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镁伽:AI+自动化+生命科学,打造国内首家通用型智能自动化生物实验室

2021-08-24 09:41
动脉网
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生命科学是一个专业壁垒较高的领域,也是一个在21世纪飞速发展的领域。但实验室内许多高学历的生命科学家们却将相当一部分时间花在配液、准备试剂等高度重复的纯体力劳动中。行业内落后的实验室生产力和科学家们不断增加的生产需求之间的矛盾,与目前争分夺秒的新药研发大环境相悖。而智能自动化与生命科学的结合可以有效解决大部分基础生产矛盾。

大量的数据是生命科学家的另一个迫切需求。AI的加入可以在短短几天内从上亿个分子库中筛选出目标物,收罗相关医疗大数据信息学习海量知识,从而极大缩减创新药研发时间以及试错范围。不仅如此,医学辅助诊断、健康管理、新药研发、康复治疗等都可以通过AI更加准确、快速地完成。

科技和时代的高速发展,不管是科研还是生产,对实验的要求都越来越高:通量、操作的精准度、可重复性、对实验对象和操作人员的安全、法律法规监管等各方面的要求已经高到人工所不能完成。将自动化和AI结合,打造智能自动化的生命科学服务,符合当前学科发展和行业需求。

针对这些需求和痛点,镁伽科技有限公司(以下简称镁伽)制定出一套完整的解决方案,突破自动化、AI、生命科学的学科壁垒,自主研发出国内首家通用型智能自动化生物实验室——鲲鹏实验室。鲲鹏实验室专注于细胞基因编辑、高通量药物筛选、合成生物学等领域的研究,通过提供生命科学基础设施,可极大提高生命科学研发和生产效率。

从3人组队到500人队伍,5年融资超10亿元

镁伽,成立于2016年,专注于将先进的机器人和人工智能技术融合于行业应用,提供从终端到云端的产品与服务,赋能生命科学、先进制造等领域的智能变革,同步探索在智慧零售等场景的创新应用。成立之初,镁伽其实只是一个三人的小团队。黄瑜清、乔志新、张琰三个创始人彼此认识多年,都是机器人爱好者,且都具有精密仪器研发、量产和项目管理经验。

目前负责镁伽生命科学领域的张琰博士,他在创立镁伽前,曾担任科技部“国家重大科学仪器专项”负责人,带领过10家合作单位近百名项目成员,完成了国内首套超高效液相色谱系统UHPLC的研发、认证和产业化。张琰博士在分析仪器设计、自动化技术方面的发明专利达数十项,同时在高端分析仪器产品、实验室自动化产品研发、制造和售后方面均有成功的实战经验。

三人一拍即合,带着各自的经验和对行业的热情在2016年联合创办了镁伽。至今,镁伽成立不过五载,便从一开始的3人团队发展壮大至如今拥有近500名跨领域高端人才团队,研发人员占比60%。在团队的壮大过程中,镁伽一直吸引着多学科的不同科学家不断加入。

如镁伽生命科学领域首席科学家王承志博士,本科是临床医学专业,毕业后在医院当过医生,后来又转行进行生物学的研究。来到镁伽之前,王博士有20余年国际顶尖肿瘤靶向治疗、基因组学、分子生物学和表观遗传学科研经历,先后在CRO和知名药企从事创新药临床研究。问及王博士为何会从医学跨越到自动化,他表示:“我当时也觉得奇怪,为什么一个机器人公司要招生命科学首席科学家?但当我跟张琰聊了之后,我觉得将AI、自动化应用到生命科学领域,推动行业发展,是一件很值得做的事情。”

目前,王博士主要负责镁伽在生物学应用场景的规划和设计,以及镁伽自主研发的自动化生物实验室鲲鹏实验室的建立和科研工作。

在交叉学科团队的带领下,镁伽持续以自主研发技术创新为驱动,公司遍布北京、美国底特律、苏州、上海、深圳及德国慕尼黑,累计申请发明专利超过260项,客户超110个,且五年内便完成了7轮融资,累计融资金额超过10亿元人民币,投资者包括药明康德、德国博世、创新工场、愉悦资本、经纬中国等知名机构。

国内首家通用型智能自动化生物实验室,

“自动化+人工智能+生物学”的能力闭环

自创立之初,镁伽就开始了在生命科学领域的长期布局,基于团队的努力和投资者的支持,镁伽从做自动化机器人起步,逐步将智能自动化与生命科学相结合。近期,镁伽自主研发的国内首家通用型智能自动化生物实验室——鲲鹏实验室一期在北京昌平区生命科学园正式落成。同时,镁伽也在上海、苏州开始布局满足不同功能的自动化生物实验室,预计于2022年初正式投入使用。

作为镁伽工程技术与生命科学的融合创新平台,鲲鹏实验室是镁伽自研能力的重要布局和实践,也是镁伽在生命科学领域不断进行边界探索的核心武器。鲲鹏实验室将生物学能力和自动化、人工智能相结合,形成了“自动化+人工智能+生物学”能力闭环,着力解决生物医药研发的劳动密集性、实验稳定性和可重复性等瓶颈问题。

在自动化方面,鲲鹏实验室应用的智能自动化生物学平台全部以MegaFluent为技术基础。镁伽自主研发的全自动机器人实验室平台系统MegaFluent,具有高度定制化及集成能力,可根据不同需求进行灵活应变,形成个性化解决方案。以机器人为媒介,依靠智能化调度引擎,通过一套图形化界面软件屏蔽各种设备间的差异,将实验流程所需的各种自动化设备整合在一起。

在自动化基础上,鲲鹏实验室将持续探索如何使用人工智能技术提高生命科学前沿领域研发能力。鲲鹏实验室把数据作为核心资产,为算法的数据收集设计相关实验,并利用大规模自动化实验平台产生数据。例如,鲲鹏实验室正在使用全基因范围筛选、小分子化合物库筛选等技术建立基因-通路关联数据库,以及海量药物文库在多种疾病细胞模型如类器官体系中的表型数据库。相较于传统实验室,自动化系统产生的生物数据具有统一标准,均一化好于手工操作,适合机器学习。

鲲鹏实验室通过对机器人、自动化、人工智能和生物学能力的深度融合,持续探索在新药研发、基因工程、临床诊断、合成生物学、再生医学、免疫学等多个生物垂直领域智能自动化的应用可能。鲲鹏实验室除了能够解决一系列行业瓶颈外,它还可以根据不同需求灵活配置自动化设施,形成个性化解决方案,革新生命科学研究进程;同时通过自动化大规模的数据积累,不断优化人工智能预测模型,可以持续提高实验效率。

四个自动化平台:细胞、分子生物学、病原检测、多组学研究均涉及

目前,鲲鹏实验室已经构建多个不同生物学场景的自动化平台,包括MegaCell全自动细胞实验平台、MegaMolecule全自动分子实验平台、MegaMicro超高通量全自动病毒核酸检测系统、MegaOmics组学样品前处理智能自动化平台。镁伽致力于将以上平台打造为下一代的生命科学“操作系统”,并应用到多个生物学领域中,例如构建新免疫靶点筛选体系、PROTAC连接化合物文库和肿瘤类器官文库等。

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四个自动化平台

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1、MegaCell:将常见细胞操作完全自动化

MegaCell以细胞生物学为中心,该平台将常见的细胞操作,如传代、换液、培养等实现了完全自动化,并能对细胞的表型进行自动采集和基于AI的智能分析,可以广泛用于以细胞为主要技术手段的研究方向,如高通量药物筛选、干细胞和类器官、免疫学等。

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2、MegaMolecule:以分子生物学为中心的智能自动化平台

该平台将分子克隆、分子间相互作用分析等实现了完全自动化。这个平台可以广泛用于以分子生物学为主要技术手段的研究方向,如噬菌体展示、抗体筛选、合成生物学等。

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3、MegaMicro:高通量病原检测系统

疫情期间,镁伽曾为核酸检测的应用需求提供了高通量病原检测前处理工作站,全程无人工参与,效率相比人工提升20倍以上。在此基础上,鲲鹏实验室研发出超高通量全自动病毒核酸检测系统MegaMicro,该系统实现从样品到结果的全流程自动化,广泛适用于大规模人群或动物传染病筛查,为体外诊断企业、畜牧业、养殖业企业提供高效可靠的病原检测解决方案。

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4、MegaOmics:多组学研究为中心的自动化平台

该平台可广泛适用于基因组学、转录组、蛋白组、代谢组学等样品的前处理,可为科学家提供稳定可靠的实验结果。

通过团队不断的壮大和成熟,未来镁伽将逐步从懂生物学的自动化公司转变为懂自动化的生物公司。通过鲲鹏实验室等智能自动化产品,镁伽可为行业提供垂直化的解决方案。

未来,镁伽将通过不断的积累,致力于成为生命科学行业智能化、自动化、信息化水平提高的助力者。

作者:周秋寒

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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