“微流控”技术大揭秘

幻实（主播）：本期节目邀请到了傲睿科技的创始人关一民关博士，首先请关博士和我们分享一下目前傲睿科技聚焦哪个领域，从事什么方向？

关一民（嘉宾）：

傲睿科技以智能微流控芯片为主要方向，智能微流控芯片利用半导体技术来处理液体，应用于数字打印及高端生物医疗两大方向。

傲睿科技智能微流控打印芯片（部分产品）

（图源：傲睿科技提供）

幻实（主播）：我们节目第一次谈“微流控”这个方向和场景，所以请您解释一下什么是微流控技术，为什么它在很多方向都有广泛的应用。

关一民（嘉宾）：微流控技术已经有长达几十年的发展历史，传统的微流控是用微管道来处理或操纵微小流体，它的制备方法就是以塑料片注塑的方式，做成微小的结构来处理微量的液体。

如此处理微量液体有两个好处，一是速度快，因为液体是靠扩散发生反应，如果是微量液体的话，扩散距离比较短，所以它反应比较快，测量时间短，同时又可以节省原料用量。另一个是便携，所以我觉得微流控技术可以应用于很多方面，但是传统微流控技术更常应用于生物医疗。

传统微流控技术运用到的是一个相对被动的器件，而我们现在所使用的智能微流控技术用到的是由底层半导体和上层MEMS结构形成的一个主动器件，而非单一的被动处理器。

傲睿科技打印芯片内部喷嘴结构

（图源：傲睿科技提供）

幻实（主播）：这个方向现在国内发展的情况怎么样，做的人多吗？

关一民（嘉宾）：这个技术我们在美国开始研究，到目前为止已经研发十几年了，智能微流控技术这个概念是由我们率先提出。在我回国之前已购买全部专利，2016年回国后沿用这个方向，在这个领域继续耕耘。

幻实（主播）：所以智能微流控技术是关博士您带回国并在国内进行推广的。

关一民（嘉宾）：经过多年积累，我们公司已经形成了产品，技术固然重要，但是技术转化为产品，从0~1，1~n的过程也十分重要。

幻实（主播）：技术转化为产品的过程肯定不容易，新的技术要磨合新的场景，这不止是简单的传统替代的逻辑。

关一民（嘉宾）：所以说现在我们是用半导体非常智能的一个方式来处理液体，进行液体数字化，这也是改善或消除了传统微流控的一些弱点。微流控技术在生物医疗、制药、快检方向有很多应用。

微流控技术在

工业打印、生物打印市场的多应用

幻实（主播）：听起来这个场景比较细分，你们的盈利能否支撑你们的研发投入？

关一民（嘉宾）：我们面向低高端两个大的市场打造不同的产品。一是打印芯片领域，二是生物医疗领域。2008年之前MEMS有个很有名的产品——打印芯片，我认为打印芯片是最成功的微流控产品，目前中国没有国产打印芯片，我们是第一个将国产打印芯片量产的公司。

幻实（主播）：你们在用微流控技术来控制打印的效果。

关一民（嘉宾）：对，因为打印是液体数字化，它打出来的是液滴，所以说处理液体是智能微流控技术的起点。而且它是一个很大的消费市场，当初我们以比较成熟的技术为基础，用液体数字化技术来做生物医疗应用，是我们率先通过工研院Fab把这个东西做出来进行量产。

幻实（主播）：所以我们现在如果有想做这种打印，尤其是对微流控芯片有特别刚性的需求，你们就可以提供产品。

关一民（嘉宾）：是的，我们现在已经有产品，且与国内一些规模比较大的打印厂商进行合作，在我看来，这是一个较低端且成熟的市场。

另外一个市场是高端生物医疗领域，我们利用微流控技术在生物医疗方面拓展了部分应用，例如细胞打印，3D器官打印和医疗的快速检测，我们沿着这些应用方向耕耘了多年。

智能微流控打印芯片及部分应用

（图源：傲睿科技提供）

幻实（主播）：你们的技术在细胞打印的应用上对其尺寸的控制能达到什么程度？

关一民（嘉宾）：我们机器的运动精度大概两微米左右，我认为细胞打印主要注重它的精准度和通量两方面，在这两方面我们芯片都处于比较领先的水平，所以说在生物打印方面我们可以打印用于抗体药的单细胞，新药现在80%都是抗体药（指将免疫细胞分泌的抗体当做药物），所以最关键的一个步骤是选细胞，即选择分泌更标准、更高效抗体的细胞，然后把细胞分解出来。我们的技术用于细胞分选，在任何一个生物制药厂都是必备的工具，之前都是国外进口。

单细胞分选系统（图源：傲睿科技官网）

幻实（主播）：你们是出售芯片还是分选机呢?

关一民（嘉宾）：我们做芯片，但我们可以找到匹配的设备厂家，而且设备和芯片是息息相关的，所以我们从芯片一直做到系统，再加上应用。我们团队拥有芯片专家、系统及生物应用的专家，所以这个方面我们做的比较好。

除了单细胞我们还可以打多细胞，即体外器官模型。美国FDA（食品药品监督管理局(Food and Drug Administration)的简称）曾建议2035年以后希望不要再用动物来做药物筛选，那么就只能用细胞模型，我们这个技术就可以做出细胞的精准模型，进行多细胞共培养，形成体外模型进行药筛。

细胞打印是液体数字化，除了打多细胞，还可以将液体分散成很小的等号作为一个单反应器，进行数字检测，无论是在免疫还是分子，我们做的都非常好，对每个单元都可以做精准的检测。

生物打印3D细胞共培养（图源：傲睿科技官网）

另外，精准医疗也是一个不错的应用。比如说肿瘤，众所周知肿瘤药对每个人的作用效果是不一样的，如果把肿瘤细胞在体外进行培养，那么我们使用不同的药物便能看出效果，再将药物提供给本人使用，如此操作，高效安全。所以精准医疗在临床已经有非常强的应用。

幻实（主播）：所以是你们有了一个很底层的技术，再把它应用到各方面，听起来还是不简单的，因为国内的这种产业链成熟度是非常低的。

在生物医疗领域开拓应用的关键？

关一民（嘉宾）：生物医疗领域，这么多年我们一直在和国内外的伙伴紧密配合，建立生态链。但若无法建成生态链，我们就要自己负责一整套体系，这也是为什么我们在生物医疗方面，从芯片一直做到系统、应用。而就打印市场而言，我觉得国内的应用市场比较成熟，比如做打印机，我们做到打印头模组，就可以供整机的厂商使用。

幻实（主播）：传统的合金打印就很常见。

关一民（嘉宾）：对于我们公司来说，我们的商业模式也是芯片，需要量，打印行业是一个非常大的量，我们把量做起来，同时在生物医疗把附加值和高端应用做好。

幻实（主播）：所以就是我们在不同的市场选择的策略是有所区别的。

关一民（嘉宾）：是的，但是这两个市场可以相互支撑。

幻实（主播）：您管理这样的一个团队，做这样的商业模式，您觉得挑战会在哪里？

关一民（嘉宾）：一方面是团队，因为我们做的产业链比较长，在技术上我们又有多年的积累，怎么招到合适的人，怎么把团队配合好，这个是非常关键的。

另一方面是如何把芯片做成产品交给客户，我们需要将产品与客户需求之间的桥梁建好，这是一个需要和客户、应用端紧密配合、相互磨合的一个过程，这个过程可能有长有短，我们已经磨合了大概六七年，现在终于形成了产品，我觉得傲睿也相当于步入了发展正轨。

幻实（主播）：您觉得未来您的收入构成是芯片占比多，还是未来的服务或者设备多？

关一民（嘉宾）：未来我觉得是生物还是一个比较占大比例的应用构成，在三年之内我们的生物收入大概占2/3，芯片或打印大概占1/3。

幻实（主播）：所以说一旦拥有底层技术能力的公司往下游走，将具有非常大的竞争优势。我正好也想请教您，这两年合成生物学非常火爆，这个领域技术方向的发展演进，对您所从事的方向会有什么样影响，或者带来什么变革？

关一民（嘉宾）：这也是我们现在正在支持客户进行研发的一个领域，因为合成生物学其实是在液体层面上进行反应的一个过程，我们液体数字化以非常高效的方式为合成生物学提供了支撑。

近几年合成生物学比较热，各大公司也有技术需求，我们也积极支持，为他们提供了底层技术。比如DNA合成，微小生物反应器等，这些我们都有布局，并和大客户进行联合研发，未来几年我觉得这个方向会成为我们另外一条产品线。

幻实（主播）：你们会不会自己尝试合成生物学方向的应用，比如说制造人造肉。

关一民（嘉宾）：其实几年前已经用我们的机器试验过制造人造肉，但是我觉得我们还是一个以提供解决方案和底层技术为主的公司，具体的应用我们会做一些尝试，未来可能会有所拓展，但目前还是不会进入。

幻实（主播）：这次新冠海外制药的流程和逻辑，其实与国内传统的仿制药完全不一样，这也是一种趋势，大家要创新生物制药的逻辑，就需要大量的工具。

关一民（嘉宾）：研发工具是一个关键，现在大多数工具都依赖进口，而我们的工具在国际上有非常强的竞争力，解决了一些自主可控的问题，而且国内新药研发的步伐也在加速，我认为这是一个非常大的市场，我们的技术会在未来得到非常大的应用。

傲睿科技参加2023美国SLAS展会

（图源：傲睿科技提供）

幻实（主播）：随着国内新的技术路线和产业的腾飞，具有多年技术储备的傲睿终于等来了机会，最后您有没有什么想对外呼吁和号召的？

关一民（嘉宾）：我觉得做芯片需要长期的积累和艰苦的努力，傲睿科技希望能和国内外同行一起努力，把我们智能微流控生态以及应用做好，把智能微流控技术做大做强。

幻实（主播）：非常朴实的一个信念，您坚持了30年，我非常期待看到傲睿微流控导入产业大放异彩。

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通过MEMS技术，微流控芯片能够在固体芯片表面构建微型生物化学分析系统，快速、准确地实现对蛋白质、核酸以及其他特定目标对象的处理和检测。具有高分析效率、高精确度、集成化、通量灵活化、自动化和节能环保等优势。

随着3D打印、器官集成芯片、器官仿生、药物活性/毒性研究等产业的逐步发展，微流控的应用场景不断扩展，先占据上游的微流控芯片研发企业就将占据先发优势。据Yole预测，到 2024 年微流控产品市场规模将达到173.8 亿美元，微流控设备市场将达到 58.1 亿美元。

总体来看，国内微流控市场还处于起步阶段，初具规模化，《“十四五”生物经济发展规划》中也明确指出将微流控纳入重点。随着国内微流控行业将迎来产业链的进一步完善，成本及产品量产问题将进一步得到解决，微流控芯片的舞台会更加广阔，相信在不远的将来，标准化批量生产的微流控芯片能够得到更多应用，惠及大众。

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