2026年9月，"長江杯"2026全球AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽正式啟動(dòng)。賽事圍繞多個(gè)健康相關(guān)靶點(diǎn)征集納米抗體（VHH）與迷你結(jié)合蛋白（minibinder）的從頭設(shè)計(jì)，報(bào)名團(tuán)隊(duì)已突破1200支，組委會(huì)將對(duì)不少于5000條候選序列免費(fèi)開展?jié)駥?shí)驗(yàn)驗(yàn)證，涵蓋表達(dá)、純化、檢測全流程，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)向全球研究者公開。

  這場賽事之所以受關(guān)注，不只因?yàn)楠?jiǎng)金和規(guī)模，更因?yàn)樗岩粋€(gè)行業(yè)痛點(diǎn)擺到了臺(tái)面上：AI可以在幾分鐘內(nèi)生成上千條候選序列，但驗(yàn)證它們能否真正折疊、穩(wěn)定表達(dá)、結(jié)合靶點(diǎn)，仍然要回到實(shí)驗(yàn)室，一條一條做出來。濕實(shí)驗(yàn)的通量和質(zhì)量，直接決定了AI模型的迭代速度，也決定了研發(fā)管線能走多遠(yuǎn)。

那么，一條AI設(shè)計(jì)的蛋白從序列走到親和力數(shù)據(jù)，中間要經(jīng)過哪些環(huán)節(jié)、用到哪些儀器？下面按四個(gè)階段逐一拆解。

階段一：從序列到表達(dá)載體

AI輸出的是氨基酸序列，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的第一步是把它變成能表達(dá)的DNA。這一階段主要完成密碼子優(yōu)化、基因合成、載體構(gòu)建、轉(zhuǎn)化和質(zhì)粒提取。

• 核心設(shè)備：PCR儀、核酸電泳儀、凝膠成像系統(tǒng)、恒溫培養(yǎng)箱、超凈工作臺(tái)、微量分光光度計(jì)

• 配套耗材試劑：質(zhì)粒提取試劑盒、PCR預(yù)混液與高保真酶、DNA Marker、移液器吸頭、PCR管

• 關(guān)鍵點(diǎn)：候選數(shù)量多時(shí)，質(zhì)粒提取建議走96孔高通量板式流程，否則前端構(gòu)建會(huì)成為整條鏈路的第一個(gè)堵點(diǎn)

階段二：蛋白表達(dá)

VHH和minibinder分子量通常只有15 kDa左右，多采用大腸桿菌或酵母表達(dá)系統(tǒng)。這一階段的核心是把序列變成真實(shí)的蛋白分子，并完成菌體收集與細(xì)胞破碎。

• 核心設(shè)備：恒溫振蕩培養(yǎng)箱、高速冷凍離心機(jī)、高壓均質(zhì)機(jī)或超聲細(xì)胞破碎儀

• 關(guān)鍵點(diǎn)：小分子量蛋白對(duì)剪切力敏感，破碎強(qiáng)度過高容易導(dǎo)致目標(biāo)蛋白降解或形成包涵體，建議優(yōu)先選擇壓力可精細(xì)調(diào)節(jié)的高壓均質(zhì)機(jī)，并在冰浴條件下操作

階段三：蛋白純化

純化決定了后續(xù)檢測數(shù)據(jù)是否可信。典型路線是"親和捕獲 + 精細(xì)純化"兩步走：先用Ni-NTA等親和填料抓取His標(biāo)簽蛋白，再通過分子排阻層析（SEC）去除聚集體，最后做緩沖液置換和濃縮。

• 核心設(shè)備：蛋白純化層析系統(tǒng)、層析柱、超濾離心管、離心濃縮儀

• 配套耗材：Ni-NTA親和填料、SEC填料、超濾膜

• 關(guān)鍵點(diǎn)：親和力檢測對(duì)樣品單體純度要求高，聚集體會(huì)嚴(yán)重干擾SPR/BLI的動(dòng)力學(xué)擬合，SEC這一步不建議省

階段四：定量與功能檢測

這是產(chǎn)出核心數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)，也是AI模型最需要的反饋來源。主要包括濃度測定、純度分析和結(jié)合親和力測定。

• 核心設(shè)備：酶標(biāo)儀、SDS-PAGE電泳系統(tǒng)、凝膠成像系統(tǒng)、SPR或BLI分子互作分析儀、蛋白穩(wěn)定性分析儀（DSF）

• 配套試劑：BCA或Bradford蛋白定量試劑盒、蛋白電泳試劑、預(yù)染蛋白Marker

• 關(guān)鍵點(diǎn)：親和力數(shù)據(jù)要看KD，也要看kon和koff。兩個(gè)分子KD相同，結(jié)合解離行為可能不同，直接影響后續(xù)成藥性判斷

實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備清單速查

搭建驗(yàn)證平臺(tái)的三個(gè)選型要點(diǎn)

1. 通量要匹配前端設(shè)計(jì)規(guī)模

AI一天能生成幾千條序列，如果純化還停留在一次一根柱子的手動(dòng)模式，整條鏈路就會(huì)被卡住。建議按"前端設(shè)計(jì)量 ÷ 可接受驗(yàn)證周期"倒推設(shè)備通量，純化和定量環(huán)節(jié)優(yōu)先考慮可并行處理的方案。

2. 樣品量要跟得上微量趨勢

初篩階段樣品往往只有幾十到幾百微升。選擇超濾離心管、層析柱和檢測耗材時(shí)，要確認(rèn)最小工作體積是否匹配，避免"設(shè)備能測但樣品不夠"的尷尬。BCA法相比Bradford法對(duì)去污劑耐受性更好，在復(fù)雜緩沖體系下更穩(wěn)定。

3. 數(shù)據(jù)要能回溯、能復(fù)用

賽事和AI訓(xùn)練都強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)公開與復(fù)用。設(shè)備的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)出能力、審計(jì)追蹤功能、是否符合21 CFR Part 11等合規(guī)要求，在需要長期沉淀數(shù)據(jù)庫的場景下會(huì)越來越重要。

從單臺(tái)設(shè)備到完整驗(yàn)證鏈路

對(duì)大多數(shù)高校課題組和中小型CRO來說，搭建一條完整的AI蛋白驗(yàn)證鏈路，難點(diǎn)不在于買哪一臺(tái)儀器，而在于各環(huán)節(jié)的通量、樣品量和數(shù)據(jù)接口能否串起來。

蘇州阿爾法生物實(shí)驗(yàn)器材有限公司長期服務(wù)高校院所、生物醫(yī)藥企業(yè)與第三方檢測機(jī)構(gòu)，可提供的產(chǎn)品覆蓋上述流程中的多個(gè)環(huán)節(jié)：

• 樣本前處理：高壓均質(zhì)機(jī)、細(xì)胞破碎儀、組織研磨儀、高速冷凍離心機(jī)、離心濃縮儀

• 核酸與克隆環(huán)節(jié)：質(zhì)粒提取試劑盒、PCR預(yù)混液與高保真酶、DNA Marker、核酸電泳配套

• 蛋白純化環(huán)節(jié)：蛋白純化層析系統(tǒng)、層析填料、超濾離心管

• 定量與電泳環(huán)節(jié)：BCA/Bradford蛋白定量試劑盒、蛋白電泳試劑、預(yù)染Marker

• 耗材與潔凈保障：移液器吸頭（梅特勒瑞寧Rainin）、離心管、凍存管、PCR耗材、潔凈區(qū)消毒方案

對(duì)于SPR/BLI分子互作儀、高分辨質(zhì)譜等專業(yè)檢測設(shè)備，我們也可以結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)需求協(xié)助做方案對(duì)比與選型建議。

   AI蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)的競爭，前半程比的是模型，后半程比的是誰能更快、更準(zhǔn)地把設(shè)計(jì)變成真實(shí)數(shù)據(jù)。一條穩(wěn)定、可重復(fù)、通量匹配的濕實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鏈路，正在從"配套能力"變成"核心競爭力"。

如果你正在為課題組或?qū)嶒?yàn)室規(guī)劃蛋白表達(dá)純化與檢測平臺(tái)，歡迎把具體通量需求和樣品類型發(fā)給我們，可以針對(duì)性出一版配置建議，生物試劑和實(shí)驗(yàn)耗材。