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田晖:自研芯片,安序源要做“不止于四代”测序仪


  来源: SciPhi生辉 时间:2021-01-13 编辑:仪器仪表WXF
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近年来,由于测序技术的发展,越来越多与疾病相关的基因得到确认,作为精准医疗的核心技术,测序已经应用于产前筛查、遗传病诊断、肿瘤诊断与治疗等方面,尤其在攻克肿瘤这一难题前,基因测序给肿瘤的预防和治疗提供了全新的思路。


但是从产业链角度来看,情况不容乐观,测序仪的研发与生产垄断在少数几个大厂手中,测序巨头 Illumina 更是占据了 70% 以上的市场份额,极高的行业壁垒,成为其它测序企业的发展障碍。所以当前状况下,突破二代测序仪的瓶颈成为测序公司制胜的关键,包括读长、准确度、精度、成本等。


四代测序则在不断更迭的技术革新中蓄势待发。


作为国内少有的布局四代测序仪的公司,生辉关注到安序源生物科技有限公司(以下简称 “安序源”)的四代测序仪样机近期亮相于深圳的一场展会,借此机会,生辉和安序源的联合创始人兼首席执行官田晖博士进行了交流。


田晖博士

图 | 田晖博士(来源:受访人提供)


田晖告诉生辉,“安序源的四代测序仪与牛津纳米孔或其他公司相比区别较大。我们在保持纳米孔测序长读长优势的基础上引入了酶促反应,用于生成可辨识度高的单碱基信号。相比传统纳米孔测序直接读取待测核酸序列,这个技术路线具有几个重大优势:首先,所采集信号来源大大简化,是真正意义上的单碱基识别,提高了检测信噪比;第二,搭配不同的样品制备方法可以实现对同一个待测 DNA 模板的多次测序,开启可控的高精度测量模式;此外,测量对象与 DNA 序列分离,突破传统直流电压驱动的限制,可以设计更灵敏更快速的极微小驱动及检测单元来提高精度和扩大通量。我们实现这个技术路线的核心测量部件 —— 生物芯片具有的检测单元数目超过同行几个数量级,在单次加载 DNA 读数通量上领先市场。而且芯片是在已量产成熟的先进半导体工艺上设计并生产的,比其他公司采用的特制化芯片价格更低廉。”


这意味着安序源的单芯片单次上样即可实现高通量并行测序,提高测序深度和精度,而测序成本却几何级数下降。”他补充说。


同时他也提到,降低成本和提高准确度之后,四代测序会很快迎来应用爆发期。


生物芯片是底层技术


高灵敏度高通量低成本的半导体生物芯片是安序源的核心技术。生物芯片根据生物分子间特异相互作用的原理,将生化分析过程集成于芯片表面,从而实现对 DNA、蛋白质等其它成分的高通量快速检测,目前生物芯片的商业化应用主要是快速多病毒联检、体外诊断、测序等。


2000 年,从斯坦福大学博士毕业后,田晖进入半导体领域,为相机制造 CMOS 图像传感器。CMOS 图像传感器本质上是一种集成电路芯片,可以将光信号转变为电信号,用于手机、相机、摄像机、监控等产品。


2013 年,田晖进入一家名为 Genia 的公司,进入生物技术行业,负责高通量、高灵敏度芯片的研发和量产。2014 年,Genia 被罗氏收购,田晖随之进入罗氏,担任测序部副总裁。2016 年,田晖和联合创始人 Igor Ivanov 创立了安序源。Igor Ivanov 同时担任安序源的首席运营官,他曾在硅谷连续创办几家公司,其中一家成功在纳斯达克上市,其余均被大公司收购,是一位成功的连续创业者。


Igor Ivanov 博士

图 | Igor Ivanov 博士(来源:受访人提供)


问及为何要从半导体行业转向生物行业,田晖告诉生辉,“基因测序能直接影响生命,而且有一个更广阔的市场;测序技术是生命科学的底层技术,可以应用在很多方面;从半导体角度来说,打开了一个新的技术的应用点;从生命科学的角度来说,带来了新的技术平台。”田晖认为自己是幸运的,因为最开始接触的就是测序。


但是这一过程历经波折。


中国生物芯片研究起步较晚,始于 1997-1998 年,随着生命科学的发展,生物芯片的研发才慢慢升温。但是制作芯片的工艺流程复杂,对于环境的要求极高,所需的机器先进且昂贵。田晖也感慨道,“一般的公司是不可能自己来做半导体工艺的,因为太贵了,必须和半导体大厂合作”。


关键词:田晖 安序源 测序仪    浏览量:993

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