1985年,美国科学家提出了人类基因组计划,设想要把人类体内约2.5万个基因30亿对碱基的密码全部揭开,绘制出人类基因图谱。1990年,该计划正式启动,由美、英、法、德、日、中的科学家共同参与,最终历时13年,耗资30亿美元,完成了测序工作。随着时代的发展,第二、第三代测序技术陆续“现身江湖”,生命科学开始进入高通量测序时代,测序成本、测序时间大幅降低,变得更为“亲民”。2020年新冠疫情的出现,则让测序技术和每个人的生活都息息相关,与此同时,生命科学行业迅猛发展所带来的激增需求急需得到满足,全自动化测序已成为一种必然的趋势。
3月29日,高新生物技术企业北京百迈客生物科技有限公司(以下简称百迈客)联合珀金埃尔默正式发布“百灵2000全自动化平台”。
百灵全自动化平台是百迈客面向科技服务领域推出的高通量测序(NGS)多产品并行的全自动化智能交付平台,经历了2019年实验自动化平台计划的萌芽探索,2021年珀金埃尔默explorer G3自动化整合系统的引入和百灵1000(Brilliant Laboratory 1000,BL1000)的诞生,以及2023年的持续发力、扩大产线规模,历时四年,百灵2000(BL2000)最终应运而生,其技术优势包括:
■ 兼容8大产品类型(WGS、RNA-seq、扩增子、LncRNA-seq、SLAF-seq、ISO-seq、单细胞转录组、建库测序产品)共线并行
■ 支持7x24小时无人值守工作,支持离线和在线使用
■ 可通过条码实现数据追踪和溯源
为了深入了解百灵2000这款全自动化平台将为业界带来的变革力量,生物探索深度访问了发布会现场的众多专家学者,一探测序行业明日之路。
通量更高、周期更快、质量更优
百迈客生产研发副总裁张雪川表示:“与传统手工操作相比,百灵全自动化平台建库成功率由94%提升至99%,测序数据NT比对合格率由92%提升至99%,杜绝了样品间的交叉污染情况;周期方面,NGS全线产品项目周期缩短了65%;人均效能提升了110%以上;2023年百灵平台预计承接样品量可达141万例以上,综合年产值在2亿以上。”
图1 张雪川
“在核心理念方面,百灵全自动化平台采取了功能分区的‘岛式’设计思路,能够满足实验流程中如样本提取、文库构建、文库质检、文库定量、混样等诸多环节的复杂需求,在客户的实际使用中,将实现更高的设备利用率,更加迎合当前倾向于多组学综合测序的潮流。此外,这种分布式的建设也有利于该平台在未来逐模块进行迭代升级,始终将最好的体验交付给客户。”
百迈客生物创始人兼CEO郑洪坤表示:“百迈客成立14年来,已逐步形成了多组学全产品线的布局,在服务客户数和检测样本数逐年增长的背景下,百迈客推出百灵全自动化平台,消除手动处理的人为因素,以更标准的流程、更高的稳定性产出检测数据,从根本上解决了客户对质量、速度、通量的核心诉求。从长远看,实验成本和人力成本的降低,将会使得多组学测序更加普及,进而影响到整个生命科学领域的研发进展。”
图2 郑洪坤
成为行业的领跑者
东南大学生物电子学国家重点实验室赵祥伟教授表示:“百灵全自动化平台的发布,在行业内也属于引领性的事件。目前,国内类似百灵1000、百灵2000这样的大型自动化整合系统还屈指可数,可以说在测序技术的全自动化实现方面,还处于起步阶段。百灵平台的发布,一方面对于生命医学领域而言,将大幅加快技术研究的发展速度;另一方面对于测序领域而言,将推动整个行业向着工业化进行转变。”
图3 赵祥伟
郑洪坤表示:“未来,在行业中,是否具有高水平的自动化交付能力将决定公司在市场中所处的层次。作为科技服务的供应商,自动化交付能力的提升将支撑公司成长为头部企业。另一方面,能否通过技术创新为客户提供新的价值,也是一家企业在市场中是否具备竞争力的核心要素之一。”
中国科学院北京基因组研究所于军研究员表示:“百迈客在全自动化实验平台的推陈出新上做到了良好的前后承接。百灵系列采用了相似的硬件平台,这有利于之后推出成熟的整体解决方案。全民测序是必然的发展趋势,降低对实验人员的技术需求,通过‘一揽子’方案实现所有流程的自动化,符合未来的市场需求,也将为百迈客赢得更多的客户。”
图4 于军
“软硬”兼修,行以致远
赵祥伟表示:“要推动实验自动化走得更远,必须兼顾硬件软件两个方面。硬件是实现自动化的基础,但没有软件的支撑,同样无法解决问题。从用户的角度来讲,更低廉的价格、更智能化的使用体验也将吸引更多用户的关注并给予反馈,这将形成一个推动平台进步的良性循环。而能否根据用户的需求进行不断的迭代,以及通过定制化使得这个平台拥有更广泛的受用面,将决定了能走多远。”
珀金埃尔默生命科学大中华区总经理刘疆表示:“从人类基因组计划花费十多年时间、三十亿美元,到现在接近百元美金完成全基因组测序,成本的下降激发了庞大的市场潜力,许多个性化的医疗需求随之涌现,工作量不可避免地出现了指数级的提升,包括百迈客在内的第一梯队企业都布局了自动化、智能化的方案,虽然各家技术路径并不相同,但相信都能有所成就,形成百花齐放的局面。”
图5 刘疆
首都医科大学宣武医院柴国梁研究员表示:“实验自动化继续向前发展,硬件的标准化将会是一个发展趋势。举例来说,去年进行新冠核酸检测,由于平台的不稳定性,产出数据的质量到后来更多依赖于人为因素,而不是机器本身。因此,平台能够解决自动化的比例的多少,将导致核心竞争力飞跃式的突变。像处理新冠核酸检测这样,要求在24小时内完成几千万份样本,是否具备完成这种大批量工作的效率,同样是自动化实验平台的硬实力之一。”
图6 柴国梁
参考资料:
[1]生物探索独家采访资料。