奋发有为 共创未来|深圳先进院2025年度科技进展回顾

在能源、环境、水资源等领域，离子分离膜是决定装备“性能上限”和“成本下限”的“芯片”。然而，传统离子膜因其亚纳米通道难以精准构筑，导致膜材料长期面临一个难以逾越的瓶颈：选择性与通量难以兼得。膜材料要实现精确筛分，就得牺牲传质速率；想要快速传质，就难以保证筛分精度。

深圳先进院科研团队聚焦“高选择性兼高通量膜材料”这一科技制高点和产业高地，原创大面积构筑“二维垂直亚纳米通道膜”的颠覆性膜结构，实现了“狭缝式”二维垂直亚纳米通道的有序组装和突破了相关通道构筑的理论、技术、材料、工艺难点。这种基膜的突破，支撑了多种含水处理膜、储能用离子膜等功能膜的性能瓶颈的突破，凸显了其巨大的创新潜力与产业价值。

构建传质分离的“高速路”——深圳先进院这张“膜”连获颠覆性技术奖项

2025年12月11日，工业和信息化部组织召开制造业中试创新发展座谈会，会上公布了21个首批国家级制造业中试平台名单。 深圳先进院控股公司——武汉中科先进材料科技有限公司（以下简称“武汉中科先进院”）先进功能材料中试平台成功入选，是前沿材料领域全国仅有的两家入选平台之一。

此次获批的先进功能材料中试平台主要聚焦人工智能（AI）驱动的先进功能材料创制和中试技术，开创了材料领域的CRDO研发服务模式，集企业委托研发、技术转让/许可、检测评价服务、产业育成服务于一体，推动材料行业新质生产力发展。

面向新材料产业发展需求，武汉中科先进院组建了“知名科学家+卓越工程师”的200余人多学科交叉团队，累计开发60余项新材料核心应用技术，形成200多项高水平专利。建成1万余平中试载体和10余条中试线，建有电池材料检测评价中心，已获CMA资质，与高校院所、企业建立20多家科研中试联合创新实验室，推动33项创新成果成功转化，赋能一大批源头科技创新跨越成果转化“死亡之谷”。

研究背景：传统植入电极位置固定、覆盖区域有限，难以实现植入后脑机接口的动态精准调控。

研究者和研究内容：2025年9月，深圳先进院刘志远研究员团队成功研制生物组织内可运动的柔软纤维电极“神经蠕虫”。团队通过卷绕工艺将二维超薄电极阵列构筑为直径约200μm的一维纤维结构，集成60通道电生理信号采集单元，并在前端嵌入微型磁响应模块，实现外磁场驱动下的体内定向移动与精准定位。该电极可在大脑与肌肉组织内主动调整记录位点，实现长期稳定生物电监测。成果发表于《自然》上，为动态脑机接口提供关键技术支撑。

推荐理由：成果首次实现植入电极体内可控移动与多位点电生理信号记录，突破传统静态电极限制，显著提升信号获取效率与长期稳定性，开启“柔软可控、多点动态监测”的新模式，为脑机/人机接口与神经疾病诊疗提供重要技术支撑。

Nature | 深圳先进院发明动态“神经蠕虫”功能纤维电极

研究背景：小胶质细胞一直被认为是仅存在于中枢神经系统中的免疫细胞，广泛参与了神经发育、突触修剪及免疫调控等生理病理过程。

研究者和研究内容：深圳先进院李汉杰研究员团队发现外周神经系统免疫细胞新类群，其与中枢神经系统小胶质细胞有着相似的转录组与蛋白表达特征，被命名为外周神经系统小胶质细胞（PNS microglia）。该细胞包裹外周神经元胞体，调控胞体增大与轴突生长，对神经元功能成熟至关重要。

团队通过24种脊椎动物演化分析证实，PNS microglia进化起源古老，且仅保留于体型及外周神经元较大的脊椎动物中，小体型物种（如小鼠、大鼠）中则减少或消失，这也解释了其百年来未被发现的关键原因——学界长期以小鼠为主要模式生物。

推荐理由：外周神经系统小胶质细胞的发现不仅挑战了百年来关于外周神经系统中不存在小胶质细胞的传统观点，还提出了一种新的神经-免疫互作模式，极大地拓展了对小胶质细胞分布和功能的认知边界，也为探索外周神经系统发育及其相关疾病开辟了全新的视角。

Trends in Immunology | 李汉杰团队提出并定义“小胶质细胞谱系”

研究背景：染色体外DNA（extrachromosomal DNA，ecDNA）早在1965年被观察到，是存在于癌细胞中的独立于染色体的大型环状DNA分子。ecDNA已被发现存在于30%至50%的恶性肿瘤中，与肿瘤侵袭性、耐药性相关，但它的复制与维持机制尚未明确，研究缺乏标准化的对照细胞模型。

研究者和研究内容：为突破ecDNA复制与维持机制研究的瓶颈，深圳先进院甘海云研究员研究团队采用人工染色体和基因编辑技术，构建了模拟临床患者来源的人工ecDNA细胞系。解决了该领域长期存在的关键难题--缺乏严格匹配的ecDNA阳性/阴性对照细胞模型。进一步用新生链蛋白富集技术鉴定ecDNA复制维持相关蛋白组，发现ecDNA上DNA双链断裂损伤（DSB）大量累积引发基因组不稳定；其稳定依赖alt-NHEJ修复，抑制该通路可降ecDNA丰度，为靶向清除ecDNA的抗肿瘤策略提供依据。

推荐理由：该研究系统阐明了肿瘤细胞中ecDNA的独特生物学特性：其固有的不稳定性与DNA损伤应答（DDR）通路介导的稳定性之间形成了动态平衡体系。这一突破性发现揭示了ecDNA通过平衡态调控参与肿瘤发生发展的分子机制，为临床转化提供了新靶点--基于ecDNA分子特征开发的靶向药物或将成为30-50% ecDNA阳性肿瘤患者的精准治疗选择。

本月又一篇Cell正刊！深圳先进院揭示肿瘤“作弊器”持续存在的关键机制

研究背景：对本能恐惧反应的神经机制解析，有助于阐明恐惧相关情绪障碍的发病机理，并为干预提供理论依据和潜在靶点。

研究者和研究内容：个体防御天敌威胁时，机体会进入“社会解离”状态，表现出逃跑或冻结行为，这一过程与临床精神疾病中的“恐惧反应状态”具有高度可映射性。但“恐惧反应状态”的个体差异性神经机制无人报道。该研究首次揭示快速逃避和快速习惯化两种行为反应分别由两条神经通路介导；鉴定出背内侧丘脑（MD）整合视觉恐惧信息，通过降低威胁刺激唤醒度促进习惯化，是本能恐惧行为异质性的枢纽调控核团。该成果将精神疾病中恐惧反应的个体差异与行为适应性相联系，将为理解精神疾病个体易感性及精准干预提供了新视角。相关研究成果发表在《神经元》上。

推荐理由：美国纽约大学Dayu Lin在Neuron专文评述，肯定该研究“从神经环路层面揭示了应对重复威胁的多样化策略的神经基础”。

Neuron｜深圳先进院解析本能恐惧反应策略个体差异的神经环路机制

研究背景：难愈性骨缺损修复一直是临床医学界的“老大难”问题。深圳先进院及其孵化企业深圳中科精诚医学科技有限公司组成联合攻关研究团队，在医学、生物学、材料学、工程学等多学科交叉的基础上，成功研制出了一种仿生含镁再生人工骨。

研究者和研究内容：2025年5月，深圳先进院赖毓霄研究员团队研发的含镁可降解高分子骨修复材料，取得国家药品监督管理局三类医疗器械注册证，获准上市，将为骨损伤治疗带来新的临床方案。科研人员发现，独特的三元复合材料和低温3D打印技术有机融合能精确调控含镁人工骨的多级孔结构、力学和降解性能，同时发挥促成骨、成血管和抗感染功能。由国家骨科医学中心牵头的8家医院完成了多中心前瞻性临床试验，结果显示，植骨融合率等关键指标显著优于对照品，患者均未出现排异反应。

推荐理由：含镁可降解高分子骨修复材料是全球首款获批上市的3D打印含镁骨修复植入器械，填补了国内外相关领域的产业空白。

研究背景：离子分离膜是决定能源、环境、水资源领域装备“性能上限”和“成本下限”的“芯片”。 但传统膜材料存在亚纳米通道难以精准构筑的结构弊端，以致长期面临选择性（筛分精度）与通量（传质速率）难以兼得的瓶颈。

研究者和研究内容：深圳先进院成会明、丁宝福、罗杰及团队成员聚焦“高选择性兼高通量膜材料”这一科技制高点和产业高地，成功实现“狭缝式”二维垂直亚纳米通道的有序组装，并突破了相关通道构筑的理论、技术、材料、工艺难点，技术成果连续在2024年及2025年两次获得京津冀国家技术创新中心颁发的“颠覆性技术大赛优胜奖”。

推荐理由：这项颠覆性膜技术，助力了水处理、储能、资源开采等领域功能膜的性能瓶颈突破，并在2025年度内，连续获得了国家重点研发计划（颠覆性技术专项）、中国科学院抢占科技制高点攻坚计划（子课题）、深圳市科技重大专项等重要纵向项目的支持，凸显了该项膜技术巨大的创新潜力与产业价值。

研究背景：磁共振成像对运动高度敏感，任何运动如呼吸、心跳、肠蠕动或轻微移动，均会导致图像模糊或失真，严重影响图像质量，甚至可能掩盖病灶特征。

研究者和研究内容：深圳先进院李烨研究员研究团队联合上海联影医疗，自主研发了世界首台“摄像”磁共振uMR Ultra。相比于传统磁共振，uMR Ultra结合最新一代人工智能影像链，依托超高性能梯度系统与时空融合AI引擎的协同优势，可持续捕捉解剖结构和功能组织活动的高清动态影像，对人体运动部位的观察、诊断和研究具有重大潜力，为胃肠道、盆腔、关节和神经系统等诊断提供前所未有的洞察维度，有望推动诊疗标准的全面革新。

推荐理由：uMR Ultra已获中国NMPA、美国FDA及欧洲CE三大认证，实现全球上市。这是中国在医疗科技领域实现的又一重大突破，标志着我国在高端磁共振成像装备方面实现了国际引领，推动我国高端磁共振产业迈入全球领先行列。

研究背景：微球作为医学健康领域的核心材料，相关技术产品长期被国外公司垄断。如何利用技术创新实现微球国产化制备技术突破，是亟待解决的问题。

研究者和研究内容：深圳先进院材料人工智能中心喻学锋、周文华研究员团队依托人工智能及自动化技术，构建了国内第一个多类型微球产品的“设计-制备-优化”智能中试系统。设计方面，团队开发了知识驱动的材料科学研究多智能体系统，解决了传统模型数据兼容性差和任务泛化性差的难题；制备方面，构建了基于原位视觉识别反馈的高通量微球产品中试制备平台，解决了微球制备过程中控制精度批次间波动大的难题；优化方面，团队设计了面向高维小样本场景的自调参快速优化算法，解决了材料制备高维参数优化周期长的难题。

推荐理由：依托上述技术创新，团队成功实现了医用磁性微球、封装微球和相变微球等多类型微球材料产品的快速精准创制，并依托合作企业完成了2.5亿元新增销售，产生了良好的经济和社会效益，助力国产化高端微球产品从“技术跟跑”到“全球领跑”跨越。

科学研究按下“快进键” AI成为实验室里的“超级助手”

研究背景：骨再生医学面临材料与免疫细胞间交互作用机制不明的科学挑战，因此制约了材料设计的精准性和有效性。

研究内容：深圳先进院潘浩波研究员团队提出双网络生物玻璃时空响应精准调控骨免疫的创新理念，通过材料多级控释智能响应细胞微环境，实现对免疫细胞组群间动态、有序、级联调控，从而促进了大段和难愈骨缺损区域快递血管化和骨长入。大动物骨缺损植入实验验证，该材料在6个月内完成骨重建。进而，经小样本临床研究发现能快速有效促进骨折端新生血管长入，有望为难愈骨缺损修复提供新一代创新产品。

推荐理由：开发了微环境定向调控的双网络生物活性玻璃，阐明了材料微环境与细胞微环境交互作用机制，为骨质疏松性骨折骨缺损的治疗提供了创新医疗器械。