2024年4月18日，SynBio China第二屆中國合成生物學(xué)及生物制造年會暨BioMade China中國生物制造產(chǎn)業(yè)博覽會在杭州舉辦。華大智造首次攜合成生物學(xué)一站式產(chǎn)品組合亮相展會現(xiàn)場，包括不久前發(fā)布的新品AlphaTool自動化移液機器人、便攜型半導(dǎo)體基因測序儀DNBSEQ-E25，以及全新推出的千萬級酶定向進化篩選系統(tǒng)——MGIDS-1000，打造從篩選到建庫，再到最終的測序一站式合成生物學(xué)產(chǎn)品組合。

同時，華大智造還推出了實驗室自動化系統(tǒng)等一系列的合成生物學(xué)智“惠”自動化產(chǎn)品組合，以滿足科研領(lǐng)域?qū)Ω咝?、準確實驗方法的迫切需求，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，在推進生物經(jīng)濟創(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、測序

一站智“惠”產(chǎn)品

華大智造圍繞“存讀算用”已完成基因測序儀、實驗室自動化、生物樣本庫、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酶定向進化的篩選系統(tǒng)、AlphaTool自動化移液工作站、便攜式DNBSEQ-E25測序儀等硬件設(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驗室“智能”的一把鑰匙。

酶和細胞工廠是工業(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)  仍是當前的瓶頸，制約著酶和細胞工廠的高效進化。

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，具有高通量、高精度、高靈敏度液滴篩選的特點。

該產(chǎn)品結(jié)合液滴微流控技術(shù)及物理場，能夠選擇性回收、隔離目標樣品，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，從而實現(xiàn)每小時千萬級菌庫功能評估及篩選。通過高通量液滴注入與融合，可以實現(xiàn)液滴內(nèi)完成微生物孵育、裂解及其他生化反應(yīng)檢測，并拓展其在酶工程與合成生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

在使用萬級酶定向進化的篩選系統(tǒng)MGIDS-1000對質(zhì)粒進行篩選后，華大智造此前發(fā)布的AlphaTool移液機器人就該登場了！傳統(tǒng)的手工制備質(zhì)粒文庫方法中完成 96 個樣品的制備需要耗費至少近兩個小時，其中人工操作時間就占三分之一，不僅效率低下，且人為因素會引入誤差。

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移液機器人AlphaTool能夠滿足中小型實驗室小通量樣本、低成本的單機自動化需求。該設(shè)備機身小巧，具備極高性價比，其基本配置版本售價僅為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移液機器人的軟硬件均采用開放性的模塊化設(shè)計，豐富的功能模塊使配置更為靈活，可滿足多種使用場景?；九渲玫腁lphaTool移液機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，對質(zhì)粒進行建庫，將顯著縮短文庫制備時間，提高樣本通量，還降低了人為誤差的風(fēng)險，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)粒的文庫制備完成后，華大智造還帶來一款小巧便攜式基因測序儀DNBSEQ-E25進行測序。作為華大智造E系列測序儀的旗艦機型，儀器占桌面面積僅0.1平方米。其采用獨有的自發(fā)光測序技術(shù)，能夠?qū)A基進行獨特的標記，在測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，搭配的微流控測序載片集成了CMOS模塊，可實現(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測序儀一次可對上千種質(zhì)粒進行高通量測序。在保證測序深度的同時，準確獲得全部核苷酸序列信息，無需向第三方發(fā)送構(gòu)建信息進行驗證，可有效保護企業(yè)專利序列。其測序結(jié)果為基因克隆和表達研究、基因編輯工具的開發(fā)與驗證、合成基因網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建、代謝工程等打下堅實的基礎(chǔ)。

圖 DNBSEQ-E25基因測序儀

智“惠”實驗室

——實驗室自動化系統(tǒng)平臺

華大智造還在現(xiàn)場展示了實驗室自動化系統(tǒng)平臺，該平臺是一套模塊化、靈活化的智“惠”實驗室通用自動化平臺，可以將用戶實驗流程所需的各種自動化設(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)組等微生物場景提供平臺支撐。

華大智造依托在智“惠”實驗室領(lǐng)域多年的研發(fā)經(jīng)驗和運維經(jīng)驗，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化平臺，實現(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、再到酶活檢測等全流程自動化的菌株篩選應(yīng)用場景，完成酶變異體庫的建立和最適突變體的篩選與鑒定，進而完成酶的定向進化，為酶基因工程的前期研發(fā)提供自動化工具動力，賦能各類酶的挖掘。通過自研EvoPlay蛋白設(shè)計算法（Nature子刊！華大智造發(fā)布自博弈AI智能體，利用強化學(xué)習(xí)算法高效設(shè)計功能蛋白），以數(shù)據(jù)平臺打通基于AI反饋的干濕數(shù)據(jù)閉環(huán)，實現(xiàn)DBTL（設(shè)計、構(gòu)建、測試、學(xué)習(xí)）循環(huán)，充分提高了濕實驗的篩選效率。舉一個簡單的例子，以往用手工做濕實驗，一周大約能篩選300多個突變體，而自動化平臺一周可以篩選5000個以上的突變體，大大節(jié)省人工的成本，還實現(xiàn)全流程數(shù)據(jù)可追溯。

圖 華大智造合成生物學(xué)自動化平臺

除了高通量酶篩場景，我們還支持厭氧微生物培養(yǎng)場景和高通量質(zhì)粒構(gòu)建等場景，展示了華大智造在合成生物學(xué)領(lǐng)域的工具實力。

華大智造研發(fā)工程師楊超博士在展會上介紹了實驗室自動化系統(tǒng)平臺，通過一套簡潔明晰的界面軟件，簡化實驗流程設(shè)計的步驟，并提供監(jiān)控和錯誤處理功能，實現(xiàn)快速靈活部署。

華大智造總經(jīng)理助理、研發(fā)副總裁楊夢表示：“一直以來，華大智造堅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酶定向進化的篩選系統(tǒng)高速分選與打印，對接下游AlphaTool自動化移液工作站進行質(zhì)?；厥找约敖◣旃ぷ?，再使用便攜式DNBSEQ-E25測序儀完成質(zhì)粒測序，保護企業(yè)序列專利，打造了一站式合成生物學(xué)智慧自動化產(chǎn)品組合。同時，實驗室自動化系統(tǒng)實現(xiàn)了從單個儀器到多設(shè)備實驗室的整合自動化，這不僅顯著縮短了研發(fā)周期，還確保了實驗結(jié)果的高度可重復(fù)性?！?/span>

一直以來，華大智造堅持生命科技核心工具締造者的定位，進一步降低生命科學(xué)工具使用門檻，不斷增強自身能力、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。