實(shí)驗(yàn)室自動化為合成生物學(xué)研究裝上“加速器”
合成生物學(xué)是指將工程科學(xué)的“設(shè)計(jì)—合成—測試—學(xué)習(xí)"（DBTL）理念引入生命科學(xué)，完成具有特定功能的人工生命系統(tǒng)的構(gòu)建。
DBTL循環(huán)
但是，海量的工程化試錯實(shí)驗(yàn)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)出傳統(tǒng)的人工操作實(shí)驗(yàn)范疇，因而亟需一種變革性的工程化研究平臺。
類似于工業(yè)的智能制造，在合成生物學(xué)中，也可采用實(shí)驗(yàn)室自動化的解決方案，完成生命體的工程化大批量合成，像該類用于合成生物學(xué)研究的自動化基礎(chǔ)設(shè)施，是上述工程化研究平臺的核心，常被稱為生物鑄造廠。
合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)層級結(jié)構(gòu)
生物鑄造廠在合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)里，屬于軟件/硬件層，它能提升合成生物實(shí)驗(yàn)對象、方法、技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化水平，實(shí)現(xiàn)自動化的DBTL閉環(huán)運(yùn)行與海量工程試錯，從而不斷提高理性設(shè)計(jì)合成生命系統(tǒng)的能力。
近年來，合成生物學(xué)行業(yè)對自動化的需求與日俱增。各政府早在四年前就紛紛布局生物鑄造廠，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界也表達(dá)了對自動化的訴求，不少領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)研究結(jié)果更是佐證了這點(diǎn)。
2018年數(shù)據(jù)：國內(nèi)國外布局生物鑄造廠
學(xué)術(shù)界觀點(diǎn)：建設(shè)理論 (理性設(shè)計(jì))、技術(shù) (合成能力)、工程 (自動化平臺) 三者相輔相成的合成生物學(xué)體系，以推動合成生物學(xué)研究的定量化變革
工業(yè)界觀點(diǎn)：生物技術(shù)和數(shù)據(jù)科學(xué)，創(chuàng)造生物細(xì)胞執(zhí)行各類目標(biāo)功能
研究結(jié)果：通過構(gòu)建和測試合成生物學(xué)的自動化加速生物燃料研究中的菌株工程
匯像目前的自動化水平正逐步從單機(jī)自動化向智能實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)變。此前已積累多個標(biāo)準(zhǔn)化流程落地的案例，為多位生物領(lǐng)域的客戶做過定制的自動化解決方案，還完了國內(nèi)多個智能實(shí)驗(yàn)室的搭建。
實(shí)驗(yàn)室自動化整體解決方案
而在生物鑄造廠，構(gòu)建合成生物學(xué)智能化實(shí)驗(yàn)室，將有諸多優(yōu)勢：
自動化、高通量的設(shè)備平臺，提高研發(fā)效率
標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)方法、算法和流程，提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性、可比性
實(shí)驗(yàn)所積累的過程數(shù)據(jù)質(zhì)量高
數(shù)據(jù)處理工具可對實(shí)驗(yàn)設(shè)置編程，并通過整理實(shí)驗(yàn)元數(shù)據(jù)，確保了錯誤的可追溯性，便于調(diào)試
統(tǒng)計(jì)分析軟件通過解析的數(shù)據(jù)提供未來實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化線索，實(shí)現(xiàn)DBTL循環(huán)的閉環(huán)
有了多方位的技術(shù)和足夠的案例經(jīng)驗(yàn)，相信未來在合成生物學(xué)的賽道上，匯像將助各企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)一臂之力。
綜上，生物鑄造廠的自動化與數(shù)字化，有助于實(shí)現(xiàn)對生命體的理性設(shè)計(jì)與可預(yù)測的合成。隨著合成生物學(xué)自動化市場需求的增長，合成生物學(xué)行業(yè)與實(shí)驗(yàn)室自動化行業(yè)的合作將愈發(fā)頻繁與密切，這將促進(jìn)兩個行業(yè)的共同成長，終實(shí)現(xiàn)合作共贏。
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