思纳福CEO盛广济：数字PCR的时代已然到来！

自2008年第一台商业化数字PCR平台问世，数字PCR开始正式走向广大用户。近十年，伯乐是数字PCR技术最主要的推广者，这也成就了其在数字PCR领域的霸主地位。然而近两年来，国内诞生的十余家数字PCR研发企业使这个市场迸发出新的生命力。

定量PCR与数字PCR的“瑜亮之争”也被讨论的愈加热烈，是选择数字PCR，还是继续沿用定量PCR?

市场主流观点是：在可预期的将来，定量PCR的地位不可撼动，两者将长期共存。似乎默认数字PCR只是作为定量PCR的补充而存在。然而在苏州有一家“愣头青”企业，其成立之初便号称“要让数字PCR技术彻底取代qPCR技术”。成立三年，融资4轮，融资金额超3亿，目前公司估值逾10亿，大受资本市场看好，这家企业便是苏州思纳福医疗科技有限公司。

在11月初，仪器信息网联合实地走访了浙江、江苏、上海的8家生命科学仪器研发制造企业。在第五站，走访团来到苏州思纳福医疗科技有限公司，与思纳福创始人兼CEO盛广济进行了深度交流。

仪器信息网走访团与思纳福公司CEO盛广济（右三）合影留念

（从左至右依次为：毛晓洁 仪器信息网生命科学编辑；黄杰恒 思纳福市场总监；曾伟 中国仪器仪表行业协会分析仪器分会秘书长；盛广济 思纳福CEO；李博 仪器信息网生命科学主编；韦东裕 仪器信息网“创新100”项目负责人；）

突破产品形态重新认识数字PCR技术

1992年荧光定量PCR的概念出现，四年后第一台商业化的荧光定量PCR仪产生。而数字PCR技术于1999年问世，直到2008年市场上才出现第一台商业化的数字PCR，可见该技术门槛之高。

那么究竟什么是数字PCR技术？盛广济用一个简洁公式总结性地阐述了数字PCR的底层逻辑，那就是“分割+扩增+泊松分布=数字化定量”。即数字PCR技术可以分为三个步骤：样本分割，信号扩增和泊松分布定量检测。其中，他认为最关键的创新在于“分割”和“泊松分布”。

在核酸检测中，“灵敏度”和“特异性”往往是两个矛盾的指标，即不可能在要求高灵敏度的同时还要求特异性高。所以厂家会针对特殊应用场景对以上指标做出取舍，比如部分拥有高端技术的厂商会通过不断生产研发新的酶或者试剂盒来优化，亦或通过ARMS-PCR , 巢式PCR等技术手段来不断优化，然而这需要投入非常大的人力、物力成本，也会牺牲部分技术通用性。

通过数字PCR技术可以对样本进行分割，将样本信噪比提高数万倍，大大提高检测灵敏度。盛广济解释说：“液滴的数量相当于提高信噪比的级别，不需要研制高级的生化体系即可同时提高灵敏度和特异性。比如我将样本分割一万份，那么对于每一小份而言，他的信噪比就提高一万倍！这就是数字PCR技术最核心的东西，在源头上提高了样本纯度，相当于低成本把检测的灵敏度和特异性同时做了大幅提升。”

对于多重检测，荧光定量PCR试剂间存在竞争抑制效应，不同引物、探针可能出现干扰而影响结果准确性。对于荧光定量PCR仪器来说，不同荧光检测通道也会出现荧光串扰，而仪器设备的校正和维养是一大昂贵开支。“而在同等荧光通道条件下，借助高阶多重能力，数字PCR的检测位点数量理论上提高一个数量级。”

此外，定量PCR依赖于标准品和扩增效率，所以哪怕是只有5%扩增效率的差异，26个扩增循环后其对Ct值的影响也大于1。在PCR反应体系中要求标准品和样本扩增效率完全一致又是非常困难的。而数字PCR绝对定量不依赖于标准品，更不依赖于扩增效率，直接计数定量，这是另一大核心优势。

盛广济从以上多个角度综合比较了数字PCR和荧光定量PCR相比在灵敏度、多重检测、可靠稳定的定量等多方面的优势，在底层技术方面，数字PCR较荧光定量PCR具有全面压倒性优势！

到底怎样才是理想的数字PCR产品？

毫无疑问，数字PCR是一大突破性技术，然而近十年来数字PCR市场一直不温不火，仪器年销售量也不过小几百台。尽管研发厂商认为数字PCR可在诸多领域发挥作用，但Killer Application仍然为空。盛广济认为，最关键的原因是当前市场上数字PCR产品还不成熟，仪器流程繁琐、操作复杂、价格昂贵等产品的缺陷完全掩盖了数字PCR技术的优势。

盛广济认为数字PCR产品涉及到多学科整合，难度极大，要做出产品不难，但是做出好产品极难。 “要使数字PCR技术得以推广，前提是数字PCR产品实现突破！”

首先需要解决仪器使用“贵”的问题。虽然液滴没有成本，但液滴生成方法学受限。前面提到数字PCR最核心的技术是样品的分割，在这个方向发力的企业有两大派系，一是基于微孔板的芯片式分割，一是基于微流控技术的微滴生成式法。基于微孔板法分割会影响样本均一性（微孔虽是大小均一，但是入孔的试剂体积无法精确控制），进而影响结果准确性，这类数字PCR技术平台在检测高浓度样本时，其定量结果重复性往往不尽人意，已逐渐淡出市场。目前以油包水的微流控液滴生成技术为市场主流。微流控技术的精细化操作、极低的试剂消耗量及高通量确实有望推动检验分析学科的跨越式发展。然而微流控芯片微滴生成仍存在诸多问题：微通道对表面光洁度、表面能、表面活性剂等要求很高，且国内没有成熟配套的工业制造体系，使得整体成本还比较高。

微流控技术生成微滴

思纳福尝试了一种全新的液滴生成方法——振动注射技术。“原理类似于移液枪头，我们在前端接了一个毛细管，然后将毛细管插入到油面下，快速摆动的同时均匀向外排出液体形成微滴。”盛广济用“吃火锅下虾滑球”来形容这个与众不同的液滴生成方式。生成的微滴体积精度高且体积可控，液滴批间一致性良好。“这样一来就把数字PCR最核心的耗材成本问题解决掉了。”他补充道：“批量化生产之后，单只毛细管枪头的极限成本是一毛六，我们现在还没有那么大量生产，但已经能够做到和普通移液枪头相当的成本控制了。”

振动注射生成微滴

接下来是解决仪器操作流程复杂的问题。为什么市场上数字PCR系统均为多台仪器搭配使用？根本原因在于市场上现有数字PCR系统均采取微流控芯片的技术方法，液滴生成，PCR扩增，荧光检测各个步骤对耗材的物理属性要求又是不同的，很难进行一体化整合，所以以微流控技术为核心的数字PCR的不同操作步骤自然需“分机而行”。

而通过振动注射技术生成的液滴在重力作用下落到容器底部，通过在底部加热直接进行基因扩增，与此同时在上方进行荧光拍照检测。 “思纳福自主研发的数字PCR技术本身就是一体化的技术路径，液滴无需在不同仪器间来回倒腾。”

拍照检测

在仪器操作方面，盛广济还干了一件在我们看来非常聪明的事情——思纳福数字PCR仪的软件系统及交互逻辑完全遵从ABI 7500荧光定量PCR仪的设计理念。ABI 7500是赛默飞早年生产的荧光定量PCR仪，推出十余年来积累了众多铁杆用户，其过硬的参数和性能使其广受用户好评，是一款市场占有率极高的经典款荧光定量PCR仪。思纳福数字PCR系统操作与这台qPCR仪类似，相当于借大厂之手为自己量衣，尽可能减少了用户学习成本，对于数字PCR深入走进临床打下了良好的基础。

思纳福Sniper DQ24数字PCR一体机

“我们内部研发的代号为DQ-X的数字PCR工作站集成了样本前处理，体系配置和扩增检测功能，预计在明年推出，这个才是我认为未来数字PCR面向临床的最优化的解决方案。”

与众不同的创业思维：专利布局 + 全产业链开发制造

盛广济与众不同的创业思维还体现在他对振动注射数字PCR技术专利布局的强大决心。他很自信的表示：“我们是圈内少有的在初创阶段就真真正正花钱、花精力、花心思去做专利布局的企业。”

交谈中他讲述了一段专利布局的小插曲：“在一穷二白的时候，我找到了国内知名律师事务所协助专利注册及布局，人家开出的账单是100万。而我当时没那么多钱，就告诉他如果你帮我完成这件事，我融到资马上还你。”出人意料的是事务所答应了，更让人意外的是事务所工作团队在实践中发现了这项专利技术的前景，于是反向投资思纳福200万，成了公司的天使投资人。

思纳福DQ24数字PCR一体机生产线

除了专利布局，思纳福与众不同的地方还在于公司聚焦于全产业链的开发制造。目前思纳福已经建设完成2500平米仪器研发实验室、3200平米设备制造车间和1900平米试剂生产GMP车间，完成了从底层核心零配件加工制造到整机装配生产、从耗材精密注塑到IVD检测试剂生产的全产业链构建。在这里能见证一块铝块经过精密加工、注塑等不同工序流程打磨，最后成为一台高端仪器的全过程。盛广济介绍“在国外我们依靠完整的知识产权布局构建自己的保护墙，在国内则是通过全产业链的研发和制造能力，不仅仅我们的产品是个平台产品，公司也是个平台型公司”。

思纳福生产车间部分场景实拍

作为典型理工男，盛广济喜欢收藏各类仪器，对仪器设备如数家珍。他有一个专属的个人实验室，闲下来则会将自己困在实验室仔细研究仪器内部细节及构造，遇到做工精良、设计巧妙的仪器会感慨他们像“艺术品”。

盛广济在介绍公司未来的发展规划时，将公司发展分为三个阶段。第一个阶段的核心目标是将技术变为产品，验证技术方案可行，产品可量产。目前思纳福已经量产一百多台数字PCR系统，并与北大人民医院、协和医院、中国计量院等用户单位达成合作。第二阶段是利用思纳福数字PCR平台证明在各应用场景中的竞争优势。在这一阶段他将挑选技术难度大，市场需求高的赛道，如感染检测，肿瘤伴随诊断等细分领域，研制高灵敏定量检测试剂盒切入临床应用。第三阶段是IPO上市后，通过资本力量大规模推广，借助平台技术优势在赛道中建立品牌地位。

数字PCR成品机

目前公司刚进入第二个阶段。在9月底，思纳福完成由惠每资本领投的近两亿B轮融资，在本轮融资结束后，思纳福将开展各类型数字PCR试剂盒的研发注册工作，并开始探索国际化市场布局。

值得注意的是近期分子诊断领域的跨国巨头纷纷切入数字PCR赛道，其中罗氏，赛默飞（ABI），凯杰在qPCR时代的霸主无一例外在近期推出了数字PCR产品，是否预示着数字PCR赛道的爆发期即将到来？数字PCR赛道的激烈竞争大戏逐渐展开……

【思纳福走访精彩短片】

后记

最后引用中国仪器仪表行业协会分析仪器分会曾伟秘书长对盛广济的评价：创始人盛广济，89年生，北京航空航天大学生物医学工程专业硕士毕业的理工男，数字PCR“振动注射”样品分割技术的专利发明人(注针水平振动)。初识盛总，突出的感觉是清晰的逻辑思维和理工男的工程思维。企业地道的研发＋制造工艺布局，久违了的仪器零部件加工制造及工序品控场面，让人对思纳福的未来充满期待！

附：“创新100”介绍

秉承“国产科学仪器腾飞行动”宗旨，仪器信息网于2018年启动“国产科学仪器腾飞行动”之“创新100”项目，通过筛选一批具备自主创新能力的中小仪器厂商，借助报道、走访、调研等方式，在企业发展的关键时期“帮一把”。

项目自启动以来，已收到超过180家企业的踊跃申请，通过输出公益性的宣传报道，组织企业研学、参观交流、主题讨论等各类资源对接活动，得到广大科学仪器企业与用户单位的高度关注与一致好评，现已成为中国科学仪器市场颇具影响力的特色活动，对于提升国产仪器品牌影响力，为行业筛选优质仪器企业贡献重要力量。为延续“国产科学仪器腾飞行动”精神，筛选和服务更多国产科学仪器潜力企业，“创新100”将于2021年继续进行，为国产仪器企业输送更多公益资源。

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