涵盖了普适研究的所有需求， 相当于我们终于有了一本油菜关键基因信息‘大辞典’。” 陈伦林说。但这本“辞典”要用到芯片上，还需要弥合技术突破与产业化应用之间的差距。为此，团队与企业建立了高频沟通机制。“有时候为了一个工艺参数，我们和企业工程师能聊到深夜。”李书宇回忆。