國(guó)產(chǎn)替代兩方向：保證性能降成本，差異化布局與創(chuàng)新

多位行業(yè)人士指出，未來(lái)微流控產(chǎn)品在IVD領(lǐng)域發(fā)展主要有兩個(gè)方向。

一是在保證產(chǎn)品性能的前提下，通過(guò)國(guó)產(chǎn)替代降低成本打開(kāi)基層市場(chǎng)。

比如國(guó)內(nèi)企業(yè)在一些全球優(yōu)秀微流控POCT產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及優(yōu)化改進(jìn)，目前已經(jīng)推出多款微流控POCT產(chǎn)品，且在市場(chǎng)上反響不錯(cuò)。

像生化領(lǐng)域，天津微納芯、萬(wàn)孚生物、錦瑞生物、斯瑪特科技、普施康生物、含光微納等都開(kāi)發(fā)了生化微流控POCT系列產(chǎn)品；免疫領(lǐng)域，深圳微點(diǎn)生物、成都微康生物等都有布局。分子診斷領(lǐng)域，博暉創(chuàng)新、萬(wàn)孚生物、迪奇生物等企業(yè)爭(zhēng)相進(jìn)入。血?dú)忸I(lǐng)域，深圳理邦的i15秉承了i-STAT的技術(shù)路線，市場(chǎng)反響也不錯(cuò)。凝血領(lǐng)域，如普施康生物打造了微流控凝血系列產(chǎn)品。但總體而言，由于我國(guó)微流控產(chǎn)業(yè)上下游配套發(fā)展尚不完善，目前諸多國(guó)內(nèi)產(chǎn)品還難以在性能各方面與進(jìn)口產(chǎn)品媲美，在成本上還有進(jìn)一步努力的空間。未來(lái)隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的進(jìn)一步成熟、完善愈多功能，在保證性能的前提下，利用我國(guó)素來(lái)的人才成本和工業(yè)制造優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本，讓產(chǎn)品下沉到更廣大的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)，無(wú)疑會(huì)打開(kāi)更大市場(chǎng)。

比如分子檢測(cè)領(lǐng)域，Cepheid的GeneXpert PCR分析儀和BioFire的FilmArray多重PCR系統(tǒng)可以說(shuō)是奠定了分子POCT產(chǎn)品發(fā)展的兩大方向。但目前這兩款產(chǎn)品價(jià)格仍較高，離需要POCT產(chǎn)品的基層市場(chǎng)還較遠(yuǎn)，如果國(guó)內(nèi)有廠家能夠迎頭趕上，在保證性能的前提下降低成本，無(wú)疑會(huì)打開(kāi)一個(gè)較大的市場(chǎng)入口。

二是進(jìn)行差異化布局和自主創(chuàng)新，探索微流控與新技術(shù)的結(jié)合以及在新場(chǎng)景的應(yīng)用與落地。

比如華邁興微、普施康生物、科瑞達(dá)生物等企業(yè)探索微流控與化學(xué)發(fā)光的結(jié)合，嘗試發(fā)揮化學(xué)發(fā)光高靈敏度的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)利用微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)其小型化和全自動(dòng)化。博識(shí)診斷的微流控磁敏免疫產(chǎn)品m16，該款產(chǎn)品用微流控技術(shù)及巨磁阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)的免疫多聯(lián)檢，同樣是具有突破性創(chuàng)新的產(chǎn)品。

科訊生物利用微流控芯片的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)了基于無(wú)機(jī)納米材料基底的微條形碼陣列芯片進(jìn)行蛋白分子的快速、高靈敏、精準(zhǔn)檢測(cè)。源景泰科從高敏、快速、便攜的方向著手，率先進(jìn)行了電化學(xué)與微流控技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用探索，科研版掌上電化學(xué)檢測(cè)儀太極mini已上市，用于IVD的商業(yè)機(jī)即將面市。Digifluidic迪奇生物的最新商用POCT全自動(dòng)核酸分析儀Virus Hunter S以開(kāi)放合作的方式面向醫(yī)療疾病診斷、寵物/動(dòng)植物病原檢測(cè)、農(nóng)業(yè)疾病檢測(cè)、食品安全檢測(cè)等領(lǐng)域。

寵物醫(yī)療正在興起，獸用市場(chǎng)值得關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2022年中國(guó)寵物疾病診療市場(chǎng)規(guī)模預(yù)估為110億元，未來(lái)將超180億。其中寵物體外診療市場(chǎng)規(guī)模大約為61億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率超20%，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到90億元規(guī)模。

激增的寵物診療需求之下，潛藏著巨大發(fā)展機(jī)會(huì)。而目前國(guó)內(nèi)寵物檢查設(shè)備供應(yīng)商少，多數(shù)依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)IVD市場(chǎng)的老兵與新將們迅速進(jìn)場(chǎng)布局，諸多開(kāi)發(fā)微流控產(chǎn)品的企業(yè)如深圳理邦、微點(diǎn)生物、天津微納芯、斯瑪特科技、迪奇生物等都布局了獸用市場(chǎng)。

相比人用市場(chǎng)，獸用市場(chǎng)要求更低。為了維持設(shè)備的穩(wěn)定性，設(shè)備一般三年一淘汰，高價(jià)格的寵物檢查設(shè)備相對(duì)高成本的微流控產(chǎn)品有一定的市場(chǎng)空間，允許生產(chǎn)廠家、代理商和終端客戶保有一定的利潤(rùn)空間，而不至于虧損。隨著寵物醫(yī)療興起，獸用市場(chǎng)具有更多機(jī)會(huì)。

新興領(lǐng)域商業(yè)化潛力初顯

將微流控應(yīng)用于單細(xì)胞測(cè)序及數(shù)字PCR，成為市場(chǎng)追逐新熱點(diǎn)

蛋殼研究院對(duì)近5年微流控應(yīng)用各場(chǎng)景的逐年投融資情況進(jìn)行了梳理，可以看到微流控在一級(jí)資本市場(chǎng)受資金追逐的變化。

從融資事件和融資金額的綜合表現(xiàn)來(lái)看，將微流控技術(shù)應(yīng)用于IVD領(lǐng)域POCT一直是資本普遍看好的領(lǐng)域。但近幾年，將微流控技術(shù)應(yīng)用于單細(xì)胞測(cè)序與數(shù)字PCR方向開(kāi)始受市場(chǎng)熱捧，成為自微流控在POCT領(lǐng)域應(yīng)用后的新熱點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景。

匯總近5年微流控領(lǐng)域企業(yè)投融資金額和融資事件來(lái)看，單細(xì)胞測(cè)序表現(xiàn)出彩且獨(dú)樹(shù)一幟，單筆融資金額最高——融資事件占比16%但融資總金額占比達(dá)到33%，與融資事件占比35%的IVD領(lǐng)域POCT融資金額相當(dāng)。

拉近時(shí)間線，再看近三年微流控在各應(yīng)用場(chǎng)景的投融資情況，同樣可以發(fā)現(xiàn)，除POCT場(chǎng)景外，將微流控技術(shù)應(yīng)用于單細(xì)胞測(cè)序與數(shù)字PCR方向更受資本熱捧。

POCT、數(shù)字PCR、細(xì)胞富集分選等方向應(yīng)用火熱，分子檢測(cè)正成為微流控應(yīng)用主戰(zhàn)場(chǎng)

目前微流控應(yīng)用最為廣泛和成熟的領(lǐng)域在POCT，該領(lǐng)域有多款產(chǎn)品已成功商業(yè)化，但殺手級(jí)應(yīng)用尚未誕生。相比生化、免疫領(lǐng)域的高自動(dòng)化和低成本，自動(dòng)化程度仍然偏低、具有較高利潤(rùn)空間的分子檢測(cè)領(lǐng)域成為諸多應(yīng)用微流控技術(shù)團(tuán)隊(duì)的目光所向。

如圖，蛋殼研究院統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)將微流控技術(shù)應(yīng)用于POCT領(lǐng)域的布局情況。可以看到，將微流控技術(shù)應(yīng)用到分子POCT領(lǐng)域的企業(yè)最多，占比將近一半。此外，在全球微流控并購(gòu)事件TOP交易也可發(fā)現(xiàn)，在8家以開(kāi)發(fā)微流控POCT產(chǎn)品為主的被收購(gòu)企業(yè)中，有5家是開(kāi)發(fā)分子POCT產(chǎn)品。

在國(guó)內(nèi)微流控企業(yè)在各應(yīng)用場(chǎng)景布局的情況來(lái)看，分子檢測(cè)也是目前微流控技術(shù)布局最廣泛的領(lǐng)域。如下圖，國(guó)內(nèi)將微流控技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字PCR、分子檢測(cè)POCT、NGS的企業(yè)合計(jì)共24家，占比國(guó)內(nèi)微流控企業(yè)超30%。

此外，基于微流控進(jìn)行單細(xì)胞測(cè)序的企業(yè)也多有應(yīng)用分子診斷，而利用微流控技術(shù)進(jìn)行細(xì)胞（多為CTC）富集分選的最終用途也主要落在分子檢測(cè)。分子檢測(cè)領(lǐng)域正成為微流控技術(shù)應(yīng)用主戰(zhàn)場(chǎng)。報(bào)告中對(duì)微流控在細(xì)胞（CTC、CTB等）富集分選、細(xì)胞計(jì)數(shù)等應(yīng)用場(chǎng)景的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及國(guó)內(nèi)代表企業(yè)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，此處限于篇幅不再展開(kāi)。

器官芯片、微球制備等新興市場(chǎng)初顯商業(yè)化潛力，有望誕生殺手級(jí)應(yīng)用

創(chuàng)業(yè)者勇闖，投資者押注，尚處于初級(jí)發(fā)展階段的微流控，擁有無(wú)限可能。除了一些熱門應(yīng)用方向，如POCT、單細(xì)胞測(cè)序、數(shù)字PCR及細(xì)胞富集分選外，微流控在一些更早期的新興發(fā)展領(lǐng)域也正在顯現(xiàn)廣闊商業(yè)化潛力。這些領(lǐng)域的悄然興起已然吸引了不少投資人的目光。

從國(guó)內(nèi)最新一輪融資分布情況可以發(fā)現(xiàn)，器官芯片、微球制備、輔助生殖是目前微流控技術(shù)應(yīng)用的新興場(chǎng)景，早期融資比例最高，大多企業(yè)初成立，幾乎都才剛完成天使輪融資。

這些領(lǐng)域的探索雖處于早期但不可忽視，比如以微流控芯片為核心的器官芯片可能成為打破制藥界反摩爾定律的有力工具，而微球制備則是開(kāi)啟了微流控芯片從反應(yīng)分析到生產(chǎn)制備的3.0時(shí)代。產(chǎn)業(yè)對(duì)這些新興領(lǐng)域報(bào)以厚望，認(rèn)為這些領(lǐng)域的探索有望彎道超車，率先誕生一款基于微流控技術(shù)的殺手級(jí)應(yīng)用。

器官芯片技術(shù)來(lái)源于微流控芯片技術(shù)，微流控芯片技術(shù)是器官芯片的核心。近兩年器官芯片領(lǐng)域發(fā)展飛速，此前動(dòng)脈網(wǎng)也剛剛發(fā)布了，在本次微流控報(bào)告中對(duì)微流控芯片在器官芯片中的核心地位以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)等都進(jìn)行了詳細(xì)介紹，此處限于篇幅不再展開(kāi)。

目前國(guó)內(nèi)從事器官芯片或類器官芯片產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的公司或團(tuán)隊(duì)，核心人員前期都有多年的微流控芯片研發(fā)基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)微流控領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)者之一羅國(guó)安教授目前也下場(chǎng)創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)立的弘瑞醫(yī)療現(xiàn)已打造了器官芯片（肝、腎以及屏障功能的器官芯片等）和類器官芯片（培養(yǎng)腫瘤類器官等）兩大微生理系統(tǒng)產(chǎn)品矩陣。

由于看好微流控芯片技術(shù)在器官芯片方向的發(fā)展，超過(guò)20家投資機(jī)構(gòu)已經(jīng)參與該領(lǐng)域的布局，累計(jì)投資超3億元。

此外不得不得及的是微流控在微球制備方面目前的應(yīng)用進(jìn)展。

以微米或納米度量的微球，是生物制藥、體外診斷等領(lǐng)域不可或缺的核心基礎(chǔ)材料，有著極大的制備和應(yīng)用難度，曾被《科技日?qǐng)?bào)》列為35項(xiàng)“卡脖子”關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域之一。國(guó)家多個(gè)部門在聯(lián)合發(fā)布的《醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃指南》中，明確要重點(diǎn)發(fā)展微球在內(nèi)的高端制劑、發(fā)展高端制劑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)。

不同于檢測(cè)領(lǐng)域?qū)⑽⒘骺匦酒鳛楹牟氖褂茫⑶蛑苽鋵⑽⒘骺匦酒鳛樯a(chǎn)工具，完成從芯片實(shí)驗(yàn)室（Lab-on-Chip）到芯片工廠（Factory-on-Chip）的角色轉(zhuǎn)換，開(kāi)啟微流控技術(shù)發(fā)展新時(shí)代。

此前利用微流控技術(shù)進(jìn)行微球制備多在科研界探索但尚未在產(chǎn)業(yè)界落地，最大的問(wèn)題在于產(chǎn)能（單個(gè)通道的微流控芯片每小時(shí)的微球生成量不超過(guò)500μl，這一通量能夠滿足科研需求，但卻無(wú)法滿足動(dòng)輒幾千上萬(wàn)升的工業(yè)化場(chǎng)景）。但隨著科研領(lǐng)域進(jìn)一步研究積累以及在產(chǎn)業(yè)化方面完成的技術(shù)突破，目前國(guó)內(nèi)已有多家公司獲得里程碑發(fā)展。

如國(guó)內(nèi)阿卡索生物已在2022年8月成功推出全球首款千級(jí)通道微流控芯片，并基于此順利實(shí)現(xiàn)高均一微球的量產(chǎn)制備，單片芯片的微球月產(chǎn)能可達(dá)到近千升。新近成立的毫厘科技目前已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出針對(duì)瓊脂糖層析填料微球的生產(chǎn)型硅基微流控芯片，可將單個(gè)芯片的總通量提升到百萬(wàn)微球級(jí)別。

此外，傳統(tǒng)的微球制備方式如釜式反應(yīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確調(diào)控，且受材料、工藝所限，不能滿足市場(chǎng)日益復(fù)雜和多樣化的微球需求。而利用微流控芯片除了能夠高效生產(chǎn)粒徑均一、粒徑分布集中的高性能微球，還具有快速開(kāi)發(fā)不同粒徑、不同材質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)微球的定制化能力，以及制造出雙層或多層材質(zhì)包裹的復(fù)雜微球，彌補(bǔ)傳統(tǒng)微球制備短板，打破中高端微球進(jìn)口壟斷。

在生產(chǎn)效率方面，傳統(tǒng)方法要實(shí)現(xiàn)微球的粒徑控制、篩分、改造和包裹，需要長(zhǎng)鏈條的復(fù)雜生產(chǎn)工藝且收率極低，利用微流控芯片進(jìn)行微球生產(chǎn)（以瓊脂糖微球?yàn)槔?，產(chǎn)業(yè)有企業(yè)目前可做到粒徑方差＜5%，收率最高可接近100%），每次技術(shù)迭代就可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)擴(kuò)增產(chǎn)能或者降低生產(chǎn)成本。

在具有千億藍(lán)海市場(chǎng)的輔助生殖領(lǐng)域，微流控也正在顯示其巨大市場(chǎng)潛力。據(jù)2020年底國(guó)家藥監(jiān)局官網(wǎng)發(fā)布信息預(yù)測(cè)，2023年我國(guó)不孕不育率將增加至18.2%。據(jù)Frost & Sullivan報(bào)告，隨著我國(guó)不孕不育率持續(xù)走高、輔助生殖服務(wù)滲透率逐年提高以及國(guó)家三孩生育政策的推動(dòng)，預(yù)計(jì)2023年至2027年輔助生殖領(lǐng)域能夠保持14.5%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2027年輔助生殖服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模約為852億元。

輔助生殖技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但存在操作繁瑣重復(fù)、操作質(zhì)量難控制、人為操作誤差等問(wèn)題。微流控技術(shù)特性與輔助生殖實(shí)踐中的檢測(cè)、操作需求相匹配，有效提升輔助生殖平臺(tái)操作效率。

比如拜爾洛克利用微流控技術(shù)，取代冷凍過(guò)程中的所有繁瑣、低效、高成本的人工操作步驟，大大提升了冷凍卵子和胚胎的成功率。摩暢科技基于微流控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了胚胎實(shí)驗(yàn)室配子篩選、胚胎檢測(cè)、卵子冷凍和胚胎冷凍等環(huán)節(jié)的自動(dòng)化操作，從而助力IVF（體外受精）妊娠成功率的提高以及耗材試劑成本的大幅降低。

未來(lái)隨著微流控芯片的進(jìn)一步研究和優(yōu)化，相信可以開(kāi)發(fā)出更符合臨床應(yīng)用的微流控輔助生殖相關(guān)產(chǎn)品。

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