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2025年2月20日,在IND2025第五屆感染疾病診斷技術及檢測自動化建設論壇上,華大智造正式發布全新的自發光半導體測序儀——DNBSEQ-E25 Flash(以下簡稱“ E25 Flash”)閃速基因測序儀,E25 Flash在原有E系列測序儀機型基礎上,融合一系列 AI 工具,在生化原材料和堿基算法上實現雙重提升。華大智造也同時推出了DNBSEQ-E25 Flash閃速測序方案,最快可在2小時內完成SE50測序。
華大智造副總裁楊夢博士在發布會現場發表題為《生成式AI賦能閃速測序極限》的主題演講,首次系統性披露了基于半導體圖像傳感器與人工智能(AI)深度融合的基因測序技術。這項技術通過邊緣計算、AI算法優化及傳感器行業供應鏈整合,將測序速度與效率推向全新高度,為感染性疾病快速診斷及精準醫療提供了突破性工具。
2小時完成SE50測序
極速提升臨床時效
在AI技術的助力下,E系列半導體自發光測序儀迎來了原材料和算法兩大提升?;诖说腅25 Flash 閃速基因測序儀單個測序循環最快僅需75秒,2個小時內即可完成SE50測序。可滿足更多應用對于 TAT (“Turn Around Time”,即周轉時間,是指從樣本接收至檢測報告出具的整個過程所花費的時間) 的極限訴求。在閃速測序方案的加持下,E25 Flash無疑將在公共衛生、傳感染疾病診斷等領域發揮優勢。
例如,國內某疾病預防控制中心采用華大智造猴痘全基因組靶向建庫方案結合E25 Flash閃速測序方案,僅用時9小時就完成了猴痘病例的正確分型,獲得組裝完整的病毒全長基因組(SE100+10讀長,測序時間3.3小時)。
采用DNBelab-D4數字化樣本制備系統與E25 Flash“閃速”測序方案,可在5小時內完成對感染病例的快速測序(SE50讀長,測序時間2小時),在膿毒癥等急、危重病例診療方向上展現了巨大的潛力。
AI設計重構發光系統E25
Flash趨近于速度極限
原有華大智造DNBSEQ E系列測序儀采用“自發光生化+半導體圖像傳感器”技術,融合 BT+IT,成就了更便攜、快速、使用門檻更低的基因測序儀;而E25 Flash則進一步結合了AI工具、自發光生化及半導體圖像傳感器技術,通過“AI+BT+IT”的融合,真正實現“快人一步”的目標。
在生化原料方面,E系列傳統生化原理利用兩種熒光素酶標記堿基,產生兩組自發光信號并確定堿基類型。
研發團隊借助其于2023年在Nature Machine Intelligence雜志發表的AI蛋白設計智能體EvoPlay以及自主搭建的自動化高通量蛋白篩選平臺,優化了熒光素酶系統的發光強度與熱穩定性,開發出亮度提升8倍的“閃速熒光標記技術”。閃光型熒光素酶獨特的發光動力學特征使得一次信號采集即可區分四種堿基(ATCG)。

邊緣計算驅動實時分析
為測序工具下沉實現端側智能
在堿基識別算法方面,研發團隊構建了基于循環神經網絡的端到端AI分類模型,能夠更準確地解析自發光信號。通過大量學習熒光素酶的發光動力學特征,該模型可以在不同測序循環中動態調整分類邊界,有效處理高噪聲、低質量的信號,并緩解由于超前或滯后反應帶來的相位問題。
通過搭載嵌入式邊緣計算模塊,華大智造將測序數據的實時處理與AI推理能力集成至設備終端。通過引入模型量化加速技術,AI模型可在25秒內完成堿基判讀(Basecall)。這一設計不僅降低了數據傳輸延遲,無需依賴云端算力,為偏遠地區及極端環境下的病原體監測提供了可靠支持。
楊夢博士還展望了半導體圖像傳感器與AI技術的深度融合,隨著消費電子推出億級像素圖像傳感器,華大智造計劃進一步擴展自發光測序儀通量,將半導體圖像傳感器單次檢測通量提升至億級reads產出。未來,通過AI驅動的感光模式優化與半導體工藝迭代,基因測序有望像智能手機一樣普及,成為“飛入尋常百姓家”的常規醫療工具。
楊夢博士強調:“BT(生物技術)與IT的融合創新是行業必然趨勢。自發光半導體測序路線,其實是利用工業領域皇冠明珠的半導體技術來賦能我們BT領域的產品開發。我們希望將這套技術以更加開放和開源的方式,與伙伴、下游廠商進行合作。只有開放合作,復用供應鏈與算法能力,才能打破技術壁壘,讓基因檢測真正服務于全球公共衛生事業,實現測序平權?!?/span>
值得一提的是,今年1月4日,在SEQ ALL聯盟年度峰會上,華大智造還發布了DNBSEQ-AIO建庫測序一體機,該產品同樣融入了AI技術,結合智能控制軟件的使用,AIO能夠充分發揮E25測序儀的小巧、快速及卡盒式試劑封裝的優勢,免除用戶的中間操作,實現建庫與測序的全流程自動管理。同樣,DNBSEQ-AIO也全面適配DNBSEQ-E25 Flash閃速測序方案,進一步實現智能控制與閃速測序的完美結合。
DNBSEQ-AIO 建庫測序一體機
華大智造致力于為全球生命科技用戶提供一個新的范式,一個新的工具時代,一個開放合作體系?;谏行姆▌t,華大智造目前為止已經服務全球超過3000+用戶,為行業用戶提供包括基因測序儀在內的全套數字化設備。憑借半導體圖像傳感器的擴展能力,通過技術縱深化突破,華大智造期待深入融合“AI+BT+IT”,幫助行業真正實現"全尺度研究自由",惠及更廣泛的應用場景。
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