华大智造 创新智造引领生命科技
武汉“火眼实验室”中战“疫”的MGISP-960。
DNBSEQ-T7基因测序仪。
华大智造工作人员助力广州大规模核酸检测。
华大智造基因测序仪在瑞典卡罗琳斯卡医学院。
华大智造自动化设备助力河北石家庄大规模核酸检测。
近日，工信部发布《关于制造业单项冠军第六批遴选和第三批通过复核企业名单的公示》，共拟认定118家单项冠军示范企业、141个单项冠军产品。其中，深圳华大智造科技股份有限公司（下称“华大智造”）的高通量基因测序仪成功入选“单项冠军产品”名单，充分彰显了其在基因测序仪领域的冠军实力。
单项冠军产品的企业都是长期专注于制造业某些特定细分产品市场、生产技术或工艺国际领先、单项产品市场占有率位居全球前列的企业，在业内有“制造业奥运冠军”之称。
华大智造专注于生命科学与医疗健康领域，以仪器设备、试剂耗材等相关产品的研发、生产和销售为主要业务，致力于成为“生命科技核心工具缔造者”。
从2016年成立至今，华大智造通过自主可控的源头性核心技术体系，同时紧跟“超高通量”“小型化”的发展趋势，已形成了完整的高中低通量产品布局，涉及基因测序仪及配套设备、高密度测序芯片耗材、自动化样本处理系统和远程超声机器人等几大类。
面向未来，华大智造将继续加强自主创新，不断拓展生命数字化工具版图，引领生命科技核心工具领域发展。
撰文：张秀娟 受访单位供图
1 瞄准产业短板发力装备智造
基因测序仪是生命科学研究和生物技术产业发展的关键设备。长期以来，部分外国企业一直垄断着基因测序仪的研发和生产，它们在测序仪研发领域拥有众多专利，并形成了严密的保护体系。而我国基因测序市场虽发展迅速，但在“重应用、轻研发”的倾向下，国内测序仪研发领域一度存在空白。
为此，国家《“十三五”生物技术创新专项规划》提出，要突破包括基因测序技术在内的若干前沿关键技术，支撑基因测序技术等新一代生命组学临床应用技术、生物大数据云计算技术和生物医学分析技术等重点领域的发展。
1999年，华大集团因“人类基因组计划”而成立。“这个‘人类基因组计划’，中国虽然只承担了1%的任务，但意义重大。意味着中国不仅拿到全球顶尖基因科研圈的‘入场券’，中国科研人员还在测序过程中，增加了设备，提升了技术。”华大集团董事长、联合创始人汪建说。
在人类基因组研究之外，一场生命科学领域的产业竞争悄然打响，倒逼国内基因测序技术和装备发展。
2013年，华大集团斥资收购了美国三大高通量测序仪制造商之一的CG公司。经过引进、消化、吸收、再创新的完整过程后，华大智造已成为全球三家能自主研发并量产临床高通量基因测序仪的企业之一，自主研发的测序仪不仅能够比肩国际同级产品，还在部分关键指标上领先，使得测序仪真正实现了“中国智造”，打破了国外垄断。
以华大智造超高通量测序仪DNBSEQ-T7为例，它已将每Gb的测序成本降低至约5美元，技术的突破和成本的不断降低让提高测序通量这一要求变得可及。
2019年，华大集团宣布参与到“阿联酋全民基因组计划”当中。该计划的目标是运用大规模人群基因组数据，为阿联酋人民建立个性化治疗的全民医疗卫生体系。
汪建表示：“华大的全自动样本制备、超高通量的测序仪器及分析服务，成为了该计划的核心技术支撑，这个项目的样板效应也促进多个国家和华大接触，筹划各自的国家基因组计划。”
“项目中产出的数据质量很令人满意。”瑞典皇家工程院院士、瑞典皇家理工学院教授马赛厄斯·乌伦对华大测序仪给予高度评价。
在基因测序仪领域，华大智造紧跟“超高通量”“小型化”的发展趋势，建立了全系列多型号产品矩阵。目前，公司已建立自主可控的源头性核心技术体系，形成以“DNBSEQ测序技术”“规则阵列芯片技术”“测序仪光机电系统技术”等为代表的多项源头性核心技术，在提高测序质量和降低测序成本方面具有较为明显的优势。
目前，华大智造测序仪在全球服务累计超过1000个用户，足迹遍布全球50个国家和地区。
基因科技要如何造福全人类？“除了不断创造基因科技的应用场景，其基础是需要以高通量、高精度、高性价比的工具平台支撑大人群、大样本、大数据资源的累积，实现基因组从基础科研到临床研究再到普惠人人的转化应用，让精准医疗、精准农业和精准健康更快走进人们的生活。”华大智造CEO牟峰说。
2 坚持向科技创新要答案
“这两年因为疫情，很多普通民众都对我们的测序设备有所了解。”华大智造移动实验室总监林思远说。
在病毒测序方面，早在新冠肺炎疫情暴发之初，华大智造紧急调配DNBSEQ-T7超高通量测序仪运达武汉，为研究分析武汉新型冠状病毒的进化来源、致病病理机制提供了第一手资料。2021年1月，华大智造高通量测序仪MGISEQ-200还助力我国发现首例来自境外的变种新冠毒株变异病毒。
“通过在抗‘疫’一线的实践，我们大幅升级了自动化设备的性能，华大智造自主研发的一整套设备和平台已经支援了全国超过24个省级行政区，可以按照国家的最新要求，立马响应抗‘疫’需求，提供紧急预案，快速完成大规模人群的核酸检测工作。”林思远说。
“以2天内完成500万人的核酸检测量为例，通过我们计算，若采用10混1的检测方法，一共需要42台全自动MGISTP-7000分杯处理系统、25台MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪、13台高通量自动化样本制备系统MGISP-960同时工作。”林思远介绍。
具体来说，样本完成拆包，进入实验室后，首先会到MGISTP-7000全自动分杯处理系统中，这台仪器可以实现自动化开盖和关盖、自动化条码信息录入。其次，通过MGISTP-7000全自动分杯处理系统处理后，下一站会到MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪里，这款仪器能够有效助力病毒核酸提取，单机日提取通量高达1万例，大大加速了实验室的检测流程。最后，样本会通过高通量自动化样本制备系统MGISP-960，高效完成自动化PCR体系配置工作，最终通过PCR仪输出检测结果。
“华大智造的自动化设备，能够24小时运转工作，代替了整个检测环节最耗费人工操作的部分，一名检测人员可以操作3台设备，极大提高了核酸检测效率。”林思远说。
面对短时间内的大规模核酸检测，其关键性“卡脖子”问题在于效率。“如果还是用人工的方式拧盖，上万名检测人员三班倒也很难完成如此高通量的检测需求，还非常容易造成实验室感染等问题。”林思远表示，正是因为华大智造坚持需求导向和问题导向，向科技创新要答案，才能不断升级设备、解决疑难问题。
“华大智造的自动化设备，可以说是从一场又一场的抗‘疫’实战中创造出来的，如何通过科技工具来解决实际问题，是研发和产品部门最关心的事。”华大智造仪器产品负责人李景说。
在国内的多个抗击新冠肺炎疫情一线，李景都会带领团队冲锋在前，及时发现问题、解决问题和升级产品。例如，在进行核酸提取之前，样本还需要进行灭活、转板等工作，如今这些工作都可以通过MGISTP-7000全自动分杯处理系统进行操作。不过在抗“疫”一线，样本管的种类很多，高度和宽度差别较大，为了让MGISTP-7000全自动分杯处理系统能够高效地完成大批量的样本处理工作，李景团队快速改善设备中的样本管适配技术，让该设备能够支持不同类型的样本管。
“大规模检测中使用的自动化设备都属于高精密仪器，一些微乎其微的细节恰恰是决定仪器是否能进行高效运作的关键。我们的目标就是希望通过不断升级华大智造的科技工具的性能，从而赋能客户实现大规模核酸检测实验室的标准化、信息化、自动化和智能化。”李景说。
近期，全国疫情呈多点发生、局部暴发态势，华大智造自主研发的移动核酸检测平台先后赶赴江苏、湖南、武汉、海南、河南、瑞丽等地，助力当地医疗卫生系统快速建立大规模核酸检测能力。
3 硬核科技彰显企业社会责任
今年5月21日，深圳通报在盐田港国际货轮登轮作业人员例行检测中，发现一例新冠病毒无症状感染者穆某。根据流行病学调查情况，初步判定此次疫情为一起境外输入关联的新冠肺炎病情。
疫情来势汹汹，四方守土有责。总部位于深圳盐田区的华大智造，为积极响应疫区全民核酸检测的通量需求，加快当地大规模核酸检测效率，紧急集结早前经过多地疫情考验的抗“疫”利器，支持盐田区全员核酸检测全部的检测量，打响“家门口”的抗“疫”保卫战。
从5月27日凌晨5时物料进入场馆开始，华大团队6小时内快速搭建起2套、6个舱体的快装式负压硬气膜核酸检测实验室，随即搭载了华大智造自动化设备的深圳盐田“火眼实验室”投入试运行，并在9小时内通过专家组评审。
“此次搭建硬气膜实验室的任务非常紧张，能给我们工程师调试设备的时间并不多，我们需要协调很多事情。越紧张的时候反而不能慌乱，要更注重细节，一个锤子、一个钉子都要照顾到。”华大智造售后工程师向云说。
5月28日11时40分，该实验室开始接收首批来自盐田区的检测样本，从接收第一批样本到完成1万管检测，仅用了21小时，用“深圳速度”积极响应了政府疫情防控。
为提升此次大规模核酸检测效率，曾参与全球多国抗疫的华大智造自主研发的三大抗疫设备——MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪、MGISP-960高通量自动化病毒核酸提取设备及全自动MGISTP-7000分杯处理系统再度出击。实践证明，搭载了高通量自动化设备的火眼实验室，在解决核酸提取限速步骤、替代人工、降低感染风险、提升标准化等方面都具有突出表现。
病毒核酸提取是整个样本检测过程中的关键步骤，华大智造MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪是目前助力病毒核酸检测的“拳头”产品，单机日检测通量可达1万例，大大加速了火眼实验室的检测流程。该设备也因其超高通量、超高效率的核酸提取功能，成为目前市场上首款经过“火眼”抗疫检验的全自动核酸提取纯化仪。
除了MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪之外，深圳盐田“火眼实验室”还装备了多台全自动MGISTP-7000分杯处理系统，能实现全自动化样本条码扫描、录入和样本分装程序，全程样本零接触，可在40分钟内完成192份样本的分装以及信息处理，解决了核酸检测中最耗费人力和感染风险最高的样本分装工序工作。
机器无声，人间有爱。在华大智造员工的眼中，这些在华大智造硬气膜实验室里的机器，是最温暖的载体，每一次转动，就排查了一次风险。在他们看来，机器设备不是冰冷零部件的组合体，而是一种表达“相信”与“希望”的载体，是助力疫情防控的重要科技力量。
当前，以华大智造为代表的“中国智造”正走向全球，已支援瑞典、阿联酋、加拿大、塞尔维亚、澳大利亚等50余个国家和地区，为全球战“疫”提供了坚实的工具保障。