科创中心“核”动力｜齐碳科技：用纳米孔基因测序仪读取“生命密码”
生命的起源是什么？
背后隐藏着什么秘密？
作为生命的基本单元，基因蕴藏着生命演变的密码，而解读这一密码的关键钥匙——基因测序仪，多年来却被国外寡头垄断。北京齐碳科技有限公司作为一家位于海淀区的硬科技企业代表，拥有国际一流的跨学科研发团队，仅花费五年时间，就攻克了全球基因测序领域最前沿、最新的纳米孔基因测序技术，成为中国第一家成功研发出纳米孔基因测序仪并推出商业化产品的企业。日前，记者就走进北京齐碳科技有限公司（以下简称“齐碳科技”），了解其独到之处。
北京齐碳创立于2017年，是国家高新技术企业，公司致力于纳米孔基因测序仪及配套芯片、试剂的自主研发、制造与应用开发，研发团队覆盖生物芯片、蛋白生化、集成电路、人工智能、生物信息学等多个学科。
破解基因“天书” 掌握核心技术
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“每一个生命体的细胞里都有一套基因的‘天书’，隐藏着生老病死的秘密，我们的工作就是研发和制造能破解这本生命天书的基因测序仪，让生命的信息触手可及。”齐碳科技联合创始人&CEO胡庚博士告诉记者。
纳米孔测序技术作为基因测序仪核心技术，它的基本原理是，在电场力驱动和控速蛋白的双重作用下，使单链核酸分子穿过纳米尺寸的蛋白孔道，通过捕捉碱基穿孔时随时间变化的电流信号，实时识别其碱基排列信息，从而实现对单链核酸分子的测序。
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“纳米孔基因测序技术是最新的实现商业化的测序技术，相比于其他技术来说，纳米孔测序技术的主要特点为长读长、小巧便携、实时测序等，应用前景广泛，被认为是最有望实现测序界黄金标准的技术，将成为未来主流的测序技术。”齐碳科技资深应用专家杜鹏程博士告诉记者。
目前，基因测序技术及相关产品已经广泛应用于医疗健康领域，比如无创产前筛查、遗传病诊断、肿瘤用药伴随诊断等，在农业养殖、司法刑侦、公共安全，甚至太空探索等领域中，也发挥着至关重要的作用，已成为生命科学研究最核心的基础性工具。
打破海外垄断 开启国产化时代
读取生命密码并不是简单的事情。基因测序仪的研发与制造涉及多个高精尖的学科融合，长期以来这个市场都被海外巨头垄断着，最新一代的测序技术更是海外企业独占鳌头。基因测序仪是测序产业的最关键环节，也是整个基因测序行业技术壁垒最高的部分。纳米孔基因测序仪作为生命科学领域最核心的工具，高精尖程度极高，涉及多种学科，研发周期长，研发难度大。全球范围来看，能够将纳米孔基因测序仪量产的国家，目前仅有英国和中国。
如今，伴随齐碳科技发布国内首台自主研发的商业化纳米孔基因测序仪QNome-3841，我国新一代基因测序技术领域的空白得以填补。作为我国首款商业化纳米孔基因测序仪机型，这款仪器采用全球最先进、最前沿的纳米孔测序技术，有小巧便携、操作简单、直接测序等特性，适用场景更丰富，非常适合小型实验室、户外及对时效性要求高的应用场景，可以做到样本即来即测，无需凑样，大大缩短测序时间。
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杜鹏程告诉记者：“以病原检测为例，基于齐碳科技的QNome测序平台研发的宏基因组病原检测解决方案可快速、稳定检出病原，从检测样本到出报告，可将时间由原来的12个小时以上缩短至6-8小时，抓住抢救生命的黄金时间。”
站在生物信息安全的关键节点，基因测序仪可以说是保障国家生物信息安全的门户，齐碳科技从一开始便坚定走上自主研发道路。目前，齐碳科技在蛋白、控速酶、流体芯片、电子电路、算法等核心技术上，均拥有完全自主知识产权，形成完善的国内外专利布局，已形成知识产权成果260余项，其中发明专利120余项，全面突破国际寡头的专利封堵。
走出国门 引领基因测序新时代
得益于纳米孔测序仪的小巧便携，科学家们可以带着仪器上太空、下社区，极大地拓展了应用场景。
从全球来看，基因测序的黄金时代已经到来，基因技术正成为人类科学及医疗健康领域中最瞩目的技术。“海淀区一直都是国内高新技术的一个高地，也是一个人才的高地，我们也希望跟海淀区以及全国各行各业的伙伴，从上游共同推动整个中国的基因测序行业快速发展，为‘健康中国2025’、为中国的精准医疗以及生物事业的发展贡献我们自己的力量。”胡庚告诉记者。
未来，齐碳科技这家成长于海淀、发展于海淀的硬科技企业，将继续书写“让生命信息触手可及”的企业使命新篇章，持续提升自身技术实力，不断攻克基因测序上游各项“卡脖子”的关键技术，为推动生命科学产业高质量发展，为人类的健康生活保驾护航。
海淀企业加油！
《科创中心“核”动力》挺你！
《科创中心“核”动力》
指导单位：北京市海淀区人民政府
出品单位：北京市海淀区融媒体中心
本期视频《齐碳科技：引领基因测序新时代》
出品人：佟志伟
总策划：张庆洁
总编导：卫东
总监制：张东旭
监制：范杰 杨凯博
统筹：韩娟娟
编导：董碧渊 龚可涵
文案：董碧渊
主持人：龚可涵
摄像：高子旗
配音：龚可涵
包装：袁刚
本期推文
记者：董碧渊 编辑：罗雨涵
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