今年，諾貝爾物理、化學(xué)獎(jiǎng)雙雙花落 AI，這一重大事件充分彰顯了人工智能在科學(xué)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)以及廣闊前景。在此時(shí)代背景下，隨著科技的飛速發(fā)展，AI 技術(shù)在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用已然成為行業(yè)焦點(diǎn)，其重要性也日益凸顯。而在眾多創(chuàng)新技術(shù)中，SCP4000 單細(xì)胞打印系統(tǒng)憑借其獨(dú)特的 AI 圖像識(shí)別算法，在制藥領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。
站上風(fēng)口的 AI 制藥行業(yè)
目前，全球范圍內(nèi) AI 制藥企業(yè)如雨后春筍般涌現(xiàn)，總數(shù)達(dá)到了 897 家，其中我國(guó)國(guó)內(nèi)就有 93 家。這些企業(yè)依據(jù)自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力和戰(zhàn)略定位，主要可分為三大類別：IT 巨頭、AI 制藥企業(yè)以及大型藥企。
圖丨AI制藥公司布局 圖源丨網(wǎng)絡(luò)
IT 巨頭憑借其在算法研發(fā)和科技實(shí)力方面的深厚底蘊(yùn)，能夠迅速切入 AI 制藥行業(yè)，并通過提供先進(jìn)的算法技術(shù)和計(jì)算資源等方式獲取利益。例如，英偉達(dá)通過旗下的風(fēng)險(xiǎn)投資基金積極拓展在 AI 制藥領(lǐng)域的投資版圖，同時(shí)其自身研發(fā)的生成式 AI 平臺(tái) NVIDIA BioNeMo，為眾多生物制藥和 AI 藥物研發(fā)公司提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。
大型藥企為了在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中降低成本、提高效率，對(duì) AI 技術(shù)展現(xiàn)出了極大的熱情和積極的合作態(tài)度。例如，賽諾菲宣布了 “All in AI” 戰(zhàn)略，禮來任命了首席人工智能官，眾多跨國(guó)制藥企業(yè)紛紛在 AI + 藥物研發(fā)領(lǐng)域展開合作，僅 2023 年 MNC 在該領(lǐng)域就達(dá)成了超 30 項(xiàng)合作，已披露的總價(jià)值約 100 億美元，單筆總額最高達(dá) 27 億美元。
圖丨部分藥企與人工智能企業(yè)合作概況 圖源丨晶泰科技招股書
AI 制藥初創(chuàng)企業(yè)雖然在資金和技術(shù)實(shí)力上相對(duì)較弱，但也憑借自身的創(chuàng)新能力和對(duì)新技術(shù)的敏銳洞察力在努力發(fā)展，試圖在這個(gè)新興領(lǐng)域中占據(jù)一席之地。
在 AI 制藥蓬勃發(fā)展的浪潮中，先進(jìn)的技術(shù)手段不斷涌現(xiàn)，其中 SCP4000單細(xì)胞打印系統(tǒng)以其獨(dú)特的 AI 圖像識(shí)別算法，為制藥領(lǐng)域帶來了新的突破。
SCP4000 AI圖像識(shí)別算法原理
SCP4000單細(xì)胞打印系統(tǒng)是由傲睿科技（潤(rùn)礡生物）基于自主創(chuàng)新的液體數(shù)字化技術(shù)開發(fā)的一款先進(jìn)設(shè)備。它創(chuàng)造性地將墨打印技術(shù)的成熟工藝應(yīng)用于生物樣本打印，為生物制藥企業(yè)提供了快速、高效且省心的解決方案，顯著提升了細(xì)胞株開發(fā)效率。
（一）細(xì)胞特征篩選
SCP4000集成了高分辨率光學(xué)成像系統(tǒng)，結(jié)合AI算法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)腔內(nèi)細(xì)胞的特征篩選。系統(tǒng)通過對(duì)細(xì)胞形態(tài)等特征進(jìn)行分析，能夠區(qū)分優(yōu)質(zhì)單細(xì)胞和其他不符合要求的細(xì)胞或雜質(zhì)。
圖丨AI 圖像識(shí)別算法精確判斷優(yōu)質(zhì)單細(xì)胞進(jìn)行鋪板
例如，在細(xì)胞株開發(fā)過程中，對(duì)于確保藥物質(zhì)量和安全性至關(guān)重要的抗體和重組蛋白藥物生產(chǎn)，需要使用來自單一細(xì)胞的克隆的細(xì)胞株，AI圖像識(shí)別算法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出這些優(yōu)質(zhì)單細(xì)胞。
（二）單細(xì)胞判別與鋪板
當(dāng)系統(tǒng)根據(jù)細(xì)胞形態(tài)識(shí)別到某個(gè)噴嘴內(nèi)含有優(yōu)質(zhì)單細(xì)胞時(shí)，將對(duì)該噴嘴施加控制信號(hào)，將該噴嘴內(nèi)包含有單個(gè)細(xì)胞的液滴精準(zhǔn)打印在目標(biāo)孔板指定孔中。這種精準(zhǔn)的判別和鋪板能力，得益于AI算法對(duì)細(xì)胞特征的精確分析。
圖丨卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 圖源丨網(wǎng)絡(luò)
通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)算法，系統(tǒng)可以根據(jù)細(xì)胞直徑、細(xì)胞圓度等參數(shù)，靈活匹配用戶細(xì)胞樣本提升單細(xì)胞識(shí)別和篩選效率。
優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)
（一）高精度與高準(zhǔn)確率
SCP4000系統(tǒng)的單細(xì)胞識(shí)別正確率高達(dá)>98%，能夠確保篩選出的單細(xì)胞符合研究和生產(chǎn)的要求。
圖丨SCP4000 應(yīng)用領(lǐng)域
這對(duì)于大分子生物制劑開發(fā)、診斷抗體原料開發(fā)、細(xì)胞和基因治療、單細(xì)胞組學(xué)及合成生物學(xué)等領(lǐng)域至關(guān)重要。在這些領(lǐng)域中，精準(zhǔn)的單細(xì)胞操作是獲得可靠研究結(jié)果和高質(zhì)量產(chǎn)品的基礎(chǔ)。
（二）高效的單細(xì)胞鋪板
該系統(tǒng)的單細(xì)胞鋪板速率較快，<2分鐘/96孔板，<8分鐘/384孔板，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成大量單細(xì)胞的鋪板工作，提高了實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)效率。
圖丨單細(xì)胞細(xì)胞圖像實(shí)驗(yàn)報(bào)告
同時(shí)，系統(tǒng)保證了>99.5%的單克隆率，經(jīng)過頭部CDMO企業(yè)的嚴(yán)格驗(yàn)證，自動(dòng)生成帶有打印之前單細(xì)胞細(xì)胞圖像的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提供詳細(xì)的追溯數(shù)據(jù)，為研究和生產(chǎn)過程提供了可靠的保障。
（三）對(duì)細(xì)胞活性的保護(hù)
SCP4000系統(tǒng)的單細(xì)胞打印芯片B150采用無管路式設(shè)計(jì)，對(duì)細(xì)胞活性幾乎無損傷。這種設(shè)計(jì)結(jié)合AI圖像識(shí)別算法的精準(zhǔn)操作，使得在單細(xì)胞分選和鋪板過程中，細(xì)胞能夠保持較高的活性，有利于后續(xù)的培養(yǎng)和研究。
圖丨無損傷細(xì)胞打印顯著提升單細(xì)胞克隆形成率
（四）廣泛的適用性
圖丨靈活適配各種接收裝置
SCP4000系統(tǒng)可適配多種類型的接收裝置，包括規(guī)格6/12/24/48/96/384/1536孔板、8聯(lián)排管、載玻片、定制化點(diǎn)陣等，并且適配樣本類別廣泛，涵蓋細(xì)胞株(CHO,HEK,各種腫瘤細(xì)胞系等),iPSCs,原代細(xì)胞樣本,細(xì)胞核,原生質(zhì)體等。這使得該系統(tǒng)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠滿足不同用戶和研究項(xiàng)目的需求。
小結(jié)
隨著 AI 技術(shù)的不斷發(fā)展和生物領(lǐng)域研究的深入，SCP4000 與 AI 算法識(shí)別在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。未來，隨著算法的進(jìn)一步優(yōu)化和數(shù)據(jù)量的不斷積累增加，SCP4000 有望在生物醫(yī)藥領(lǐng)域發(fā)揮更強(qiáng)大的作用。
A U R E
