机器人在日常生活中可以帮助我们洗衣、扫地、做饭、刷碗,在工厂生产中帮助我们重复机械操作、探索太空。据木星资本了解,现在机器人还能应用到实验室当中,为细胞培养节约人力成本,解放科学家,提高科研效率。
木星资本查阅相关资料,发现在2021年,根据对生物实验室行业制药企业的调查,超过九成企业认为智能化是促进行业发展的重要因素,其中,约三分之一的企业将其作为首要考虑因素。
上图为木星资本搜集到的一些从事于自动化细胞培养的企业,当前从事自动化细胞培养的企业的数量尚不太多。这其中,iPSC和其他干细胞的生产、处理和分化都是非常耗时的,将自动化融入其中将会更加凸显出优势。目前,聚焦于干细胞培养自动化的企业数量较少。木星资本认为,目前该领域在国内还不存在一家独大的企业,细胞培养自动化存在大量尚未被满足需求的市场。
据木星资本了解,干细胞有两种分类:第一种分类方法是根据干细胞所处的发育阶段来进行划分,分为胚胎干细胞和成体干细胞;第二种分类方法是根据干细胞的发育潜能,可以划分为三类:全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。胚胎干细胞的发育等级较高是全能干细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是多能或单能干细胞。
木星资本查阅新闻发现,全球的生物科研人员目前正在大量使用多能干细胞(PSC),例如诱导多能干细胞(iPSC)和胚胎干细胞(ESC)。PSC能够分化成各种组织细胞,帮助研究各种致死疾病,帮助对药物进行筛选,使更多类型的细胞实验成为可能。
据木星资本了解,在细胞培养工作中,干细胞培养尤为特别,木星资本发现,这是因为它的难度更大。出于不同的培养目的,培养的难度也不尽相同。总的来说,木星资本认为干细胞是非常挑剔的,这种挑剔体现在对于微环境、生长因子、培养基配方和生长基质的要求。另外木星资本发现,整个培养过程也需要消耗很高的人力成本和时间成本,往往需要几个工作人员来照顾干细胞的生产、处理和分化。干细胞的生长速度和分化阶段往往是无法预测的,如果发生在周末、假期、深夜都会对工作人员带来困扰和不便。此外木星资本认为,干细胞的生长过程由于耗时长、繁琐性高,纯手动人工操作还存在改变分化潜力、增加污染的风险。
为了改善人工培养遇到的问题,干细胞培养的自动化就成了迫切需求,木星资本认为,通过自动化对干细胞培养进行处理,能够减轻上述提到的问题,从长远来看还能降低总成本。木星资本了解到,通过搭建一个干细胞培养场景系统,在外部通过触摸屏对于内部进行控制,通过机械臂实现换液移液、日常培养基更换等人类重复性工作,因此人力得以释放,工作人员可以更专注于利用科研知识进行结果分析的工作。科研实验室或者相关生物企业不再需要雇佣额外的员工,可以让工作人员享受到规律的睡眠和悠闲的假期。而且,据木星资本了解,这种自动化也并不会对培养质量产生负面作用,与完全人工的干细胞培养相较,自动化培养无论是干细胞的基因表达情况,还是分化潜能都没有显著不同,反而,由于减少了人工接触,自动化培养意味着更加卫生和高效。据木星资本了解,Joannides在他2006年的文章中表示,使用自动机械的细胞和人工对照组相比,在菌落形状上看起来更加均匀。
展望自动化干细胞培养的未来发展,木星资本认为有以下几个发展方向。
首先,在自动化干细胞培养上可以和3D技术进行结合,使干细胞在三维立体条件下培养生长。木星资本发现这是因为人体是立体的,三维的细胞培养能体现对细胞体内生长环境的重视,细胞可以向各个方向生长,使干细胞在三维环境中发挥最好修复作用。
此外,让培养过程有更多环节实现自动化。木星资本认为除了换液移液的机械手臂外,可以在更多环节使机器逐渐代替人工。例如,可将菌落检测工作过渡给机器操作,加强编程使机器操作更加智能。
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