新经济加速营丨国内第一台纳米孔基因测序仪产自成都
新经济加速营丨国内第一台纳米孔基因测序仪产自成都

齐碳科技代表了基因测序行业最前沿的技术实力

新经济加速营丨国内第一台纳米孔基因测序仪产自成都

今年10月启动的成都新经济企业创新加速营三期,从近百名报名的成都创新企业中甄选了20家企业入营。这些企业覆盖人工智能、生物医疗、大数据、先进材料、大消费等多个领域,均具有良好市场前景和行业示范意义。

而其中,成都齐碳科技有限公司是生物医疗领域不得不提的一家。

作为国内第一家自主研发出纳米孔基因测序仪,并成功实现稳定获得纳米孔基因测序数据的企业,齐碳科技代表的是基因测序行业最前沿的技术实力。

目前,齐碳科技已获得四轮融资,其中不乏高榕资本、中关村协同创新基金、华控基石基金、雅惠投资、百度风投、银杏谷资本等一线机构。



技术升级、打破垄断

纳米孔基因测序优势开始凸显

每一个人身体内都含有大量DNA,人与外界的交互,实际上也是大量DNA交换的过程。可以说,DNA信息与人体的健康息息相关。

目前成熟的一个基因测序技术应用场景是无创DNA产前检查,只需采集孕妇静脉血,就可通过对孕妇外周血中的游离DNA片段测序,来判断胎儿的健康状况。相比传统唐氏筛查,无创产前检查具有检出率高、假阳性率低的优势。此外,基因检测技术在如试管婴儿、液体活检、新生儿检查、遗传病研究、肿瘤分型等领域,都已开展推广应用。

目前,基因测序技术经过了几轮迭代,通量由低变高、测序读长由短到长、成本由高变低、测试时长缩短、产品外形愈发小型便携,应用场景也在不断拓展。

第一代基因测序技术测序通量极低,读长只有1kbp,而检测成本却极高。第一条人类基因组就是由一代基因测序仪检测的,花费了整整三十亿美金。

第二代基因测序技术的出现,对整个行业有颠覆性意义,解决了一代技术成本极高、通量极低的问题,是目前市场上的主流应用,前文所提到的无创产前检测,目前主要就是通过二代基因测序完成的。但是,二代测序技术也存在着读长短、速度慢、无法实时测序、设备庞大等不足。

纳米孔基因测序仪与前几代测序仪的原理不同,是通过电场力驱动单链核酸分子穿过纳米尺寸的蛋白孔道,由于不同的碱基通过纳米孔道时产生了不同阻断程度和阻断时间的电流信号,根据电流信号识别每条核酸分子上的碱基信息,从而实现对单链核酸分子的测序,已被认为是测序技术的新方向。

简单来说,纳米孔基因测序仪具有长读长、实时输出测序结果、仪器小型便携等优势。

在寻求技术升级的同时,基因测序也需要打破依赖国外进口垄断的现状。在基因测序产业链上,处于上游的测序仪器和配套试剂是技术门槛最高的部分,也是利润最高的部分,目前上游正处于技术壁垒最高的垄断地位,例如二代测序仪厂商Illumina垄断了全球80%以上的市场。

三人创始团队互补

研发国内第一台纳米孔基因测序仪

齐碳科技成立于2016年,由谢丹博士、白净卫博士、胡庚博士联合创立。

纳米孔基因测序仪是一项极跨学科的产品,要完成这项研发,需要从软件到硬件都具备很强的技术支撑。例如,碱基通过的纳米孔是一个活的蛋白孔,测序全过程都发生在一张精密的流体生物芯片中,再利用精巧的放大电路对电流信号进行去噪放大,这整个过程中涉及到核酸文库、蛋白工程、流体芯片、电子电路、人工智能等多个专业领域。


而齐碳科技的创始人团队,则正好各有所长。

谢丹是美国伊利诺伊大学香槟分校生物医学工程博士、斯坦福大学医学院基因组学与个性化医学中心博士后,在基因测序技术和生物信息学领域积累丰富。

白净卫是美国加州大学洛杉矶分校材料学博士、IBM 沃森实验室博士后,曾受聘于基因测序领域世界领先地位的Illumina公司从事基因测序技术研发,拥有超过10年的微纳器件研发经验。

胡庚在清华大学自动化系先后取得本科、硕士、博士学位,获得西门子研究院全球高级项目经理认证,是电子电路专家。




在三人带领与团队合作下,2017年10月,齐碳科技推出了纳米孔测序仪原理样机,谢丹直言道:“当时这款产品是单孔的,甚至都还不能被称作是纳米孔测序仪,只是证明了从原理上来说是能够工作的。”在随后三年时间里,齐碳科技先后推出工程样机、产品样机,实现了多通路测序。于2018年在北京成立了研发中心,并自建了洁净间和流体芯片生产线。

不断迭代之后,齐碳科技在2020年9月,推出了我国第一台纳米孔基因测序仪产品QNome-9604,准确率达87%,8小时可稳定产出500Mbp数据,读长10kb以上。



目前该产品正处于Alpha Test阶段,齐碳科技已将生产线落户天府国际生物城,预计将在2021年7月实现量产。

相较于前几代测序技术,纳米孔基因测序技术带来的可想象应用场景还将更多。

谢丹提到,纳米孔基因测序技术最快实现的一个场景就是对病原微生物的快速鉴定。“例如针对病人的不明原因发热,医生如果可以快速判定是由何种细菌或病毒导致的,就可以做到对症下药,减少广谱抗生素的滥用。”

“纳米孔测序技术可以做到快速、实时测序,这个应用场景就是一个很好的切入点”,谢丹解答说,“医生可以在医院内快速完成样本采集、建库及测序,在较短的时间里得到检测结果,从而制定精准治疗方案。”

纳米孔测序仪因其读长更长的优势,在未来还可以应用到检测基因的结构性突变中;而成本更低的优势,让纳米孔测序仪也可以探讨除了为人类服务,或许未来还可以应用到动物、植物等领域。

新经济加速营

为创新企业提供创业锦囊

由成都市新经济发展委员会指导,新经济发展研究院iNED和普华永道中国主办的成都新经济企业创新加速营,自2018年开始就在持续为成都新经济企业提供赋能。齐碳科技即是成都新经济企业创新加速营三期入营企业之一。


对于齐碳科技创始人谢丹来说,入营后最大的收获是重新思考了创业这件事,“开始创业后的每一天工作都应接不暇,甚至没有喘气的时间,加速营的培训涉及新经济创业的方方面面,提醒我们重新思考战略、竞争、资金、品牌、团队打造、领导力、企业成长与自我成长。”

在各项思考中,对当下的齐碳科技及其创始人团队影响最深的是关于创新企业人才与组织建设方面的分享,即如何通过“关键少数法则”,让文化驱动组织转型。

齐碳科技是一个高学历、研究型人才汇聚的团队,现有员工中超半数拥有硕士、博士学历。随着企业的快速发展,谢丹表示,“我们正在从‘以研发为导向’向‘以市场为导向’转变,也需要从创业团队向一流企业转变。这场培训,提醒了我们在以研发、以技术为重心的同时,也要重视企业文化建设,这虽然是一个很难量化的东西,但却是任何一个一流企业都应该具备的。”

“创业犹如走迷宫,在九死一生的创业路上,到处有‘敌人’,随处都是‘坑’”,在谈及成都新经济企业创新加速营对企业的价值时,谢丹说,“加速营可能无法直接告诉创业者们走出迷宫的最优路径,但能给你补充枪支弹药,某位嘉宾分享的某句话,或许可以成为你解决某个问题的‘锦囊’。”


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