核酸检测自动化背后，生命科学实验室如何革新(2)

其实，早在公司成立的第2年，镁伽就构建了一个面向生命科学实验室自动化标准动作单元的“技术货架”，包括自动扫码系统、自动开关盖系统、高速定位贴标签系统等等，当有新的需求出现时，从“货架”上挑选模块，就能像搭积木一样拼成新的解决方案。

拿到核酸检测自动化项目，镁伽的“技术货架”模式被验证。

2020年6月11日，1例新冠病毒感染患者突现，结束了北京当时连续56天无新增病例的平静，新发地市场迅速被锁定为疫情暴发的单一源头，围绕新发地市场，争分夺秒的区域全员核酸检测开启。

北京一家第三方医学检验机构被分配了大兴区的检测任务，每天检测人数在100万人量级。为了打赢这场硬仗，该检验机构招募1600名临时检验人员，每天一大一小两辆卡车，分别装着咽拭子样本和30万张写满个人信息的A4纸从北京奔赴天津实验室。依靠人海战术，这家机构抗住了大兴区的核酸检测任务。

但是，区域疫情接连出现，常态化的核酸检测需求短期内也不会消失，响应速度要提升，检测时间要缩短，临时增添人手不是长久之计，需要为一些关键步骤找到自动化解决方案。

镁伽接过客户需求，用25天的时间，打赢了这场核酸检测自动化之战。在订单敲定第二天，近半数镁伽员工投入了核酸检测自动化项目。从第一台可以单日处理超2000个咽拭子样本的小型设备出厂到现在，镁伽已经将产品更新迭代至全自动病毒检测系统，全程无需人工干预。

开始阶段，在核酸检测实验室，自动化要处理的是最复杂和危险的环节——病毒样本的分杯，拿到采样点收集来的咽拭子管后，带盖上样、自动扫码、信息录入、自动开盖，再提取可能含有阳性样本的咽拭子样本转移到深孔板，之后是自动关盖、原管原盖回收。

图源自镁伽

从立项、设计图纸、同步写软件、发给供应商去加工、跟踪物料、场内去组装、调试到出货，25天紧凑的筹备周期后，镁伽交付了第一批两台核酸病毒检测分杯系统。当时，受疫情影响，供应链产能压缩，物料供应紧张，项目组同事都蹲守在供应商客户一端，7×24小时盯物料进度。

黄瑜清印象最深的细节是：“本来约定好晚上12点第一台机器发货，但最后一车物料晚上10点才送到我们厂区，盯物料的同事蹲在地上就哭了，接着又是整个团队熬了一个通宵，第二天早上5点，货车才开出厂区，那会太阳刚刚冒头。”

客观环境的压力之外，系统本身的复杂性也是挑战。以开盖环节为例，由人来做，是一个简单的拧开动作，但要实现自动化却有大量不简单的技术细节要攻克。

2020年的冬天，在天津的一场全员检测中，230万人的核酸检测要在30小时内出具结果，政府动用了7000人去全市各采样点做咽拭子采集。采集员男女老少形形色色，每个人拧紧瓶盖的力度不同，而各采样点的咽拭子管型号各异、容量不一。此外，咽拭子管从零下的室外到恒温的实验室环境，不同的管身材质又对应着不同的膨胀系数。来料一致性的偏差和波动，需要镁伽的核酸检测自动化解决方案在最初设计时就考虑周到。

“我们会把开口设计得非常复杂，包括实时的力距检测、深度学习的训练模型，自动开盖一个环节就有很多个技术专利在上面。”黄瑜清说，之前两三年的技术储备在这个时候发挥了作用，让镁伽在机会出现的时候能攥在手里。

目前为止，镁伽最初推出的小型分杯系统已经进入了全国十多家医院，一共卖出了100余台。

现在，镁伽的核酸检测自动化设备已经有小型、高通量、超高通量和全流程自动化四种，其中前两款聚焦在病毒样本前处理阶段，每台每天各自能完成3-5人、4-6人工作量，各自处理2000+个、3000+个样本。

超高通量病毒样本分杯系统每天可以完成25人工作量，处理超14000个样本，同时支持10混1检测，检测效率提高了10倍，较人工效率提高14倍，还减少了2/3以上的实验室空间，配置完成后一键启动，全程无需人工干预。

2021年8月12日，镁伽推出了全自动病毒检测系统，从病毒样本的分杯向后延伸，覆盖了核酸提取、PCR体系构建、qPCR检测，可以直接拿到检测报告，7个半小时可以完成2300人的样本检测，能代替40多人的工作量。

文章来源：《分析试验室》 网址: http://www.fxsys.cn/zonghexinwen/2021/0909/1147.html