提取-建库一体化前处理平台
摘要
提取-建库一体化前处理平台指在同一自动化台面上完成"样本裂解—磁珠法核酸提取—文库构建(酶法打断/末端修复/接头连接/PCR扩增)—体系转移"的移液工作站类设备,是高通量测序实验室人效瓶颈的核心解法。当前技术路线分为移液工作站式(Hamilton STAR/STARlet、Tecan DreamPrep NGS、Beckman Biomek i系列、莫纳生物 Royal 系列及"如意"建库工作站、华大智造 MGISP-960)与磁棒式提取仪+手工/半自动建库的传统路线两大阵营。价格锚点方面:2026年3月中国科学院动物研究所采购 Hamilton Microlab STARv 自动化文库构建工作站成交价196.5万元,2023年复旦大学采购 Hamilton STARlet 成交价84.8万元;国产华大智造 MGISP-960 在2026年1月武汉某三甲医院中标价为52.1万元,行业目录报价带50~100万元;莫纳生物基于 Royal 1220 的NGS建库工作站(24 rxns/run)与高通量版(384 rxns/run,96道移液器)在 ebaiao.cn 渠道在售(询价制)。国产平台在通量规格上已对标进口,但高精度移液头、导轨与整机软件生态等核心部件依赖仍在;贝克曼库尔特2025年10月在苏州实现 Biomek 本土化下线,标志着进口品牌以"本土生产"应对国产竞争。半年趋势判断:一体化平台从科研市场向临床检验与疾控批量下沉,国产工作站以中标价约为进口旗舰1/4~1/2的价格差快速渗透。
一、工作原理与技术路线分流
一体化前处理平台的物理核心是"移液工作站+甲板模块":以单通道/8通道/96通道移液器为执行机构,在甲板上集成磁力模块(磁珠吸附/释放)、温控模块(酶反应孵育)、振荡模块(混匀)、热循环模块(PCR扩增)与储板位,配合封膜/去膜单元实现全流程封闭。技术路线分流为三类:其一,移液工作站式一体化平台——Hamilton STAR/STARlet、Tecan DreamPrep NGS、Beckman Biomek i5/i7 等在开放甲板上加载提取与建库模块,灵活性最高;其二,磁棒式提取仪+建库模块组合——以磁棒转移磁珠完成提取,建库仍需移液环节衔接,适合以提取为主的实验室;其三,面向测序工厂的全自动流水线级方案。本篇聚焦第一类"提取-建库一体化"平台。
莫纳生物的"如意"(Royal)系列即典型第一类路线:Royal 1220(12板位)支持1/8/96通道移液器选配,集成温控、振荡、磁性、热循环模块;在其上开发的NGS建库自动化工作站通量24 rxns/run,可将10 ng~1 μg DNA/RNA制备成二代测序文库(厂商宣称);高通量版采用96道移液器+96道机械夹具,通量384 rxns/run,宣称1天内完成文库体系构建(厂商宣称)。Tecan DreamPrep NGS 则以"文库制备+定量QC一体化"为卖点,覆盖DNA打断与文库构建全流程并适配PacBio长片段测序(厂商宣称)。
二、主流机型参数对比
| 机型 | 厂商 | 通量/关键参数 | 价格(中国,2023~2026) | 来源 |
| Microlab STARv | Hamilton(瑞士) | 自动化文库构建工作站,公告未披露详细参数 | 196.5万元/套(2026-03 中科院动物所成交) | ★高(成交公告) |
| Microlab STARlet | Hamilton(瑞士) | 自动化NGS文库构建工作站(紧凑型) | 84.8万元/套(2023-11 复旦大学成交) | ★高(成交公告) |
| DreamPrep NGS | Tecan(瑞士) | 文库制备+QC一体化,适配长读长建库(厂商宣称) | 未确认(官网未公开标价) | ★高(官方一手) |
| Biomek i5 / i7(苏州本土产) | Beckman Coulter(美,丹纳赫) | 25板位(i5)/ 45板位(i7),移液0.5~1200/5000 μL,覆盖NGS建库、多组学 | 未确认(本土化下线于2025-10,苏州研发生产中心) | ★高(官方一手) |
| MGISP-960 | 华大智造(国产) | 高通量自动化样本制备系统,96孔板通量,提取+文库构建 | 52.1万元/台(2026-01 武汉某三甲医院中标);行业报价带50~100万元 | ★高(中标公示) |
| Royal 1220 自动化移液工作站(12板位) | 莫纳生物 Monad(国产) | 1/8/96通道移液器选配,集成温控/振荡/磁性/热循环模块 | 未确认(渠道询价制) | ★高(渠道一手) |
| NGS建库自动化工作站(Royal平台) | 莫纳生物 Monad(国产) | 24 rxns/run,10 ng~1 μg DNA/RNA(厂商宣称) | 未确认(渠道询价制) | ★高(渠道一手) |
| NGS高通量文库制备酶法打断及扩增工作站 | 莫纳生物 Monad(国产) | 384 rxns/run,96道移液器+96道机械夹具(厂商宣称) | 未确认(渠道询价制) | ★高(渠道一手) |
| PCR产物纯化自动化工作站 | 莫纳生物 Monad(国产) | 最大96×6 rxns/run,磁珠吸附/去上清/洗涤/洗脱连续完成 | 未确认(渠道询价制) | ★高(渠道一手) |
口径说明:成交/中标价来自政府采购公示,含税与配套服务口径以公告原文为准;MGISP-960 的"50~100万元"为分析测试百科目录报价带(★中),实际成交以中标价为准。Royal 系列在 ebaiao.cn 为询价制(price=null, stock=inquiry),价格一律写未确认,不作估算。
三、价格区间与装机量/招投标线索
可溯源的价格阶梯已较清晰:进口旗舰(Hamilton STARv,含甲板模块与建库应用包)约200万元级;进口紧凑型(STARlet)约85万元级;国产高通量平台(MGISP-960)约52万元级。招投标线索显示:2023年复旦大学(STARlet 84.8万)、2026年中科院动物所(STARv 196.5万,第二次招标成交)、2026年武汉儿童医院(MGISP-960 52.1万)均为科研/医疗机构的真实采购案例。全国范围的装机量数据无公开权威统计,本篇不估算份额;Hamilton 与 MGISP-960 均有第三方中标记录聚合页(★低,仅作线索)。
四、通量与人力节省的 ROI 测算口径
建议采用如下测算口径(假设条件全部显式列出,各实验室按实际替换):
假设:① 每周处理3个96孔板批次(288样本),手工执行"提取+建库"每批次需2名技术员×2个工作日;自动化后每批次需1名技术员×0.5日监督+上样。② 技术员综合人力成本按 25万元/人·年(约1000元/工作日)计。③ 采购价取 MGISP-960 中标价52.1万元,年维护按采购价8%计。年人力节省:手工 3批次×4人日=12人日/周,自动化后 3批次×0.5人日=1.5人日/周,节省10.5人日/周≈525人日/年,约合52.5万元/年;扣除年维护约4.2万元后净节省约48万元/年,静态回收期约13个月。敏感性:若批次降为1批次/周,回收期拉长至约3年;若采用进口旗舰(200万元级),回收期超过4年——这解释了高通量中心倾向进口旗舰、中小通量实验室倾向国产平台的结构性分化。以上测算基于公开中标价与假设人力成本,非厂商数据。
五、国产替代与核心部件依赖
国产阵营中,华大智造 MGISP-960 已有三甲医院中标记录与科研用户应用案例(如与纳昂达合作的肿瘤基因检测自动化建库方案,厂商宣称);莫纳生物以 Royal 平台为底座开发系列应用工作站(NGS建库、PCR体系构建、甲基化转化等),并提供自动化定制开发服务,其全线软硬件自主研发的表述为厂商宣称。核心部件依赖方面:高精度移液头(空气置换式/正压式)、精密导轨与运动控制、整机调度软件生态仍以欧美日供应商为主,公开信息未披露国产平台的核心部件国产化率,此处为公开信息缺口;Hamilton/Tecan/Beckman 在应用方法库(认证试剂方案)上的存量优势短期内难以复制。反向趋势是进口品牌加速本土化:贝克曼库尔特2025年10月在苏州研发生产中心举行本土 Biomek 下线仪式,i5(25板位)/i7(45板位)实现本地生产(国产化率细节未披露)。
六、配套耗材与售后成本
一体化平台的耗材成本构成:通用耗材(滤芯吸头、深孔板、封膜)+ 专用磁珠/试剂试剂板 + 应用认证试剂方案。深孔板、96孔磁分离配套板等已有较完整的国产/渠道供应(如 ebaiao.cn 在售 Azenta 4ti 系列 KingFisher 兼容深孔板、HJ-Bioanalytik riplate 磁性分离微孔板系统、东宸柏奥铝箔热封膜等)。进口平台的认证试剂方案(如 Tecan DreamPrep 配套文库试剂盒)通常与整机绑定,构成隐性切换成本;国产平台多用开放试剂体系,单样本耗材成本更低但需自建质控。售后方面,进口品牌年保通常为采购价的5~10%(行业通行口径,具体以合同为准),国产平台本土服务响应更快,此为厂商与经销商普遍宣称,未获第三方量化验证。
七、选型建议
按通量分层选型:年处理样本1万以下、以提取为主的实验室,磁棒式提取仪+半自动建库即可满足,不必上移液工作站;年处理1万~5万样本的科研/检测实验室,国产一体化平台(MGISP-960 级,52万元级中标价锚点)性价比最优;年处理5万样本以上或对认证试剂方案、复杂多组学流程有硬需求的测序中心,进口旗舰(Hamilton STARv/Tecan DreamPrep NGS/Biomek i7)仍是稳妥选择,且需把应用方法库覆盖度、本地服务团队规模写进招标评分项。采购谈判可直接引用公开中标价(196.5万/84.8万/52.1万元)作为价格基准。莫纳 Royal 系列适合已有明确工艺路线、希望按应用定制的团队,采购前应要求供应商用自有样本做POC验证(通量与得率为厂商宣称口径)。
八、对分子/蛋白实验室的实际影响
对分子实验室,一体化平台把"提取+建库"两个最耗人力的环节合并上机,直接决定测序实验室的可扩展样本量上限,也把批次间人为操作差异压到最低——这与本期栏目A的磁珠试剂选型强耦合(开放甲板平台可用国产磁珠试剂降本,封闭体系则被专用试剂绑定)。对蛋白质组学实验室,同类移液工作站同样可承载蛋白酶解、肽段除盐等前处理流程(Tecan/Beckman 均有相关应用),"分子前处理平台"的选型经验可直接平移到蛋白组样本前处理自动化(该方向将在M5月度主题展开)。需要注意的负面影响:平台化后单点故障影响面扩大,关键项目应保留手工流程备份与耗材双供应。
来源
- ★高(渠道一手)莫纳生物 Royal 1220 自动化移液工作站(12板位,MONAD-ROYAL-1220),ebaiao.cn 在售商品页:https://ebaiao.cn/product/1014
- ★高(渠道一手)莫纳生物 NGS建库自动化工作站(MONAD-WS-NGS-LIBRARY,24 rxns/run),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/1048
- ★高(渠道一手)莫纳生物 NGS高通量文库制备酶法打断及扩增工作站(MONAD-WS-NGS-HT,384 rxns/run),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/1050;厂商官网方案页:monadbiotech.com 高通量NGS方案
- ★高(渠道一手)莫纳生物 PCR产物纯化自动化工作站(MONAD-WS-PCR-PURIFY),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/1053
- ★高(渠道一手)莫纳生物自动化定制开发服务(MONAD-CUSTOM-DEV),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/1047
- ★高(官方一手)Tecan 官网:DreamPrep NGS 全自动文库制备解决方案:lifesciences.tecan.com DreamPrep NGS;NGS sample prep 总页:lifesciences.tecan.com/ngs-sample-preparation
- ★高(成交公告)中国政府采购网:中国科学院动物研究所自动化文库构建工作站采购项目(第二次)成交公告(Hamilton Microlab STARv,196.50万元,2026-03):ccgp.gov.cn 成交公告
- ★高(成交公告)复旦大学:自动化NGS文库构建工作站采购项目成交结果公告(Hamilton Microlab STARlet,84.8万元,2023-11):xxgk.fudan.edu.cn 成交公告
- ★高(官方一手)贝克曼库尔特官网:本土 Biomek 自动化工作站下线(2025-10,苏州;i5/i7 参数):mybeckman.cn 本土化 Biomek
- ★高(中标公示)中国政府采购网:武汉儿童医院2025年医疗设备采购项目-19(华大智造 MGISP-960,52.1万元,2026-01公示):ccgp.gov.cn 中标公告
- ★中(行业目录)分析测试百科:华大智造 MGISP-960 高通量自动化样本制备系统(报价带50~100万元):antpedia.com MGISP-960;仪器信息网产品页:instrument.com.cn MGISP-960
- ★低(线索聚合,未确认)第三方中标记录聚合页(Hamilton STAR NGS 平台、MGISP-960 全国医院中标价格汇总):120shop.cn Hamilton 中标记录、120shop.cn MGISP-960 中标汇总——仅作检索线索,价格数据未逐一核实,不作为结论依据。
- ★中(行业媒体)蚂蚁淘/仪器资讯:华大智造 MGISP 系列与纳昂达自动化建库方案报道:antpedia.com 报道
- ★高(渠道一手)Azenta 4ti 系列 KingFisher 兼容96孔深孔板(4ti-0150),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/771
- ★高(渠道一手)HJ-Bioanalytik riplate 磁性分离微孔板系统(RIPLATE-MAGNETIC),ebaiao.cn:https://ebaiao.cn/product/937;HJ@SealPeelStation 全自动封膜/去膜一体工作站:https://ebaiao.cn/product/955