媲美基因测序仪的科学仪器“明珠”？国产自研单细胞光导系统实现商品化

单细胞光导系统是利用计算机系统融合光电半导体技术与微流控技术，打造一个单细胞分选、培养、分析以及回收功能的多功能单细胞平台，能够高效、快速、精准地进行各种基于单细胞分辨率下的细胞生物学研究和操作。目前，该技术平台已广泛应用于抗体发现、细胞株构建及合成生物学等领域，极大精简和缩短了新型生物药物相关研发工作的流程。目前，全球主流供应商仅有Berkeley Lights 一家。

据悉，彩科生物完成了LyTARS™单细胞光导系统研发及商品化工作，实现了该领域国产零的突破。为了一探究竟，近日，仪器信息网实地走访了位于苏州的彩科生物，并与CEO程鹏博士进行了对话交流。

走访彩科（苏州）生物科技有限公司

（仪器信息网生命科学主编李博(左)；彩科生物CEO程鹏（右））

芯片上的抗体发现实验室——LyTARS™单细胞光导系统

程鹏表示，“寻找药物新靶点，一直是全球创新药物研发激烈竞争的焦点和难点。随着时间推移和易筛靶点被大量挖掘，新药研发面临着“低垂的果子被摘完”，潜在靶点难以筛选的窘境。工欲善其事必先利其器，发明新的药物发现工具迫在眉睫。然而，国外上游工具开发企业对中国药物研发的实时需求响应速度缓慢，尤其新应用开发领域，重视程度远不及欧美市场。作为一家专注于为生命科学提供先进研究工具的本土企业，彩科生物敏锐地捕捉到了机遇，基于整个研发团队的多学科交叉技术背景和坚定的工程师精神，通过数年时间成功自主研制出LyTARS™单细胞光导系统。”

程鹏补充说，“随着流式细胞技术、微流控技术和光流体技术等相关生物技术发展和成熟，单B细胞技术不断革新和完善，成功地从实验室走向了商业化应用。相比于杂交瘤等传统平台，利用单B细胞技术搭建的单B细胞平台能够直接对单个B细胞或其分泌的抗体进行分析，绕开了传统的细胞融合和大量铺板的繁重低效的工作，使科学家摆脱了融合的限制和负面影响，同时，平台可以实现对单B细胞不同程度的高通量筛选，有效简化实验流程，从而大大缩短研发周期。基于新一代单B细胞克隆技术，彩科生物自主研发的LyTARS™单细胞光导系统，能够在芯片上直接完成单细胞抗体筛选、抗原结合及功能测试，将抗体药物早期发现周期从4-6个月缩短至1-2个月，大大加快了抗体药物开发进程。”

彩科的研究员们使用LyTARS™单细胞光导系统进行相关实验

坚持底层创新与多学科交叉融合

程鹏认为，“底层创新和多学科交叉融合是促进国产高端科学仪器发展进步的两大关键因素。底层创新包括基础理论研究、新技术开发和创新以及新材料发现等，这些研究在短期内可能无法产生明显的商业效益，但它们是科技发展的基石，为未来的技术创新提供了坚实的基础；当代知识生产和学科发展已经步入多学科交叉融合的时代，单一学科的研究范式与思考角度难以实现科技创新和解决复杂的系统问题。多学科交叉融合旨在结合不同学科之间地研究思路，利用不同学科的优势最高效地产生实用性的研究成果。”

程鹏表示：“从零做起，研发过程涉及多学科交叉融合，其难度不亚于基因测序仪”。据程鹏介绍，开发单细胞光导系统初期面临着研发难度大、国内供应链尚未成体系、诸多工艺设计也无前车之鉴等诸多挑战与困难。彩科生物拥有经验丰富的多学科交叉背景研发团队，始终坚持底层创新理念，综合运用半导体、微电子、生物工程、机器学习、材料化学以及自动化等多学科技术，实现了光电技术和微流控技术等关键核心技术突破。其中，多个核心零部件生产涉及的技术非常复杂，影响因素众多，不仅要研究材料本身性质，也要对材料开发工艺进行全新设计。最终，凭借坚持不懈的努力和多方协作，彩科生物完成了LyTARS™单细胞光导系统从研发到发售各个环节的工作。

细胞生物学进入“单细胞”时代，LyTARS™系统应用前景广阔

细胞是构成生命体的结构和功能的基本单位，早期基于群体细胞分析所获得的平均性数据，往往忽略了细胞个体间差异。随着生物技术发展和多学科交叉融合，细胞生物学作为生物学的重要分支，也已经开始进入一个全新的时代。单细胞多组学、空间转录组等新兴技术的出现帮助科研人员能够深入研究单个细胞的DNA、RNA、蛋白质，以单细胞分辨率组合多层信息，揭示单细胞基因组、转录组、甲基化、蛋白质组学等多种数据。

程鹏介绍说，“彩科生物是一家旨在开发高效的产品以挖掘高分辨率的海量生命科学信息企业，以核心技术平台μ-MPF(Micro-scaled Multi Physics coupled Force)为基础，搭建了多个应用平台，其中包括LyTARS™单细胞光导系统和多重单分子检测平台。其中LyTARS™单细胞光导系统在细胞生物学研究具有广阔应用前景，它能更好地保留B细胞的多样性，在早期阶段即可得到高质量的阳性hits，避免“优秀克隆”的丢失。通过将独特的光电定位技术与微流控设计结合，不仅能够在一张芯片上精准地对单细胞进行挑选，还可以直接进行培养、实时而不间断地利用多个不同的荧光通道，监测细胞状态，对单细胞或单克隆进行多种实验，并根据实验时读取的特定结果导出需要的目标细胞和目标克隆。另外，LyTARS™单细胞光导系统还可以实现在线on-chip检测。除此以外，该系统还具有更丰富的功能性筛选，包括阻断实验、交叉活性等检测，不仅检测类型多样，检测的灵敏度也极高。”

程鹏非常看好LyTARS™单细胞光导系统未来在细胞生物学领域的应用前景，也非常期待与更多国内优秀企业开展广泛合作，让彩科生物的生命科学研究工具尽快服务于中国生物医药产业。

LyTARS™单细胞光导系统打包环节

后记：

近年来，中国高端科学仪器的制造和研发水平不断提升，尤其是生命科学仪器在国产化上已取得积极进展，市场也涌现出诸多优秀国产仪器，比如流式细胞仪、基因测序仪等，国产高端科学仪器正在开启宏大时代。LyTARS™单细胞光导系统成功研制不仅仅攻克了又一项国产高端生命科学仪器卡脖子”难题，也侧面证实多学科交叉融合是实现科技创新和解决复杂的重大问题有效途径。

程鹏博士毕业于美国理海大学，从事基于半导体芯片的单分子基因组测序仪器的研究。创办彩科之前在精密科学仪器企业Asylum Research工作，负责APAC的技术团队。苏州彩科成立于2018年，是一家为生命科学提供先进研究工具的公司，一直专注于开发高效的技术平台以挖掘高分辨率的海量生命科学数据。目前，公司以核心技术平台μ-MPF (Micro-scaled Multi Physics coupled Force) 搭建了多个应用平台，其中包括单细胞光导平台、单分子灵敏度生物分子检测平台及多重磁性荧光编码微球平台。