破解生物醫(yī)藥研發(fā)效率瓶頸：看全流程自動(dòng)化如何“質(zhì)”造未來

更新時(shí)間：2025-12-29

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在基因治療、疫苗研發(fā)和合成生物學(xué)領(lǐng)域，質(zhì)粒作為重要的基因載體，其構(gòu)建與提取的質(zhì)量和效率直接關(guān)系到研發(fā)成敗。然而，傳統(tǒng)質(zhì)粒構(gòu)建方法面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：

人為誤差難以避免：從PCR擴(kuò)增到克隆挑選，每個(gè)環(huán)節(jié)的微小偏差都可能影響最終結(jié)果；

實(shí)驗(yàn)規(guī)模受限：研究人員單次構(gòu)建的載體數(shù)量有限，難以滿足現(xiàn)代藥物篩選和基因工程的需求；

數(shù)據(jù)可追溯性差：手工記錄實(shí)驗(yàn)過程不完整，導(dǎo)致結(jié)果難以復(fù)現(xiàn)，問題無法溯源；

交叉污染風(fēng)險(xiǎn)高：開放環(huán)境操作還存在交叉污染風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致整批實(shí)驗(yàn)失敗等。

破解生物醫(yī)藥研發(fā)效率瓶頸：看全流程自動(dòng)化如何“質(zhì)

行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，全球科學(xué)家與自動(dòng)化設(shè)備的配置比例僅為10:1，近70%的實(shí)驗(yàn)室仍依賴傳統(tǒng)人工操作模式。這種模式不僅效率低下，更難以滿足現(xiàn)代生物醫(yī)藥研發(fā)對(duì)高通量、高精度的核心需求。

值得關(guān)注的是，行業(yè)研究表明，人工智能自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用可節(jié)約40%-60%的合成時(shí)間，同時(shí)將研發(fā)成功率提升12%-14%，這也正是自動(dòng)化系統(tǒng)愈發(fā)受到行業(yè)青睞的關(guān)鍵原因。

全流程自動(dòng)化，重構(gòu)實(shí)驗(yàn)范式

為破解傳統(tǒng)模式的困境，匯像科技針對(duì)性推出質(zhì)粒構(gòu)建與提取自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從質(zhì)粒構(gòu)建到提取的全流程自動(dòng)化閉環(huán)，為生命科學(xué)研究提供了革命性的解決方案。

系統(tǒng)以“功能島"形式整合了一系列核心自動(dòng)化設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)從PCR擴(kuò)增、連接、載體轉(zhuǎn)化（電轉(zhuǎn)/熱激），到菌液涂布、細(xì)胞靜置培養(yǎng)、單克隆挑選、細(xì)胞振蕩培養(yǎng)，最終完成質(zhì)粒提取的全流程自動(dòng)化閉環(huán)運(yùn)行，避免了人工操作帶來的科研誤差，將科研人員從重復(fù)性、機(jī)械性的實(shí)驗(yàn)操作中解放出來，專注于更核心的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

性能可靠，鑄就實(shí)驗(yàn)硬實(shí)力

高通量挑菌 + 精準(zhǔn)構(gòu)建，保障樣本質(zhì)量

高分辨率成像模塊，精準(zhǔn)識(shí)別單克隆菌落；
超高通量挑菌，快速完成單克隆篩選；
高精度移液工作站，精準(zhǔn)移液，操作標(biāo)準(zhǔn)化。

安全無污染設(shè)計(jì)，杜絕交叉污染

采用正壓 HEPA 過濾 + UV 滅菌雙重防護(hù)模塊；
構(gòu)建-涂布-篩選-提取閉環(huán)自動(dòng)化操作；

全流程數(shù)據(jù)追溯，合規(guī)無憂

內(nèi)置全流程電子實(shí)驗(yàn)記錄（ELN）功能；
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、全程追溯；
符合 GLP 規(guī)范，支持一鍵生成合規(guī)報(bào)告；
適配 FDA/EMA/NMPA 等監(jiān)管機(jī)構(gòu)的申報(bào)要求

系統(tǒng)組成，模塊化智能工作站

自動(dòng)化耗材堆棧模塊

負(fù)責(zé)耗材、孔板、槍頭的存儲(chǔ)和自動(dòng)分配，確保實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行；

自動(dòng)化涂布儀

通過精密機(jī)械控制，將菌液均勻涂布在固體基質(zhì)表面，為后續(xù)克隆挑選奠定基礎(chǔ)；

自動(dòng)化微生物菌落挑選儀

結(jié)合AI分析技術(shù)，精準(zhǔn)識(shí)別并挑取單個(gè)目標(biāo)細(xì)胞，挑菌準(zhǔn)確率遠(yuǎn)超人工操作；

自動(dòng)化培養(yǎng)箱

提供4°C~50°C可控溫度環(huán)境，可儲(chǔ)存105塊96/384孔板或50塊深孔板，平均取板時(shí)間低于10秒，極大提升效率；

軌道機(jī)器人

以速度1.5m/s運(yùn)行，5自由度協(xié)作機(jī)器人支持語音控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間樣本快速轉(zhuǎn)移；

自動(dòng)化移液工作站

負(fù)責(zé)精準(zhǔn)吸放液，樣品稀釋混勻和轉(zhuǎn)移，保證移液精度和一致性。

應(yīng)用案例

智能植物基因元件篩選自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室

為服務(wù)國(guó)家種業(yè)振興戰(zhàn)略，匯像科技助力整合智慧育種平臺(tái)、高通量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室和數(shù)字化管理系統(tǒng)，建設(shè)植物元件大規(guī)模篩選智慧自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室。

項(xiàng)目基于實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，融合AI分析、自動(dòng)化設(shè)備和國(guó)產(chǎn)智能儀器。自動(dòng)化質(zhì)粒構(gòu)建平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)oligo片段溶解、退火體系配置、退火反應(yīng)、元件混庫、重組反應(yīng)、元件庫電轉(zhuǎn)、震蕩復(fù)蘇、整板涂布、靜置培養(yǎng)、克隆整板刮取、離心收菌、混合/1對(duì)1質(zhì)粒抽提等實(shí)驗(yàn)流程，實(shí)現(xiàn)混合/1對(duì)1質(zhì)粒文庫構(gòu)建及提取的全流程自動(dòng)化，助力植物基因元件的高效篩選與精準(zhǔn)鑒定。

賦能全產(chǎn)業(yè)鏈，加速創(chuàng)新突破

無論是推動(dòng)大分子藥物的研發(fā)進(jìn)程，助力基因治療與疫苗的快速落地，還是賦能農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、工業(yè)生物制造的創(chuàng)新升級(jí)，匯像質(zhì)粒構(gòu)建與提取自動(dòng)化系統(tǒng)都以其高效、精準(zhǔn)、合規(guī)、安全的核心優(yōu)勢(shì)，成為生物研發(fā)領(lǐng)域的得力助手。

它不僅是一套工具，更是一個(gè)能夠持續(xù)產(chǎn)出高價(jià)值科研數(shù)據(jù)的“高質(zhì)量數(shù)據(jù)工廠"，將為生物醫(yī)藥研發(fā)注入全新活力。

關(guān)于匯像科技

匯像科技（XImaging）是一家專注于科學(xué)研究與生命健康領(lǐng)域的人工智能技術(shù)公司，致力于為食品、制藥、環(huán)境、臨床診斷與分析檢測(cè)行業(yè)提供智能自動(dòng)化產(chǎn)品與系統(tǒng)解決方案。

匯像科技總部位于上海市，毗鄰上海交通大學(xué)與華東師范大學(xué)，作為高新技術(shù)企業(yè)以及中國(guó)生物資源與生物設(shè)施聯(lián)盟單位，匯像科技一直本著“用AI成就科學(xué)之美"的創(chuàng)業(yè)初心，致力于成為客戶在AI時(shí)代下的最佳智能化合作伙伴。

智慧實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化，匯像機(jī)器人科學(xué)家