齊碳科技于2016年9月由多位名校博士聯(lián)合創(chuàng)立，組成了一支跨學(xué)科的核心團(tuán)隊(duì)，專(zhuān)注研發(fā)納米孔基因測(cè)序儀。該產(chǎn)品應(yīng)用第四代基因測(cè)序技術(shù)，具有測(cè)序速度快、成本低、儀器小巧便攜等優(yōu)勢(shì)。

齊碳科技是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)。目前，齊碳科技已完成了四輪融資。最近一次是2020年5月13日，齊碳科技完成超1億元人民幣的A輪融資，由高榕資本領(lǐng)投。

納米孔基因測(cè)序儀

技術(shù)升級(jí)、打破壟斷

納米孔基因測(cè)序優(yōu)勢(shì)開(kāi)始凸顯

DNA信息與人體的健康息息相關(guān)。目前成熟的一個(gè)基因測(cè)序技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景是無(wú)創(chuàng)DNA產(chǎn)前檢查，只需采集孕婦靜脈血，就可通過(guò)對(duì)孕婦外周血中的游離DNA片段測(cè)序，來(lái)判斷胎兒的健康狀況。相比傳統(tǒng)唐氏篩查，無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢查具有檢出率高、假陽(yáng)性率低的優(yōu)勢(shì)。此外，基因檢測(cè)技術(shù)在如試管嬰兒、液體活檢、新生兒檢查、遺傳病研究、腫瘤分型等領(lǐng)域，都已開(kāi)展推廣應(yīng)用。

目前，基因測(cè)序技術(shù)經(jīng)過(guò)了幾輪迭代，通量由低變高、測(cè)序讀長(zhǎng)由短到長(zhǎng)、成本由高變低、測(cè)試時(shí)長(zhǎng)縮短、產(chǎn)品外形愈發(fā)小型便攜，應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷拓展。

第一代基因測(cè)序技術(shù)測(cè)序通量極低，讀長(zhǎng)只有1kbp，而檢測(cè)成本卻極高。第一條人類(lèi)基因組就是由一代基因測(cè)序儀檢測(cè)的，花費(fèi)了整整三十億美金。

第二代基因測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)整個(gè)行業(yè)有顛覆性意義，解決了一代技術(shù)成本極高、通量極低的問(wèn)題，是目前市場(chǎng)上的主流應(yīng)用，前文所提到的無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)，目前主要就是通過(guò)二代基因測(cè)序完成的。但是，二代測(cè)序技術(shù)也存在著讀長(zhǎng)短、速度慢、無(wú)法實(shí)時(shí)測(cè)序、設(shè)備龐大等不足。

納米孔基因測(cè)序儀與前幾代測(cè)序儀的原理不同，是通過(guò)電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)單鏈核酸分子穿過(guò)納米尺寸的蛋白孔道，由于不同的堿基通過(guò)納米孔道時(shí)產(chǎn)生了不同阻斷程度和阻斷時(shí)間的電流信號(hào)，根據(jù)電流信號(hào)識(shí)別每條核酸分子上的堿基信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單鏈核酸分子的測(cè)序，已被認(rèn)為是測(cè)序技術(shù)的新方向。

齊碳科技納米孔測(cè)序儀概念圖（左）；納米孔測(cè)序原理（右）

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，納米孔基因測(cè)序儀具有長(zhǎng)讀長(zhǎng)、實(shí)時(shí)輸出測(cè)序結(jié)果、儀器小型便攜等優(yōu)勢(shì)。

“目前行業(yè)共同面臨的難題是，如何提高納米孔測(cè)序的準(zhǔn)確率，目前納米孔離二代測(cè)序的準(zhǔn)確率還差距較大，”齊碳科技創(chuàng)始人白凈衛(wèi)博士分享道，“我們認(rèn)為這需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)從頭至尾做優(yōu)化才行。目前齊碳科技已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了準(zhǔn)確率低的根本原因，正在做一些基礎(chǔ)性的研究來(lái)解決。AI、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)的應(yīng)用，也可能幫助提高準(zhǔn)確率。這是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，或許每提升百分之一，都要經(jīng)歷長(zhǎng)期的研發(fā)?！?/p>

納米孔測(cè)序的技術(shù)還在發(fā)展階段，市場(chǎng)化應(yīng)用還有待開(kāi)拓，這將是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。齊碳科技的策略是，與科研機(jī)構(gòu)合作，不斷積累數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)典型應(yīng)用，利用先發(fā)優(yōu)勢(shì)立即搶占市場(chǎng)。

在尋求技術(shù)升級(jí)的同時(shí)，基因測(cè)序也需要打破依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口壟斷的現(xiàn)狀。在基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)鏈上，處于上游的測(cè)序儀器和配套試劑是技術(shù)門(mén)檻最高的部分，也是利潤(rùn)最高的部分，目前上游正處于技術(shù)壁壘最高的壟斷地位，例如二代測(cè)序儀廠商Illumina壟斷了全球80%以上的市場(chǎng)。

三人創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)互補(bǔ)

研發(fā)中國(guó)第一臺(tái)納米孔基因測(cè)序儀

齊碳科技成立于2016年，由謝丹博士、白凈衛(wèi)博士、胡庚博士聯(lián)合創(chuàng)立。

納米孔基因測(cè)序儀是一項(xiàng)極跨學(xué)科的產(chǎn)品，要完成這項(xiàng)研發(fā)，需要從軟件到硬件都具備很強(qiáng)的技術(shù)支撐。例如，堿基通過(guò)的納米孔是一個(gè)活的蛋白孔，測(cè)序全過(guò)程都發(fā)生在一張精密的流體生物芯片中，再利用精巧的放大電路對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行去噪放大，這整個(gè)過(guò)程中涉及到核酸文庫(kù)、蛋白工程、流體芯片、電子電路、人工智能等多個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。

納米孔測(cè)序儀的開(kāi)發(fā)，需要結(jié)合跨學(xué)科的知識(shí)，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)的過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，也給齊碳科技帶來(lái)很大優(yōu)勢(shì)。創(chuàng)始人白凈衛(wèi)博士是IBM沃森實(shí)驗(yàn)室博士后，曾在Illumina公司從事基因測(cè)序技術(shù)研發(fā)，具備超過(guò)10年的微納器件研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。儀器專(zhuān)家胡庚博士為清華大學(xué)自動(dòng)化系本科、碩士、博士，2013至2017年領(lǐng)導(dǎo)了西門(mén)子中國(guó)的首個(gè)達(dá)到SIL-3級(jí)功能安全標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程儀表產(chǎn)品線研發(fā)項(xiàng)目。生物信息學(xué)專(zhuān)家謝丹博士是斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后，在測(cè)序技術(shù)和生物信息學(xué)領(lǐng)域積累豐富。蛋白工程專(zhuān)家陳呈堯博士曾在Life Technology和Illumina擔(dān)任資深研究員，獲得2013年Illumina Innovation Award，獎(jiǎng)勵(lì)為Illumina測(cè)序試劑性能提高做出的突出貢獻(xiàn)。

在三人帶領(lǐng)與團(tuán)隊(duì)合作下，2017年10月，齊碳科技推出了納米孔測(cè)序儀原理樣機(jī)，謝丹直言道：“當(dāng)時(shí)這款產(chǎn)品是單孔的，甚至都還不能被稱(chēng)作是納米孔測(cè)序儀，只是證明了從原理上來(lái)說(shuō)是能夠工作的?！痹陔S后三年時(shí)間里，齊碳科技先后推出工程樣機(jī)、產(chǎn)品樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了多通路測(cè)序。于2018年在北京成立了研發(fā)中心，并自建了潔凈間和流體芯片生產(chǎn)線。

不斷迭代之后，齊碳科技在2020年9月，推出了我國(guó)第一臺(tái)納米孔基因測(cè)序儀產(chǎn)品Q(chēng)Nome-9604，準(zhǔn)確率達(dá)87%，8小時(shí)可穩(wěn)定產(chǎn)出500Mbp數(shù)據(jù)，讀長(zhǎng)10kb以上。

目前該產(chǎn)品正處于Alpha Test階段，齊碳科技已將生產(chǎn)線落戶(hù)天府國(guó)際生物城，預(yù)計(jì)將在2021年7月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

由于技術(shù)門(mén)檻高，在國(guó)內(nèi)齊碳科技幾乎沒(méi)有直接競(jìng)爭(zhēng)者，市面上還沒(méi)有出現(xiàn)其他做出納米孔測(cè)序儀工程樣機(jī)的企業(yè)。公司總經(jīng)理兼創(chuàng)始人胡庚博士表示，“與海外的Oxford Nanopore相比，齊碳科技的目標(biāo)是做到在產(chǎn)品性能上相當(dāng)，在穩(wěn)定性和成本上有超越”。

齊碳科技的核心競(jìng)爭(zhēng)力體現(xiàn)在這幾個(gè)方面：

-蛋白（穩(wěn)定的控速蛋白，精度可調(diào)的納米孔蛋白）

-流體芯片（穩(wěn)定的雙層膜結(jié)構(gòu)，降低成本，尺寸更小，更穩(wěn)定，未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)高通量、可插拔）

-電化學(xué)傳感裝置（精準(zhǔn)檢測(cè)pA級(jí)別的微弱電流，自主版權(quán)的ASIC芯片）

-數(shù)據(jù)分析算法（自主研發(fā)的多重深度學(xué)習(xí)算法）

相較于前幾代測(cè)序技術(shù)，納米孔基因測(cè)序技術(shù)帶來(lái)的可想象應(yīng)用場(chǎng)景還將更多。

謝丹提到，納米孔基因測(cè)序技術(shù)最快實(shí)現(xiàn)的一個(gè)場(chǎng)景就是對(duì)病原微生物的快速鑒定?！袄玑槍?duì)病人的不明原因發(fā)熱，醫(yī)生如果可以快速判定是由何種細(xì)菌或病毒導(dǎo)致的，就可以做到對(duì)癥下藥，減少?gòu)V譜抗生素的濫用?！?/p>

“納米孔測(cè)序技術(shù)可以做到快速、實(shí)時(shí)測(cè)序，這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景就是一個(gè)很好的切入點(diǎn)”，謝丹解答說(shuō)，“醫(yī)生可以在醫(yī)院內(nèi)快速完成樣本采集、建庫(kù)及測(cè)序，在較短的時(shí)間里得到檢測(cè)結(jié)果，從而制定精準(zhǔn)治療方案。”

納米孔測(cè)序儀因其讀長(zhǎng)更長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)還可以應(yīng)用到檢測(cè)基因的結(jié)構(gòu)性突變中；而成本更低的優(yōu)勢(shì)，讓納米孔測(cè)序儀也可以探討除了為人類(lèi)服務(wù)，或許未來(lái)還可以應(yīng)用到動(dòng)物、植物等領(lǐng)域。

高榕資本領(lǐng)投

齊碳科技完成超1億元融資

2020年5月，齊碳科技完成超1億元人民幣的A輪融資，由高榕資本領(lǐng)投，銀杏谷資本跟投，雅惠投資等老股東追加投資。本輪融資將主要用于加大技術(shù)研發(fā)投入，提升核心產(chǎn)品的準(zhǔn)確率與穩(wěn)定性，同時(shí)將加速生產(chǎn)線的建設(shè)和商業(yè)開(kāi)發(fā)，引領(lǐng)國(guó)內(nèi)納米孔基因測(cè)序技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

齊碳科技全面掌握了納米孔單分子測(cè)序技術(shù)，專(zhuān)利布局全面，核心技術(shù)涵蓋生物芯片、蛋白工程、電子電路、人工智能等。作為中國(guó)第一家自主研發(fā)出納米孔基因測(cè)序儀，并成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定獲得納米孔基因測(cè)序數(shù)據(jù)的企業(yè)，齊碳科技代表的是基因測(cè)序行業(yè)最前沿的技術(shù)實(shí)力。

新冠疫情爆發(fā)后，齊碳科技參與了清華大學(xué)牽頭研發(fā)的關(guān)于新冠檢測(cè)的應(yīng)急項(xiàng)目，該項(xiàng)目已被納入了北京市科技計(jì)劃。

高榕資本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，齊碳科技所進(jìn)行的納米孔基因測(cè)序設(shè)備的研發(fā)，是一次跨學(xué)科的技術(shù)攻堅(jiān)，并已經(jīng)取得了令人矚目的進(jìn)展，在蛋白工程、流體芯片、電子儀器、堿基識(shí)別算法等各個(gè)環(huán)節(jié)都取得了顯著的成果，證明了齊碳科技的研發(fā)實(shí)力。未來(lái)，我們充分看好單分子測(cè)序技術(shù)在微生物組、傳染病、復(fù)雜結(jié)構(gòu)變異的臨床疾病上發(fā)揮其獨(dú)特的長(zhǎng)讀長(zhǎng)、低成本、便攜式的優(yōu)勢(shì)，拓展我們對(duì)疾病的理解認(rèn)知。同時(shí)我們也期待納米孔作為一個(gè)平臺(tái)型技術(shù)的可延展性，從基因?qū)用嫱卣沟睫D(zhuǎn)錄組乃至蛋白組的可能性，幫助更全面地感知生命。

一舉奪魁

中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽

齊碳科技曾在中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽中榮獲唯一的一等獎(jiǎng)，同時(shí)斬獲醫(yī)藥健康領(lǐng)域TOP 10企業(yè)稱(chēng)號(hào)，在9大領(lǐng)域、國(guó)內(nèi)外600多個(gè)團(tuán)隊(duì)和近千個(gè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目中脫穎而出，一舉奪魁。

齊碳科技榮獲中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽一等獎(jiǎng)

齊碳科技同時(shí)獲得中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽醫(yī)藥健康領(lǐng)域TOP10企業(yè)稱(chēng)號(hào)

本次大賽由中關(guān)村管委會(huì)、教育部科技司與中科院北京分院等聯(lián)合舉辦，吸引國(guó)內(nèi)外600多個(gè)團(tuán)隊(duì)的近千個(gè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目參賽。參賽項(xiàng)目引領(lǐng)前沿科技，突出自主創(chuàng)新，面向?qū)嶋H需求，主要涵蓋9個(gè)領(lǐng)域，包括：人工智能、集成電路、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及智能裝備（含新材料）、智慧城市及物聯(lián)網(wǎng)、節(jié)能環(huán)保及新能源、大數(shù)據(jù)與信息安全、醫(yī)藥健康、體育科技和農(nóng)業(yè)科技。

大賽自2018年9月開(kāi)始，歷時(shí)約3個(gè)月，經(jīng)過(guò)數(shù)十場(chǎng)預(yù)賽、決賽，以及總決賽公開(kāi)路演的嚴(yán)格選拔，最終確定獲獎(jiǎng)名單。齊碳科技憑借基因檢測(cè)的核心技術(shù)榮獲中關(guān)村國(guó)際前沿科技創(chuàng)新大賽總決賽一等獎(jiǎng)。

中關(guān)村管委會(huì)主任翟立新表示，參賽團(tuán)隊(duì)展示出的前沿技術(shù)、創(chuàng)新思想和創(chuàng)業(yè)精神“令人振奮”。中關(guān)村將加快推動(dòng)掌握前沿原創(chuàng)技術(shù)的科技成果轉(zhuǎn)化落地，為前沿企業(yè)的發(fā)展?fàn)I造最好的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍，支持中關(guān)村企業(yè)做強(qiáng)做大。

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