巴尔的摩-旨在使下一代测序样品制备更容易、更快、更用户友好，Volta Labs和Miroculus都在追求电润湿技术，独立开发商业平台。vwin德赢ac米兰合作当Miroculus的Miro Canvas仪器本周上市时，Volta Labs紧随其后，计划在明年年初推出。
与最近的一个2000万美元现金注入的首轮融资在Illumina联合创始人John Stuelpnagel、23andMe首席执行官Anne Wojcicki和Kapa Biosystems联合创始人Paul McEwan等知名投资者的资金支持下，实验室自动化初创公司Volta Labs有望凭借其自动化、“大幅简化”的微流体平台打破所谓的下一代测序样品准备瓶颈。
这家总部位于马萨诸塞州剑桥市的公司目前有22名员工，该公司表示，它已经向全国各地的少数客户部署了“技术演示原型”进行测试。vwin德赢ac米兰合作该公司计划在今年6月的基因组生物学和技术进展大会上公布该平台，据称该平台将“电子、自动化和材料行业与现代软件栈集成”。vwin德赢ac米兰合作
然而，由于目前缺乏公开的数据，该公司的“测序不可知前端平台”是否会在速度、吞吐量和质量控制方面优于现有的手动或自动NGS样品准备方案还有待观察。
Volta Labs成立于2018年，是麻省理工学院的一个分支，诞生于首席执行官Udayan Uvwin德赢ac米兰合作mapathi在麻省理工学院媒体实验室的研究生工作，在那里他探索了将流体技术应用于生物工作流程。拥有电气工程背景的Umapathi说，他很早就“很清楚”，在进行生物实验时，“有必要从头开始建立自动化”。
特别是下一代测序，Umapathi说，在走进实验室和科学家交谈后，发现研究人员可以有测序的“按钮体验”，这是“有点疯狂”，但上游的样品制备步骤仍然很繁琐，往往需要大量的体力劳动。
目前已经有一系列自动化平台执行NGS样品准备的各种步骤，比如Thermo Fisher Scientific的KingFisher Flex，汉密尔顿的用于DNA提取的Nimbus Presto液体处理平台，或用于文库制备的Eppendorf的epMotion系列。然而，Umapathi说，这样的液体处理机器人是“各种各样的大”，“意味着做非常简单的事情，”并不是专门为下一代测序。
此外，由于这些系统可能“在物理上和数字上都非常复杂”，他说，许多实验室最终需要聘请专门的自动化工程师来监督自动化协议。此外，Umapathi声称，这些仪器的协议设置可能很复杂，导致实验室只使用一台机器进行特定的工作流程。他问道:“想象一下未来的实验室进行基因组、蛋白质组和代谢组[实验]，你认为一个实验室实际上能容纳多少台机器?”
Umapathi说，为了改变这种情况，Volta Labs试图建立“更简单的东西”，一个单一的样品准备系统，可以“处理许多样品，许多化学反应，并提供一个按钮体验。”他说，凭借这一举措，这家初创公司在2019年初筹集了种子资金，从“一系列令人惊叹的投资者”那里筹集了数百万美元的资金支持，包括Maverick Ventures、Y Combinator、Village Global和E14 Funds。
他说，Volta平vwin德赢ac米兰合作台的基础技术是电润湿，这涉及到利用电场操纵流体。他补充说，在过去两年半的时间里，该团队专注于发明“完全新颖的流体操纵方法”，他将这种技术称为“数字流体”。
Umapathi将Volta平台吹捧为“一个没有机器人的复杂传送带”，他说该系统配备了“一组电极”，这些电极的大小大约只有几毫米，可以有不同的形状。在电极阵列的顶部，有绝缘体或电介质，表面涂层处理。通过下面的电子电路对电极进行充电或放电，该平台能够操纵液滴形式的液体移动、合并或分裂。此外，Umapathi表示，该仪器还可以容纳其他组件，如磁场或热控制，以实现进一步的液滴操作。
Volta不是第一家，也不是唯一一家在NGS样品制备方面尝试电润湿的公司。2015年，Illumina推出了这项技术Neoprep这是一种样品准备仪器，也使用了电润湿，但平台是停止仅仅两年后，据说因为表现不佳。Illumina最初通过其产品获得了电润湿技术vwin德赢ac米兰合作收购2013年获得Advanced Liquid Logic公司。在此之前，ALL公司已经在另一种NGS样品制备设备中部署了这项技术，vwin德赢ac米兰合作称为蒙德里安SP+。
在Illumina的尝试失败后不久，总部位于旧金山的Miroculus于2020年2月推出了其数字微流体系统，尽管该公司直到后来才商业化推出该平台本周．该系统被称为Miro Canvas，它还利用了电润湿技术来操纵墨盒中的液滴，使研究人员能够以自动化和小型化的方式实vwin德赢ac米兰合作现一系列程序，如NGS库准备。
Umapathi说:“与其他任何数字微流体方法相比，我们大大简化了数字控制流体和样品的方法。”他同时指出，Volta的方法不依赖于“像微流体方法那样大量使用塑料”，“可扩展到更大的处理量，并允许在单个平台上进行多种应用。”
具体来说，Volta的平台能够在同一表面上处理不同类型的试剂和样品，而不会产生生物污染，这意味着在表面留下材料，他说。该系统还能够在不同的体积下工作，从几微升到数百微升，从而使用户能够在一个单一的平台上进行各种样品准备工作——如DNA提取、文库准备和富集。
在吞吐量方面，Umapathi表示，第一台仪器将能够处理“至少8个样品”，而该公司预计将实现“长期非常高的吞吐量”。
尽管存在这些差异，Volta仍有可能需要克服一些障碍，以推动该平台在NGS工作流程中的应用。
首先，Umapathi承认Volta平台的起始材料目前仅限于液体型样本，例如用于DNA提取的细胞悬液、血液或唾液，或用于文库准备的DNA或RNA溶液。
目前还不清楚Volta的系统能在多大程度上防止污染，这是NGS研究的一个关键陷阱。Umapathi说，Volta的科学家们在样本的环境污染方面“还没有明确做任何基准测试”，但他指出，在公司目前处理的“数百个样本”中，他们还没有看到测序数据受到外部污染。此外，他说，平台的最上层由一次性“可剥层”组成，确保每次准备前都有一个新鲜的无菌层。至于样品之间的交叉污染，他说他有信心对Volta来说“这不是问题”，因为该平台可以“很好地隔离样本”，但他目前拒绝透露具体的机制。
另一个悬而未决的问题是，Volta提出的端到端的“按键式体验”将如何确保质量控制。许多现有的样品准备工作流程需要多个停止点来进行质量控制，而Volta的平台似乎无法做到这一点。Umapathi表示，公司正在“考虑”，但目前拒绝进一步置评。
至于速度，他说该仪器的周转时间“相当于或快于人工准备，”但他承认，“目前，我们还没有对速度进行优化。”Umapathi表示，即使提高了吞吐量，该平台“在第一次尝试时也不会与高吞吐量或超高吞吐量(平台)竞争”。他补充说，该公司认为，在这一点上，拥有8个或16个样本测序吞吐量的实验室是最佳客户。
根据Umapathi的说法，Volta的第一个台式产品将足够紧凑，成为“行业中最小的仪器之一”，尽管他说团队还没有专注于精确的尺寸。从早期客户的体验来看，他也相当有信心产品将是用户友好型的。“我们安装了仪器，训练了他们30分钟，然后就离开了，”他说。这些客户能够“在仪器上稳健地运行多个工作流程”，而不需要任何“手动操作”。虽然他没有透露客户的名字，但他透露，他们来自“不同的市场”，包括一个基因组中心、一家生物技术公司、一个临床转化实验室和一个核心设施。
Volta还没有提供该平台的价格标签。Umapathi说，虽然该公司认为这款仪器是“优质产品”，但它也“关注预算”。
Miroculus米罗帆布
与此同时，Volta Lab的竞争对手Miroculus将其基于微流体的数字NGS图书馆准备系统的价格定在3.2万美元左右，该公司联合创始人兼首席执行官Alejandro Tocigl表示，随着Miro Canvas的全面商业发布，Volta Lab的竞争对手Miroculus将其基于微流体的NGS图书馆准备系统的价格定在3.2万美元左右。
Tocigl说，自该平台于2020年2月首次亮相以来，Miroculus的科学家们一直“非常努力地扩展可在该系统上运行的应用程序菜单”。因此，Miro Canvas现在拥有“一整套应用”，从PacBio和Oxford Nanopore等长读测序仪的全基因组测序到Illumina的快速全基因组测序，他说。在商业发射之前，该公司运送了超过25台仪器供科学家测试，其中许多来自著名的生物医学机构，如雷迪儿童医院、布罗德研究所和英国的厄勒姆研究所。
据Tocigl介绍，Miro Canvas是一台笔记本电脑大小的全自动系统，它还使用电润湿技术进行各种NGS库准备步骤，包括分配、混合、稀释、PCR和搅拌清理。vwin德赢ac米兰合作他镜像Volta的主张，他说Miro Canvas可以处理“非常广泛的卷”，同时实现“可比较的”周转时间，指标，和手工库准备的收益。
“实际上，我们还没有找到一种不能在我们的系统上运行的图书馆准备，”他说，并强调该平台能够使用推荐初始量的25%进行小型化的牛津纳米孔图书馆准备。他还强调，虽然NGS文库准备被认为是该仪器的“核心应用之一”，但它也显示出了DNA提取以及蛋白质组学和合成生物学研究的样品准备能力。同样，该系统目前也仅限于液体样品类型。
然而，不同于Volta的平台-据称是设计来一次处理多个样本- Miro Canvas主要是设计来每次容纳一个样本。Tocigl指出，该公司的目标是解决“低通量部分的明确需求”，样品之间的交叉污染对Miroculus来说不是一个大问题。为了防止环境污染，该公司的工程团队设计了一个“封闭环境”，以便“液滴始终包含在”药筒内。
至于为质量控制提供停车点，Tocigl表示，公司“正在尽可能地实现自动化，同时仍然为用户提供灵活性，让他们可以加入他们过去经常做的或他们喜欢做的步骤。”
据Tocigl介绍，到目前为止，Miroculus已经提交了40多项专利申请，“涵盖了这项技术的来龙去”。vwin德赢ac米兰合作他说，据他所知，Miroculus和Volta Labs之间没有专利重叠。Umapathi表示，该公司已经申请了超过五个系列的专利，并获得了多项专利授权，其中包括一项差动润湿专利。
尽管存在竞争，Tocigl和Umapathi都表示，考虑到巨大的测序市场和填补自动化测序样品准备空间的巨大空白，他们有信心他们各自的产品将找到适应。“我认为这里的机会很大，”Tocigl说。“我相信，我们将会看到更多的产品由不同的公司推出。”
Umapathi说，有了在A轮融资中筹集的资金，Volta Labs的目标是今年推出一个有限的发布计划，然后在明年年初进行商业发布。虽然该公司有“一个漫长的路线图”，最终解决NGS以外的样品制备，如蛋白质组学、代谢组学和合成生物学，他说，第一个仪器将专注于样品测序。“我们想做好一件事，”乌马帕蒂说。“然后我们将开始处理相邻的油田。”