“自组装光子晶体编码载体”系列工作的3篇代表性论文被国际重要SCI期刊正面他引504次。美国三院院士、哈佛大学George M. Whitesides教授、液相生物芯片领域权威专家MIT教授Patrick Doyle将该项目开发的光子晶体编码微球液相芯片作为多元检测的一种代表性方法（附件6.1）。全球生物芯片市场领导者Illumina公司首席科学家David R. Walt教授在将该项目提出的光子晶体编码方法和Illumina公司的编码方法并列为重要的编码方法（代表性引文1）。美国国立卫生研究院分子影像与纳米医学实验室主任、医学与生物工程院院士、Theranostics杂志创刊主编Xiaoyuan Chen教授在Chemical Society Reviews（代表性引文2）论文中评述“顾忠泽在光子晶体微球悬浮阵列方面做了非常全面的工作”，同时特别指出“（传统的平面光子晶体编码微载体）解码过程要求各向异性二维微载体正确分散和定向是很难实现的。然而这个问题可以通过使用各向同性的3D光子晶体微球来解决。”，该项目的工作“解决了二维微载体的适当分散和正确定向难题”。英国皇家工程院院士、皇家化学会会士、剑桥大学生物技术研究所主任Christopher R. Lowe教授在其发表的Chemical Reviews（代表性引文3）论文中评述认为“光学传感技术在生物技术领域有着举足轻重的地位，特别是具有传感功能的光子晶体材料，有望在医学诊断中发挥重要角色”。该项目成果还受到跨领域专家的认可，肿瘤学和血液学权威综述刊物Critical Reviews in Oncology/Hematology中将该技术列为最主流的液相生物芯片技术之一（附件6.2）。
对照国家自然科学奖授奖条件，我部决定提名该项目为2019年度国家自然科学奖二等奖。
项目简介
基于编码微载体的液相芯片能高效、并行检测多种生物分子的相互作用，且使用灵活、重复性好，在重大传染病的快速诊断，肿瘤与心脑血管疾病早期诊断等许多方面有着十分广泛的应用是研究的重点和芯片应用的瓶颈。该研究在国家自然科学基金等资助下，围绕上述难题，利用光子晶体独特的光学和结构特性，提出并系统研究了“自组装光子晶体液相芯片”，主要科学发现如下：
1、在光子晶体微载体编码设计方面，发现了球形自组装光子晶体特征反射峰不随检测角度变化的特性，揭示了这一光学效应的形成机制和规律。据此提出并实现了球形光子晶体编码液相生物芯片的构想，解决了光子晶体微载体解码时出现错码的关键问题。该编码方式已成为国际上液相生物芯片的一种代表性的编码。相关成果获日内瓦国际发明博览会特别金奖并实现专利转让。
4、在微载体有序结构控制方面，发现了不同种类单分散胶体粒子共组装形成有序结构的规律，突破了自组装制备有序结构必须使用同种单分散粒子的传统观念。在限域共组装时通过不同种类粒子粒径和比例关系的调控实现了结构参数可控的蛋白石和反蛋白石结构光子晶体微载体的制备。提高了微载体的光学编码质量、拓展了可用于微载体构建的材料种类。
该项目共发表SCI论文117篇，在国际会议做大会报告／特邀报告29次。论文中影响因子大于10的有25篇，影响因子大于5的占61篇。8篇代表作被正面他引1147次，其中SCI他引874次，他引论文源自Science、Nature Materials、Nature Photonics等权威杂志。研究成果多次被Nature China、NPG Asia Materials、Science News等学术媒体报道。因该研究所产生的国际影响，项目组被国际权威杂志Accounts of Chemical Research、Chemical Society Reviews等邀请撰写了7篇相关综述论文。同时，该项目获授权发明专利21项，其中6项实现转让。该研究开发的液相芯片及检测方法被三甲医院及研究机构用于肿瘤等疾病的分子诊断。研究成果获2010年度教育部自然科学一等奖。
客观评价
该项目在自组装光子晶体液相生物芯片技术及其生物医学应用方面做出突出贡献，8篇代表作被包括多国院士及权威学者在Science等权威杂志正面他引1147次（SCI他引874次）(附件3)。
1、光子晶体微载体编码设计（旁证材料：代表性引文1、2、3，研究亮点报道1次，2010年教育部自然科学一等奖，2014年日内瓦国际发明金奖，6项相关专利转让752.2万元【附件2.1、2.2、2.3、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6】）
3.在微载体制备方面，发展了基于三维协流式液滴控制技术的限域自组装方法，发现通过界面能和流体动力学控制，可实现液滴形貌和组合的控制。该发现被用于构建具有磁分离功能和多信号联合编码的微载体。该项研究在确立微载体批量稳定制备方法的同时，解决了微载体在高通量编码和分离检测中的难题。所研发的液滴控制技术还在中国工程物理研究院得到应用。
2019年度国家自然科学奖提名公示材料
项目名称
自组装光子晶体液相芯片及其生物医学分析应用研究
提名单位
教育部
提名意见
（不超过600字）
该项目以光子晶体独特的光学和结构特性为基础，深入研究了“光子晶体液相芯片”，发现了球形自组装光子晶体的特征反射峰具有检测角度无关性及分级耦合和协同放大效应增强光子晶体环境响应的特性，据此提出并实现了球形光子晶体编码液相生物芯片的构想，并通过发展自组装、可控组装和限域组装等手段，开发了一系列形貌和构建材料组合可控的新型光子晶体微载体。相关研究解决了液相芯片研究中流动编码载体的编码方法、检测技术和规模制造等瓶颈问题，在国内外产生了广泛的影响，开发的液相芯片及检测方法被多家医院及研究机构用于肿瘤等疾病的分子诊断。本项目8篇代表作被Science、Nature Materials、Nature Photonics等权威杂志正面他引1147次，其中SCI他引874次。因本研究所产生的国际影响，项目组受到国际权威杂志Accounts of Chemical Research、Chemical Society Reviews等邀请撰写了7篇相关综述论文。同时，本项目获授权发明专利21项，其中6项实现转让。本研究开发的液相芯片及检测方法被多家医院及研究机构用于肿瘤等疾病的分子诊断。研究成果获2010年度教育部自然科学一等奖和日内瓦国际发明博览会特别金奖。
2、在基于微载体的非标记检测方面，发现了分级耦合和协同放大效应可增强环境响应型光子晶体的光学特性变化。据此发展了生物分子调控的光子晶体材料并用于构建液相生物芯片编码载体，实现了将光子晶体的光学特性同时用于编码和传感。这一方案使液相生物芯片的非标记生物检测成为可能。Nature Photonics在其“Out of the lab”专栏中对该研究进行了专门报道。