一体化 CLD 平台:AI 自动化细胞株筛选系统
传统细胞株开发(CLD)依赖人工铺板、换液、镜检,建株周期长达 3-6 个月,且面临人工误差、污染风险、数据断层与合规门槛四大瓶颈。依托全域智能中控架构与高精度协作机器人自动化技术,搭配模块化硬件集成方案,新一代智能细胞株筛选自动化平台可实现7×24小时无人值守式全流程标准化筛选作业。相较传统人工实验模式,该智能化解决方案可将细胞株建株周期压缩至4-6周,整体研发效率提升70%,核心移液精度CV值稳定≤2%,依托AI视觉算法实现的单克隆识别精准度超98%,目前已广泛落地应用于生物药研发、CGT细胞治疗、生命科学基础科研等众多生物医药细分领域。

图片来源:百度百科
01 一个朴素的问题:能不能在细胞阶段就把事情做完?
1973年,卡尔逊在培养皿中手工筛选出首个抗病突变体,证明“细胞水平筛选”可行。但此后的半个世纪,筛选动作本身——有限稀释、换液、观察、记录——始终依赖人手操作,成为生物药早期开发的“限速步”。2011年与2022年的两篇综述给出惊人一致的判断:高产克隆的获取,依然是耗时费力的主要瓶颈。
核心矛盾在于:全球细胞株开发市场以超10%年复合增长率扩张,但实验室日常操作与三十年前无本质区别。人工操作带来四大痛点长期未被根治:
- 效率低下:铺板、换液、镜检等重复劳动耗时耗力,单人单日处理量极其有限
- 误差与污染:主观操作偏差大,批次间数据不可重复,交叉污染风险高
- 数据断层:实验数据分散在各设备,无法形成可追溯的决策依据
- 合规门槛高:进口设备软件封闭、拓展成本高,缺乏中文验证文档
基因编辑和精准医疗高歌猛进,但最基础的“挑细胞”环节,却因设备孤岛、数据碎片和缺乏柔性整合,长期滞留在人工时代。

图片来源:汇像智能
02 核心参数:一套系统回答“快、准、智”的量化指标
自动化的核心价值,体现在一组可直接对标传统方法的硬指标上:
以国内早期将机器人科学家从概念转为产品的企业之一汇像为例,图中的这套指标不是堆砌在PPT上的数字,而是国内多个落地项目中实测跑出来的数据。
移液精度CV≤2%意味着:你不需要再担心同一个板子左边孔和右边孔的加液量不一样。AI识别准确率>98%意味着:系统在夜间自动成像后,第二天早上直接给你一份标好了“哪些是单克隆、哪些是细胞团、哪些已凋亡”的报表——而你只需要做最终确认。

数据来源:汇像智能
03 AI赋能无标记筛选:不染色的智能“眼睛”
传统克隆识别往往依赖荧光标记或抗体染色,但这些操作本身可能影响细胞活性甚至改变表达特性。汇像系统的AI视觉算法走了一条不同的路:基于明场和相差时序成像数据,无需任何标记,直接通过形态学特征识别细胞状态。
算法能区分的四类对象及其实际意义:
- 单细胞:系统确认单个来源,确保后续克隆的“单克隆性”合规
- 细胞团:两个及以上细胞聚集,系统自动排除,避免“假单克隆”风险
- 凋亡细胞:形态皱缩、边缘模糊,系统标记为无效候选
- 单克隆菌落:由单个细胞增殖形成的群落,系统标注坐标并推荐挑取
这套算法基于上万张实际用户图像训练验证,在96/384孔板的实际场景中,面对不同密度、轻微碎片干扰和不同细胞系形态差异,识别准确率仍>98%。误判主要为极少数重叠细胞团,系统会将其标记为“可疑”供人工复核。
04 模块化设计与数据合规:不只是自动化,更是可审计的智能化
硬件模块化:系统可根据通量需求灵活配置——从单台成像+AI模块到全自动化流水线均可定制。可集成功能包括:分子互作分析、细胞计数、荧光检测、国产拉曼分选等,避免重复采购。
软件生态:iMagicOS全域中控平台对接300多种国内外主流设备,兼容LIMS、ERP、MES等管理软件,打破进口设备软件封闭、拓展成本高的掣肘。所有操作、成像原图、检测数值、环境参数实时不可篡改记录,数据一键导出整套原始数据集,符合FAIR规范(可发现、可访问、可互操作、可重用),满足FDA 21 CFR Part 11等合规要求。
国产化优势:全中文验证文档,售后响应即时,没有进口设备的“黑箱”和天价维保。系统已在生物药开发(单抗、重组蛋白、病毒载体)、CGT(CAR-T/NK、iPSC系建立)、稳定细胞系构建(CRISPR筛选、报告基因细胞系)以及科研药物发现(靶点验证、毒性测试) 等多场景落地。
05 总结:筛选的逻辑没变,筛选的方式变了
1973年,卡尔逊在培养皿里手选抗病突变体,那是一个科学家凭借巧思和双手完成的工作。半个世纪后的今天,汇像的智能细胞株筛选自动化系统把这件事变成了“人设定参数,系统7×24h执行,人做最终判断”的闭环。
筛选的逻辑没变——在大量候选者中找到最符合条件的那个。但筛选的方式变了——从“人去找”变成“系统去找,人去决策”。建株周期从月到周,移液精度从“大概一致”到CV≤2%,克隆识别从“肉眼扫盘”到AI准确率>98%——这些数字背后,是同一个朴素问题的持续追问:能不能更快一点、更准一点、让人少累一点?
这个问题的答案,正在从“我试试”,变成“系统来完成”。
DAMO开发者矩阵,由阿里巴巴达摩院和中国互联网协会联合发起,致力于探讨最前沿的技术趋势与应用成果,搭建高质量的交流与分享平台,推动技术创新与产业应用链接,围绕“人工智能与新型计算”构建开放共享的开发者生态。
更多推荐



所有评论(0)