基于PEST的药学领域科学仪器发展环境分析＊

2013-01-22张婷，田玲

中国药业 2013年14期

张婷，田玲

(中国医学科学院·北京协和医学院医学信息研究所/图书馆，北京 100020)

科学仪器是用于科学研究的仪器，为天文、地理、物理、化学、生物等基础学科的科学研究工作而研发或生产出来、完成某种在科学实验室中进行宏观或微观的观察、检测、分析、记录任务的仪器[1]。科学仪器是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备，在科学研究、国民经济和社会生活等方面日益发挥着巨大的作用。科学仪器的发展在一定程度上已成为反映一个国家经济水平的标志[2]。笔者应用PEST分析法，即从政治(political)、经济(economic)、社会(social)和技术(technological)等方面分析我国药学领域科学仪器的发展环境，并提出我国科学仪器发展的建议。

1 背景

药学的发展和进步越来越多地依靠高新技术和现代仪器设备。20世纪中叶，物理化学和物理有机化学、生物化学和分子生物学的发展，精密的分析测试技术如色谱学、放射免疫测定、质谱、核磁共振和X射线结晶学的进步，以及电子计算机的广泛应用，为阐明药物作用机理和解析构效关系奠定了坚实的理论和强有力的实验技术基础，使药物化学的理论与药物设计的方法与技巧不断地升华和完善。目前分析仪器已发展成为药物研发过程中必不可少的工具，从药代动力学、生物标记物、生物分子学到蛋白质药物的研究，分析仪器都扮演着越来越重要的角色，可以说是药物发现过程中的“眼睛”。随着药物研发产业的飞速发展以及分析仪器的广泛使用，科学家们对于仪器的“灵敏度”“稳定性”“快速性”“便携性”等方面提出了越来越严峻的挑战。

近几年来，随着信息科学、生命科学、材料科学、纳米科学等深入发展，促使世界科学仪器学科与技术的进展突飞猛进，新技术异彩纷呈，新产品不断涌现。另一方面，全球经济社会发展不断对技术和仪器提出许多新的需求，使科学仪器研究和应用进入一个前所未有的高速发展期。

国外企业借助在中国高端科学仪器市场的垄断性优势，纷纷借助专利技术的保护、严格限制技术转移等方法对我国实行技术封锁，以保证其技术领先优势和超额经济利润。国际上许多著名科学仪器企业都在我国建立了大规模的生产和研发基地，吸纳我国专业人才，进行中国本土化生产，参与我国仪器设备招标采购，使我国科学仪器设备产业发展面临威胁。与国际先进科学仪器相比，我国科学仪器的质量存在明显差距:产品的可靠性差，性能、功能落后，产品技术更新周期长，缺乏针对使用对象而开发的解决方案等。

2 PEST分析

2.1 政治环境

《国家中长期科学和技术发展规划纲要》(2006－2020年):该纲要提出了“加强科技基础条件平台建设”。科技基础条件平台建设重点之一是大型科学工程和设施。重视科学仪器与设备对科学研究的作用，加强科学仪器设备及检测技术的自主研究开发。建设若干大型科学工程和基础设施，包括在高性能计算、大型空气动力研究试验和极端条件下进行科学实验等方面的大科学工程或大型基础设施。推进大型科学仪器、设备、设施的共享与建设，逐步形成全国性的共享网络。

《国家“十二五”科学和技术发展规划》:该规划提出了“加强科技条件资源的开发应用”。加强科学仪器设备自主研发和应用，以新原理、新方法为突破口，研发若干前沿重大科研仪器设备。集中力量攻克若干科学仪器设备核心技术和关键部件，研发一批重要通用科学仪器，提升科学仪器设备产业的核心竞争力。加强科学仪器的小型化、专用化研究，加快推进具有自主知识产权科学仪器的应用示范和产业化。

《科研条件发展“十二五”专项规划》:“十二五”是我国科研条件建设和发展的关键时期，具体的发展目标是努力实现“科研条件自主研发能力显著增强”。攻克一批科学仪器新原理新方法，突破一批核心技术和关键部件，研发形成20种以上具有原创性的科学仪器设备，200种以上具有自主知识产权和产业核心竞争力的重大科学仪器设备。重点任务是“加强科技条件平台和实验服务基地建设”。加强国家大型科学仪器中心和国家级分析测试中心建设，提高科学仪器设备装备水平，开展分析测试新技术、新方法研究、推广和应用，为基础研究、高新技术发展和行业技术进步提供支撑;在综合集成现有优势资源的基础上，进一步推进生命科学、材料科学、资源环境等领域国家大型科学仪器中心建设。同时，还提出了“加强科学仪器设备研发和应用”。以新原理、新方法为突破口，研发若干前沿重大科研仪器设备，为引领科技创新、抢占战略制高点提供手段支撑。加强重大科学仪器设备开发，集中力量攻克若干科学仪器设备核心技术和关键部件，研发一批重大通用科学仪器设备，加快科学仪器设备的小型化、专用化研发，提升科学仪器设备产业核心竞争力。加强科学仪器设备工程化和产业化技术研究，强化具有自主知识产权科学仪器设备的应用示范，推进科学仪器设备研发和产业化基地建设，支持一批科学仪器设备创新型企业发展。

2.2 经济环境

药学发展的历史证明，药学的发展和进步越来越多地依靠高新技术和现代仪器设备的问世和发展。每一种新的技术和新的仪器设备一旦在药学领域中运用都会给药学事业带来新的活力。“十二五”规划中，国家在科学仪器方面启动了两大专项，基金委投资6.5亿元，科技部投资8.6亿元，从资金方面对仪器研发起到保障作用。

随着国家对科技重视程度的提高，研发经费也呈现出上升的势头，科学研究对科学仪器的需求不断增加，应用领域也在不断扩大。随着化学、分子生物学、临床医学、药物学、纳米材料等学科的发展及学科交叉、联用技术的广泛应用，科学仪器将得到更大更快的发展，对科学仪器的需求也不断扩大。我国科技的迅猛发展存在着巨大的科学仪器潜在市场。

我国科学仪器的发展已经初具规模，但总体仍处于幼稚期。总体水平还很落后，基础比较薄弱，持续创新能力不足，技术系统性差。由于核心技术匮乏，我国科学仪器技术水平同发达国家相比仍有较大差距，主要生产中低端仪器及其配件，中高档仪器设备方面基本处于空白，即便在一些科学仪器设备方面有一定突破，但离市场尚存较大差距。企业还未成为技术创新的主体。我国科学仪器企业大多数成立时间较短，企业规模较小，注册资金少，企业的平均利润不高;研究开发经费投入强度高，但数额不大;研发人员占比例不低，但缺少高端人才;发明专利少，拥有自主知识产权的产品少，企业的技术创新能力不强，缺乏竞争后劲，市场竞争力差。因此，用于科学仪器技术开发的资金投入也很少，使得我国目前科学仪器的发展潜力和动力远远不能适应新形势发展的需求。

2.3 社会环境

随着社会经济的发展，环境保护、国防建设、食品安全、生产安全、医疗卫生等经济和社会发展的重要领域对科学仪器的需求不断上升，使它在整个国民经济体系中发挥着越来越重要的作用。科学仪器已经不仅仅是科学研究的基础手段，而是整个国家科技、经济发展战略中有着重要地位的战略性产业。因此加速推进科学仪器的资助研发共组，增强产业的自主创新能力，是保障抢占科技战略制高点，保障科技、经济发展主动权和领先权的关键之举。

我国对科学仪器设备需求在不断上升，科学仪器设备进口数量持续增长，与食品安全、环境保护、医药卫生相关的色谱、质谱、电泳仪等需求强劲，进口增幅大。目前，我国科学研究和生产、检测领域依赖进口科学仪器的“空芯化”现象严重。这种现象在国家投入大量资金建设建立的大型、重点研究实验基地尤为明显。有关资料显示，目前我国科学仪器的支出约占科研项目经费的25%[2]。在我国固定资产投资中，有60%是用于进口设备的，其中很大部分是关键的高端科学仪器设备，以分析检测科学仪器设备为例，技术密集的高端科学仪器设备，如色谱－质谱仪、核磁波谱仪、等离子质谱仪等，完全依赖进口[3]。

在过去的20年中，我国在关键先进仪器的创新方面逐步丧失了国际竞争力，在大部分重点先进装备领域的竞争上更处于劣势，关键科学仪器装备严重依赖国外技术。我国在科学仪器的研究和制造方面与发达国家相比差距不是缩小，而是逐步拉大，对国外仪器依赖度逐年增高。科学研究依赖进口科学仪器的“空芯化”现象使得我国科技创新面临十分不利的局面。

2.4 技术环境

中医中药现代化发展，促进各种光谱、色谱、质谱、核磁、X射线及联用仪器在中医中药研究领域得到了广泛的应用，今后不但现有的各种科学仪器及联用仪器将继续促进中医中药事业的发展，而且会出现一系列开创性的分析检测技术和中医中药研究、应用领域专用的科学仪器。

软件是科学仪器发展的重要方向。现代仪器的设计中软件的工作量已占70%～80%，并在某种程度上决定了仪器的功能和性能[2]。现代科学仪器已经经历了数字化、计算机化、智能化进入全面信息化的新发展阶段。信息时代的科学仪器是建立在信息网络基础上，仪器的信息获取(传感)、数据处理、传输、反馈控制种种功能是有机、有序地分布在网络(局域网或远程网)各端，在信息化基础上通过信息交互途径工作的[1]。

科学仪器的发展方向既有向高、精、尖、成套化、网络化方向发展的趋势，也有向小型化、专用化、简用化方向发展的趋势。近年来小型化、专用化、简用化已成为现代科学仪器科技和产业引人注目的发展方向[4]。科学仪器研究的尺度已深入到纳米和微米，研究的对象和过程从静态转入动态，利用现代制造技术、纳米技术、计算机理论、仿生学原理和新材料等高新技术发展新型的科学仪器成为主流[2]。目前已经有了“芯片实验室”(Lab on a chip)，可以在一个芯片上实现采样、分离、反应、分析整个分析检测过程。这种小型化、专用化、简便化的发展方向是建立在各种最新科技成果基础上的，仪器虽然小了、专用了、方便了，但仍然是准确可靠，甚至可达到无维护、长寿命程度[4]。

3 对我国科学仪器发展的建议

3.1 创造良好的政策环境

合理的政策将引导我国企业和科研院所更加主动地进行自主创新。国家应制定合理、科学的政策，从财政投入、税收优惠、加大知识产权鼓励与保护等多角度的政策方面促进科学仪器设备的自主创新，为我国科学仪器的发展营造一个良好的环境。

3.2 扶持和鼓励企业的自主研发

鼓励在科学仪器领域的发明与创新，鼓励和推动我国科学仪器事业的发展，扩大国产科学仪器的市场占有率;鼓励地方政府及社会各界加大对科学仪器研发和产业化的投入;加强新型科学仪器的开发创新、关键零部件研制和新型应用软件的开发研究;根据发展重点，有计划地选择具有近期市场需求和技术优势的仪器进行攻关;引导企业尽快成为技术创新的主体。