便携桌面式基因测序系统采用 CMOS 传感器直接加载 DNA 纳米球,无需光学系统即可直接读取芯片中所有 DNA 序列信息,同时取消传统液路、光学系统采取全干式结构设计。这一架构变化把价值重心从"流体与光学"环节,推向"芯片传感 + 纳米球制备 + 生化试剂"环节,产业链分工随之重塑。 华大智造的便携桌面式基因测序系统即体现了这一方向。

上游:芯片与试剂成为价值核心

传统高通量测序仪是集光学、机械、电子、流体、软件、算法于一体的复杂系统,对架构设计和系统集成要求很高。全干式结构省去了复杂的流体系统,仪器侧的管路清洗与维护需求大幅下降,中游整机的机械与流体集成难度随之降低。

价值因此向上游集中。规则阵列芯片技术采用半导体加工工艺,在硅晶芯片表面形成结合位点阵列,通过芯片表面化学修饰实现 DNA 纳米球在芯片上的吸附与高密度规则排列;每个结合位点只固定一个 DNA 纳米球,与光学镜头精确匹配以提供离散、准确的单像素信息。DNA 纳米球制备则依托环化与滚环扩增,每次扩增都基于最原始的 DNA 单链模板,最大程度降低拷贝错误概率。这些环节的技术壁垒与专利属性,使其成为分工中的关键卡位。

中游与下游:维护耗材价值转移

基因测序仪与配套试剂历来形成封闭系统,各品牌测序仪与试剂耗材并不通用,先发公司能够在测序试剂及耗材环节长期获取利润。去液路化并未削弱试剂的重要性——测序反应本身仍依赖生化试剂,只是日常管路清洗、流体耗材等维护性支出的比重下降,试剂与芯片的价值占比相对上升。

下游则向便携场景延伸。该系统对操作环境的温湿度和洁净度要求较低,使测序更易走向桌面与现场。建库、样本预处理、测序后生信数据分析等环节本身是开源的,这些环节的服务价值有望随场景下沉而放大。

常见问题

全干式结构是否意味着不再需要生化试剂?

不是。全干式结构改变的是光学与流体形态,测序反应仍依赖生化试剂完成碱基识别。变化在于日常管路清洗与维护需求减少,试剂与芯片在价值分配中的权重相对提升。

CMOS 传感器直接读取会取代光学系统吗?

在便携桌面式基因测序系统中,CMOS 传感器直接加载 DNA 纳米球,无需光学系统即可读取芯片中所有 DNA 序列信息,并大幅缩短测序时间。而面向超高通量的平台仍采用高分辨率成像系统与复杂光机电集成,两条路线面向不同场景并行。

产业链分工最大的变化是什么?

可概括为"仪器简化、上游加重":中游整机的流体与维护环节收缩,上游 CMOS 传感与芯片、DNA 纳米球制备、生化试剂的技术与专利壁垒更为关键,下游便携场景服务则获得新的增量空间。