刚刚闭幕的2025中关村论坛
集中发布了19项重磅成果
北京大学有两项成果入选
北京大学物理学院刘开辉团队
首创“晶格传质-界面生长”晶体制备新范式
极大提高了晶体结构的可控性
北大化学与分子工程学院刘志博团队
开创了放射性药物共价技术
引领肿瘤诊疗新变革
半导体材料新范式：晶格传质-界面生长
随着全球硅基集成电路产业迈入“后摩尔时代”，芯片性能提升面临巨大挑战。北京大学刘开辉团队颠覆传统晶体制造方法，首创“晶格传质-界面生长”新范式，首次实现了层数及堆垛结构可控的菱方相3R-TMDs单晶的通用制备。
研究团队通过将硫族元素以单原子供应方式充分溶解至合金衬底中，反应原子通过浓度及化学势梯度在金属晶格中不断传质，在衬底与TMDs界面处外延析出新生层。通过连续“抬起”形成层，使晶体像“顶竹笋”般，由自身结构推动向上生长，彻底颠覆传统晶体生长模式。
△发展“类生物体生长晶体”制备晶圆级二维单晶薄膜
这一创新方法具有三大优势：确保晶体结构的快速生长和均匀排布；有效规避缺陷累积；使石墨、硫化钼等多种二维材料的纯度提升10-100倍，极大提高了晶体结构的可控性。
这项被称为“类生物体生长晶体制备新范式”的重大成果，为下一代高性能电子与光子芯片的研发奠定了坚实基础。
△基于二维单晶薄膜的电子集成电路（E-ICs）和光子集成电路（P-ICs）芯片
刘开辉，北京大学博雅特聘教授，长期从事晶体材料制备与光谱物理研究，发表通讯作者论文Science3篇、Nature3篇、Nature子刊23篇、PRL2篇，主编专著1部。曾获国家杰出青年科学基金、科学探索奖、北京市自然科学一等奖、中国物理学会胡刚复奖、中国发明协会发明创业奖创新奖、日内瓦国际发明展金奖。目前担任国家工程重点项目首席科学家、国家重点研发计划项目首席科学家。
肿瘤诊疗新突破：放射性药物共价技术
放射性药物共价技术（Covalent Targeted Radioligand, 简称CTR技术）是北京大学刘志博团队开发的一种新型药物形式，旨在解决传统靶向放射性核素治疗（TRT）中肿瘤靶向性不佳、核素滞留时间短等问题。CTR通过在放射性配体上安装基于硫（Ⅵ）-氟交换反应（SuFEx）的“潜弹头”，当CTR到达肿瘤时，先非共价结合靶标，随后通过邻近效应加速不可逆共价连接，在肿瘤部位的高效靶向与持久滞留提升疗效；同时未结合靶标的CTR可被快速排出体外，降低副作用。
△成果主要完成人合影 （从左至右）：孔梓任、刘志博、崔希洋
该技术在分子、细胞、动物模型及患者层面均显示出优异的肿瘤靶向性和滞留时间。在FAP高表达的小鼠模型中，可以将放射性药物的肿瘤递送效率提高10倍以上，健康组织摄取迅速降低。CTR技术显著增强了治疗效果，采用β-（Lu-177）和α-放射性治疗核素（Ac-225）标记CTR-FAPI，几乎完全抑制了小鼠FAP高表达皮下肿瘤的生长。
△CTR技术工作原理及其优势
在甲状腺髓样癌患者成像临床研究中，Ga-68标记的CTR-FAPI的病灶检出率显著高于¹⁸F-脱氧葡萄糖 PET-CT（98% vs. 66%），32%的患者改变了治疗方案，66.7%的患者改变了手术计划。在2024年美国临床肿瘤学会（ASCO）年会上，有临床专家指出，CTR技术将改变甲状腺髓样癌的临床诊疗指南。CTR技术不仅在诊断上表现出色，还在治疗上取得了突破，对复发、难治的多例转移性晚期实体瘤患者进行了177Lu-CTR-FAPI的剂量爬坡研究，给药后病情稳定，副作用较小，显著改善了患者生活质量。
放射性药物共价技术无疑是核药物设计领域的颠覆性成果。它不仅为靶向放射性核素治疗（TRT）提供了全新的开发策略，还为其他低分子量偶联类药物的药代动力学调控开辟了新的途径。北京大学刘志博教授团队的这一创新成果，标志着我国在核医学与肿瘤精准诊疗领域迈出了新的一步。
刘志博，北京大学化学与分子工程学院教授、应用化学系系主任，北大-清华生命科学联合中心研究员，昌平实验室领衔科学家。主要从事放射性药物、中子俘获治疗和放射化学生物学研究。近年来主持包括青年科学基金（A类）、科技部国家重点研发计划等多个科研项目，获得科学探索奖、九三学社首届青年科技创新英才等荣誉。发表包括Nature（两篇）、Nat Chem、Nat Biomed Eng等通讯作者论文70余篇。团队开发的多个核药物分子已开展临床研究，硼氨酸核药物作为“1类创新药”已获得中国和美国临床批件，正在开展临床Ⅱ期试验。
栏目介绍
2025年是“十四五”收官和“十五五”谋划的关键之年，北京大学把年度工作主题确定为“科技创新年”。北大官微推出#北大科技创新年专栏，聚焦“从0到1”的原始创新，记录“顶天立地”的成果转化；展现实验室里的思想激荡，追踪全球创新版图中的北大坐标。
来源 | 北京大学融媒体中心、北京大学化学与分子工程学院、北京大学物理学院、北京大学科学研究部
编辑 | 刘祥均、徐沈沁怡
排版 |史童月
责编 |陈蕾
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