目前国内的基因测序企业大多在基因测序中下游产业链布局，位于产业上游的仪器和试剂市场长期被 Illumina、Thermo Fisher 等海外巨头占据，鲜少有国内企业入局。

近日，位于基因测序产业上游的齐碳科技有限公司（以下简称 “齐碳科技”）宣布完成 A 轮融资，融资金额超 1 亿元。该企业成立于 2016 年，专注于纳米孔基因测序仪及配套试剂的自主研发、制造及应用。

本轮融资由高榕资本领投，银杏谷资本跟投，雅惠投资等老股东追投。截至目前，齐碳科技已经完成了四轮融资，投资方包括中关村协同创新基金、雅惠投资、BV 百度风投等机构。

据了解，本轮融资将主要用于加大技术研发投入，提升核心产品的准确率与稳定性，同时将加速生产线的建设和商业开发，引领国内纳米孔基因测序技术的研发与应用。

最前沿技术的开拓者

齐碳科技所研发的纳米孔基因测序技术是第四代基因测序，也是主流基因测序中最为前沿的技术。

上世纪九十年代，第四代测序技术作为概念最早被提出，但一直没有合适的工具能将其实现。直到 2010 年前后学术界开始出现一些论文证实该技术实现的可能性。其运作原理与胖瘦不同的人穿门而过会与门形成大小不同的缝隙有异曲同工之妙。具有不同化学性质的碱基分子，穿过加上电场的纳米孔时会产生不同阻断程度和阻断时间的电流信号，由此可根据电流信号识别每条核酸分子上的碱基信息，从而实现对单链核酸分子的测序。

2014 年左右，全球第一款产品 Oxford Nanopore Technologies（ONT）公司的 MinION 纳米孔测序仪面世，其测序读长长、测序速度快、实时分析测序结果、体积小巧、单分子测序等特点令业内为之兴奋。

而目前国内市场仍处于早期开拓阶段，齐碳科技走在行业探索和研发的前沿。据创始团队介绍，齐碳科技的纳米孔基因测序仪历经原理样机、工程样机的多轮迭代，现也已进入产品样机的冲刺阶段，有望于 2020 年完成首款产品的定型和小批量生产。

第四代测序所带来的创新有望创造一个崭新的产业图景。当前市面上应用最为广泛的基因测序是第二代高通量测序技术，一代测序 Sanger 因成本高、通量低多用于科研，而第三代仪器复杂、成本较高也限制其应用场景。

在读长方面，二代测序因样本制备时 DNA 会断开，一般情况下只能测 300bp 以下，而第四代基因测序是一个连续的过程，可测 10kb 以上。不仅如此，它还能够实时输出测序结果，无需等待整个反应结束之后才将其提取出来进行信息分析，缩短了测序时间。与二代测序仪不一样的还有体积，第四代测序仪只有音箱盒大小，小巧便携，而同等通量的二代测序仪的体积之庞大，有的大过冰箱。

第四代测序的另一个好处还表现在它可以对各种不同的生物分子高分子进行直接的检测，不局限于 DNA 测序，有修饰的 DNA、RNA 或者多肽链都可直接测出，只要能产生不同的信号即可。

作为本轮融资领投方，高榕资本项目负责人表示，未来充分看好单分子测序技术在微生物组、传染病、复杂结构变异的临床疾病上发挥其独特的长读长、低成本、便携式的优势，拓展对疾病的理解认知。同时也期待纳米孔作为一个平台型技术的可延展性，从基因层面拓展到转录组乃至蛋白组的可能性，帮助更全面地感知生命。

银杏谷资本项目负责人看好该技术的未来发展，他表示，新一代纳米孔测序仪具有长读长、低成本、小型化以及单分子测序能力的优势，并且近年来在技术和应用领域不断发展与迭代。

闯入“无人区”，机遇与挑战并存

其实，作为新兴技术，第四代测序在全球都处于早期发展阶段，需要解决的问题与挑战接踵而至。

其中，最令人诟病与担忧的是检测准确性低，这是第四代测序技术本身是单分子测序导致的，缺少多次纠错的过程。

对此，齐碳科技采取深度学习技术的新型碱基识别算法，以及多次测序或者单次单个分子多次测序的方式，将其准确率提升到 95% 以上，但与二代测序 99.999% 的准确率还有一定的差距。

齐碳创始团队表示，实际上，纳米孔测序仪研发难度与第二代测序仪不相上下，其体积虽小，但需以制造大飞机的心态进行研发。但好在研发难点几乎都是可以预见的，正一步步得到解决。

为了产品更好实现，他们倾向于采取更加满足自身需求的实现手段，并形成了自身技术的独创性。在提升测序速度和稳定性方面，他们采用了具有自主知识产权的纳米孔蛋白和控速蛋白；保证长读长测序能力和测序效率方面，核酸文库制备方案的优化成为他们的选择；支持数百路纳米孔通道并行测序的支持，他们创新设计纳米孔通道阵列结构配合定制的专用集成电路。

此外，第四代基因测序作为一次横跨电子仪器、蛋白工程、芯片、算法等多学科的技术攻坚战，多学科人才的集结和沟通也成为必须。齐碳科技的联合创始人白净卫、谢丹、胡庚分别是基因测序、生物信息和电子电路方面的专家，其研发团队目前 50 余人，还包括多位来自清华、北大、中科院、牛津大学等国内外著名院校的高级专业人才。他们一道正处于将齐碳科技的纳米孔测序技术打磨到更加成熟的过程中。

在齐碳科技看来，其实最难攻关的不在于技术，而是与社会各方的配合。比如要有足够的耐心与合作方、学术界合作开发新应用，证明这项无标准品技术的有效性与实用性等等。

在全球范围内，暂无运用该测序技术获得监管机构认证的产品，目前多应用于科研层面，正慢慢向病原体快检方面延伸。人体内的病原微生物是常见是多种病毒和细菌同时存在，其局部碱基片段类似，常用的基于第二代短片段的宏基因组测序技术鉴定致病菌的细分种类相对困难，但长片段的纳米孔测序则能够更精确地对病原体分类进行定位。

除病原体快速检测外，纳米孔测序应用场景的探索边界较为宽泛，基于结构变异的遗传病和致癌突变、甲基化检测、RNA 直接测序等临床应用正在逐渐被开发，检验检疫、环境检测、教学培训等场景的应用也或将成为可能。