編者按：半導(dǎo)體技術(shù)在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用已十分普遍，比如薄膜電子技術(shù)通常用于包含筆記本電腦、手機顯示屏及液晶電視等的平板顯示行業(yè)。但啟明創(chuàng)投投資企業(yè)奧素科技創(chuàng)始人、CEO馬漢彬卻選擇另辟蹊徑——將基于薄膜工藝的半導(dǎo)體技術(shù)用于生命科學(xué)領(lǐng)域，研發(fā)生物芯片。
奧素科技正在利用薄膜電子技術(shù)開發(fā)數(shù)字微流控平臺，其顛覆性技術(shù)可以滿足在單個微生物、細(xì)胞和分子水平進(jìn)行高通量篩選、發(fā)現(xiàn)和功能研究等硬核需求。今年三月，奧素科技宣布完成由啟明創(chuàng)投領(lǐng)投的超千萬美元Pre-A+輪融資，本輪融資后，公司將進(jìn)一步加速在細(xì)胞生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、合成生物學(xué)等領(lǐng)域的布局和流程開發(fā)，完善配套芯片、設(shè)備及試劑的研發(fā)生產(chǎn)，拓展上下游合作，持續(xù)領(lǐng)跑行業(yè)。
日前，馬漢彬在接受動脈網(wǎng)專訪時表示，半導(dǎo)體技術(shù)會是革新生命科學(xué)領(lǐng)域的利器。他也分享了自己的創(chuàng)業(yè)歷程、奧素科技數(shù)字微流控平臺的顯著優(yōu)勢等。啟明創(chuàng)投微信公眾號經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。
奧素科技創(chuàng)始人、CEO馬漢彬
馬漢彬在2014年獲得英國劍橋大學(xué)電子工程博士學(xué)位，研究方向為基于薄膜電子技術(shù)的生物傳感器。薄膜電子技術(shù)通常用于包含筆記本電腦、手機顯示屏及液晶電視等的平板顯示行業(yè)，已經(jīng)高度成熟的消費電子領(lǐng)域是該專業(yè)的理想選擇。
但馬漢彬卻選擇了一條更為早期，也更為艱難的道路——將基于薄膜工藝的半導(dǎo)體技術(shù)用于生命科學(xué)領(lǐng)域，研發(fā)生物芯片。
“選擇應(yīng)用方向時，我和導(dǎo)師聊了很久。半導(dǎo)體技術(shù)在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)很普遍，受益于半導(dǎo)體技術(shù)，消費電子行業(yè)迭代極快，甚至可以說，半導(dǎo)體技術(shù)的能量在消費電子市場已經(jīng)過剩。我希望把這種高精尖的技術(shù)應(yīng)用到對人類社會發(fā)展更有益的領(lǐng)域中，生命科學(xué)就是一個還沒有充分享受到半導(dǎo)體技術(shù)紅利的領(lǐng)域。”馬漢彬表示。
在生命科學(xué)領(lǐng)域，隨著研究的深入，科學(xué)家對于精細(xì)要求不斷提高，比如單分子水平的檢測方法，單細(xì)胞尺度的功能研究以及更復(fù)雜的系統(tǒng)間相互作用。而另外一方面，傳統(tǒng)實驗室場景卻仍然大同小異——架子上堆滿瓶瓶罐罐，放著不同的試劑和樣本，實驗室人員每天的基本工作就是用移液槍，將各種試劑按照配方混合，進(jìn)行反應(yīng)——科研工作者不僅要進(jìn)行燒腦的思考設(shè)計，同時也要執(zhí)行繁瑣的體力勞動。
“傳統(tǒng)實驗過程繁瑣、耗時、成本高。我們認(rèn)為，半導(dǎo)體技術(shù)會是革新生命科學(xué)領(lǐng)域的利器，可以將半導(dǎo)體過剩的能量轉(zhuǎn)移到生命科學(xué)領(lǐng)域，同時提供一些傳統(tǒng)實驗工作不能滿足的性能?！?/span>
故此，馬漢彬創(chuàng)立了奧素科技。公司基于薄膜電子技術(shù)開發(fā)的數(shù)字微流控平臺，可以滿足在單個微生物、細(xì)胞和分子水平進(jìn)行高通量篩選、發(fā)現(xiàn)和功能研究等需求，在二維平面上并行生成大規(guī)模含有生物樣本的數(shù)字微滴，進(jìn)行實時檢測表征，并有能力對任意興趣液滴并行持續(xù)操控，用于基礎(chǔ)生命科學(xué)研究、細(xì)胞療法開發(fā)、抗體療法、合成生物學(xué)等場景。
01/
高通量、并行、精準(zhǔn)液滴操控
是生命科學(xué)進(jìn)步方向
回憶起創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷，馬漢彬總結(jié)為“幸運”。
馬漢彬2014年獲得英國劍橋大學(xué)電子工程博士學(xué)位，研究方向為基于薄膜電子技術(shù)的半導(dǎo)體技術(shù)。薄膜電子技術(shù)屬于新型半導(dǎo)體技術(shù)，成本低，可制作的面積大，且中國在薄膜電子產(chǎn)能和技術(shù)積累上都已經(jīng)處于全球領(lǐng)先地位。
博士畢業(yè)后，馬漢彬參與了劍橋大學(xué)與中科院蘇州醫(yī)工所的國際合作項目，利用薄膜電子技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化的生物樣本精準(zhǔn)操控，完成了原始技術(shù)積累。
2017年，在針對劍橋大學(xué)研究人員的一個創(chuàng)業(yè)大賽中，馬漢彬的生物樣本精準(zhǔn)操控項目斬獲了第一名，獲得投資方青睞，完成天使輪融資，繼而成立了ACXEL。2020年，馬漢彬?qū)⒅匦霓D(zhuǎn)移到中國，成立了奧素科技。
之后，奧素科技接連獲得多家投資機構(gòu)青睞，完成了兩輪融資，融資方包括啟明創(chuàng)投等明星機構(gòu)。
事實上，沒有不請而來的幸運，奧素科技迅速發(fā)展的背后支撐，來源于數(shù)字化的生物樣本精準(zhǔn)操控技術(shù)的廣闊前景。
高通量、并行、精準(zhǔn)的樣本操控始終是生命科學(xué)領(lǐng)域研究者孜孜以求的目標(biāo)。
馬漢彬解釋道：“大家都知道，世上沒有兩片完全相同的樹葉，比如在抗體發(fā)現(xiàn)過程中，科學(xué)家需要從成千上萬個B細(xì)胞，找出符合需求的那些個細(xì)胞。這時，精準(zhǔn)、高通量、并行的液滴操控便是實現(xiàn)它的利器?！?/span>
而傳統(tǒng)實驗室想要做到高通量、并行、精準(zhǔn)，需要付出巨大的人力、時間和資金成本。近年，微流控成了生命科學(xué)領(lǐng)域備受矚目的技術(shù)。奧素科技正在利用薄膜電子技術(shù)開發(fā)數(shù)字微流控平臺，將單位反應(yīng)體積大幅度縮小，讓龐大的實驗室縮小到一張芯片上，實現(xiàn)高度智能化、自動化，以及高通量的精準(zhǔn)液滴操控。
02/
數(shù)字微流控平臺助力
多領(lǐng)域研究和應(yīng)用開發(fā)
最近10年，微流控技術(shù)在生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。其中，最成功的案例莫過于Bio-Rad依托微流控平臺研發(fā)數(shù)字PCR芯片，實現(xiàn)核酸絕對定量檢測；10X Genomics利用類似的油包水方式，生成單個細(xì)胞樣本進(jìn)行建庫，在單細(xì)胞測序市場擁有90%的市場占有率。
難以大規(guī)模生產(chǎn)，良品率不足是微流控技術(shù)存在普遍痛點。而奧素科技數(shù)字微流控平臺的顯著優(yōu)勢在于，只需要對用在顯示行業(yè)的平板制造技術(shù)做很小的改動，利用已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)的生產(chǎn)線，就可以對數(shù)字微流控平臺進(jìn)行快速開發(fā)，保證大批量生產(chǎn)、良品率和可控的成本。
奧素科技開發(fā)的數(shù)字微流控平臺介質(zhì)上的電潤濕、薄膜晶體管和顯示平板技術(shù)相結(jié)合，利用電場和程序化的驅(qū)動電信號來控制表面張力和移動液滴，陣列式芯片已做到256x256，可同時實現(xiàn)高通量、并行和精確的離散微液滴操控，彌補了傳統(tǒng)微流控技術(shù)只能生成、操控較低分辨率液滴的缺陷。
“通俗來講，奧素科技能夠?qū)⑸飿颖?、液體樣本做到足夠小，同時分成足夠多的份數(shù)，實現(xiàn)對單細(xì)胞、單細(xì)菌、分子的精準(zhǔn)操控和分選?！瘪R漢彬表示。
“這相當(dāng)于我們創(chuàng)造了一個鏟子，可以去挖掘一個還沒有被開采的礦山?！?strong>奧素科技已經(jīng)在多個細(xì)分場景進(jìn)行了驗證，能夠精準(zhǔn)操控不同類型的細(xì)胞，有能力做到103數(shù)量級的單細(xì)胞并行操控、單液滴分選，還可以針對在芯片上生成的單細(xì)胞進(jìn)行原位培養(yǎng)。
目前公司已經(jīng)和多家客戶在B細(xì)胞分選、合成生物學(xué)、單細(xì)胞組學(xué)等細(xì)分領(lǐng)域達(dá)成合作。
其中，在免疫細(xì)胞分選上，B細(xì)胞篩選是抗體藥物開發(fā)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但現(xiàn)有的技術(shù)只能實現(xiàn)部分簡單流程的自動化，奧素科技可以將復(fù)雜的免疫細(xì)胞分選全流程在芯片上實現(xiàn)，提高效率，減少人為操作帶來的失誤。
在單細(xì)胞組學(xué)應(yīng)用上，單細(xì)胞測序行業(yè)這兩年非?；?，科學(xué)家、企業(yè)積攢了大量數(shù)據(jù)，但苦于沒有合適的平臺進(jìn)行操控，數(shù)據(jù)的價值沒有充分被挖掘，迫切需要一個并行且足夠精準(zhǔn)的單細(xì)胞操控平臺，幫助進(jìn)行單細(xì)胞研究。奧素科技已經(jīng)實現(xiàn)單細(xì)胞的高效分選與精準(zhǔn)富集，提高了實驗效率、縮短了研發(fā)周期。
在抗體發(fā)現(xiàn)環(huán)節(jié)，如果交由CRO企業(yè)來做，大概需要10-12周，采用奧素科技的數(shù)字微流控平臺實現(xiàn)全流程自動化，只需要5-7天。
馬漢彬注意到，實驗室自動化賽道日益火熱，未來生命科學(xué)實驗室一定是高度自動化，奧素科技正在為實驗室自動化、智能化建設(shè)添磚加瓦。
接下來，奧素科技將持續(xù)進(jìn)行技術(shù)迭代，產(chǎn)品打磨?！昂捅姸嗫蛻艚佑|下來，我們發(fā)現(xiàn)客戶對數(shù)字微流控平臺的未來的想象空間非常感興趣，除了現(xiàn)有的應(yīng)用場景外，客戶還會蹦出很多新鮮的想法，我們會將數(shù)字微流控平臺推向更多生命科學(xué)未知領(lǐng)域，未來只要是涉及精準(zhǔn)液體操控，都能夠看到我們技術(shù)平臺的身影。”
來源 | 動脈網(wǎng)
作者 | 焦艷麗
