近年来，单细胞测序技术已成为生物医疗领域追逐的热点。凭借在单细胞水平上对于基因表达情况的洞察能力，其已广泛应用至肿瘤异质性研究、干细胞分化以及组织器官发育研究、神经系统发育研究、免疫方向研究和药物研发等诸多领域。
随着研究的深入和技术的不断发展进步，市场也对单细胞测序产品提出了更多要求。“当前的单细胞测序行业仍处于上升阶段，其未来产品的发展趋势主要体现在四个方向：高通量、多组学、空间组学和样本类型的扩展。” 墨卓生物科技有限公司（以下简称 “墨卓生物”）的创始人兼首席执行官裴颢告诉生辉。
▲图 | 墨卓生物创始人兼CEO裴颢（来源：受访者提供）
2010 年，裴颢从清华机械系毕业后来到美国哈佛大学攻读硕士及博士学位，博士期间师从微流控领域奠基人 —— 美国三院院士、中国工程院外籍院士 David Weitz 教授，毕业后双方于 2018 年合作成立了墨卓生物。
自成立以来，墨卓生物长期致力于围绕微流控芯片、生化试剂、精密仪器和生信分析四大核心，沿着数字 PCR 和单细胞测序两大主要管线推进其研发进程。
发展至今，墨卓生物共建立起 15 项数字 PCR 和单细胞测序相关在研管线。裴颢表示，“以液滴微流控技术路径为核心，墨卓生物长期致力于打造‘T’字形产品战略。不仅为满足更广泛的医疗器械领域需求，并且将持续深挖和推动单细胞测序技术的研究和产业化。”
4 月 15 日，墨卓生物推出了其自研自产的高通量单细胞测序建库系统 MobiNova-100。该产品单次运行仅 10 分钟，可捕获约十万细胞，细胞捕获率可达 70%，多胞率小于 5%/10000 细胞。能够在保证实验效率的同时，提供高质量的可靠数据。
（来源：墨卓生物）
除此之外，墨卓生物将推出可稳定实现微生物菌群单细胞测序应用，在微生物领域中同样实现单细胞基因组与转录组测序技术的应用。
引入专有 LightCutTM技术实现高质量检测
早在 2015 年，美国三院院士、中国工程院外籍院士、哈佛大学终身教授 David Weitz 教授于 Cell 杂志公开发表了基于液滴微流控的高通量单细胞测序技术 Drop-seq 和 InDrop，为高通量单细胞技术的应用铺平了道路。
2018 年，墨卓生物在哈佛校园成立，David Weitz 教授欣然加入，担任该公司创始股东。彼时，10X Genomics 已凭借其单细胞测序仪占据全球市场，市场份额高达 95%。
2019 年，墨卓生物制造出世界上第一块能同时完成液滴生成、扩增、和荧光检测的数字 PCR 一体化芯片，并于同年完成了高通量单细胞测序建库系统的基础开发工作。2021 年，该公司基于微流控技术的数字 PCR 产品获得二类医疗器械注册证。
与数字 PCR 相比，墨卓生物对于另一主打产品线 —— 高通量单细胞测序建库解决方案的推动则更为谨慎。“单细胞测序被业内人士称为窥探细胞的 ‘金钥匙’，我们认为，在未来几十年中，这一技术将存在巨大的应用价值和前景。” 裴颢谈到。
实现高通量的单细胞测序技术，不仅有助于提升实验效率，更能降低成本。裴颢介绍：“发展至今，单细胞测序建库技术单次运行通量已从最开始的几个细胞快速增至百万细胞。”
2015 年，两项主流的高通量单细胞测序标记和建库技术 —— 即液滴微流控和微孔板技术几乎同时出现。然而，由于液滴法反应体积更小，更适于捕获和扩增单个细胞中总量有限的 mRNA 分子，因此，近年来基于液滴法的单细胞测序技术迅速成为了相关市场的 “宠儿”。
墨卓生物的微流控单细胞测序技术，以含有条形码（barcode）的凝胶微球为技术核心。依靠微流控系统将带有分子标签的微球、反转录试剂和待测细胞在流道中进行共包裹，之后释放分子标签，再经细胞裂解、反转录、cDNA 扩增建库等步骤，最终形成测序文库。
▲图丨 MobiNova 高通量单细胞测序工作流程和技术原理（来源：墨卓生物）
以该技术路线为基础，MobiNova-100 系统特别在微球分离环节中采用了专有的 LightcutTM光激发分离分子标签技术，以便取代常见的可溶解微球释放标签。简单来说，LightcutTM技术是采用光敏化学键将分子标签与微球连接起来，经紫外照射即可使之断裂并释放分子标签。这一流程不会引入新的物质进入反应体系，有效降低了来自系统内部的干扰。
（来源：墨卓生物）
“通过光敏化学机制取代10X Genomics设备中可降解微球的职能，其优势在于能够有效避免溶解微球产生的高分子寡聚物进入反应体系的问题，进而提升数据质量。”
不仅如此，MobiNova-100 有着严格的研发流程，前后共完成 117 项不同测试。特别是考虑到应用端的实际需求，研究团队重点针对于设备的检测稳定性和对不同细胞的捕获率进行了设计与考察。
根据其在 E18 胚胎小鼠肺组织样本和人体外周血单个核细胞（PBMC）样本中的实测数据显示，MobiNova-100 在小鼠和人类样本中均展示出极高的可重复性，并表现出更低的多胞率。
（来源：墨卓生物）
同时，MobiNova 在精准性方面也表现出色，在测试中能够精准地捕获到数量比例仅占总样本数 0.5% 的稀有细胞类型，为检测准确性提供了有效保证。
目前，墨卓生物的 MobiNova 全线产品已实现本土化生产制造，大大降低检测成本。接下来，研发团队还将基于 MobiNova-100 开发微生物单细胞测序产品、FFPE 样本单细胞测序产品，进一步拓展其应用范围。
“MobiNova-100 仅仅是墨卓生物在单细胞测序领域迈出的一小步，” 裴颢表示，基于开头提到的四个主要发展方向来看，解决来自高通量、多组学、多样本类型方面的阻碍是当前的主要目标。
单细胞中国解决方案满足市场实际需求
本土市场究竟需要什么样的产品？本土企业又该如何顺应市场？在墨卓生物创立之初，裴颢便基于这些问题展开了调查和思索。
“不可否认的是，以 10X Genomics 为首的海外企业在产品技术方面进展迅速。然而，这些海外企业仅提供标准化的设备与套件，其难以满足国内研究者的不同需求。另一方面，本土制造在供应链、成本方面兼具优势，这将为国内企业带来机会。”
墨卓生物研发的仪器设备、配套耗材、芯片和试剂、生信分析软件已全面实现本土化、in-house 开发与生产，并具备自主知识产权。一方面保证其供应链稳定，另一方面在整个系统的稳定性、问题溯源及维护上也存在优势。
（来源：RNA-Seq）
公司在全球范围内共建立三个办公场所，分别是位于美国波士顿的全球研发中心，浙江嘉兴总部和上海创新中心。三方团队各有分工，互相配合。
其中，波士顿研发中心涉及到技术大方向的把控和未来可能存在的新技术收购工作；嘉兴总部则包括了十万级 GMP 生产车间和各项实验室，负责完成生产工艺的开发和转化工作；而上海创新中心不仅具备商务职能，还重点布局了单细胞测序方向的 “超车” 技术。
“墨卓生物的定位是高科技生物装备企业。”裴颢充满信心的表示，“我认为我们已经开始迈入单细胞测序开发的深水区。虽然这片海域很深，并且有对手走得更远，但我们不会一味追求快速赶超，而是专注于打磨好每一个细节，从而建立自身优势。”
当前，国内的单细胞测序行业无论是在研究还是在产业化方面，仍处于起步阶段。长远来看，墨卓生物计划在 3 年内，打造完整的单细胞多组学产品矩阵，并深入的探索临床、药物开发的解决方案和应用场景。
“要让单细胞测序技术真正进入 IVD 时代，而不仅仅停留在科研设备范畴，这是现阶段墨卓生物的小目标。” 裴颢强调，“为实现这一目标，继续提高通量、降低价格仅仅是前提，不断顺应市场和临床需求、打通产业与应用之间的障碍同样是企业的职责所在。”
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