瑞士生物科技公司Bionomous创新结合微工程设计与机器学习，开发全自动微型生物实体筛选分类和分配设备 | 瑞士创新署中国营
钛媒体APP注：瑞士连续12年全球创新指数竞争力排名第一，是全球重要的创新策源地，也是中国首个创新战略伙伴关系国，在创新发展和科技金融领域与中国具有极佳互补性。
由瑞士创新署（Innosuisse）和瑞士联邦政府科技文化中心（Swissnex in China）共同主办的“中国营（China Camp）”项目，每年评选并支持有意向来华发展的最佳“瑞士制造”的初创及成长期科技创新企业开展对华合作，覆盖生命科学、工程机械、人工智能、农业科技、食品科技等领域，是瑞士最主流、最权威的官方创新国际化项目。
以明科技（Insight Tech）是瑞士联邦政府科技文化中心的中国合作方。为了全方位展示和介绍瑞士最前沿的创新科技，在钛媒体APP与以明科技合作推出的《瑞士创新100强》专题中，本文特别介绍2024年瑞士创新署“中国营”入选企业Bionomous，其致力于开发全自动微型生物实体筛选、分类和分配设备。
瑞士生物科技公司Bionomous成立于2019年，该公司结合创新的微工程设计与机器学习方法，开发出了世界上第一个人工智能驱动的微生物实体筛选、分类和分配全自动设备EggSorter。该设备可高通量筛检0.5毫米到2毫米的各类圆形生物实体，每个实体的筛检时间不超过2秒，准确度高达95%，相较人工筛检可节省80%的时间。
Bionomous是瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的衍生公司，由Frank Bonnet博士和Ana Hernando联合创立。其创立想法来源于Frank Bonnet参与的一个研究成年斑马鱼行为的欧洲项目，在项目过程中，Frank Bonnet发现，手动筛选和分拣斑马鱼卵的步骤对于实验研究而言过于耗时费力。
图源Venturelab
斑马鱼因其胚胎的透明度、生长周期短以及与人类基因组高达87%的相似性，成为遗传、发育和毒理学研究中最常用的模型生物之一，也是目前唯一适于高通量药物筛选的脊椎类动物。以斑马鱼为基础的研究，在遗传性疾病、癌症、阿尔茨海默病、药物发现和毒理学筛查等各个领域都得到了极为广泛的应用。然而，靠研究人员手动在显微镜下检查和分拣斑马鱼卵以识别可用于研究的健康样本是一项艰苦的工作，不仅耗时易错，不同实验室之间操作标准也难以统一。
图源Bionomous官网
Bionomous结合创新的微工程设计与机器学习方法，开发出了世界上第一个人工智能驱动的微生物实体筛选、分类和分配全自动设备EggSorter。该设备可高通量筛检0.5毫米到2毫米的各类圆形生物实体，每个实体的筛检时间不超过2秒，准确度高达95%，相较人工筛检可节省80%的时间，能大幅提升实验效率，促进实验流程标准化并节约成本。
EggSorter的核心部件是一个转轮，搭配微流体系统，转轮能够连续抓取单个实体并将其置于摄像头前进行成像。随后，EggSorter的嵌入式计算机会对每个实体的图像进行AI分析，按研究目标对实体进行筛选和分类，并最终将实体分配到法尔肯管、培养皿、多孔板或任何定制容器中。
图源Bionomous官网
其中，成像方面，除了明场成像，EggSorter还支持转基因样本的荧光成像，能够实时观察血管和神经元等特征。EggSorter的荧光组件包含多达6种波长的滤光片，通过选择特定大小和强度的生物标记区域，研究人员可以对双阳性、单阳性和非荧光实体进行观察和分类。针对非透明实体或者需要双摄图像的实体，EggSorter支持增加摄像头，可从两个角度拍摄同一样本，并支持使用反射光对不透明实体进行成像，为研究人员提供更多的可见性。
在AI分析方面，EggSorter可以按研究人员的要求定制基于AI的深度学习算法，根据受精状态、发育阶段、形态特征或特定生物标志物对实体进行分类。经AI分析分类后，健康的样本会被移液到筛选板或培养皿中，而不合格的样本则会被运送到单独的容器中。
图源Bionomous官网
在数据处理方面，EggSorter会对处理过的所有实体进行计数、标记并保存每一个实体的图片，并将图片与容器位置相关联。EggSorter会自动收集有用数据，支持统计数据的检索，并给出发芽率或荧光表达率等比率以辅助研究。
基于以上功能，EggSorter可以一次性高通量处理数千个实体，且每个实体的筛检时间不超过2秒，准确度高达95%，其全自动流程可有效地将实验效率提升35%以上。
Bionomous的设备EggSorter最初是为筛选、分类斑马鱼胚胎开发的，但其之后被证明可广泛应用于 0.5毫米到2毫米的各类圆形实体筛检，如爪蟾卵和胚胎、鳉鱼卵和种子等。Bionomous的主要目标市场包括研究机构、CRO机构、生物科技和制药公司，同时也在探索其技术在水产养殖和农业等领域的应用潜力。
Bionomous的首款设备于2022年获得了CE认证，并已成功投放市场，目前其客户布及欧洲、美国、澳大利亚和中国。2023年，Bionomous完成了270万美元的A轮融资，公司计划进一步扩大生产规模并加速全球销售。Bionomous将持续探索其技术在更多领域应用的可能性，服务各类微型生物实体的高通量筛检效率大幅提升。
以明科技（Insight Tech）荣誉支持2024年“中国营”项目。以明科技是瑞士联邦政府科技文化中心的中国合作方，支持并协助“中国营”入选项目的对华合作。作为中欧（瑞士）科技创新投资与产业化运营商，以明科技为瑞士创新和中国产业的双向合作提供投融资和商业拓展服务并开展股权投资业务。