近期，DeepTech 举办了“DeepTech 创新周 2022”系列论坛。本次活动共有六个分论坛组成，包括五个“前沿技能论坛”——合成生物学论坛、前辈分子诊断论坛、细胞与免疫治疗论坛、前辈打算论坛和智能打算论坛和一个“特殊论坛”- 【MEET35 创新者说】暨"Bio-X"新冠诊治前沿研讨会。聚焦最前沿的技能赛道，共约请了近百位科学家和科技商业领袖共同参加。通过本次活动，也进一步打通了从科研抵家当运用、从实验室到临床的通路。
在 6 月 24 日的分子诊断论坛上，达普生物创始人许潇楠做了题为《大海寻针：液滴微流控如何引领下一代生物家当》的分享。
许博士详细先容了液滴微流控技能对基因检测、分子诊断领域的重塑，并分享了达普生物构建的液滴微流控技能平台底层逻辑及干系产品运用。
所谓的液滴微流控技能，指的是在封闭的微通道网络中天生和操控上百万个纳升至皮升级液滴的一种尖端技能，可以显著加快生物、医学研究速率，降落样本花费，为生物和医学研究搭建了全新的平台。
液滴微流控技能的发展与寻衅
上个世纪 90 年代，微流控技能因其精准的样本处理和加速生化反应能力，被广泛运用于生物、化学和医学研究领域。微流控是指在微米尺度空间对流体进行操控的一种技能，该技能可以将化学、生物等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上，因此又被称为芯片上的实验室（Lab on Chip）。
比较于传统的检测技能，微流控技能把样品反应、制备、分离、检测等生化实验的基本操作集成到很小的芯片上，以可控流体由微通道形成网络贯穿于微流控系统，在更小的尺度内实现了常规生化实验室各项功能的同时，降落了剖析检测的试剂花费量，加快了反应速率，提高了反应效率，使得实验可控性更强。
近年来，随着传统微流控技能的积累，利用互不相溶的两液相产生分散的微液滴进行实验操作的液滴微流控技能快速发展了起来。微液滴，也称为“微型反应器”，可在纳升至皮升级的微液滴中进行生化反应。
通过将微流控技能与微液滴技能相结合，液滴微流控技能在提高了检测灵敏度的同时，大大提高了反应的通量，实现了反应通量从 1 到 107 的变革，为生物检测及新药研发供应了全新的平台。液滴微流控技能具有诸多技能上风，包括体积眇小、天生速率快、通量高、大小均匀、体系封闭、单分散性良好等。
图丨微流控技能发展（来源：达普生物）
以生物医药领域常用的生物标志物检测为例：人体组织或生物体液中的核酸、蛋白质、单细胞或小分子等的可靠检测可用于确认或预测疾病和疾病状态。因此，高灵敏的生物标志物检测在疾病诊断、治疗和药物筛选等在内的各种运用中至关主要。不幸的是，对付许多疾病，人类样本中的生物标志物丰度较低，传统检测方法无法进行精准的检测和筛查。
而液滴微流控装置可以将大体积样品离散成数千到数百万个微液滴——每个微液滴都用作一个隔离的反应室，将靶标分子隔离在每个反应室中独立进行反应——因此具有实现高灵敏度检测的潜力。
毕竟，体积的显著减少有助于背景的等效减少和目标生物标志物的浓度的急剧增加，这反过来又增加了每个分离反应的旗子暗记与背景比，同时，独立的反应单元，也避免了反应之间的相互关扰，从而增加了测定的整体灵敏度。这种量变而带来的质变，正是液滴微流控技能将会带领生物家当升级的缘故原由。
除此之外，液滴微流控技能在医药研发领域也具有广泛的运用前景。首先可用于快速单克隆抗体筛选，将传统单克隆抗体筛选韶光从 3 个月缩短到一天内完成：传统的杂交瘤及单 B 细胞、纳米抗体筛选技能不但事情量大，周期长且本钱高。
液滴微流控技能可快速将 105-106 细胞包裹成纳升级的反应检测体系，以 Droplet ELISA 办法在细胞包裹后几个小时内快速筛选出高表达细胞株，替代传统微孔板 ELISA 的单克隆筛选，将之前几周的筛选事情压缩到一天内完成，并能更精准、高效地筛选出分泌目标抗体分子的杂交瘤细胞、单 B 细胞或噬菌体。
其次可用于优化细胞治疗的靶点，例如在 TCR-T 疗法中，在 TCR 转录之后，须要对大量的T细胞进行筛选以探求精确的 TCR-T 细胞克隆，传统的方法不但繁琐、耗时且昂贵。
基于微流控液滴分选技能，在 T 细胞工程改造时引入报告基因，之后和靶标肿瘤细胞同时包裹到微液滴中， 之后即可根据报告基因荧光旗子暗记实时监测单个 TCR-T 细胞在识别靶肿瘤细胞后的激活情形并筛选出功能性 TCR-T 细胞，基于微流控液滴分选技能的 TCR 筛选原型为促进免疫治疗筛选和 T 细胞治疗的发展供应了一个改造性的工具。
其余还可为药物的递送和开释搭建全新平台，供应新的研究方向：例如，利用液滴微流控技能来评估细胞中的药物摄取、消散与细胞毒性，并在单细胞和多细胞的相互浸染中建立了适宜药物筛选的液滴微流控平台。
当然，液滴微流控技能目前也存在诸多寻衅。首先，作为液滴微流控技能的核心元器件之一，微流控芯片的设计与制作非常关键。目前聚二甲基硅氧烷（PDMS）和软光刻技能被广泛运用于微流控芯片的制备，但是为了进一步实现商业化生产和临床运用，更低廉，稳定的芯片制作材料，以及更大略便捷的芯片加工工艺也须要进一步的研究和探索。
其次，液滴微流控产生的液滴体积非常小，速率快，数量多，如何实现对大量微液滴进行快速检测剖析也是一个难点。
末了，大规模集成是微流控芯片的一个显著上风。但是，如何将模块化的液滴微流控单元与高下游功能单元大规模集成于一个多功能的微流控平台并实现自动化智能操作，仍旧须要进一步的努力和研究。
打造生物制药的工业级办理方案
2018 年，达普生物孵化于俏丽的净水湾之畔——喷鼻香港科技大学。作为达普生物的创始人，毕业于喷鼻香港科技大学的许潇楠博士深耕于液滴微流控领域近十年，在液滴微流控技能、芯片设计、生归天学、打算机、机器和光学等高度学科交叉的领域有丰富的产学研履历，曾揭橥过数十篇干系论文，拥有数十项干系专利。
不同于大多数初创企业专注于运用层面，达普生物在创立之初就选择了一条困难的道路，致力于成为一家节制底层核心技能的上游公司，通过整合生物、化学、打算机、光学、自动化等领域的人才， 从液滴微流控的底层技能出发构建生物制药的工业级办理方案。
图丨达普生物创始人许潇楠（来源：达普生物）
首先是微液滴的操纵模块。不同于实验室中利用移液枪对样本进行稠浊和剖析，微流控技能天生的液滴多达上百万个，如何在上百万个液滴中实现一对一的精准掌握，背后涉及非常繁芜的流体掌握和光机电自动化的合营。早期许潇楠博士所在的团队在喷鼻香港科技大学做了大量的事情，揭橥了一系列学术论文和专利，奠定了坚实的根本。
其次是微流控芯片的设计与规模化量产。过去三年，达普生物成功办理了芯片的设计和量产问题，拥有自主的微流控芯片生产线，打通了从原型设计、开模、复制成型、后期处理以及质控等各环节。这也是达普生物的核心竞争力，可以快速高效地进行产品迭代，掌握本钱，严格把控质量。
（来源：达普生物）
基于已构建的底层技能，达普生物开拓了三大工业级的技能平台。
第一个是单细胞高通量筛选平台。其事理是对微液滴的荧光旗子暗记进行预判，可识别包裹在微液滴中细胞的基因组或者蛋白组信息或者细胞分泌的分子信息，然后通过介电泳的浸染，将某个分群的功能性细胞挑选出来，单次可实现 107 量级的微液滴分选。这一系统在单克隆抗体筛选、细胞治疗靶点优化等领域具有广泛的运用，可以显著缩短筛选流程。
第二个是单细胞测序建库平台。达普生物自主研发的星海单细胞建库平台，基于专利的压力不敏感液滴天生与水凝胶编码微球技能，可快速实现 1-4 样本的单细胞测序文库构建。
其事理是通过给每一个微液滴打上编码，当细胞在微液滴中裂解时，编码微球上的核酸序列引入到 cDNA 序列中，直接给每个细胞的基因组加上分子标签，在剖析测序数据时，根据分子标签信息将基因回归到单个细胞，实现单细胞水平精度的基因信息剖析。
第三个是数字 PCR 平台。达普生物自主研发的第三代数字 PCR 技能，比较于实时荧光定量 PCR 具有更高的精密度、灵敏度与抗滋扰性，并可以对核酸分子进行精准定量，特殊适宜基质繁芜样品的检测，例如生物药生产与质检环节中对残留 DNA 的检测。
在细胞和基因疗法，生物类似药，疫苗类药物的生产或质检环节中，现行各国药典中对付制剂的残留 DNA 检测方法紧张有 4 种：杂交法、阈值法、荧光染料法和PCR法。数字 PCR 法由于极高的灵敏度、特异性和准确性，可为生物制药工业在工艺研究和成品质量掌握方面供应更精准、可靠的检测手段，现也已经逐渐成为各生物制品厂家首选的检测方法。
（来源：达普生物）
关于达普
达普生物科技有限公司孵化于喷鼻香港科技大学，于 2018 年由多位海归博士共同创立。在深圳、嘉兴、喷鼻香港三地设有研发中央，研发团队近 100 人，建立了集微流控芯片、仪器及试剂生产为一体的 GMP 厂房。
公司专注于将液滴微流控技能运用于精准医学领域，致力于成为集微流控芯片、仪器、试剂的研发和生产于一体的完全办理方案供应商。公司自主研发、生产两大技能平台：数字 PCR 系统和单细胞组学系统，运用于癌症研究、癌症早期筛查、靶向治疗、无创产前诊断、病毒定量检测、高通量药物和抗体筛选等领域。
