利用微流控赋能辅助生殖，清华美女学霸打造芯片上的胚胎实验室

作为“想生不能生”家庭最后的保障，辅助生殖一直备受瞩目并被予以厚望。

辅助生殖实验室技术包括取卵取精技术、受精技术、胚胎培养技术、胚胎筛选技术、冷冻/解冻技术、胚胎移植技术等数十项技术，且每一项技术都对妊娠率有较大的影响。然而当前各技术平台的操作均是由胚胎师人工操作完成，整个过程存在操作繁琐重复、操作质量难控制、人为操作误差等问题。

另外，胚胎师培养周期较长。一般胚胎师培养周期为2-3年，可进行ICSI（精子注射）治疗的则需3-5年。

有业内人士指出，人工操作过程增加了胚胎着床失败的概率，这是成为试管婴儿程序失败的主要原因之一。同时，对人工操作的依赖也显著增加了临床试管婴儿结果的差异性。

用辅助生殖智能平台取代人工操作流程，已成为未来辅助生殖实验室的发展趋势。

微流控技术在以辅助生殖为典型的对珍贵单细胞的操作领域具有独特优势。其凭借灵活的微米级细胞流道设计与流体操控，能更好地模拟生理环境，高效实现精细细胞操作、观察与检测；微流控芯片对试剂耗材的消耗量低，可大幅减少试剂耗材的使用成本；微流控技术还可以集成多个实验步骤，具有很高的集成性。

从微流控技术角度来看，与传统IVD微流控技术相比，辅助生殖微流控技术在设计上对细胞的友好性和操作的有效性上都提出了更高的要求，故而其从产品设计到生产工艺形成了系统的壁垒。而这重重难关关关难过，使得国内能利用微流控技术赋能辅助生殖的企业屈指可数。

成立3个月便获得MFund魔量资本和远瞻资本天使轮投资的摩畅科技引起了动脉网的注意。

成立于2021年的摩畅科技，通过微流控技术实现胚胎实验室配子筛选、胚胎检测、卵子冷冻和胚胎冷冻等环节的自动化操作，取代传统操作流程中繁琐、低效，高成本的人工操作步骤，一体化全流程地提供稳定可靠、标准化和自动化的解决方案，以提高IVF（体外受精）妊娠成功率。

摩畅科技微流智能平台，旨在通过智能自动化，简化胚胎学家试管婴儿整体工作流程中繁琐复杂的手工操作步骤，以标准化、流程化的替代方案实现IVF治疗的现代化。

据悉，其首款胚胎/卵母细胞换液与冻融芯片及系统产品已开启医疗器械注册证申报审批。

胚胎冻存手动流程（左）与 卵母冻存手动流程（图右），

操作步骤繁琐，对胚胎师操作要求极高

公司创研的自动化冻存载杆芯片配合配套智能系统，可实现对试剂用量和浓度数字化的操纵及芯片内的精准化流动控制。不同于传统人工流程的繁复操作，胚胎师只需将胚胎/卵母细胞放置于内含微流孔道及细胞筛设计的载杆芯片中，系统即可实现自动化地冷冻/解冻换液流程。同时，系统可精确控制试剂用量，能降低约75%玻璃化冷冻液/解冻液用量，大幅降低冻融流程试剂成本。此外，芯片本身也能够放入-196℃液氮中冷冻保存，实现传统载杆作为冷冻载体的功能。

整个操作全流程在封闭设备内一体化完成，无需进行任何细胞显微转移操作，最大程度降低了人工操作对细胞的损伤以及丢胚等操作失误的可能性保留了卵母/胚胎的活性和发育潜能，并最终提升了复苏率。据摩畅科技介绍，当前鼠胚实验胚胎复苏率接近100%。

同时，工作人员可实时在线观察细胞状态，灵活掌控各环节自动化操作流程。并且整个过程数据自动记录，便于医生用于妊娠率预测及状态分析。此外，该平台适配市场上所有试剂，后续二代产品可升级将试剂预装于芯片中。

摩畅科技自研的微流智能系统及自动化冻存载杆芯片

为确保珍贵样本的安全性，摩畅科技从芯片系统设计和生产工艺两方面切入进行了系列创新。

● 芯片设计：采用集成化设计，精准操控液体，降低75%的试剂使用

摩畅科技自研了数字微流控换液技术（MID）和数字液滴式超高速液体精确定量操纵技术（DMC）。

数字微流控换液技术（MID）可实现细胞换液与冷冻载体功能的集成化，同时实现对液体浓度数字化的操纵及芯片内的精准化流动控制，大幅提高操控效率并节约75%的试剂成本。此外，微流控芯片内优化的细胞筛设计，可用于吸取细胞时的精确定位以及细胞释放时的流畅控制。

而数字液滴式皮升级超高速液体精确定量操纵技术（DMC），实现可读取和可嵌入的连续流动离散化以及液体定量操纵的微流控芯片，成功实现芯片内置式的高精度超高速的流量测量。

● 生产工艺：实现自动对准和无缝键合

单分子层埃米级生物芯片封装技术（UNIBond）是摩畅科技的又一技术亮点。

为攻克微流控芯片里最富挑战的异质材料键合的工艺，摩畅团队开发了单分子层埃米胶水，其利用该种新型胶水可实现在任意材料表面形成可键和的分子层，再使用外部表面可激活的能量在各类异质芯片材料表面实现无缝键合的技术，解决了键合难题。

为实现微流控芯片封装工艺中最具挑战性的自对准步骤，摩畅团队研发了微流控芯片毛细自驱动封装技术（CAP），适用于各种芯片基材。可实现高精度的校准（<10微米）和出色的粘接性能（>1000 kPa），并已完成可靠性验证，为实现微流控封装工艺自动化夯实基础。

基于以上系列创新技术的组合拳，摩畅科技的微流控芯片能够承受住常温到- 196°液氮的温差骤变并能保证芯片性能完好如初不开裂，保证样本的安全性，并解决了细胞筛结构设计对单微米级别微加工的苛刻要求及难以实现批量生产的问题。

摩畅科技创始人 邱红华

公司团队背景覆盖生化、流体物理、机械、新材料和自动化等微流控芯片所需的综合学科能力，具有丰富的管理经验及完整的产品研发、生产、销售经验，拥有多项核心产品在审发明专利。

同时，摩畅科技还与中国科学技术大学苏州高等研究院成立了生物芯片联合研发工程中心及实验室，并与四川大学达成战略合作共同建设校外实践教学基地，打通并强化产学研产全环节。

此外，摩畅科技还在畜牧场景发掘新机会。

当前我国优质牛源不足，单牛出肉率和产奶率与国外先进水平仍存在较大差距。且在所有动物性食品中，牛肉和牛奶生产是畜牧业二氧化碳排放的主要来源，两者的排放量分别占畜牧业排放总量的41％和20％。如何从“牛”做起，降低牛养殖的温室气体排放量，同时提升牛的生产性能，正成为一项有趣而艰巨的课题。

胚胎移植的出现，能够大幅提高优秀牛种的扩繁速度，助力牧场牛种遗传改良。而胚胎工程智能化更是能赋能牧场增产增效，解决当前畜牧胚胎移植技术效率低下、熟练技术人员稀缺等问题。现阶段，摩畅科技正在推进微流智能平台赋能畜牧业建设，用自动化高通量胚胎处理替代传统繁琐的替代人工操作，实现降本增效，加速产业转型升级。

“摩畅团队的核心能力在于微流控芯片设计和量产经验以及微流控自动化传感技术，将高端微流控芯片技术‘因地制宜’地落地其合适的场景，实现特定场景的降本增效。”邱红华表示，切入辅助生殖场景只是摩畅科技万里长征的第一步。摩畅最终的目标，是要为更广泛的生物医疗应用场景提供高端微流控芯片的定制、设计与生产服务，实现高端核心生物芯片的自主知识产权及应用落地。