2024年4月18日，SynBio China第二屆中國(guó)合成生物學(xué)及生物制造年會(huì)暨BioMade China中國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)在杭州舉辦。華大智造首次攜合成生物學(xué)一站式產(chǎn)品組合亮相展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，包括不久前發(fā)布的新品AlphaTool自動(dòng)化移液機(jī)器人、便攜型半導(dǎo)體基因測(cè)序儀DNBSEQ-E25，以及全新推出的千萬級(jí)酶定向進(jìn)化篩選系統(tǒng)——MGIDS-1000，打造從篩選到建庫(kù)，再到最終的測(cè)序一站式合成生物學(xué)產(chǎn)品組合。
同時(shí)，華大智造還推出了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)等一系列的合成生物學(xué)智“惠”自動(dòng)化產(chǎn)品組合，以滿足科研領(lǐng)域?qū)Ω咝А?zhǔn)確實(shí)驗(yàn)方法的迫切需求，加速賦能合成生物學(xué)領(lǐng)域。
合成生物學(xué)作為一門交叉學(xué)科，經(jīng)過20多年的發(fā)展，在推進(jìn)生物經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新、生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)發(fā)展上展現(xiàn)了巨大潛力。
酶篩、建庫(kù)、測(cè)序
一站智“惠”產(chǎn)品
華大智造圍繞“存讀算用”已完成基因測(cè)序儀、實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化、生物樣本庫(kù)、BIT等產(chǎn)品的高中低通量全覆蓋，為行業(yè)提供生命科技核心工具。為了助力行業(yè)發(fā)展從工具到生態(tài)的躍遷，華大智造致力于打造一站式合成生物學(xué)產(chǎn)品組合，包括MGIDS-1000酶定向進(jìn)化的篩選系統(tǒng)、AlphaTool自動(dòng)化移液工作站、便攜式DNBSEQ-E25測(cè)序儀等硬件設(shè)備。如此，華大智造一站式合成生物學(xué)產(chǎn)品組合將成為通往實(shí)驗(yàn)室“智能”的一把鑰匙。
酶和細(xì)胞工廠是工業(yè)生物技術(shù)的核心，定向改造為快速改善酶和細(xì)胞工廠的性能提供了可能性，其中靈敏可靠的高通量篩選方法是決定酶和細(xì)胞工廠成功高效定向改造的關(guān)鍵。然而，找到靈敏可靠的超高通量篩選方法 (>10^6) 仍是當(dāng)前的瓶頸，制約著酶和細(xì)胞工廠的高效進(jìn)化。
為此，華大智造推出了MGIDS-1000—— 一款集液滴制備、分選、注入融合、打印入孔多功能于一體的高通量微流控液滴篩選平臺(tái)，具有高通量、高精度、高靈敏度液滴篩選的特點(diǎn)。
該產(chǎn)品結(jié)合液滴微流控技術(shù)及物理場(chǎng)，能夠選擇性回收、隔離目標(biāo)樣品，并能全周期跟蹤記錄，提高篩選效率。通過靈活的微液滴制備，適配多種微生物反應(yīng)體系需求，從而實(shí)現(xiàn)每小時(shí)千萬級(jí)菌庫(kù)功能評(píng)估及篩選。通過高通量液滴注入與融合，可以實(shí)現(xiàn)液滴內(nèi)完成微生物孵育、裂解及其他生化反應(yīng)檢測(cè)，并拓展其在酶工程與合成生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
在使用萬級(jí)酶定向進(jìn)化的篩選系統(tǒng)MGIDS-1000對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行篩選后，華大智造此前發(fā)布的AlphaTool移液機(jī)器人就該登場(chǎng)了！傳統(tǒng)的手工制備質(zhì)粒文庫(kù)方法中完成 96 個(gè)樣品的制備需要耗費(fèi)至少近兩個(gè)小時(shí)，其中人工操作時(shí)間就占三分之一，不僅效率低下，且人為因素會(huì)引入誤差。
華大智造開發(fā)的這款低門檻、易上手、模塊化的高精度桌面級(jí)移液機(jī)器人AlphaTool能夠滿足中小型實(shí)驗(yàn)室小通量樣本、低成本的單機(jī)自動(dòng)化需求。該設(shè)備機(jī)身小巧，具備極高性價(jià)比，其基本配置版本售價(jià)僅為59999元。
圖 華大智造一站式合成生物學(xué)產(chǎn)品組合
華大智造AlphaTool移液機(jī)器人的軟硬件均采用開放性的模塊化設(shè)計(jì)，豐富的功能模塊使配置更為靈活，可滿足多種使用場(chǎng)景。基本配置的AlphaTool移液機(jī)器人涵蓋單通道移液器和八通道移液器，能夠完成從1微升~1000微升區(qū)間的精準(zhǔn)移液工作，包括試劑混合、分裝及梯度稀釋等移液工作。
通過使用AlphaTool移液工作站及相應(yīng)功能模塊的組合，對(duì)質(zhì)粒進(jìn)行建庫(kù)，將顯著縮短文庫(kù)制備時(shí)間，提高樣本通量，還降低了人為誤差的風(fēng)險(xiǎn)，為生命科學(xué)研究提供了更加可靠、高效的工具。
圖 華大智造AlphaTool移液工作站
質(zhì)粒的文庫(kù)制備完成后，華大智造還帶來一款小巧便攜式基因測(cè)序儀DNBSEQ-E25進(jìn)行測(cè)序。作為華大智造E系列測(cè)序儀的旗艦機(jī)型，儀器占桌面面積僅0.1平方米。其采用獨(dú)有的自發(fā)光測(cè)序技術(shù)，能夠?qū)A基進(jìn)行獨(dú)特的標(biāo)記，在測(cè)序生化過程中無需外界激發(fā)光源，即可產(chǎn)生自發(fā)光信號(hào)，搭配的微流控測(cè)序載片集成了CMOS模塊，可實(shí)現(xiàn)堿基序列的快速讀取。
在合成生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用方面， DNBSEQ-E25測(cè)序儀一次可對(duì)上千種質(zhì)粒進(jìn)行高通量測(cè)序。在保證測(cè)序深度的同時(shí)，準(zhǔn)確獲得全部核苷酸序列信息，無需向第三方發(fā)送構(gòu)建信息進(jìn)行驗(yàn)證，可有效保護(hù)企業(yè)專利序列。其測(cè)序結(jié)果為基因克隆和表達(dá)研究、基因編輯工具的開發(fā)與驗(yàn)證、合成基因網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、代謝工程等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
圖 DNBSEQ-E25基因測(cè)序儀
智“惠”實(shí)驗(yàn)室
——實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)
華大智造還在現(xiàn)場(chǎng)展示了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，該平臺(tái)是一套模塊化、靈活化的智“惠”實(shí)驗(yàn)室通用自動(dòng)化平臺(tái)，可以將用戶實(shí)驗(yàn)流程所需的各種自動(dòng)化設(shè)備智“惠”整合，自由組合地選擇適配各類應(yīng)用的自動(dòng)化系統(tǒng)，為合成生物學(xué)、質(zhì)粒構(gòu)建、厭氧培養(yǎng)組等微生物場(chǎng)景提供平臺(tái)支撐。
華大智造依托在智“惠”實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，洞察全球用戶的需求后，搭建了一套高通量的合成生物自動(dòng)化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到培養(yǎng)、涂布、挑單克隆、誘導(dǎo)蛋白表達(dá)、再到酶活檢測(cè)等全流程自動(dòng)化的菌株篩選應(yīng)用場(chǎng)景，完成酶變異體庫(kù)的建立和最適突變體的篩選與鑒定，進(jìn)而完成酶的定向進(jìn)化，為酶基因工程的前期研發(fā)提供自動(dòng)化工具動(dòng)力，賦能各類酶的挖掘。通過自研EvoPlay蛋白設(shè)計(jì)算法（Nature子刊！華大智造發(fā)布自博弈AI智能體，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法高效設(shè)計(jì)功能蛋白），以數(shù)據(jù)平臺(tái)打通基于AI反饋的干濕數(shù)據(jù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)DBTL（設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試、學(xué)習(xí)）循環(huán)，充分提高了濕實(shí)驗(yàn)的篩選效率。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，以往用手工做濕實(shí)驗(yàn)，一周大約能篩選300多個(gè)突變體，而自動(dòng)化平臺(tái)一周可以篩選5000個(gè)以上的突變體，大大節(jié)省人工的成本，還實(shí)現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)可追溯。
圖 華大智造合成生物學(xué)自動(dòng)化平臺(tái)
除了高通量酶篩場(chǎng)景，我們還支持厭氧微生物培養(yǎng)場(chǎng)景和高通量質(zhì)粒構(gòu)建等場(chǎng)景，展示了華大智造在合成生物學(xué)領(lǐng)域的工具實(shí)力。
華大智造研發(fā)工程師楊超博士在展會(huì)上介紹了實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)平臺(tái)，通過一套簡(jiǎn)潔明晰的界面軟件，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)的步驟，并提供監(jiān)控和錯(cuò)誤處理功能，實(shí)現(xiàn)快速靈活部署。
華大智造總經(jīng)理助理、研發(fā)副總裁楊夢(mèng)表示：“一直以來，華大智造堅(jiān)持打造生命科技核心工具，合成生物學(xué)和生物制造作為新質(zhì)生產(chǎn)力的核心代表，華大智造推出使能工具。此次，通過MGIDS-1000酶定向進(jìn)化的篩選系統(tǒng)高速分選與打印，對(duì)接下游AlphaTool自動(dòng)化移液工作站進(jìn)行質(zhì)?；厥找约敖◣?kù)工作，再使用便攜式DNBSEQ-E25測(cè)序儀完成質(zhì)粒測(cè)序，保護(hù)企業(yè)序列專利，打造了一站式合成生物學(xué)智慧自動(dòng)化產(chǎn)品組合。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從單個(gè)儀器到多設(shè)備實(shí)驗(yàn)室的整合自動(dòng)化，這不僅顯著縮短了研發(fā)周期，還確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的高度可重復(fù)性?！?/span>
一直以來，華大智造堅(jiān)持生命科技核心工具締造者的定位，進(jìn)一步降低生命科學(xué)工具使用門檻，不斷增強(qiáng)自身能力、產(chǎn)品技術(shù)和生態(tài)開放，滿足生命科學(xué)行業(yè)的多元化需求。未來，華大智造具備的產(chǎn)品技術(shù)與研發(fā)能力將全面助力多學(xué)科全產(chǎn)業(yè)鏈深度融合。
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