2022年7月16日， iBioFoundry合成生物學自動化系統于杭州蕭山，同首屆工程生物鑄造論壇眾多專家學者見面。該系統為大規模、高集成度的全流程、高通量、自動化合成生物學裝置，由賽默飛協助浙江大學杭州國際科創中心搭建。

圖1.國內合成生物學領域的專家學者齊聚一堂

事實上，賽默飛深耕實驗室自動化領域近30年，擁有豐富的合成生物學自動化系統搭建經驗：

• 2014年，美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校，自動化合成生物學系統：iBioFAB
• 2016年，德國格萊夫斯瓦爾德大學，自動化生物酶篩選系統：LARA
• 2019年，加拿大康考迪亞大學，DNA組裝技術研究平臺：Genome Foundry
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什么是合成生物學？為何如此備受青睞？

合成生物學實際上是基于生命系統的工程技術，其目的是改造、創造新的生物模塊和生物系統，從而為人類服務。作為繼分子生物學革命和基因組學革命之后的“第三次生物技術革命”，其越來越受到學術界和產業界的關注，堪稱2022年生命科學熱門賽道！

眾所周知，合成生物學研究涉及許多高通量和高精度的實驗流程，因此對自動化的需求較高。

一 iBioFoundry 合成生物學自動化系統

2022年，浙江大學杭州國際科創中心

iBioFoundry按樣本庫、細胞篩選及培養、DNA元件組裝和分析檢測四大功能模塊集成設計，可廣泛應用于基因回路的設計構建、人工基因設計合成、細胞工廠設計構建、多細胞體系構建與應用、酶分子定向進化、無細胞蛋白合成、化合物合成與篩選、生物材料創制等多個研究方向。

圖2. iBioFoundry合成生物學自動化裝置

使用該裝置可有效提高人工細胞構建效率，進一步深度融合生命科學和信息科學（BT-IT），達到快速創造數據、智能分析數據以及數據驅動再創造的目標，實現人工合成體系的精準設計、標準合成與精確調控。

論壇上，國內合成生物學專家學者參觀了iBioFoundry系統并給出了高度評價，并期待這套系統能夠促進合成生物技術在生物制造和生命健康等領域的融合與應用，并為推動我國工程生物學走向更高水平，賦能地方經濟高質量發展做出貢獻。

二、自動化合成生物學系統iBioFAB

2014年，美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校

2014年，賽默飛協助美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校（UIUC, University of Illinoisat Urbana-Champaign）的趙惠民教授實驗室搭建了iBioFAB自動化合成生物學系統，其旨在通過將人工智能/機器學習與自動化相結合，來用以加速生物工程的研究進程。

圖3.合成生物學自動化系統iBioFAB：

Design-Build-Test-Learn的自動化循環

三、自動化生物酶篩選系統LARA

2016年，德國格萊夫斯瓦爾德大學

賽默飛協助格萊夫斯瓦爾德大學（University of Greifswald）搭建了LARA系統，該平臺應用于生物催化研究中，可實現蛋白質工程突變體庫的高通量篩選。

圖4. LARA系統的平臺布局

四、DNA組裝技術研究平臺Genome Foundry

2019年，加拿大康考迪亞大學

康考迪亞大學（Concordia University）的該平臺是一個高度自動化的DNA組裝技術研究平臺，可實現GoldenGate組裝、CRISPR/Cas9實驗和酵母重組。此外該系統還可實現RNA-Seq的文庫制備流程。

圖5.基于Thermo Scientific? inSPIRE? 平臺的自動化Concordia Genome Foundry系統

生命科學和信息科學深度融合，創造無限可能

雖然自動化在工業領域盛行已久，但是應用于生命科學，特別是合成生物學時間并不算長。究其原因，是因為生命科學領域的自動化呈現出關聯設備多，流程復雜，涉及的容器種類繁多等特點。得益于豐富的行業經驗，賽默飛可應對不同流程需求提供成熟的生命科學自動化解決方案。

而其中，Thermo Scientific? Momentum? 中央控制軟件如同“智能大腦”，可以與外部算法程序進行關聯，通過將自動化與機器學習相結合，研究者能夠更精準地進行預測和探索。

自動化系統不僅能以高通量的方式探索其中的每一種可能性，也可以不斷地縮小范圍，尋求其中表現好的子集。這是生命科學和信息科學（IT-BT）深度融合的生動實證，也是今后智慧型實驗室的發展方向。

一起賦能智慧實驗室，共同攜手向未來！

圖片來源

圖1.浙大杭州科創中心：https://mp.weixin.qq.com/s/wfX9BDJd-GoGr3CBi6iCXQ

圖2.浙大杭州科創中心：https://mp.weixin.qq.com/s/wfX9BDJd-GoGr3CBi6iCXQ

圖3.ChaoR,ShekharM,TongS,ZhaoHM.Engineeringbiologicalsystemsusingautomatedbiofoundries.MetabolicEngineering42(2017)98–108.http://dx.doi.org/10.1016/j.ymben.2017.06.003

圖4.MarkD,MichaelP.C.F.etal.FullyAutomatizedHigh-ThroughputEnzymeLibraryScreeningUsingaRoboticPlatform.BiotechnologyandBioengineering,DOI10.1002/bit.25925

圖5. Concordia University, by MarcBourcier.