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赋能生物制造新质生产力,华大智造合成生物学产品组合首亮相

时间:2024-04-18作者:华大智造阅读数:786分享

2024年4月18日,SynBio China第二届中国合成生物学及生物制造年会暨BioMade China中国生物制造产业博览会在杭州举办。华大智造首次携合成生物学一站式产品组合亮相展会现场,包括不久前发布的新品AlphaTool自动化移液机器人、便携型半导体基因测序仪DNBSEQ-E25,以及全新推出的千万级酶定向进化筛选系统——MGIDS-1000,打造从筛选到建库,再到最终的测序一站式合成生物学产品组合。


同时,华大智造还推出了实验室自动化系统等一系列的合成生物学智“惠”自动化产品组合,以满足科研领域对高效、准确实验方法的迫切需求,加速赋能合成生物学领域。


合成生物学作为一门交叉学科,经过20多年的发展,在推进生物经济创新、生物医学和生物技术发展上展现了巨大潜力。



酶筛、建库、测序

一站智“惠”产品


华大智造围绕“存读算用”已完成基因测序仪、实验室自动化、生物样本库、BIT等产品的高中低通量全覆盖,为行业提供生命科技核心工具。为了助力行业发展从工具到生态的跃迁,华大智造致力于打造一站式合成生物学产品组合,包括MGIDS-1000酶定向进化的筛选系统、AlphaTool自动化移液工作站、便携式DNBSEQ-E25测序仪等硬件设备。如此,华大智造一站式合成生物学产品组合将成为通往实验室“智能”的一把钥匙。


酶和细胞工厂是工业生物技术的核心,定向改造为快速改善酶和细胞工厂的性能提供了可能性,其中灵敏可靠的高通量筛选方法是决定酶和细胞工厂成功高效定向改造的关键。然而,找到灵敏可靠的超高通量筛选方法 (>10^6)  仍是当前的瓶颈,制约着酶和细胞工厂的高效进化。


为此,华大智造推出了MGIDS-1000—— 一款集液滴制备、分选、注入融合、打印入孔多功能于一体的高通量微流控液滴筛选平台,具有高通量、高精度、高灵敏度液滴筛选的特点。


该产品结合液滴微流控技术及物理场,能够选择性回收、隔离目标样品,并能全周期跟踪记录,提高筛选效率。通过灵活的微液滴制备,适配多种微生物反应体系需求,从而实现每小时千万级菌库功能评估及筛选。通过高通量液滴注入与融合,可以实现液滴内完成微生物孵育、裂解及其他生化反应检测,并拓展其在酶工程与合成生物学领域的应用。

在使用万级酶定向进化的筛选系统MGIDS-1000对质粒进行筛选后,华大智造此前发布的AlphaTool移液机器人就该登场了!传统的手工制备质粒文库方法中完成 96 个样品的制备需要耗费至少近两个小时,其中人工操作时间就占三分之一,不仅效率低下,且人为因素会引入误差。


华大智造开发的这款低门槛、易上手、模块化的高精度桌面级移液机器人AlphaTool能够满足中小型实验室小通量样本、低成本的单机自动化需求。该设备机身小巧,具备极高性价比,其基本配置版本售价仅为59999元。



图 华大智造一站式合成生物学产品组合


华大智造AlphaTool移液机器人的软硬件均采用开放性的模块化设计,丰富的功能模块使配置更为灵活,可满足多种使用场景。基本配置的AlphaTool移液机器人涵盖单通道移液器和八通道移液器,能够完成从1微升~1000微升区间的精准移液工作,包括试剂混合、分装及梯度稀释等移液工作。


通过使用AlphaTool移液工作站及相应功能模块的组合,对质粒进行建库,将显著缩短文库制备时间,提高样本通量,还降低了人为误差的风险,为生命科学研究提供了更加可靠、高效的工具。


图 华大智造AlphaTool移液工作站


质粒的文库制备完成后,华大智造还带来一款小巧便携式基因测序仪DNBSEQ-E25进行测序。作为华大智造E系列测序仪的旗舰机型,仪器占桌面面积仅0.1平方米。其采用独有的自发光测序技术,能够对碱基进行独特的标记,在测序生化过程中无需外界激发光源,即可产生自发光信号,搭配的微流控测序载片集成了CMOS模块,可实现碱基序列的快速读取。


在合成生物学领域应用方面, DNBSEQ-E25测序仪一次可对上千种质粒进行高通量测序。在保证测序深度的同时,准确获得全部核苷酸序列信息,无需向第三方发送构建信息进行验证,可有效保护企业专利序列。其测序结果为基因克隆和表达研究、基因编辑工具的开发与验证、合成基因网络的构建、代谢工程等打下坚实的基础。



图 DNBSEQ-E25基因测序仪



智“惠”实验室

——实验室自动化系统平台


华大智造还在现场展示了实验室自动化系统平台,该平台是一套模块化、灵活化的智“惠”实验室通用自动化平台,可以将用户实验流程所需的各种自动化设备智“惠”整合,自由组合地选择适配各类应用的自动化系统,为合成生物学、质粒构建、厌氧培养组等微生物场景提供平台支撑。


华大智造依托在智“惠”实验室领域多年的研发经验和运维经验,洞察全球用户的需求后,搭建了一套高通量的合成生物自动化平台,实现从质粒转化到培养、涂布、挑单克隆、诱导蛋白表达、再到酶活检测等全流程自动化的菌株筛选应用场景,完成酶变异体库的建立和最适突变体的筛选与鉴定,进而完成酶的定向进化,为酶基因工程的前期研发提供自动化工具动力,赋能各类酶的挖掘。通过自研EvoPlay蛋白设计算法(Nature子刊!华大智造发布自博弈AI智能体,利用强化学习算法高效设计功能蛋白),以数据平台打通基于AI反馈的干湿数据闭环,实现DBTL(设计、构建、测试、学习)循环,充分提高了湿实验的筛选效率。举一个简单的例子,以往用手工做湿实验,一周大约能筛选300多个突变体,而自动化平台一周可以筛选5000个以上的突变体,大大节省人工的成本,还实现全流程数据可追溯。



图 华大智造合成生物学自动化平台


除了高通量酶筛场景,我们还支持厌氧微生物培养场景和高通量质粒构建等场景,展示了华大智造在合成生物学领域的工具实力。


华大智造研发工程师杨超博士在展会上介绍了实验室自动化系统平台,通过一套简洁明晰的界面软件,简化实验流程设计的步骤,并提供监控和错误处理功能,实现快速灵活部署。


华大智造总经理助理、研发副总裁杨梦表示:“一直以来,华大智造坚持打造生命科技核心工具,合成生物学和生物制造作为新质生产力的核心代表,华大智造推出使能工具。此次,通过MGIDS-1000酶定向进化的筛选系统高速分选与打印,对接下游AlphaTool自动化移液工作站进行质粒回收以及建库工作,再使用便携式DNBSEQ-E25测序仪完成质粒测序,保护企业序列专利,打造了一站式合成生物学智慧自动化产品组合。同时,实验室自动化系统实现了从单个仪器到多设备实验室的整合自动化,这不仅显著缩短了研发周期,还确保了实验结果的高度可重复性。”


一直以来,华大智造坚持生命科技核心工具缔造者的定位,进一步降低生命科学工具使用门槛,不断增强自身能力、产品技术和生态开放,满足生命科学行业的多元化需求。未来,华大智造具备的产品技术与研发能力将全面助力多学科全产业链深度融合。

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