城事｜康源基因：“看见”病毒

病毒是肉眼看不见的，但是在基因芯片上，它们无法逃脱科研人员的眼睛。已经扎根中山10年的中山康源基因技术科技有限公司（以下简称“康源基因”）在这方面的研究也已有整整10年了。让我们一起走进康源基因实验室，了解基因芯片的制作和检测吧。

让病毒“现形”

康源基因是国内首家原创基因芯片研发应用高新企业，公司董事长、首席科学家蔡伟文是纽约大学生物分子化学博士，从事生物分子学研究30多年，最先开发出彻底解决基因芯片非特异性表面荧光背景问题的制备方法并获得美国专利，同时也最先开发出比较基因组杂交芯片技术（aCGH），并作为首批科学家参加了国际“人类基因组计划”。

通过特殊处理后肉眼能看到芯片上的探针矩阵。（摄影丨明剑）

实验人员在处理样本。（摄影丨明剑）

公司自主研发的设备“全自动核酸提取仪”可用于提取核酸。图为实验人员将预处理完毕的样本上机。（摄影丨明剑）

在康源基因的实验室，技术人员正在对送来的样本进行检测。据蔡伟文介绍，基因芯片就是将大量的探针分子固定于支持物上制作而成的芯片。接到客户的样本后，技术人员先通过设备提取样本的DNA，然后通过PCR扩增后（PCR即聚合酶链式反应，是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制），样品分子按碱基配对的原理与芯片上的探针分子杂交，再通过检测设备对其扫描，得到每种探针分子的杂交信号强度，通过相应的软件对信号进行分析，就可以了解样本的DNA序列信息，由此可以判断样本是否感染了病原体，并出具样品检测报告。

应用范围广泛

康源基因的高特异性、高灵敏度基因芯片制造技术已经获得了国家发明专利。蔡伟文介绍，公司为该技术的研发和应用投入了大量的人力和物力。目前，公司自主研发了便携式生物基因检测定量系统及全自动核酸分子杂交仪、全自动核酸提取仪、芯片扫描仪等配套设备，推动基因芯片技术的普及和推广。

目前，基因芯片技术可用于医学领域、现代农业领域、环境科学领域、美妆领域等。如在医学领域，精准而快速的检测结果能为病人的治疗甚至抢救赢得宝贵的时间。例如公司开发的肠道微生态检测芯片，可以区分2107种细菌种类，涵盖了99%的人体肠道微生物范围。相比传统的第二代基因测序方法，所需要的样本量（0.2-0.3克）少，检测的细菌种类多，数据完整，且检测时间短，准确率高，便于推广。

利用芯片技术养虾

蔡伟文并不满足于在实验室里制作基因芯片，他要将新技术应用在广阔的田野上。2022年，他尝试将基因芯片技术应用于南美白对虾的养殖，在养殖基地里建设工业化高密度养殖池，引入基因芯片技术实践健康绿色养殖理念。

“南美白对虾的原始种苗来自国外，20世纪90年代被引入到中国，国内对其病原体的研究相对滞后，国内养殖户对虾苗的选择主要靠经验和口碑，购买的虾苗是否携带病原体，我们肉眼是看不见的。现在，我们用技术说话。”蔡伟文说，已知的虾病毒约有20种，他改变了常规技术，将原来只能检测常见的4-8种虾病原体的局限，范围扩大到17种病原体，让更多病原体在芯片上“看得见”。

蔡伟文说，公司除了定期对虾和水体环境进行基因芯片技术检测外，还自主研究了菌种对水体进行调控，即利用微生物进行生态“调水”，全程不使用化学消毒剂，为南美白对虾生长提供良好的生长环境。

“我们搞科研的，总是奔着问题而去，想的是如何解决问题。”蔡伟文说。

蔡伟文观察培养皿里虾塘土壤样本的菌群情况，为分离有用菌用于水微生态控制做准备。（摄影丨明剑）

蔡伟文在观察虾苗在菌种水体中的生长情况。（摄影丨明剑）

将基因芯片技术应用于南美白对虾养殖，塘头实验效果超出预期。图为收虾现场。（摄影丨明剑）

编辑 刘永盛   二审 明剑   三审 陈浩勤